01、儲氫材料蓄熱原理

金屬氫化物在高于平衡分解壓力的氫壓下，金屬與氫的反應在生成氫化物的同時，要放出相當于生成熱的熱量Q，若向該反應提供相當于Q的熱能，使其進行分解反應，則氫就會在相當于平衡分解壓力的壓力下釋放出來。這一過程相當于熱-氫能變換，稱為化學蓄熱。

02、蓄熱用金屬氫化物

儲氫材料要求：

①反應速度快；

②單位質量或單位體積的蓄熱量大；

③可逆性好；

④反應物和生成物無毒性、腐蝕性和可燃性；

⑤價格低廉；

⑥工作溫度范圍寬（-20~1000℃）；

⑦熱源溫度下的平衡分解壓力應為0.1MPa至幾兆帕。

蓄熱系統：

蓄熱介質用金屬氫化物和儲氫介質用金屬氫化物。二者平衡特性應該不同。氫氣由前者流向后者時蓄熱；反向流動時放熱。

氫化物蓄熱裝置

蓄熱過程：

利用外部熱源的熱能使蓄熱槽的蓄熱用儲氫材料的氫化物加熱，則氫化物被分解，放出氫氣。氫氣進入儲氫槽，與其中合金反應后，以氫化物形式儲存下來。

放熱過程：

將儲氫槽加熱，使氫化物分解得到氫氣，將氫氣加熱到高于氫化物蓄熱槽溫度下的平衡分解壓力，送進蓄熱槽，由于氫與合金反應為放熱反應，就可向熱利用系統提供熱量。

03、金屬氫化物蓄熱系統開發現狀

日本以科學技術廳為主開展風能變換成熱能、儲存與利用技術的研究。利用風車的機械能驅動活塞，將空氣絕熱壓縮后制取高溫空氣，用高溫空氣將Ti-Fe-O系合金的氫化物容器加熱，分解成合金和氫。夜間寒冷時，使合金與氫反應生成金屬氫化物，并產生反應熱

04、金屬氫化物熱泵

常規空調

①能源消耗大；

②以氟利昂為工作介質，易泄露，破壞臭氧層。

新型金屬氫化物熱泵空調

①可利用廢熱、太陽能等低品位的熱源驅動熱泵工作，是唯一由熱驅動、無運動部件的熱泵；

②系統無腐蝕、無磨損、無噪聲；

③系統工作范圍大，工作溫度可調。

工作原理：

包括升溫、增熱和冷凍三個循環。

氫化物熱泵以氫氣為工作介質，以儲氫材料為能量轉換材料。由同溫度下分解壓不同的2種儲氫合金Ma和Mb組成熱力學循環系統。利用它們的平衡壓差來驅動氫氣流動，使兩種氫化物分別處于吸氫（放熱）和放氫（吸熱）狀態，從而達到升溫增熱或制冷的目的。

工作參數：

①工作氫容量：系統中通過反應可以在兩種金屬氫化物間傳遞的氫氣量。

②循環時間：兩種金屬氫化物間一個吸、放氫反應所需的時間。

③充氫量：根據金屬氫化物對的最大工作氫容量確定。

主要性能指標：

①特性系數COP：系統的有效輸出熱量Q出于系統作為動力輸入總熱量Q入的比值。

②總熱輸出能力E輸出：單位時間內系統輸出的總熱量。

③凈平均制冷功率Wh凈：系統在制冷循環中的平均功率。

作熱泵材料條件：

①有效吸氫量大；

②吸收、分解等溫線的平臺要平坦；

③吸收、釋放氫時反應速度大；

④冷凍循環時生成熱值?Ha≤ ?Hb，升溫循環時?Ha＞ ?Hb；

⑤吸收、釋放氫時的滯后程度小；

⑥合金和裝置材料的熱容量要小；

⑦合金抗衰退和抗中毒能力強；

⑧價格便宜。

目前金屬氫化物熱泵存在的問題：

①合金的氫化和脫氫反應中的滯后現象和平高線傾斜，對工作系數影響大；

②金屬氫化物的粉碎使傳導效果降低；

③現有熱泵的熱交換速度差；

④合金成本貴。