金属氢化物储放氢反应器研究进展

应强; 李建立; 段秉言; 耿银良; 李敬法

doi:10.19770/j.cnki.issn.1008-2565.2023.04.003

北京石油化工学院学报 ›› 2023, Vol. 31 ›› Issue (4) : 12 -21. DOI: 10.19770/j.cnki.issn.1008-2565.2023.04.003

金属氢化物储放氢反应器研究进展

应强, 李建立, 段秉言, 耿银良, 李敬法

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摘要

金属氢化物储氢具有原料丰富易得、体积储氢密度较高、储放氢条件相对温和且调节范围宽等优点，在氢储运、氢储能、便携氢源等领域应用广泛。金属氢化物在吸放氢时大量放热和吸热的反应特性决定了反应器的热管理效能对整个装置的储放氢性能具有决定性影响。从反应器类型、热管理单元结构演变和热管理效果评价等方面，综述了管式、盘式、罐式、蜂窝式等典型结构金属氢化物储氢反应器的研究进展。对于最常见的罐式反应器，在保证本质安全和较高储氢密度的前提下，综合采用内外结合、扩展传热表面、微通道换热等强化传热技术，设计出外部换热型、内部直管换热型、内部螺旋管换热型、内部微管束换热型、内外复合换热型等热管理结构。就热管理效果而言，仿真与实验研究均表明，随着传热表面的拓展、热交换工艺条件的优化，反应器储放氢过程的可控性大大提高，储放氢性能显著改善。随着金属氢化物储氢材料的不断发展及应用场景的日益多样化，金属氢化物储氢反应器正朝布局均匀化和结构紧凑化方向发展。