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储氢材料的应用-用于蓄热与输热技术

来源:https://www.xiutupi.com 发布时间:2021-10-08热度:

化学蓄热装置

金属氢化物在高于平衡分解压力的氢压下,金属与氢的反应在生成氢化物的同时,要放出相当于生成热的热量⑩Q,如果向该反应提供相当于Q⑥的热能,使其进行分解反应,则氢就会在相当于平衡分解压力的压力下释放出来。
这一过程相当于热一化学(氢)能变换,称为化学蓄热。
这些能量变换过程就是利用了储氢材料的吸收与释放氢的化学反应过程。
利用这种特性,可以制成蓄热装置,储存工业废热、地热、太阳能热等热能。即将这类能源通过储氢合金转换成化学能并储存起来,在需要时提供稳定的热能。

作为化学蓄热的储氢材料应具备以下条件:
    (1)反应速度快。
    (2)单位质量或单位体积的蓄热量大。
    (3)可逆性好。
    (4)反应物和生成物无毒性、腐蚀性和可燃性。
    (5)价格低廉。
    (6)工作温度范围大(一20℃一1000℃)。
    (7)热源温度下的平衡分解压力应为辽ll MPa至几十兆帕。

蓄热系统要使用两种金属氢化物:
一是蓄热介质用金属氢化物,
二是储氢介质用金属氢化物。两种金属氢化物的平衡特性应该不同。
氢气由前者流向后者时蓄热;反方向流动时放热。
用金属氢化物蓄热应选择与各种废热温度相适应的金属氢化物。
应用氢化物蓄热系统在有效利用自然能和作为节能措施的废热有效回收技术方面是很有前途的,目前关键的问题是要有储氢量大、价格低、寿命长、适于蓄热温度条件的合金,以及高性能热交换反应器等。

    金属氢化物热泵空调系统
    新型金属氢化物热泵空调系统也被认为是最有前景的替代产品之—
    (1)可利用废热、太阳能等低品位的热源驱动热泵工作,是唯一出热驱动、无运动部件的热泵。
    (2)系统通过气固相作用,因而无腐蚀,由于无运动部件,因而无磨损,无噪声。
    (3)系统工作范围大,且工作温度可调,不存在氟里昂对大气臭氧层的破坏作用。
    (4)可达到夏季制冷、冬季供暖的双效目的。

氢化物热泵是以氢气作为丁作介质,以储氢合金作为能量转换材料。
由相同温度下分解压不同的两种储氢合金组成热力学循环系统,利用它们的平衡压差来驱动氢气流动,使两种氢化物分别处于吸氢(放热)和放氢(吸热)状态,从而达到升温增热或制冷的目的。
已开发的氢化物热泵按其功能分为升温型、增热型和制冷型三种。
按系统使用的氢化物种类可分为单氢化物热泵、双氢化物热泵和多氢化物热泵三种。

氢化物热泵所用储氢合金材料主要有AB5型合金,以LaNi5,MmNi为典型代表,用Zr,Mn,Fe,Cr,A1,Cu等元素部分取代Ni,调整平台压力,改善氢化物的A⑩H⑥值,还有抑制合金粉化的作用;AB2型合金,以Mg 2zn型结构的ZrMn2,zrCr 2系多元合金最具应用前景;AB型合金,主要是TiFe及其合金化产物。

储氢材料的应用-用于蓄热与输热技术第1张图

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