Mahalo no kou kipa ʻana iā Nature.com.Ke hoʻohana nei ʻoe i kahi polokalamu kele pūnaewele me ke kākoʻo CSS palena ʻole.No ka ʻike maikaʻi loa, manaʻo mākou e hoʻohana i kahi polokalamu kele pūnaewele hou (a i ʻole e hoʻopau i ke ʻano Compatibility Mode ma Internet Explorer).Eia kekahi, e hōʻoia i ke kākoʻo mau, hōʻike mākou i ka pūnaewele me ka ʻole o nā styles a me JavaScript.
Hōʻike i kahi carousel o ʻekolu paheʻe i ka manawa hoʻokahi.E hoʻohana i nā pihi Mua a me Next no ka neʻe ʻana i ʻekolu paheʻe i ka manawa, a i ʻole e hoʻohana i nā pihi paheʻe ma ka hopena e neʻe i ʻekolu mau paheʻe i ka manawa.
Hoʻomaopopo ʻia nā hydride metala (MH) ʻo ia kekahi o nā pūʻulu waiwai kūpono loa no ka mālama ʻana i ka hydrogen ma muli o ko lākou nui o ka mālama ʻana i ka hydrogen, haʻahaʻa haʻahaʻa a me ka palekana kiʻekiʻe.Eia naʻe, hoʻemi nui kā lākou hydrogen uptake kinetics i ka hana mālama.Hiki i ka wehe 'ana i ka wela mai ka waihona MH ke hana ko'iko'i i ka ho'onui 'ana i ka nui o ka lawe 'ana i ka hydrogen, i mea e ho'omaika'i ai i ka mālama 'ana.Ma keia manao, ua manao keia noiʻi i ka hoʻomaikaʻi 'ana i ka wela hoʻololi 'ano i mea e hoʻoikaika maikaʻi i ka hydrogen uptake rate o ka MH waihona waihona.Ua hoʻomohala mua ʻia ka coil semi-cylindrical hou a hoʻopaʻa ʻia no ka mālama ʻana i ka hydrogen a hoʻohui ʻia ma ke ʻano he ea-a-heat exchanger (HTF).Ma muli o nā nui pitch like ʻole, ʻike ʻia ka hopena o ka hoʻonohonoho hoʻololi wela hou a hoʻohālikelike ʻia me ka geometry helical coil maʻamau.Eia kekahi, ua aʻo helu ʻia nā ʻāpana hana o ka mālama ʻana o MG a me GTP no ka loaʻa ʻana o nā waiwai maikaʻi loa.No ka hoʻohālikelike helu, hoʻohana ʻia ʻo ANSYS Fluent 2020 R2.Hōʻike nā hopena o kēia haʻawina e hiki ke hoʻomaikaʻi maikaʻi ʻia ka hana o kahi pahu waihona MH ma o ka hoʻohana ʻana i kahi mea hoʻololi wela semi-cylindrical coil (SCHE).Ke hoʻohālikelike ʻia me nā mea hoʻololi wela o ka spiral coil maʻamau, ua hoʻemi ʻia ka lōʻihi o ka absorption hydrogen e 59%.ʻO ka liʻiliʻi liʻiliʻi ma waena o nā coils SCHE i hopena i ka 61% hōʻemi i ka manawa absorption.E pili ana i nā ʻāpana hana o ka mālama ʻana o MG me ka hoʻohana ʻana iā SHE, ʻo nā ʻāpana āpau i koho ʻia e alakaʻi i kahi hoʻomaikaʻi koʻikoʻi i ke kaʻina hana hoʻoheheʻe hydrogen, ʻoi aku ka mahana ma ka inlet i ka HTS.
Aia kahi hoʻololi honua mai ka ikehu e pili ana i nā wahie fossil i ka ikehu hou.Ma muli o ka nui o nā ʻano o ka ikehu hou e hāʻawi i ka mana ma ke ʻano ikaika, pono ka mālama ʻana i ka ikehu e kaulike i ka ukana.ʻO ka mālama ʻana i ka ikehu i hoʻokumu ʻia i ka hydrogen ua huki nui ʻia no kēia kumu, ʻoi aku ka nui no ka hiki ke hoʻohana ʻia ka hydrogen ma ke ʻano he "'ōmaʻomaʻo" wahie a me ka mea lawe ikehu ma muli o kona mau waiwai a me ka hiki ke lawe.Eia kekahi, hāʻawi pū ka hydrogen i ka ʻike ikehu kiʻekiʻe o kēlā me kēia ʻāpana nui i hoʻohālikelike ʻia me nā wahie fossil2.ʻEhā ʻano nui o ka mālama ʻana i ka ikehu hydrogen: mālama kinoea i hoʻopaʻa ʻia, mālama ʻia ma lalo o ka honua, mālama wai, a me kahi mālama paʻa.ʻO ka hydrogen kaomi ka ʻano nui i hoʻohana ʻia i nā kaʻa wahie e like me nā kaʻa a me nā forklifts.Eia nō naʻe, hāʻawi kēia waihona i kahi haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa o ka hydrogen (ma kahi o 0.089 kg/m3) a loaʻa nā pilikia palekana e pili ana i ke kaomi hana kiʻekiʻe3.Ma muli o ke kaʻina hana hoʻololi i ka wela haʻahaʻa haʻahaʻa a me ke kaomi, e mālama ka waihona wai i ka hydrogen ma ke ʻano wai.Eia naʻe, ke hoʻoheheʻe ʻia, ma kahi o 40% o ka ikehu e nalowale.Eia kekahi, ʻike ʻia kēia ʻenehana i ka ʻoi aku ka ikaika a me ka ikaika o ka hana i ka hoʻohālikelike ʻia me nā ʻenehana mālama moku paʻa4.ʻO ka waihona paʻa kahi koho kūpono no ka hoʻokele waiwai hydrogen, nāna e mālama i ka hydrogen ma o ka hoʻokomo ʻana i ka hydrogen i loko o nā mea paʻa ma o ka absorption a me ka hoʻokuʻu ʻana i ka hydrogen ma o ka desorption.ʻO Metal hydride (MH), kahi ʻenehana hoʻopaʻa waiwai paʻa, ʻo ia ka hoihoi hou i nā noi wahie ma muli o kona kiʻekiʻe o ka hydrogen, haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa, a me ke kumu kūʻai haʻahaʻa i hoʻohālikelike ʻia me ka waiho ʻana o ka wai, a kūpono ia no nā noi paʻa a me nā polokalamu kelepona6,7 In Eia kekahi, hāʻawi pū nā mea MH i nā waiwai palekana e like me ka mālama pono ʻana o ka mana nui8.Eia nō naʻe, aia kekahi pilikia e kaupalena ana i ka huahana o ka MG: ʻo ka haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa o ka reactor MG e alakaʻi i ka lohi o ka absorption a me ka desorption o ka hydrogen.
ʻO ka hoʻoili wela kūpono i ka wā exothermic a me ka hopena endothermic ke kī i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana o nā reactors MH.No ke kaʻina hoʻouka hydrogen, pono e hoʻoneʻe ʻia ka wela i hana ʻia mai ka reactor i mea e hoʻomalu ai i ke kahe o ka hoʻouka ʻana o ka hydrogen i ka nui i makemake ʻia me ka nui o ka mālama ʻana.Akā, koi ʻia ka wela e hoʻonui i ka nui o ka hoʻololi hydrogen i ka wā o ka hoʻokuʻu ʻana.I mea e hoʻomaikaʻi ai i ka hana wela a me ka hoʻoili nui ʻana, ua aʻo nā mea noiʻi he nui i ka hoʻolālā a me ka optimization e pili ana i nā kumu he nui e like me nā ʻāpana hana, ka hoʻolālā MG, a me ka optimization MG11.Hiki ke hana ʻia ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka MG ma ka hoʻohui ʻana i nā mea hoʻoili wela wela e like me nā metala pahu i nā papa MG 12,13.No laila, hiki ke hoʻonui ʻia ka conductivity thermal maikaʻi mai 0.1 a i 2 W/mK10.Eia naʻe, ʻo ka hoʻohui ʻana i nā mea paʻa e hōʻemi nui i ka mana o ka reactor MN.E pili ana i nā ʻāpana hana, hiki ke hoʻokō ʻia nā hoʻomaikaʻi ʻana ma o ka hoʻonui ʻana i nā kūlana hana mua o ka papa MG a me ka mea hoʻoluʻu (HTF).Hiki ke hoʻonui ʻia ke ʻano o ka MG ma muli o ka geometry o ka reactor a me ka hoʻolālā ʻana o ka mea hoʻololi wela.E pili ana i ka hoʻonohonoho ʻana o ka MH reactor heat exchanger, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia nā ʻano i ʻelua ʻano.ʻO kēia nā mea hoʻololi wela i loko i kūkulu ʻia i loko o ka papa MO a me nā mea hoʻololi wela o waho e uhi ana i ka ʻāpana MO e like me nā fins, nā lole hoʻoluʻu a me nā ʻauʻau wai.E pili ana i ka mea hoʻololi wela o waho, ua kālailai ʻo Kaplan16 i ka hana o ka reactor MH, me ka hoʻohana ʻana i ka wai hoʻoluʻu ma ke ʻano he ʻaʻahu e hoʻemi ai i ka wela i loko o ka reactor.Ua hoʻohālikelike ʻia nā hopena me kahi reactor fin puni 22 a me kahi reactor ʻē aʻe i hoʻoluʻu ʻia e ka convection maoli.Ua ʻōlelo lākou ʻo ka loaʻa ʻana o kahi kapa hoʻomaha e hoʻemi nui i ka mahana o ka MH, ma laila e hoʻonui ai i ka helu absorption.Ua hōʻike ʻia nā haʻawina helu o ka reactor MH i hoʻopaʻa ʻia i ka wai e Patil a me Gopal17 ʻo ke kaomi hāʻawi hydrogen a me ka mahana o ka HTF nā ʻāpana koʻikoʻi e pili ana i ka nui o ka lawe ʻana a me ka desorption.
ʻO ka hoʻonui ʻana i ka wahi hoʻoili wela ma ka hoʻohui ʻana i nā fins a me nā mea hoʻololi wela i kūkulu ʻia i loko o ka MH ke kī i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana wela a me ka hoʻoili nui a no laila ka hana mālama ʻana o ka MH18.Ua hoʻolālā ʻia kekahi mau mea hoʻololi hoʻololi wela i loko (pololei pololei a me spiral coil) e hoʻopuʻi i ka mea hoʻomaha ma ka reactor MH19,20,21,22,23,24,25,26.Me ka hoʻohana ʻana i ka mea hoʻololi wela i loko, e hoʻoneʻe ka wai hoʻoluʻu a i ʻole ka wai wela i ka wela kūloko i loko o ka reactor MH i ka wā o ke kaʻina hana hydrogen adsorption.Ua hoʻohana ʻo Raju lāua ʻo Kumar [27] i kekahi mau paipu pololei i mea hoʻololi wela e hoʻomaikaʻi i ka hana o ka MG.Ua hōʻike ʻia nā hopena i hōʻemi ʻia nā manawa absorption ke hoʻohana ʻia nā paipu pololei e like me nā mea hoʻololi wela.Eia hou, hoʻopōkole ka hoʻohana ʻana i nā paipu pololei i ka manawa hoʻopau hydrogen28.ʻOi aku ka nui o ka hoʻoheheʻe ʻana o ka wai hoʻomāhuahua i ka nui o ka hoʻouka ʻana a me ka hoʻokuʻu ʻana o ka hydrogen29.Eia naʻe, ʻo ka hoʻonui ʻana i ka nui o nā paipu hoʻoluʻu he hopena maikaʻi i ka hana MH ma mua o ka kahe kahe o ka coolant30,31.Ua hoʻohana ʻo Raju et al.32 i ka LaMi4.7Al0.3 ma ke ʻano he mea MH e aʻo i ka hana o nā mea hoʻololi wela multitube i nā reactors.Ua hōʻike lākou he hopena koʻikoʻi nā ʻāpana hana i ke kaʻina hana absorption, ʻoi aku ka nui o ke kaomi hānai a laila ka kahe kahe o ka HTF.Eia nō naʻe, ua emi ke koʻikoʻi o ka mahana absorption.
Hoʻomaikaʻi hou ʻia ka hana o ka reactor MH ma ka hoʻohana ʻana i kahi mea hoʻololi wela o ka spiral coil ma muli o kona hoʻololi ʻana i ka wela i hoʻohālikelike ʻia me nā paipu pololei.No ka mea, hiki i ka pō'ai lua ke wehe maika'i i ka wela mai ka reactor25.Eia kekahi, ua hāʻawi nā paipu spiral i kahi ākea nui no ka hoʻoili ʻana i ka wela mai ka papa MH a i ka mea hoʻomaha.Ke hoʻokomo ʻia kēia ʻano hana i loko o ka reactor, ʻoi aku ka like o ka hāʻawi ʻana i nā paipu hoʻololi wela.ʻO Wang et al.Ua aʻo ʻo 34 i ka hopena o ka lōʻihi o ka lawe ʻana i ka hydrogen ma o ka hoʻohui ʻana i kahi coil helical i kahi reactor MH.Hōʻike kā lākou hopena i ka piʻi ʻana o ka coefficient hoʻoili wela o ka mea hoʻomaha, e emi ana ka manawa absorption.ʻO Wu et al.Ua noiʻi ʻo 25 i ka hana ʻana o nā reactors MH e pili ana iā Mg2Ni a me nā mea hoʻololi wela coil.Ua hōʻike kā lākou mau haʻawina helu i ka emi ʻana o ka manawa pane.Hoʻokumu ʻia ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka mīkini hoʻololi wela i ka reactor MN ma kahi ratio liʻiliʻi o ka pitch screw i ka pitch screw a me ka pitch screw dimensionless.ʻO kahi haʻawina hoʻokolohua e Mellouli et al.21 me ka hoʻohana ʻana i kahi wili wili ma ke ʻano he mea hoʻololi wela i loko i hōʻike ʻia he hopena koʻikoʻi ka HTF hoʻomaka wela i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hydrogen uptake a me ka manawa desorption.Ua hana ʻia nā hui ʻana o nā mea hoʻololi wela kūloko i kekahi mau haʻawina.Eisapur et al.Ua aʻo ʻo 35 i ka mālama ʻana i ka hydrogen me ka hoʻohana ʻana i ka mea hoʻololi wela puʻupuʻu spiral me kahi paipu hoʻihoʻi waena e hoʻomaikaʻi i ke kaʻina hoʻoheheʻe hydrogen.Ua hōʻike ko lākou hopena i ka hoʻomaikaʻi nui ʻana o ka paipu spiral a me ka pahu hoʻihoʻi waena i ka hoʻoili wela ma waena o ka mea hoʻomaha a me ka MG.ʻO ka pitch liʻiliʻi a me ke anawaena nui o ka paipu spiral e hoʻonui i ka wikiwiki o ka wela a me ka hoʻoili nuipaʻa.Ardahaie et al.Ua hoʻohana ʻo 36 i nā paipu spiral pālahalaha e like me nā mea hoʻololi wela e hoʻomaikaʻi i ka hoʻoili wela i loko o ka reactor.Ua hōʻike lākou ua hoʻemi ʻia ka lōʻihi o ka absorption ma ka hoʻonui ʻana i ka nui o nā mokulele paipu spiral palahalaha.Ua hana ʻia nā hui ʻana o nā mea hoʻololi wela kūloko i kekahi mau haʻawina.ʻO Dhau et al.Ua hoʻomaikaʻi ʻo 37 i ka hana o ka MH me ka hoʻohana ʻana i kahi mea hoʻololi wela coil a me nā fins.Hōʻike kā lākou hopena e hōʻemi ana kēia ʻano i ka manawa hoʻopiha hydrogen ma kahi helu o 2 i hoʻohālikelike ʻia i ka hihia me ka ʻole o ka ʻili.Hoʻohui ʻia nā fins annular me nā paipu hoʻomaha a kūkulu ʻia i loko o ka reactor MN.Hōʻike nā hopena o kēia haʻawina e hāʻawi ana kēia ʻano hui ʻana i ka hoʻoili wela like ʻole i hoʻohālikelike ʻia me ka reactor MH me ka ʻole o nā ʻili.Eia naʻe, ʻo ka hui pū ʻana i nā mea hoʻololi wela like ʻole e hoʻopilikia i ke kaumaha a me ka nui o ka reactor MH.Ua hoʻohālikelike ʻo Wu et al.18 i nā hoʻonohonoho hoʻololi wela like ʻole.Loaʻa kēia mau mea i nā paipu pololei, nā ʻili a me nā ʻōwili spiral.Hōʻike nā mea kākau e hāʻawi nā spiral coils i nā hoʻomaikaʻi maikaʻi loa i ka wela a me ka hoʻoili nui.Eia hou, ke hoʻohālikelikeʻia me nā paipu pololei, nā puʻupuʻu wili, a me nā paipu pololei i hui pūʻia me nā puʻupuʻu i hoʻopiliʻia,ʻoi aku ka maikaʻi o nā'ōpili pālua i ka hoʻomaikaʻiʻana i ka hoʻoili wela.ʻO kahi haʻawina e Sekhar et al.Ua hōʻike ʻo 40 ua loaʻa ka hoʻomaikaʻi like ʻana i ka lawe ʻana i ka hydrogen me ka hoʻohana ʻana i ka spiral coil e like me ka mea hoʻololi wela o loko a me kahi lole hoʻoluʻu waho waho.
ʻO nā hiʻohiʻona i ʻōlelo ʻia ma luna nei, ʻo ka hoʻohana ʻana i nā coils spiral e like me nā mea hoʻololi wela o loko e hāʻawi i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka wela a me ka hoʻololi nui ʻana ma mua o nā mea hoʻololi wela ʻē aʻe, ʻoi aku ka pololei o nā paipu a me nā ʻili.No laila, ʻo ka pahuhopu o kēia haʻawina ʻo ia ka hoʻomohala ʻana i ka spiral coil e hoʻomaikaʻi i ka hana hoʻoili wela.No ka manawa mua, ua kūkulu ʻia kahi coil semi-cylindrical hou e pili ana i ka MH storage helical coil.Manaʻo ʻia kēia haʻawina e hoʻomaikaʻi i ka hana mālama ʻana i ka hydrogen ma o ka noʻonoʻo ʻana i kahi hoʻolālā hoʻololi wela hou me kahi hoʻolālā wahi hoʻoili wela maikaʻi i hāʻawi ʻia e ka leo mau o ka moe MH a me nā paipu HTF.Ua hoʻohālikelike ʻia ka hana mālama ʻana o kēia mea hoʻololi wela hou me nā mea hoʻololi wela coil maʻamau e pili ana i nā pitch coil like ʻole.Wahi a nā palapala i loaʻa, nā kūlana hana a me ka spacing o nā coils nā kumu nui e pili ana i ka hana o nā reactors MH.No ka maikaʻi o ka hoʻolālā ʻana o kēia mea hoʻololi wela hou, ua noiʻi ʻia ka hopena o ka spacing coil i ka manawa lawe hydrogen a me ka nui o ka MH.Eia kekahi, no ka hoʻomaopopo ʻana i ka pilina ma waena o nā coils hemi-cylindrical hou a me nā kūlana hana, ʻo kahi pahuhopu lua o kēia noiʻi ʻana e aʻo i nā ʻano o ka reactor e like me nā pae hana like ʻole a hoʻoholo i nā waiwai kūpono no kēlā me kēia hana. ʻano hana.hoʻohālikelike.
Ke noiʻi ʻia nei ka hana o ka hāmeʻa hoʻopaʻa ikehu hydrogen i loko o kēia haʻawina ma muli o ʻelua mau hoʻonohonoho hoʻololi wela (me nā paipu spiral ma nā hihia 1 a 3 a me nā paipu semi-cylindrical i nā hihia 4 a hiki i 6) a me kahi loiloi sensitivity o nā ʻāpana hana.Ua ho'āʻo ʻia ka hana o ka reactor MH no ka manawa mua me ka hoʻohana ʻana i kahi paipu spiral ma ke ʻano he mea hoʻololi wela.ʻO ka paipu aila hoʻoluʻu a me ka moku reactor MH i hana ʻia me ke kila kila.Pono e hoʻomaopopo ʻia ua mau nā ana o ka reactor MG a me ke anawaena o nā paipu GTF i nā hihia āpau, ʻoiai ʻokoʻa nā ʻanuʻu o ka GTF.Hoʻopili kēia ʻāpana i ka hopena o ka nui o ka pitch o nā coils HTF.ʻO ke kiʻekiʻe a me ke anawaena o waho o ka reactor he 110 mm a me 156 mm.Hoʻonohonoho ʻia ke anawaena o ka paipu aila hoʻomehana wela ma 6mm.E nānā i ka Māhele Pākuʻi no nā kikoʻī e pili ana i ke kiʻikuhi kaapuni MH reactor me nā paipu spiral a me nā paipu semi-cylindrical ʻelua.
Ma ka fig.Hōʻike ka 1a i ka MH spiral tube reactor a me kona mau ana.Hāʻawi ʻia nā ʻāpana geometric āpau ma ka papa.1. ʻO ka huina nui o ka helix a me ka nui o ka ZG ma kahi o 100 cm3 a me 2000 cm3.Mai kēia MH reactor, ua hānai ʻia ka ea ma ke ʻano o ka HTF i loko o ka porous MH reactor mai lalo ma o kahi paipu spiral, a ua hoʻokomo ʻia ka hydrogen mai ka ʻili o luna o ka reactor.
ʻO ke ʻano o nā geometries i koho ʻia no nā reactors hydride metala.a) me kahi mea hoʻololi wela wiliwili-tubular, b) me kahi mea hoʻololi wela tubular semi-cylindrical.
ʻO ka ʻaoʻao ʻelua e nānā i ka hana o ka reactor MH ma muli o kahi pahu semi-cylindrical ma ke ʻano he mea hoʻololi wela.Ma ka fig.Hōʻike ka 1b i ka reactor MN me ʻelua mau paipu semi-cylindrical a me ko lākou mau ana.Hōʻike ka papa 1 i nā ʻāpana geometric āpau o nā paipu semi-cylindrical, e mau ana, koe naʻe ka mamao ma waena o lākou.Pono e hoʻomaopopo ʻia ua hoʻolālā ʻia ka paipu semi-cylindrical i ka Case 4 me ka leo mau o ka paipu HTF a me ka alloy MH i loko o ka paipu wili (koho 3).No ka fig.1b, ua hoʻokomo pū ʻia ka ea mai lalo o nā paipu HTF semi-cylindrical ʻelua, a ua hoʻokomo ʻia ka hydrogen mai ka ʻaoʻao ʻē aʻe o ka reactor MH.
Ma muli o ka hoʻolālā hou o ka mea hoʻololi wela, ʻo ke kumu o kēia ʻāpana e hoʻoholo i nā kumu waiwai mua kūpono no nā ʻāpana hana o ka reactor MH i hui pū ʻia me SCHE.I nā hihia a pau, ua hoʻohana ʻia ka ea ma ke ʻano he mea hoʻomaha e hoʻoneʻe i ka wela mai ka reactor.Ma waena o nā aila hoʻoili wela, koho pinepine ʻia ka ea a me ka wai e like me nā aila hoʻoili wela no nā reactors MH ma muli o ko lākou kumu kūʻai haʻahaʻa a me ka hopena haʻahaʻa.Ma muli o ke kiʻekiʻe o ka hoʻohana ʻana i ka wela o ka magnesium-based alloys, ua koho ʻia ka ea ma ke ʻano he mea hoʻomaʻamaʻa ma kēia haʻawina.Eia kekahi, ua ʻoi aku ka maikaʻi o ke kahe ʻana ma mua o nā metala wai ʻē aʻe a me nā paʻakai hoʻoheheʻe ʻia41.Hōʻike ka papa 2 i nā waiwai o ka ea ma 573 K. No ka nānā ʻana i ka naʻau ma kēia ʻāpana, ʻo nā hoʻonohonoho maikaʻi wale nō o nā koho hana MH-SCHE (ma nā hihia 4 a hiki i 6) ke hoʻohana ʻia.Hoʻokumu ʻia nā koho ma kēia ʻāpana i nā ʻāpana hana like ʻole, me ka wela mua o ka reactor MH, ke kaomi hoʻouka hydrogen, ka wela inlet HTF, a me ka helu Reynolds i helu ʻia ma ka hoʻololi ʻana i ka helu HTF.Aia ka papa 3 i nā ʻāpana hana a pau i hoʻohana ʻia no ka nānā ʻana i ka naʻau.
Hōʻike kēia ʻāpana i nā hoʻohālikelike mana pono āpau no ke kaʻina o ka absorption hydrogen, turbulence a me ka hoʻoili wela o nā mea hoʻomaha.
No ka hoʻomaʻamaʻa ʻana i ka hoʻonā ʻana o ka hoʻoulu ʻana o ka hydrogen, ua hana ʻia a hāʻawi ʻia kēia mau manaʻo;
I ka wā o ka absorption, mau ka waiwai thermophysical o ka hydrogen a me ka metala hydride.
Manaʻo ʻia ʻo Hydrogen he kinoea maikaʻi loa, no laila e noʻonoʻo ʻia nā kūlana equilibrium wela kūloko43,44.
kahi \({L}_{gas}\) ka radius o ka pahu, a me \({L}_{heat}\) ke kiʻekiʻe axial o ka pahu.Ke emi ka N ma lalo o 0.0146, hiki ke nānā ʻole ʻia ke kahe o ka hydrogen i loko o ka pahu i ka simulation me ka hewa ʻole.Wahi a ka noiʻi o kēia manawa, ʻoi aku ka haʻahaʻa o N ma mua o 0.1.No laila, hiki ke mālama ʻia ka hopena gradient kaomi.
Ua hoʻokaʻawale maikaʻi ʻia nā paia reactor i nā hihia āpau.No laila, ʻaʻohe hoʻololi wela 47 ma waena o ka reactor a me ke kaiapuni.
Ua ʻike maikaʻi ʻia ʻo Mg-based alloys he mau hiʻohiʻona hydrogenation maikaʻi a me ka hiki ke hoʻopaʻa hydrogen kiʻekiʻe a hiki i 7.6 wt%8.Ma ke ʻano o nā noi mālama mālama hydrogen mokuʻāina, ua ʻike ʻia kēia mau ʻāpana he mau mea māmā.Eia kekahi, loaʻa iā lākou ke kūpaʻa wela maikaʻi a me ka processability maikaʻi8.Ma waena o kekahi mau Mg-based alloys, Mg2Ni-based MgNi alloy kekahi o nā koho kūpono loa no ka mālama ʻana o MH ma muli o kona hiki ke mālama i ka hydrogen a hiki i ka 6 wt%.Hāʻawi pū nā Mg2Ni alloys i ka adsorption wikiwiki a me ka desorption kinetics i hoʻohālikelike ʻia me MgH48 alloy.No laila, koho ʻia ʻo Mg2Ni i mea metala hydride ma kēia haʻawina.
Hōʻike ʻia ka hoohalike ikehu he 25 ma muli o ke koena wela ma waena o ka hydrogen a me ka Mg2Ni hydride:
ʻO X ka nui o ka hydrogen i komo ma ka ʻili metala, ʻo ka ʻāpana \(kaumaha\%\), helu ʻia mai ka hoʻohālikelike kinetic \(\frac{dX}{dt}\) i ka wā o ka lawe ʻana penei49:
ma kahi o \({C}_{a}\) ka lihi hoʻololi a me \({E}_{a}\) ka ikehu hoʻāla.\({P}_{a,eq}\) ʻo ia ke kaomi kaulike i loko o ka mea hoʻoheheʻe metala hydride i ka wā o ke kaʻina hoʻoemi, hāʻawi ʻia e ka hoʻohālikelike van't Hoff penei25:
Aia ka \({P}_{ref}\) i ke kaomi kuhikuhi o 0.1 MPa.\(\Delta H\) a me \(\Delta S\) ka enthalpy a me ka entropy o ka pane.Hōʻike ʻia nā waiwai o nā alloys Mg2Ni a me ka hydrogen i ka papa.4. Hiki ke loa'a ka papa inoa ma ka pauku hou.
Manaʻo ʻia ke kahe ʻana o ka wai he 78.75 ms-1 a me 14000 kona wikiwiki a me ka helu Reynolds (Re).Ma kēia haʻawina, ua koho ʻia kahi k-ε turbulence k-ε hiki ke hoʻokō.Hoʻomaopopo ʻia e hāʻawi kēia ʻano hana i ka pololei kiʻekiʻe ma mua o nā ʻano k-ε ʻē aʻe, a koi pū kekahi i ka manawa helu helu ma mua o nā ʻano RNG k-ε50,51.E nānā i ka ʻāpana Hoʻohui no nā kikoʻī e pili ana i nā hoʻohālikelike kumu no nā wai hoʻoili wela.
I ka hoʻomaka ʻana, ua like ke ʻano wela o ka reactor MN, a he 0.043 ka awelika hydrogen.Ua manaʻo ʻia ʻo ka palena o waho o ka reactor MH ua hoʻokaʻawale maikaʻi ʻia.ʻO nā mea hoʻoheheʻe i hoʻokumu ʻia i ka Magnesium e koi maʻamau i nā mahana hana kiʻekiʻe e mālama a hoʻokuʻu i ka hydrogen i loko o ka reactor.Pono ka Mg2Ni alloy i kahi mahana wela o 523–603 K no ka hoʻopau loa ʻana a me kahi pae wela o 573–603 K no ka desorption piha52.Eia naʻe, ua hōʻike ʻia nā haʻawina hoʻokolohua a Muthukumar et al.53 e hiki ke hoʻokō i ka nui o ka mālama ʻana o Mg2Ni no ka mālama ʻana i ka hydrogen ma kahi mahana hana o 573 K, e like me kona mana theoretical.No laila, koho ʻia ka mahana o 573 K ma ke ʻano he wela mua o ka reactor MN i kēia haʻawina.
E hana i nā nui mānoanoa like ʻole no ka hōʻoia a me nā hopena hilinaʻi.Ma ka fig.Hōʻike ka 2 i ka wela maʻamau ma nā wahi i koho ʻia i ke kaʻina hoʻoheheʻe hydrogen mai ʻehā mau mea like ʻole.Pono e hoʻomaopopo ʻia hoʻokahi wale nō hihia o kēlā me kēia hoʻonohonoho i koho ʻia e hoʻāʻo ai no ke kūʻokoʻa o ka grid ma muli o ke ʻano geometry.Hoʻohana ʻia ke ʻano meshing like i nā hihia ʻē aʻe.No laila, koho i ka koho 1 no ka paipu spiral a me ka koho 4 no ka paipu semi-cylindrical.Ma ka fig.Hōʻike ka 2a, b i ka awelika wela o ka reactor no nā koho 1 a me 4.ʻO nā wahi i koho ʻia ʻekolu e hōʻike ana i nā ʻano wela wela ma luna, waena, a me lalo o ka reactor.Ma muli o nā ʻano wela wela ma nā wahi i koho ʻia, paʻa ka awelika o ka mahana a hōʻike i ka loli liʻiliʻi o nā helu element 428,891 a me 430,599 no nā hihia 1 a me 4, kēlā me kēia.No laila, ua koho ʻia kēia mau mākia nui no ka hoʻohelu helu ʻana.Hāʻawi ʻia ka ʻike kikoʻī e pili ana i ka wela o ka moena no ke kaʻina hana hoʻoheheʻe hydrogen no nā ʻano cell like ʻole a me nā mīkini i hoʻomaʻemaʻe ʻia no nā hihia ʻelua i hāʻawi ʻia ma ka ʻāpana hoʻohui.
Awelika wela moe ma nā wahi i koho ʻia ma ke kaʻina hana hoʻoheheʻe hydrogen i loko o kahi reactor hydride metala me nā helu mānoanoa like ʻole.(a) Awelika wela ma nā wahi i koho ʻia no ka hihia 1 a me (b) ʻAwelika wela ma nā wahi i koho ʻia no ka hihia 4.
Ua ho'āʻoʻia ka Mg-based metal hydride reactor ma kēia haʻawina ma muli o nā hopena hoʻokolohua o Muthukumar et al.53.I kā lākou aʻo ʻana, ua hoʻohana lākou i kahi hui Mg2Ni e mālama i ka hydrogen i loko o nā paipu kila kila.Hoʻohana ʻia nā ʻili keleawe e hoʻomaikaʻi i ka hoʻoili wela i loko o ka reactor.Ma ka fig.Hōʻike ʻo 3a i ka hoʻohālikelike ʻana i ka wela awelika o ke kaʻina hana absorption ma waena o ka haʻawina hoʻokolohua a me kēia haʻawina.ʻO nā kūlana hana i koho ʻia no kēia hoʻokolohua ʻo: MG ka wela mua 573 K a me ke kaomi inlet 2 MPa.Mai fig.3a hiki ke hōʻike maopopo ʻia he ʻaelike maikaʻi kēia hopena hoʻokolohua me ka mea i kēia manawa e pili ana i ka wela o ka papa.
Hōʻoia hoʻohālike.(a) Hōʻoia code o ka Mg2Ni metala hydride reactor ma ka hoʻohālikelike ʻana i ka haʻawina o kēia manawa me ka hana hoʻokolohua a Muthukumar et al.52, a (b) hōʻoia ʻana o ke kumu hoʻohālike o ka wai hoʻoheheʻe spiral ma o ka hoʻohālikelike ʻana i ka haʻawina o kēia manawa me kā Kumar et al .Huli.54.
No ka ho'āʻoʻana i keʻano hoʻohaunaele, ua hoʻohālikelikeʻia nā hopena o kēia noiʻi me nā hopena hoʻokolohua o Kumar et al.54 e hōʻoia i ka pololei o keʻano hoʻohālike i kohoʻia.Ua aʻo ʻo Kumar et al.54 i ke kahe ʻino i loko o kahi mea hoʻololi wela o ka paipu-i-pipe.Hoʻohana ʻia ka wai e like me ka wai wela a me ke anuanu i hoʻoheheʻe ʻia mai nā ʻaoʻao ʻē aʻe.He 323 K a me 300 K ka wela o ka wai wela a me ke anu.Aia nā helu Reynolds mai 3100 a 5700 no nā wai wela a mai 21,000 a 35,000 no nā wai anuanu.ʻO nā helu Dean he 550-1000 no nā wai wela a me 3600-6000 no nā wai anuanu.ʻO nā anawaena o ka paipu i loko (no ka wai wela) a me ka paipu waho (no ka wai anuanu) he 0.0254 m a me 0.0508 m.ʻO ke anawaena a me ka pitch o ka coil helical he 0.762 m a me 0.100 m.Ma ka fig.Hōʻike ka 3b i ka hoʻohālikelike ʻana o nā hopena hoʻokolohua a me nā hopena o kēia manawa no nā hui like ʻole o nā helu Nusselt a me Dean no ka mea hoʻomaʻamaʻa i loko o ka paipu i loko.Ua hoʻokō ʻia a hoʻohālikelike ʻia me nā hopena hoʻokolohua ʻekolu.E like me ka hoike ana ma ka fig.3b, ʻo nā hopena o ka k-ε turbulence k-ε hiki ke ʻae maikaʻi me ka ʻikepili hoʻokolohua.No laila, ua koho ʻia kēia ʻano hoʻohālike ma kēia haʻawina.
Hana ʻia nā hoʻohālikelike helu ma kēia haʻawina me ka hoʻohana ʻana iā ANSYS Fluent 2020 R2.E kākau i kahi hana i wehewehe ʻia e ka mea hoʻohana (UDF) a hoʻohana iā ia ma ke ʻano he huaʻōlelo hoʻokomo o ka hoʻohālikelike ikehu e helu ai i nā kinetics o ke kaʻina absorption.Hoʻohana ʻia ke kaʻapuni PRESTO55 a me ke ʻano PISO56 no ke kamaʻilio kaomi-wikiwiki a me ka hoʻoponopono kaomi.E koho i kahi waihona pūnaewele Greene-Gauss no ka gradient loli.Hoʻoholo ʻia ka hoʻohālikelike ʻana i ka manawa a me ka ikehu e ke ala ʻelua o ka upwind.E pili ana i nā helu hoʻomaha hoʻomaha, ua hoʻonohonoho ʻia ke kaomi, ka wikiwiki, a me nā ʻāpana ikehu i 0.5, 0.7, a me 0.7.Hoʻohana ʻia nā hana pā maʻamau i ka HTF i ke kumu hoʻohālikelike.
Hōʻike kēia ʻāpana i nā hopena o nā hoʻohālikelike helu o ka hoʻololi wela o loko o kahi reactor MH me ka hoʻohana ʻana i kahi mea hoʻololi wela coil coil (HCHE) a me kahi mea hoʻololi wela helical coil (SCHE) i ka wā o ka hoʻoheheʻe ʻana o ka hydrogen.Ka hopena o ka HTF pitch ma ka wela o ka moena reactor a me ka lōʻihi o ka absorption ua kālailai ʻia.Hoʻopaʻa ʻia nā ʻāpana hana nui o ke kaʻina absorption a hōʻike ʻia i loko o ka ʻāpana loiloi sensitivity.
No ka noiʻi ʻana i ka hopena o ka hoʻololi ʻana i ka wela ma kahi reactor MH, ʻekolu mau hoʻonohonoho hoʻololi wela me nā pitch like ʻole i noiʻi ʻia.ʻO nā pitch ʻokoʻa ʻekolu o 15mm, 12.86mm a me 10mm i koho ʻia ke kino 1, kino 2 a me ke kino 3.Pono e hoʻomaopopo ʻia ua hoʻopaʻa ʻia ke anawaena paipu ma 6 mm ma kahi mahana mua o 573 K a me ka hoʻouka ʻana o 1.8 MPa i nā hihia āpau.Ma ka fig.Hōʻike ka 4 i ka awelika o ka moe moe a me ka hydrogen i loko o ka papa MH i ka wā o ke kaʻina hana hoʻoheheʻe hydrogen i nā hihia 1 a i 3. ʻO ka maʻamau, ʻo ka hopena ma waena o ka hydride metala a me ka hydrogen he exothermic i ke kaʻina absorption.No laila, piʻi wikiwiki ka mahana o ka moena ma muli o ka manawa mua i hoʻokomo mua ʻia ka hydrogen i loko o ka reactor.Piʻi ka mahana o ka moena a hiki i ka waiwai nui a laila e emi mālie i ka lawe ʻia ʻana o ka wela e ka mea hoʻomaʻamaʻa, ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka wela a hana ma ke ʻano he mea hoʻomaha.E like me ka hoike ana ma ka fig.4a, ma muli o ka wehewehe mua ʻana, piʻi wikiwiki ka mahana o ka papa a hoʻemi mau.Hoʻokumu pinepine ʻia ka manaʻo hydrogen no ke kaʻina absorption i ka mahana moe o ka reactor MH.Ke hāʻule ka wela o ka papa awelika i kekahi mahana, hoʻomoʻa ka ʻili metala i ka hydrogen.ʻO kēia ma muli o ka wikiwiki o nā kaʻina hana o ka physisorption, chemisorption, diffusion o ka hydrogen a me ka hoʻokumu ʻana o kāna hydrides i ka reactor.Mai fig.4b hiki ke ʻike ʻia ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka absorption hydrogen i ka hihia 3 ma mua o nā hihia ʻē aʻe ma muli o ka waiwai liʻiliʻi o ka mea hoʻololi wela coil.Loaʻa kēia i ka lōʻihi o ka paipu holoʻokoʻa a me kahi wahi hoʻololi wela nui no nā paipu HTF.Me ka awelika o ka hydrogen concentration o 90%, ʻo ka manawa absorption no Case 1 he 46,276 kekona.Ke hoʻohālikelike ʻia i ka lōʻihi o ka absorption i ka hihia 1, ua hoʻemi ʻia ka lōʻihi o ka absorption i nā hihia 2 a me 3 e 724 s a me 1263 s.Hōʻike ka ʻāpana koʻikoʻi i nā ʻāpana wela a me ka hydrogen no nā wahi i koho ʻia ma ka papa HCHE-MH.
Ka hopena o ka mamao ma waena o nā coils ma ka wela o ka papa awelika a me ka ʻike hydrogen.(a) Awelika o ka wela moe no na wili helical, (b) hydrogen kuonoono no na wili helical, (c) awelika mehana moe no na wili hemi-cylindrical, a (d) hydrogen no na wili hemi-cylindrical.
No ka hoʻomaikaʻi ʻana i nā ʻano hoʻololi wela o ka reactor MG, ua hoʻolālā ʻia ʻelua HFC no ka leo mau o ka MG (2000 cm3) a me kahi mea hoʻololi wela spiral (100 cm3) o ke koho 3. Manaʻo pū kēia ʻāpana i ka hopena o ka mamao ma waena o ka wili o 15 mm no ka hihia 4, 12.86 mm no ka hihia 5 a me 10 mm no ka hihia 6. I fig.4c,d hōʻike i ka awelika moe moe a me ka neʻe o ka hydrogen absorption kaʻina hana ma ka mua wela o 573 K a me ka hoʻouka kaomi o 1.8 MPa.E like me ka awelika papa wela ma Fig. 4c, ʻo ka liʻiliʻi liʻiliʻi ma waena o nā coils i ka hihia 6 e hoʻemi nui i ka wela ke hoʻohālikelike ʻia me nā hihia ʻelua ʻē aʻe.No ka hihia 6, he haʻahaʻa haʻahaʻa ka wela o ka moena i loaʻa i ka hydrogen kiʻekiʻe (e nānā i ke kiʻi 4d).ʻO ka manawa lawe hydrogen no Variant 4 he 19542 s, ʻoi aku ia ma mua o 2 mau manawa haʻahaʻa ma mua o nā ʻano 1-3 e hoʻohana ana i ka HCH.Eia kekahi, ke hoʻohālikelike ʻia i ka hihia 4, ua hoʻemi ʻia ka manawa absorption e 378 s a me 1515 s i nā hihia 5 a me 6 me nā mamao haʻahaʻa.Hōʻike ka ʻāpana koʻikoʻi i nā hiʻohiʻona wela a me ka hydrogen no nā wahi i koho ʻia ma ka papa SCHE-MH.
No ke aʻo ʻana i ka hana ʻana o ʻelua hoʻonohonoho hoʻololi wela, hoʻolālā kēia ʻāpana a hōʻike i nā pihi wela ma nā wahi i koho ʻia.Ua koho 'ia ka MH reactor me HCHE mai ka hihia 3 no ka ho'ohālikelike 'ana me ka reactor MH i loa'a ka SCHE ma ka hihia 4 no ka mea he mau MH ka nui a me ka paipu.ʻO nā kūlana hana no kēia hoʻohālikelike he mahana mua o 573 K a me kahi kaomi hoʻouka o 1.8 MPa.Ma ka fig.Hōʻike ka 5a a me 5b i nā kūlana i koho ʻia ʻekolu o nā kiʻi wela ma nā hihia 3 a me 4, kēlā me kēia.Ma ka fig.Hōʻike ka 5c i ka ʻike wela a me ka hoʻopaʻa ʻana o ka papa ma hope o 20,000 s o ka lawe ʻana i ka hydrogen.E like me ka laina 1 ma ka Fig. 5c, ua emi ka mahana a puni ka TTF mai nā koho 3 a me 4 ma muli o ka hoʻoili wela convective o ka mea hoʻomaha.ʻO kēia ka hopena i kahi kiʻekiʻe o ka hydrogen a puni kēia wahi.Eia nō naʻe, ʻo ka hoʻohana ʻana i ʻelua mau SCHE e hopena i ka ʻike o ka papa kiʻekiʻe.Loaʻa nā pane kinetic wikiwiki a puni ka ʻāina HTF i ka hihia 4. Eia kekahi, ʻike ʻia ka nui o ka 100% ma kēia māhele.Mai ka laina 2 aia ma waenakonu o ka pahu hoʻoheheʻe, ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka wela o ka pahu 4 ma mua o ka mahana o ka pahu 3 ma nā wahi āpau koe wale ke kikowaena o ka reactor.ʻO kēia ka hopena i ka ʻoi loa o ka hydrogen no ka hihia 4 koe wale no ka ʻāpana kokoke i ke kikowaena o ka reactor mai ka HTF.Eia naʻe, ʻaʻole i loli nui ka manaʻo o ka hihia 3.Ua ʻike ʻia kahi ʻokoʻa nui o ka mahana a me ka neʻe ʻana o ka papa ma ka laina 3 kokoke i ka puka komo i ka GTS.Ua emi nui ka mahana o ka papa ma ka hihia 4, a ua hoʻemi nui ʻia ka ʻike hydrogen kiʻekiʻe loa ma kēia māhele, ʻoiai e loli mau ana ka laina hoʻopaʻa ʻana i ka hihia 3.Ma muli o ka wikiwiki o ka hoʻoili wela SCHE.Hōʻike ʻia nā kikoʻī a me ke kūkākūkā o ka hoʻohālikelike ʻana o ka wela awelika o ka papa MH a me ka paipu HTF ma waena o ka hihia 3 a me ka hihia 4 i hāʻawi ʻia ma ka ʻāpana hoʻohui.
Hōʻike wela a me ka ʻike moe ma nā wahi i koho ʻia i loko o ka reactor hydride metala.(a) Nā wahi i koho ʻia no ka hihia 3, (b) Nā wahi i koho ʻia no ka hihia 4, a me (c) ʻO ke kiʻi wela a me ka hoʻoneʻe ʻana o ka papa ma nā wahi i koho ʻia ma hope o 20,000 mau kekona no ke kaʻina hana hydrogen i nā hihia 3 a me 4.
Ma ka fig.Hōʻike ka Figure 6 i ka hoʻohālikelike ʻana o ka mahana moe maʻamau (e ʻike i ka Fig.Hiki ke ʻike ʻia mai kēia kiʻi e emi nui ana ka mahana o ka papa MG ma muli o ka piʻi ʻana o ka wahi hoʻololi wela.ʻO ka hoʻoneʻe ʻana i ka wela hou aʻe mai ka reactor ka hopena i ka nui o ka lawe ʻana o ka hydrogen.ʻOiai ua like ka nui o nā hoʻonohonoho hoʻololi wela ʻelua i ka hoʻohana ʻana i ka HCHE e like me ke koho 3, ua hoʻemi nui ʻia ka manawa hoʻohana hydrogen o SCHE ma ke koho 4 e 59%.No ka ʻike kikoʻī hou aku, ua hōʻike ʻia nā manaʻo hydrogen no nā hoʻonohonoho hoʻololi wela ʻelua ma ke ʻano he isoline ma ke Kiʻi 7. Hōʻike kēia kiʻi i nā hihia ʻelua, hoʻomaka ka hydrogen e komo mai lalo a puni ka inlet HTF.Loaʻa nā manaʻo kiʻekiʻe ma ka māhele HTF, aʻo nā haʻahaʻa haʻahaʻa iʻikeʻia i waenakonu o ka MH reactor ma muli o kona mamao mai ka mea hoʻololi wela.Ma hope o 10,000 s, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka hydrogen i ka hihia 4 ma mua o ka hihia 3. Ma hope o 20,000 kekona, ua piʻi ka awelika o ka hydrogen i loko o ka reactor i 90% i ka hihia 4 i hoʻohālikelike ʻia me 50% hydrogen i ka hihia 3. No ke kumu paha kēia. i ka mana hooluolu o ka hoohui ana i na SCHE elua, e loaa ana ka wela haahaa iloko o ka papa MH.No laila, hā'ule ka pa'i kaulike i loko o ka papa MG, e alaka'i ana i ka ho'okomo wikiwiki 'ana o ka hydrogen.
Kekahi 3 a me ka hihia 4 Ka hoohalike ana o ka awelika o ka wela o ka moe a me ka ikehu hydrogen ma waena o elua mau mea hoololi wela.
Hoʻohālikelike o ka hoʻoheheʻe hydrogen ma hope o 500, 2000, 5000, 10000 a me 20000 mau kekona ma hope o ka hoʻomaka ʻana o ke kaʻina hana hydrogen absorption ma ka hihia 3 a me ka hihia 4.
Hōʻuluʻulu ka papa 5 i ka lōʻihi o ka lawe ʻana i ka hydrogen no nā hihia āpau.Eia kekahi, hōʻike ka papa ʻaina i ka manawa o ka absorption o ka hydrogen, i hōʻike ʻia ma ke ʻano he pākēneka.Ua helu ʻia kēia pākēneka ma muli o ka manawa absorption o ka hihia 1. Mai kēia pākaukau, ʻo ka manawa absorption o ka reactor MH e hoʻohana ana iā HCHE ma kahi o 45,000 a 46,000 s, a ʻo ka manawa absorption me SCHE ma kahi o 18,000 a 19,000 s.Hoʻohālikelike ʻia me ka hihia 1, ua hoʻemi ʻia ka manawa absorption i ka hihia 2 a me ka hihia 3 e 1.6% a me 2.7% wale nō.I ka hoʻohana ʻana iā SCHE ma kahi o HCHE, ua hoʻemi nui ʻia ka manawa absorption mai ka hihia 4 a i ka hihia 6, mai 58% a i 61%.Ua maopopo ka hoʻohui ʻana o SCHE i ka MH reactor e hoʻomaikaʻi nui i ke kaʻina hana hoʻoheheʻe hydrogen a me ka hana o ka reactor MH.ʻOiai ʻo ka hoʻokomo ʻana i kahi mea hoʻololi wela i loko o ka reactor MH e hōʻemi ana i ka hiki ke mālama, hāʻawi kēia ʻenehana i ka hoʻomaikaʻi nui ʻana i ka hoʻoili wela i hoʻohālikelike ʻia me nā ʻenehana ʻē aʻe.Eia kekahi, ʻo ka hoʻemi ʻana i ka waiwai pitch e hoʻonui i ka nui o ka SCHE, e hopena i ka emi ʻana o ka nui o ka MH.Ma ka hihia 6 me ka nui SCHE kiʻekiʻe loa, ua hoʻemi wale ʻia ka mana volumetric MH e 5% i hoʻohālikelike ʻia me ka hihia 1 me ka nui HCHE haʻahaʻa loa.Eia kekahi, i ka wā o ka absorption, hōʻike ka hihia 6 i ka wikiwiki a ʻoi aku ka maikaʻi o ka hana me ka 61% hōʻemi i ka manawa absorption.No laila ua koho ʻia ka hihia 6 no ka hoʻokolokolo hou ʻana i ka nānā ʻana i ka naʻau.Pono e hoʻomaopopo ʻia e pili ana ka lōʻihi o ka lawe ʻana i ka hydrogen me kahi pahu mālama i loaʻa ka nui MH ma kahi o 2000 cm3.
ʻO nā palena hana i ka wā o ka hopena he mau mea koʻikoʻi e pili ana i ka hopena maikaʻi a maikaʻi ʻole paha i ka hana o ka reactor MH ma lalo o nā kūlana maoli.Ke noʻonoʻo nei kēia haʻawina i ka nānā ʻana i ka sensitivity no ka hoʻoholo ʻana i nā ʻāpana hana mua kūpono no kahi reactor MH i hui pū ʻia me SCHE, a ke noiʻi nei kēia ʻāpana i nā ʻāpana hana nui ʻehā e pili ana i ka hoʻonohonoho reactor maikaʻi loa i ka hihia 6. Hōʻike ʻia nā hopena no nā kūlana hana āpau ma Fig. 8.
Kiʻikuhi o ka hydrogen ma lalo o nā kūlana hana like ʻole i ka wā e hoʻohana ai i ka mea hoʻololi wela me kahi coil semi-cylindrical.(a) ke kaomi hoʻouka ʻana, (b) ka wela o ka moe mua, (c) ka helu Reynolds mea hoʻomaʻamaʻa, a me (d) ka wela komo komo.
Ma muli o ka wela hoʻomaka mau o 573 K a me kahi kahe wai hoʻoheheʻe me kahi helu Reynolds o 14,000, ua koho ʻia ʻehā mau kaomi hoʻouka ʻokoʻa: 1.2 MPa, 1.8 MPa, 2.4 MPa, a me 3.0 MPa.Ma ka fig.Hōʻike ka 8a i ka hopena o ka hoʻouka ʻana i ke kaomi a me ka SCHE i ka hoʻokele hydrogen i ka manawa.Ke emi nei ka manawa absorption me ka hoʻonui ʻana i ke kaomi hoʻouka.ʻO ka hoʻohana ʻana i kahi kaomi hydrogen i noi ʻia o 1.2 MPa ʻo ia ka hihia ʻoi loa no ke kaʻina hana hoʻoheheʻe hydrogen, a ʻoi aku ka lōʻihi o ka absorption ma mua o 26,000 s a hiki i ka 90% hydrogen absorption.Eia naʻe, ʻo ke kaomi hoʻouka kiʻekiʻe ka hopena i ka 32-42% ka emi ʻana o ka manawa absorption mai 1.8 a i 3.0 MPa.Ma muli o ke kiʻekiʻe kiʻekiʻe o ke kaomi mua o ka hydrogen, ka mea i loaʻa i ka ʻokoʻa nui ma waena o ke kaomi kaulike a me ke kaomi i hoʻohana ʻia.No laila, hana kēia i ka ikaika hoʻokele nui no nā kinetics uptake hydrogen.I ka manawa mua, komo koke ke kinoea hydrogen ma muli o ka ʻokoʻa nui ma waena o ke kaomi kaulike a me ke kaomi i hoʻohana ʻia57.Ma ke kaomi hoʻouka ʻana o 3.0 MPa, 18% hydrogen i hōʻiliʻili wikiwiki i loko o nā kekona 10 mua.Ua mālama ʻia ka hydrogen i 90% o nā reactors i ka pae hope loa no 15460 s.Eia nō naʻe, ma kahi kaomi hoʻouka o 1.2 a 1.8 MPa, ua hoʻemi nui ʻia ka manawa absorption e 32%.ʻO nā puʻe kiʻekiʻe ʻē aʻe i emi iho ka hopena i ka hoʻomaikaʻi ʻana i nā manawa absorption.No laila, ʻōlelo ʻia ʻo ka hoʻouka ʻana o ka reactor MH-SCHE he 1.8 MPa.Hōʻike ka ʻāpana koʻikoʻi i nā ʻāpana hoʻohālikelike hydrogen no nā ʻano hoʻouka like ʻole ma 15500 s.
ʻO ke koho ʻana i kahi mahana hoʻomaka kūpono o ka reactor MH kekahi o nā kumu nui e pili ana i ke kaʻina hana hoʻoheheʻe hydrogen, no ka mea e pili ana i ka ikaika hoʻokele o ka hopena hydride formation.No ke aʻo ʻana i ka hopena o SCHE ma ka wela mua o ka reactor MH, ua koho ʻia ʻehā mau mahana like ʻole ma ke kaomi hoʻouka mau o 1.8 MPa a me kahi helu Reynolds o 14,000 HTF.Ma ka fig.Hōʻike ke Kiʻi 8b i ka hoʻohālikelike ʻana o nā wela hoʻomaka like ʻole, me 473K, 523K, 573K, a me 623K.ʻO kaʻoiaʻiʻo, ke kiʻekiʻe ka mahana ma mua o 230 ° C a i ʻole 503K58, ʻo ka Mg2Ni alloy he mau hiʻohiʻona maikaʻi no ke kaʻina hana hydrogen absorption.Eia nō naʻe, i ka manawa mua o ka hoʻokele hydrogen, piʻi wikiwiki ka mahana.No laila, ʻoi aku ka mahana o ka papa MG ma mua o 523 K. No laila, maʻalahi ka hoʻokumu ʻana o nā hydrides ma muli o ka piʻi ʻana o ka absorption rate53.Mai fig.Hiki ke ʻike ʻia ma ka Fig. 8b ke komo wikiwiki ʻana o ka hydrogen i ka emi ʻana o ka mahana mua o ka papa MB.Hoʻomaka nā kaomi kaulike haʻahaʻa i ka wā e haʻahaʻa ka mahana mua.ʻO ka ʻoi aku ka nui o ka ʻokoʻa ma waena o ke kaomi kaulike a me ke kaomi i hoʻopili ʻia, ʻoi aku ka wikiwiki o ke kaʻina hana o ka hydrogen absorption.Ma kahi mahana mua o 473 K, ua komo koke ka hydrogen a hiki i ka 27% i ka 18 kekona mua.Eia kekahi, ua hoʻemi ʻia ka manawa absorption mai 11% a 24% ma kahi haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa i hoʻohālikelike ʻia me ka mahana mua o 623 K. ʻO ka manawa absorption ma ka haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa mua o 473 K he 15247 s, ʻo ia ka mea like me ka maikaʻi loa. ʻO ke kaomi hoʻouka hihia, akā naʻe, ʻo ka emi ʻana o ka mahana reactor wela mua e alakaʻi i ka emi ʻana o ka hiki ke mālama hydrogen.Pono ka mahana mua o ka reactor MN ma kahi o 503 K53.Eia kekahi, ma kahi mahana mua o 573 K53, hiki ke hoʻokō ʻia ka nui o ka mana mālama hydrogen o 3.6 wt%.Ma ke ʻano o ka hiki ke mālama i ka hydrogen a me ka lōʻihi o ka absorption, ʻo nā mahana ma waena o 523 a me 573 K e pōkole i ka manawa ma 6% wale nō.No laila, ua manaʻo ʻia kahi mahana o 573 K ma ke ʻano he wela mua o ka reactor MH-SCHE.Eia naʻe, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka hopena o ka wela mua ma ke kaʻina absorption i hoʻohālikelike ʻia i ke kaomi hoʻouka.Hōʻike ka ʻāpana hoʻohui i nā ʻāpana o ka ʻike hydrogen no nā ʻano wela mua ma 15500 s.
ʻO ke kahe kahe kekahi o nā palena nui o ka hydrogenation a me ka dehydrogenation no ka mea hiki ke hoʻopili i ka turbulence a me ka hoʻoneʻe wela a i ʻole ke komo ʻana i ka wā hydrogenation a me ka dehydrogenation59.E hana ana ka nui kahe o ka wai i na mea hu'ihu'i a hiki i ka holo wikiwiki 'ana o ka wai ma o ka paipu HTF.ʻO kēia ka hopena o ka hoʻoili wela ʻoi aku ka wikiwiki.Ua helu ʻia nā wikiwiki komo ʻokoʻa no ka HTF ma muli o nā helu Reynolds o 10,000, 14,000, 18,000, a me 22,000.Ua hoʻopaʻa ʻia ka mahana mua o ka papa MG ma 573 K a me ke kaomi hoʻouka ʻana ma 1.8 MPa.Nā hualoaʻa ma fig.Hōʻike ka 8c i ka hoʻohana ʻana i kahi helu Reynolds kiʻekiʻe i ka hui pū ʻana me SCHE e hopena i kahi kiʻekiʻe o ka uptake.Ke piʻi nei ka helu Reynolds mai 10,000 a 22,000, e emi ana ka manawa absorption ma kahi o 28-50%.ʻO ka manawa komo ma kahi helu Reynolds o 22,000 he 12,505 kekona, ʻoi aku ka liʻiliʻi ma mua o nā ʻano wela hoʻouka mua a me nā kaomi.Hōʻike ʻia nā hiʻohiʻona koʻikoʻi hydrogen no nā helu Reynolds like ʻole no GTP ma 12500 s ma ka ʻāpana hoʻohui.
Hoʻopili ʻia ka hopena o SCHE ma ka wela mua o ka HTF a hōʻike ʻia ma ka Fig. 8d.Ma kahi mahana MG mua o 573 K a me kahi kaomi hoʻouka hydrogen o 1.8 MPa, ua koho ʻia ʻehā mau wela mua no kēia loiloi: 373 K, 473 K, 523 K, a me 573 K. 8d e hōʻike ana i ka emi ʻana o ka mahana o ka coolant. ma ka inlet alakai i ka hoemi ana i ka absorption manawa.Hoʻohālikelike ʻia i ka hihia kumu me ka wela inlet o 573 K, ua hoʻemi ʻia ka manawa absorption ma kahi o 20%, 44% a me 56% no nā wela inlet o 523 K, 473 K a me 373 K, kēlā me kēia.Ma 6917 s, ʻo ka mahana mua o ka GTF ʻo 373 K, ʻo ka ʻike hydrogen i loko o ka reactor he 90%.Hiki ke wehewehe ʻia kēia ma ka hoʻonui ʻana i ka wela convective ma waena o ka papa MG a me ka HCS.E hoʻonui ka wela o ka HTF haʻahaʻa i ka hoʻoheheʻe ʻana o ka wela a hoʻonui i ka lawe ʻana i ka hydrogen.Ma waena o nā ʻāpana hana a pau, ʻo ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana o ka reactor MH-SCHE ma ka hoʻonui ʻana i ka wela inlet HTF ʻo ia ke ala kūpono loa, ʻoiai ʻo ka manawa hope o ke kaʻina absorption ʻoi aku ka liʻiliʻi ma mua o 7000 s, ʻoiai ʻoi aku ka pōkole o ka manawa absorption o nā ʻano hana ʻē aʻe. ma mua o 10000 s.Hōʻike ʻia nā ʻano hoʻohālikelike hydrogen no nā ʻano wela mua o GTP no 7000 s.
Hōʻike ʻia kēia haʻawina no ka manawa mua i kahi mea hoʻololi wela semi-cylindrical coil hou i hoʻohui ʻia i loko o kahi waihona mālama hydride metala.Ua noiʻi ʻia ka hiki o ka ʻōnaehana i manaʻo ʻia e komo i ka hydrogen me nā hoʻonohonoho like ʻole o ka mea hoʻololi wela.Ua noiʻi ʻia ka mana o nā ʻāpana hana i ka hoʻololi wela ma waena o ka papa hydride metala a me ka mea hoʻomaha i mea e ʻike ai i nā kūlana kūpono no ka mālama ʻana i nā hydride metala me ka hoʻohana ʻana i kahi mea hoʻololi wela hou.Ua hōʻuluʻulu ʻia nā ʻike nui o kēia haʻawina penei:
Me ka mea hoʻololi wela semi-cylindrical coil, ua hoʻomaikaʻi ʻia ka hana hoʻoili wela no ka mea he ʻoi aku ka like o ka hāʻawi ʻana i ka wela i loko o ka reactor layer magnesium, e loaʻa ana ka ʻoi aku ka maikaʻi o ka hydrogen absorption rate.Inā ʻaʻole i hoʻololi ʻia ka nui o ka paipu hoʻololi wela a me ka hydride metala, ua hoʻemi nui ʻia ka manawa hoʻonā absorption e 59% i hoʻohālikelike ʻia me kahi mea hoʻololi wela coil coil maʻamau.
Ka manawa hoʻouna: Jan-15-2023