[00140813]新能源高效儲氫裝置

1、成果來源與背景：　　“新能源高效儲氫裝置”是在申江公司與中科院產研合作，引進“真空釬焊技術”和“貯氫合金材料”兩大高新技術項目，并成功實現產業化，取得良好的經濟效益和社會效益的基礎上，再度引進的又一高新技術項目。2003年3月16日，雙方就合作事宜在北京舉辦的“中科院－寧波市科技合作座談會”上簽署合作意向書，2005年5月簽訂技術轉讓合同。該項目曾于2001年被列入國家“863”計劃，課題編號：2001AA515022。在公司引進該項目后，針對產業化過程中的一些關鍵技術和工藝，再次進行研發改進，以適應批量生產要求。通過幾年的研究開發，完成了工藝驗證、裝置試驗和示范性生產運行，先后研制成功3L、30L、200L、500L、900L、3.5M3、25M3儲氫容器和50M3貯氫裝置系統，產品經相關單位試用，獲得良好評價，主要性能指標達到國內領先、國際先進水平，達到預期指標。2、技術原理及性能指標：　　該項目產品儲氫瓶的瓶體內部充填儲氫合金，在儲氫合金中填充導熱金屬材料，并采用瓶體表面加熱的方式進行熱交換，內部安裝多孔管進行氫氣的傳質，以及自動閥精確控制氫氣的壓力和流量。當儲氫合金充氫增壓時，將形成金屬氫化物并釋放出熱量，反過來，當對它減壓或提供熱量時，金屬氫化物分解，釋放出氫氣，作為燃料電池氫源。主要性能指標：單位體積儲氫率大于或等于50kgH2/m3；瓶體內部壓力1－2Mpa；放氫速度大于或等于2升/分鐘；循環使用壽命大于或等于5000次。3、技術創新性與先進性：　　在TiZrMn合金中添加了V，提高了合金的儲氫量以及改善了吸放氫性能，降低平臺氫壓，使儲氫量達到50kg/m3，壓力保持在1－2MPa；在瓶體內部填充導熱金屬材料和銅水管，安裝多孔管進行氫氣的傳質，較好地解決了瓶體內部的傳熱傳質問題；采用鎂基材料，降低了合金的放氫溫度，改善動力學性能，提高了能量轉換效率。4、技術成熟度，適用范圍及安全性：　　儲氫合金粉的生產、性能測試技術：本公司已有多年生產、銷售儲氫合金粉的經驗，生產能力達年1500噸，每年銷售量有800～1000噸，合金粉的生產、性能測試技術是成熟的，設備是先進的；傳質件的生產技術也是成熟的；儲氫合金瓶的組合、性能測試以及應用技術本公司的技術轉讓單位中國科學院上海微系統與技術研究所有20幾年的經驗；小批量研究產品已經過20年以上的試用，試用單位超過20個，代表性的試用單位為上海航天局811研究所，該單位已使用本產品10幾年；代表性的用戶意見是：該產品使用安全，方便，氫氣純度高；該產品雖無國家標準，但我們自己做過技術檢測，它們是：1）氫氣純度檢測：中國科學院北京半導體研究所；2）瓶體安全性檢測：上海交通大學固體力學實驗室；3）儲氫合金瓶槍擊安全性檢測：2000年，上海某軍事靶場。5、應用情況與存在問題：　　由于燃料電池具有發電效率高，可循環利用及無環境污染等特點，可廣泛應用于航天飛機、潛艇、水下機器人、電動汽車、中小規模電站、家用電源、可移動電源及通訊系統等。項目技術實現主要面臨的風險：金屬氫化物儲氫裝置的工藝參數及儲氫性能在大批量生產過程中的一致性問題。應對措施：已對影響金屬氫化物儲氫裝置性能穩定性的各個項目參數進行了深入研究，如傳熱傳質性能、活化性能及吸放氫性能等，已成功研制出3L－50M3高效儲氫裝置，并形成完整的中試工藝，只要在產業化過程中制定嚴格的工藝操作流程和檢驗規程，采用先進的生產檢測設備加以保障，有效的現場　管理進行過程控制，結合生產技術人員的培訓，完全可以產品性能指標的一致性問題。6、獲獎情況：　　獲得中國科學院成果一等獎，得到中國專利受權；通過中國科學院技術鑒定，獲得上海市技術進步三等獎；2005年底通過國家“863”項目驗收。