1、氫能作為一種可再生能源，得到廣泛的關注，但是氫能的運用仍然面臨著很多挑戰(zhàn)，其中儲氫技術是制約氫能廣泛應用的瓶頸之一，成為當前研究的熱點之一。本文建立在MATLAB/SIMULINK仿真平臺之上，以系統(tǒng)質量平衡、能力平衡和等溫吸附線模型為基礎，建立了低溫吸附儲氫系統(tǒng)集總參數(shù)模型，對其吸附儲氫系統(tǒng)在低溫冷卻條件下的充放氣過程進行模擬仿真，該模型能夠高效地預測儲氫罐內各個參數(shù)的動態(tài)變化情況，比如集總壓力、集總溫度，質量平衡。
　　 這

2、項工作有四個特點：(1)該吸附儲氫系統(tǒng)是在低溫條件下進行仿真優(yōu)化；(2)為了提高仿真精確度，在集總參數(shù)模型中考慮了液氮和氣氮的液面動態(tài)變化，采用動邊界條件；(3)多維有限元軟件COMSOL計算出來的熱容平均溫度仿真結果作為參考；(4)采用修正的Dubinin-Astakhov吸附方程，其吸附模塊中的吸附熱采用變化吸附熱。
　　 首先，在Test No.42，Test No.44和Test No.46不同的實驗條件下，對活性炭吸附

3、儲氫下的允放氣過程進行動態(tài)仿真，將仿真結果與實驗數(shù)據(jù)(由加拿大三河城魁北克大學氫能研究所提供)進行對比和驗證，并將多維有限元軟件COMSOL計算出來仿真結果作為參考，也進行了比較。結果表明，該活性炭吸附儲氫系統(tǒng)的集總參數(shù)模型具有較高的準確性和可信性。在此基礎之上，系統(tǒng)地分析了換熱系數(shù)、充氣速率對儲氫性能的影響。
　　 其次，在常溫條件和低溫條件下，對金屬有機框架物吸附儲氫系統(tǒng)的充放氣過程進行模擬仿真，仿真結果表明，該MOF-5低

4、溫條件下能吸附更多的儲氫量。并將二維有限元分析軟件COMSOL計算的仿真結果作為參照，與仿真結果進行比較，這三者吻合地很好。同時，對活性炭和MOF-5的儲氫性能進行了比較，研究表明，吸附劑的密度對儲氫性能有著一定的影響。
　　 最后，結合低溫吸附儲氫系統(tǒng)在氫動力汽車上的應用，由于考慮儲氫罐要安裝在汽車后備箱，選擇容積為150L的車用儲氧罐，對其低溫吸附儲氫性能進行預測，結果表明，氫混合動力車用100大氣壓可在83分鐘內完成90％