Аккумулятор водорода

Авторы патента:

F17C11/00 - Применение в сосудах растворителей или поглотителей газов

Владельцы патента RU 2521904:

Звягинцева Алла Витальевна (RU)

Изобретение относится к области водородной энергетики и может быть использовано для хранения, транспортировки и распределения (подачи) водорода в топливных элементах и других энергетических установках. Аккумулятор водорода, имеющий корпус, накопитель водорода из сплава металла в виде системы сплава металл - водород, характеризующийся тем, что внутри корпуса размещен бак с аккумуляторами водорода, которые представляют собой расположенные компактно и соединенные между собой металлические пластины толщиной до 500 мкм из сплава никель - бор в виде электрохимической системы никель - бор - водород, и пластины соединены с теплопроводами, расположенными между корпусом и баком. В корпусе имеется горловина для заливки электролита в бак и слива его через другую горловину и съемные заглушки на них. На корпусе есть контакты подачи электрического тока для зарядки аккумулятора гальваническим способом, один из которых расположен на баке, а второй соединен с металлическими пластинами из сплава никель - бор, и на корпусе имеются входные и выходные патрубки от коллектора выхлопной трубы мотора. На корпусе имеется выходной патрубок от внутреннего бака для выхода водорода в систему питания двигателя, и на пластинах из сплава никель - бор расположен нагревательный элемент с контактами на поверхности корпуса. Изобретение направлено на создание удобного в эксплуатации и недорогого аккумулятора водорода. 3 ил.

Известно устройство «МЕТАЛЛОГИДРИДНЫЙ АККУМУЛЯТОР ВОДОРОДА». RU. Заявка №2012143189. А.

Металлогидридный аккумулятор водорода, имеющий корпус, отличающийся тем, что корпус состоит из верхней и нижней частей, в которых расположен блок, состоящий из дроби металла (гидрида металла) в матерчатых (сетчатых) мешках, и в этом блоке имеются отверстия для выхода водорода и электроды для электрохимической зарядки аккумулятора водородом, а также в блоке расположены стержни из металла с высокой теплопроводностью и эти стержни имеют нижние опорные поверхности, которые взаимодействуют с площадкой тепловой трубы, а второй конец тепловой трубы введен в коллектор выхлопной трубы автомобиля, а в нижней части корпуса имеются заглушенные винтами дренажные отверстия для слива, и обе половины корпуса соединены винтовыми парами. (Прототип).

Недостатком является необходимость установки аккумулятора близко к коллектору выхлопной трубы.

Известно изобретение «АККУМУЛЯТОР ВОДОРОДА». RU. Патент №2376522. С1. МПК F17C 11/00 (2006.01). Заявка: 2008134327/06, 22.08.2008.

Изобретение относится к области водородной энергетики и может быть использовано для хранения, транспортировки и распределения (подачи) водорода в топливных элементах и других энергетических установках. В аккумуляторе водорода, содержащем полые микросферы и сплав, образующий с водородом гидрид металла, внутренняя полость микросферы выполнена свободной. Сплав металла нанесен на наружную поверхность микросферы. Стенка микросферы выполнена проницаемой для водорода при комнатной температуре. Техническим результатом изобретения является обеспечение одновременно высокого весового и высокого объемного содержания водорода, обладающего высокоскоростными регулирующими свойствами при заполнении аккумулятора и при его разрядке (подаче к потребителю), и безопасного хранения и транспортировки водорода.

Недостатком является сложность изготовления и эксплуатации.

Техническим результатом является создание удобного в эксплуатации и недорогого аккумулятора водорода.

Технический результат достигается тем, что внутри корпуса размещен бак с аккумуляторами водорода, которые представляют собой расположенные компактно и соединенные между собой металлические пластины толщиной до 500 мкм из сплава никель - бор в виде электрохимической системы никель - бор - водород, и пластины соединены с теплопроводами, расположенными между корпусом и баком, причем в корпусе имеются горловины для заливки электролита в бак и слива его через другую горловину и съемные заглушки на них, а также имеются на корпусе контакты подачи электрического тока для зарядки аккумулятора гальваническим способом, один из которых расположен на баке, а второй соединен с металлическими пластинами из сплава никель - бор, и на корпусе имеются входные и выходные патрубки от коллектора выхлопной трубы мотора, а также на корпусе имеется выходной патрубок от внутреннего бака для выхода водорода в систему питания двигателя, и на пластинах из сплава никель - бор расположен нагревательный элемент с контактами на поверхности корпуса.

На Фиг.1 изображен аккумулятор водорода - сменный топливный элемент.

На Фиг.2 изображено сечение аккумулятора водорода - сменного топливного элемента.

На Фиг.3 изображен теплопровод.

Аккумулятор водорода (Фиг.1) состоит из наружного корпуса 6 и внутреннего бака 1. В пространстве между баком 1 и корпусом 6 на герметичных диэлектрических термостойких опорах 3 установлены теплопроводы 12 (Фиг.3). Внутри корпуса 1 размещены аккумуляторы водорода 2, представляющие собой расположенные компактно и соединенные между собой металлические пластины толщиной до 500 мкм (Звягинцева А.В., Фаличева А.И. Физико-механические свойства никелевых покрытий, легированных бором // Гальванотехника и обработка поверхности. 1997, T.V, №2, с.24-29.) из сплава никель - бор, представляющие собой электрохимическую систему никель - бор- водород, связанные с теплопроводами 12. Зазор между пластинами должен обеспечивать многократную зарядку аккумулятора. Перед зарядкой аккумуляторов водорода 2 в бак 1 через горловину 8 заливается электролит (на чертеже не показан). Для зарядки через контакты 5 и 13 на аккумуляторы водорода 2 подается электрический ток, инициализируется процесс электролиза, вследствие которого водород накапливается в аккумуляторах водорода 2. После зарядки подача электрического тока на контакты 5 и 13 прекращается, электролит сливается через горловину 7, горловины 7 и 8 закрываются заглушками 11 (Фиг.2).

При установке заряженного аккумулятора водорода в рабочее положение входной патрубок 10 и выходной патрубок 9 присоединяются к системе выпуска продуктов сгорания (например, к выхлопной системе автомобиля), горловина 8 после удаления заглушки 11 присоединяется к системе подачи топлива. Для инициализации процесса выделения водорода из аккумуляторов водорода 2 на контакты 4 и 13 подается электрический ток, аккумуляторы водорода 2 нагреваются до температуры в 250 град Цельсия и начинают отдавать накопленный водород, который через горловину 8 попадает в систему подачи топлива. После того как продукты сгорания начнут проходить через пространство между баком 1 и корпусом 6, подача электрического тока на контакты 4 и 13 может быть прекращена. Тепло, переносимое продуктами сгорания, через теплопроводы 12 будет передаваться на аккумуляторы водорода 2 и нагревать их до 250 град. Цельсия для поддержания процесса выделения водорода. Подача электрического тока на контакты 4 и 13 необходима только после переустановки сменного топливного элемента, так как повторный запуск двигателя после его остановки между сменами топливных элементов может осуществляться за счет водорода, накопленного в баке 1.

Технико-экономические показатели выше прототипа, т.к. система никель - бор - водород более долговечная.

Перечень позиций.

1- внутренний бак

2-аккумулятор водорода

3-термостойкая опора

4-контакт

5-контакт

6-наружный корпус

7-горловина

8-горловина

9-выходной патрубок

10-входной патрубок

11-заглушка

12-теплопровод

13-контакт

Аккумулятор водорода, имеющий корпус, накопитель водорода из сплава металла в виде системы сплава металл - водород, отличающийся тем, что внутри корпуса размещен бак с аккумуляторами водорода, которые представляют собой расположенные компактно и соединенные между собой металлические пластины толщиной до 500 мкм из сплава никель - бор в виде электрохимической системы никель - бор - водород, и пластины соединены с теплопроводами, расположенными между корпусом и баком, причем в корпусе имеется горловина для заливки электролита в бак и слива его через другую горловину и съемные заглушки на них, а также имеются на корпусе контакты подачи электрического тока для зарядки аккумулятора гальваническим способом, один из которых расположен на баке, а второй соединен с металлическими пластинами из сплава никель - бор, и на корпусе имеются входные и выходные патрубки от коллектора выхлопной трубы мотора, а также на корпусе имеется выходной патрубок от внутреннего бака для выхода водорода в систему питания двигателя, и на пластинах из сплава никель - бор расположен нагревательный элемент с контактами на поверхности корпуса.

Изобретение относится к газовой отрасли промышленности, а именно к средствам для хранения и транспортирования горючих газов. Баллон состоит из цилиндрического корпуса с патрубком, заполненного пористой пропитанной ацетоном массой.

Способ аккумулирования водорода // 2515971

Изобретение относится к способу аккумулирования водорода, заключающемуся в насыщении электродов водородом путем его диффузии внутрь электродов за счет электролиза электролита, в который погружены электроды.

Способ получения, хранения и разложения гидратов природного газа // 2505740

Изобретение относится к способам получения и хранения природного газа в виде газовых гидратов (ГПГ). Способ включает предварительное заполнение судна водоледяной смесью.

Зарядное устройство для водородных аккумуляторов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования (алюминий, титан, магний) // 2505739

Изобретение относится к зарядным устройствам аккумуляторов водорода и может быть использовано для зарядки указанных аккумуляторов водородом. Зарядное устройство для водородных аккумуляторов из гидрида металлов с высокой степенью пассивирования (алюминий, титан, магний), выполнено из стабилизированного источника электрического тока (1), проводов (2), электролизера (3) и аккумуляторов (4) водорода на основе гидрида алюминия (титана или магния) (5), при этом в электролизере (3) расположен электролит (6) из угольной кислоты H2CO3 в дистиллированной воде, который полностью покрывает два стоящих отдельно друг от друга аккумулятора (4) без внешних корпусов со свободным проникновением электролита (6) в структуру аккумулятора (4) из гидрида металла (5), причем один аккумулятор (4) подсоединен к катоду (7), а второй аккумулятор (8) - к аноду (9), причем на крышке (10) зарядного устройства расположена вертикальная труба (11) с клапаном сброса (12) излишнего давления, создаваемого продуктами электролиза.

Устройства и способы хранения и/или фильтрования вещества // 2499949

Предложены устройства, системы и способы введения и/или выведения вещества в сорбционную среду и из сорбционной среды. Вещество имеется на крае сорбционной среды, которая включает параллельные слои сорбционного материала.

Аккумулятор водорода // 2498151

Изобретение относится к водородной энергетике, а именно к аккумуляторам водорода, применяющимся в различных отраслях промышленности и техники. Аккумулятор водорода состоит из бака, погруженного в сосуд Дьюара, и устройства для закачки и выпуска водорода.

Металлогидридный аккумулятор для хранения водорода // 2450203

Устройство и картридж для хранения сжатого газообразного водорода // 2440290

Изобретение относится к устройству и картриджу для хранения сжатого газообразного водорода. .

Устройство для хранения и транспортировки водорода // 2435098

Изобретение относится к области создания автономных источников энергии, систем хранения, выделения и транспортировки газообразных продуктов и может быть использовано в автономных и передвижных системах энергоснабжения.

Топливный бак и установка для хранения и подачи газа // 2382268

Изобретение относится к устройствам обеспечения газообразным топливом двигателей средств передвижения. .

Аккумулирующий материал для насыщения атомарными веществами и способ его получения // 2528775

Изобретение относится к материаловедению, микро- и наноэлектронике и может быть использовано в технологических процессах получения энергоносителей. В качестве аккумулирующего материала для насыщения атомарными и/или молекулярными веществами использован шаровидный материал микронных размеров, состоящий из наноразмерных двумерных спиралеобразно, радиально и аксиально расположенных пластин графита, имеющих единый центр. Отличительной чертой представленного аккумулирующего материала является наличие развитой поверхности пластин графита. Для решения поставленной задачи предложен также способ получения аккумулирующего материала для насыщения атомарными веществами и/или молекулярными веществами, заключающийся в том, что выделяют из высокопрочного чугуна шаровидный графит, подвергают его очистке от примесей оксидов кремния и оксидов железа, полученную массу сепарируют по размерам, очищают путем удаления несвязанных частиц графита с поверхности шаровидного графита, подвергают расщеплению. Задачей данного изобретения является расширение арсенала средств для накопления и хранения веществ в атомарном и/или молекулярном состоянии. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ аккумулирования водорода в ламельных электродах // 2573439

Изобретение относится к области водородной энергетики - аккумулированию и хранению водорода, который в настоящее время используется в химическом, транспортном машиностроении и других отраслях промышленности. Согласно изобретению емкость для хранения водорода представляет собой обычный никель-кадмиевый аккумулятор с ламельными электродами. Предложенный способ аккумулирования водорода состоит в насыщении электродов водородом путем его диффузии внутрь электродов. Электроды насыщаются водородом, благодаря электролизу электролита во время перезаряда аккумулятора при напряжении 1.7 В в течение 1,8 лет. Техническим результатом изобретения является возможность использования для накопления водорода дешевых, промышленно выпускаемых ламельных электродов и получение массового содержания водорода в оксидно-никелевых электродах 9-10%, а в кадмиевых электродах 8,0-8,5%.

Способы хранения и транспортировки природного газа в жидких растворителях // 2589591

Изобретение относится к системам и способам создания и хранения жидкофазной смеси природного газа, абсорбированного в легкоуглеводородных растворителях при температуре и давлении, которые способствуют улучшению объемных отношений сохраняемого природного газа по сравнению с CNG и PLNG при таких же температуре и давлении от менее 80° до около -120°F (от -62,2°С до -84,4°С) и от около 300 psig до около 900 psig (2,07-6,2 МПа, манометрических). Предпочтительные растворители включают этан, пропан и бутан и растворители на основе природного газоконденсата (NGL) и сжиженного нефтяного газа (LPG). Системы и способы для принятия (11, 13) сырьевого промыслового или полукондиционированного природного газа, кондиционированного газа, получения (14) жидкофазной смеси природного газа, абсорбированного в легкоуглеводородном растворителе, и транспортировки (16) смеси на рынок сбыта, где сетевой газ и продукты фракционирования поставляются путем, расходующим меньше энергии, чем CNG-, PLNG- или LNG-системы, с лучшим соотношением «масса груза к массе контейнера» для компонента природного газа, чем CNG-системы. 13 н. и 35 з.п. ф-лы, 25 ил., 3 табл.

Способ аккумулирования водорода // 2604228

Изобретение относится к способу аккумулирования водорода и может быть использовано в химической промышленности для переработки углеводородных газов, а также в системах транспорта и водородных технологий. Нагретый поток, содержащий водяной пар и низшие алканы, имеющие от одного до четырех атомов углерода, пропускают через адиабатический реактор, заполненный насадкой катализатора. Затем из нагретого потока водород выводят путем диффузии через герметичную металлическую стенку в капсулу, в которой проводят поглощение водорода реакционным газом. Обеспечивается снижение расхода энергоресурсов, уменьшение затрат на прокачку и потери, связанные с выбросом избыточного тепла в атмосферу, снижение затрат на получение и аккумулирование водорода. 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 2 пр.

Аккумулятор для хранения водорода в связанном состоянии и картридж для аккумулятора // 2606301

Изобретение относится к области водородной энергетики и может быть использовано для хранения, транспортировки и распределения (подачи) водорода в топливных элементах и других энергетических установках. В основу конструкции аккумулятора водорода положена концепция модульного выполнения накопителя водорода в виде системы легко заменяемых в процессе эксплуатации картриджей, содержащих водород в связанном состоянии в водородонасыщенном пленочном покрытии, нанесенном на металлическую фольговую ленту, которая может быть свернута затем в спираль или другую форму с геометрией, обеспечивающей высокую степень компактирования. Для фиксации картриджей используется система теплообменных элементов с геометрией пчелиных сот, а устройство для выделения водорода аккумулятора имеет систему игл/ножей для разгерметизации заряженных (наводороженных) картриджей после их первоначальной загрузки в аккумулятор. Для получения возможности использования режимов термодесорбции водорода с малой инерционностью в качестве материала фольги выбираются металлы или сплавы с высоким омическим сопротивлением, концы фольги соединены с электрическими контактами на металлическом торце картриджа, соединяемыми с регулируемым источником напряжения. Малоинерционная термодесорбция водорода осуществляется омическим нагревом фольги с высоким сопротивлением, что предоставляет новые возможности для программирования параметров выделения водорода. Техническим результатом использования изобретения являются устранение взрывоопасности в аварийных ситуациях, повышение объемной плотности водорода в накопителе и улучшение его эксплуатационно-технических характеристик, в том числе минимизация времени переходных режимов выделения водорода до 0,1 с, а также уровня давления в накопителе при поставке водорода потребителю. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ хранения природного газа при помощи адсорбции в промышленных газовых баллонах // 2616140

Изобретение относится к способу хранения природного газа метана при помощи адсорбции в общепромышленных газовых баллонах, в микропористом материале с эффективной шириной пор меньше 3 нм, высокой насыпной плотности, формованного в блоки в виде специальных шестигранных призм, у которых диаметр описанной окружности основания не менее чем на 15% меньше, чем отверстие в горловине баллона, упакованных таким образом, что внутренний объем баллона заполняется адсорбционным материалом не менее чем на 95%, может быть использовано в системах хранения, распределения и транспортировки газового топлива. Технический результат заключается в повышении количества газового топлива, запасаемого в баллоне, и снижении пожаровзрывоопасности системы хранения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Адсорбционный газовый терминал // 2648387

Изобретение относится к конструкции системы хранения и транспортировки природного газа в адсорбированном виде. Адсорбционный газовый терминал состоит из корпуса, выполненного в форме параллелепипеда, и расположенной внутри него конструкции из чередующихся ячеек, способных нести нагрузку, ориентированной относительно одной из главных осей симметрии корпуса в продольном направлении. Внутри ячеек расположены блоки адсорбционного материала, обеспечивающие заполнение адсорбционного газового терминала не менее чем на 80%. Технический результат заключается в повышении эффективности использования полезного объема транспортных систем при размещении в них газового терминала, снижении давления заправки природным газом по сравнению с компримированным природным газом, а также повышении пожаро-взрывобезопасности. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.