為了達(dá)到優(yōu)化能量密度，儲(chǔ)存的氫氣需要被壓縮，壓力高達(dá)700bar，以便實(shí)現(xiàn)有限容積內(nèi)容納足夠里程數(shù)的氫氣。此類儲(chǔ)氫箱需要足夠強(qiáng)度來承受高壓，并且不會(huì)滲透氫氣，以防止氣體泄漏。為了避免與極端壓力相關(guān)的安全問題，同時(shí)更好地避免壓縮氫氣時(shí)浪費(fèi)能源，我們正在尋找此類儲(chǔ)罐的替代品。

DLR，位于斯圖加特的德國(guó)航空航天中心，正在研究用于燃料電池或汽車的氫氣儲(chǔ)存替代方法。為了將氫氣儲(chǔ)存在金屬氫化物容器中，DLR通過Bronkhorst分銷商Wagner Mess- und Regeltechnik得到一套控制氫氣進(jìn)入容器并測(cè)量容器中釋放氫氣量的解決方案。

工藝方案

Bronkhorst解決方案包含金屬氫化物容器入口和出口的流量?jī)x表。使用IN-FLOW 系列流量計(jì)組合Vary-P閥門將氫引入金屬氫化物中。將金屬氫化物容器控制在一定壓力下，以便考察儲(chǔ)存反應(yīng)。

在金屬氫化物容器的入口和出口側(cè)使用IN-PRESS系列壓力控制器結(jié)合Vary-P閥以控制壓力。出口側(cè)的平行閥為球閥，用于將壓力降至大氣壓。

PROFIBUS-DP 協(xié)議用于Bronkhorst設(shè)備和裝置控制部分之間的通信、設(shè)定值設(shè)置以及測(cè)量參數(shù)讀取，以便在后期分析。整套裝置符合ATEX Zone 2要求。

研究的重點(diǎn)是降低壓力，從而使氫氣處理更加安全。研究中使用的環(huán)境壓力可達(dá)100bar，但30 bar是金屬氫化物容器的典型操作壓力。儲(chǔ)氫是放熱過程，過程中產(chǎn)生的熱量必須被消散。另一方面，釋放反應(yīng)是吸熱的，意味著只有在提供足夠的熱量時(shí)才會(huì)釋放氫氣。這導(dǎo)致了氫氣在金屬氫化物化合物中的固有安全性。

研究的參考變量通常是壓力。在金屬氫化物容器的入口側(cè)，壓力控制器和質(zhì)量流量控制器作為流量壓力控制器一起工作。引入氫氣時(shí)，出口側(cè)閥門關(guān)閉，儲(chǔ)氫開啟。釋放氫氣時(shí)，入口側(cè)關(guān)閉，出口側(cè)閥門打開。完整的實(shí)驗(yàn)是循序漸進(jìn)的過程：首先引入氫氣，然后檢查在一定條件下可以裝載多少，引入的氫在金屬氫化物中的穩(wěn)定性如何，以及這個(gè)過程的重復(fù)性如何。在釋放氫氣時(shí)，研究在一定條件下氫氣的釋放量。

穩(wěn)定性和重復(fù)性是釋放過程的關(guān)鍵。