洁净煤技术

作者：王晓龙, 郭天磊, 陈明浩, 曹红梅, 朱世铭, 时德泰, 王炳莉, 朱鹏飞, 吴震

关键词：金属氢化物反应器,相变热管理,参数优化,储氢性能,氢热传输

利用相变材料对固态储氢装置进行热管理可以充分利用储释氢过程热量，并且可以使换热系统更加轻便紧凑。但以往相变材料均采用环绕式布局，存在径向热阻大，难以应用于大容量固态储氢装置等缺点。基于此，针对千克级储氢量的固态储氢装置，提出了一种耦合相变换热的管壳式材料装填结构，并构建了其氢-热耦合传输多物理场模型，系统研究了储氢材料空间布局、操作参数及物性参数对储氢性能的影响。结果表明：MH布置在管程时可显著增加有效换热面积并实现金属氢化物的均匀填充，吸/放氢速率优于MH布置在壳程的设计。降低工作压力或提高相变材料的相变温度可以加快放氢反应速率。而提高工作压力则是加速吸氢反应的有效手段；提升金属氢化物床层导热系数和相变材料的固态（放氢时）与液态（吸氢时）导热系数可强化传热，有助于提升反应器的吸放氢性能。本研究提出的耦合相变热管理的管壳式固态储氢装置结构，可为开发高效、紧凑的大容量固态储氢反应器提供理论指导，促进其工程应用。

来源：2026年第3期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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