悉尼科技大學 (UTS) 和昆士蘭科技大學 (QUT) 的研究人員開發(fā)了一種新方法來改善固態(tài)氫燃料電池的充電時間。氫作為一種從風能和太陽能等可再生能源中儲存“綠色能源”的有效方式而受到廣泛關注。壓縮氣體是最常見的儲氫形式，但它也可以以液態(tài)或固態(tài)儲存。

悉尼科技大學的 Saidul Islam 博士說，固態(tài)儲氫，尤其是金屬氫化物，之所以引起人們的興趣，是因為它比壓縮氣體或液體更安全、更緊湊、成本更低，并且可以可逆地吸收和釋放氫。

“金屬氫化物儲氫技術是可再生電解現(xiàn)場制氫的理想選擇。它可以長時間儲存??氫氣，一旦需要，它可以通過燃料電池轉(zhuǎn)換為氣體或熱能或電能形式，”伊斯拉姆博士說。

“應用包括氫氣壓縮機、可充電電池、熱泵和儲熱、同位素分離和氫氣純化。它還可以用于在太空中儲存氫氣，用于衛(wèi)星和其他‘綠色’空間技術，”他說。

然而，用于氫能存儲的金屬氫化物的一個問題是其低導熱性，這導致充電和放電時間緩慢。

為了解決這個問題，研究人員開發(fā)了一種新方法來改善固態(tài)氫氣的充放電時間。該研究最近發(fā)表在《科學報告》雜志上。

第一作者 Puchanee Larpruenrudee，博士。UTS 機械與機電工程學院的候選人表示，更快地從固體燃料電池中去除熱量會導致更快的充電時間。

“已經(jīng)設計了幾種用于金屬氫化物儲氫的內(nèi)部熱交換器。其中包括直管、螺旋盤管或螺旋管、U 形管和翅片。使用螺旋盤管可顯著改善儲氫裝置內(nèi)的傳熱和傳質(zhì)。”

“這是由于二次循環(huán)，并且具有更大的表面積，可以將熱量從金屬氫化物粉末轉(zhuǎn)移到冷卻液中。我們的研究進一步開發(fā)了螺旋線圈以提高傳熱性能。”

研究人員開發(fā)了一種半圓柱形盤管作為內(nèi)部熱交換器，顯著提高了傳熱性能。與傳統(tǒng)的螺旋盤管換熱器相比，使用新型半圓柱盤管時，充氫時間減少了 59%。

他們現(xiàn)在正在對氫解吸過程進行數(shù)值模擬，并繼續(xù)改進吸收時間。為此，將進一步開發(fā)半圓柱形盤管換熱器。

最后，研究人員的目標是開發(fā)一種新的氫能儲存設計，它將結合其他類型的熱交換器。他們還希望與行業(yè)合作伙伴一起研究基于新型熱交換器的真實儲罐性能。