金属氢化物储氢罐传热优化研究——提升氢储存性能

摘要整理

本研究通过优化金属氢化物储氢罐的传热过程，以最大化氢储存量为目标进行了系统研究。采用COMSOL Multiphysics有限元软件建立了四分之一储氢罐的参数化几何模型。研究的主要目标是在保证罐内温度均匀性的前提下，最大化储存氢气质量并最小化罐体充装时间。通过设计试验（DOE）方法对关键几何参数进行了优化。与基准设计相比，储存氢气质量从0.26 kg增加至0.46 kg，罐体充装时间从1100 s以上降低至450 s。最优设计方案（设计点15）实现了0.4624 kg的吸收氢气质量，充装时间为450 s，在最大化储存量、最小化充装时间和改善散热性能方面表现最为均衡。研究结果表明，通过优化传热设计可显著提升金属氢化物储氢系统的性能。后续可通过探索不同的冷却设计方案和材料选择进一步改进该模型。

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