5-1 儲氫材料之特性測試
儲氫合金之溫度越低情況下，所能儲氫的比重較多，且吸放氫的平台壓也就比較 低，儲氫合金越高的溫度情況下，所能儲氫的比重就比較少，且吸放氫之平台壓也就比 較高。目前系統設計採用的第一段材料為LaNi5型合金當作低壓端使用，如圖 5-1 所示 根據實驗測試該合金在 40℃的儲氫比重達 1.3%以上，在高壓釋氫方面，溫度於 150℃
可達到 1000psi 以上(68 ㎏/㎝ 2)，但釋氫比重很明顯的就比低溫測量時來的少；第二級 壓縮儲氫合金的選用TeZr 合金材料，如圖 5-2 所示依據實驗測試後該材料 40℃的吸氫 壓力約在630psi(40-50 ㎏/㎝2) 之間儲氫比重達 1.0%左右，而 150℃平台壓力約為 3000psi (210 ㎏/㎝2)；由於在此系統注意低溫吸氫高溫釋氫之情形，及平台壓之儲氫之比重，並 沒有觀察其遲滯的現象對系統帶來之影響，故沒測試在同一溫度下吸放氫之曲線之情 形，且高壓之儲氫合金，在高溫吸收氫氣所對應的壓力上，比較難去營造其高壓之環境，
故圖5-1 及 5-2 只有在測量其 40 度吸氫及 150 釋氫之情形。圖 5-3 為實際上 LaNi5及TeZr 合金之Van’s Hoff 曲線之偶合圖，其 LaNi5合金在150 度所對應之壓力高於 TeZr 合金之 40 度所對應壓力，故兩種儲氫合金可串接運用在溫度範圍之間，另外觀察出在有限溫度 裡面，LaNi5合金曲線斜率大於TeZr 合金，故 LaNi5在此溫度較有明顯的壓力轉換現象。
5-2 實驗參數之現象反應
本實驗主要是藉由合金的特性將壓力提升，在本系統中各階段的壓力為本實驗量測 的主要條件，其中入口的壓力計，可觀測鋼瓶入口壓力是否為實驗設定值，如圖3-8所 示為本實驗之簡圖，圖中分別有三支壓力計，分別可讀出第一級儲氫合金釋放氫氣的壓 力特性，而第二支壓力計則可以看出第二級儲氫合金吸氫及釋氫的壓力變化，此吸氫的 壓力為第一級所釋放出來的壓力，而第三支壓力計量測暫存槽體內部的壓力，因此藉由 此壓力的變化換算體積流率，而溫度計分別可觀測出熱煤油在熱交換器出入口的溫度變 化，由熱交換器出口溫度可以推估儲氫合金內部的溫度範圍，氫氣入口壓力採用 570psi(40kg/cm2)、640psi(45kg/cm2)、710psi(50kg/cm2)三種壓力，選擇此三種壓力去判 斷哪種入口壓力對於本系統的效能是最好的，由於入口壓力越高當然在壓力的建立上會
相對比較快一點，但並非會有較佳的壓力比；入口壓力在不同的情況下建立的圖形是差 不多的，以下採取640psi的入口壓力去觀察其不同測量點的測量值，其入口壓力為中間 值，所呈現出來的圖形會有較佳的現象觀察。
5-2-1 第一級(低壓)儲氫合金之吸放氫現象探討
圖5-4、5-5、5-6，為不鏽鋼之熱交換器之對應系統，所產生之壓力及溫度現象探討，
並舉例入口壓力640psi對於不同熱交換時間所產生之壓縮壓力影響，由圖5-4顯示640psi 在不同轉換時間內第一級儲氫合金的壓力變化，圖表中橫軸座標為時間，左邊縱軸座標 為壓力，右邊縱軸座標為溫度，此圖為溫度及壓力偶合圖，其中在交換時間為20分鐘的 情況下，因熱交換器設計關係及本身材料影響，熱煤油必須花許多時間將熱交換器冷卻 至設定值，故在20分鐘內無法將儲氫合金的內部熱源移除至所設定溫度（40度），吸收 氫氣量比設定溫度來的少，釋放出來的氫氣也因時間的關係，使氫氣無法完全釋放出來 給第二級的儲氫合金吸氫，故整體壓縮的時間相對較其他轉換時間長，在40分鐘的情況 下可看出第一級合金釋放氫氣量已經明顯被第二級合金給吸附，在於油溫轉換時所對應 的壓力是相對其他轉換時間來的低；此接觸點會隨著轉換次數的增加，接觸點所對應之 壓力也會隨之增加，這與第二級所能吸收的氫氣的總量有關，當第二級所能吸收的氫氣 量較少時，第一級也就無法將氫氣排給第二級儲氫槽吸氫，但此時暫存槽的壓力已經遠 大於第一級釋放的氫氣壓力，故第一級釋放之氫氣無法排放至暫存槽時就會在儲氫槽內 部循環，此循環量就隨著轉換次數的增加而增加。
5-2-2 暫存槽壓力建立之現象探討
圖5-5為暫存槽壓力與熱交換器出口溫度的轉換關係，在第一個轉換期間中，壓力 漸漸升高，由於第一級儲氫槽將氫氣釋出由第二級儲氫槽吸收及隨著管路氫氣至暫存 槽，此時暫存槽之壓力為入口壓力，故暫存槽內部壓力上升，因第二級儲氫槽也同時吸 氫，故上升的壓力是相當有限的；另外以轉換溫度與暫存槽內壓力的接觸點可看出建立 暫存槽壓力的延遲時間是隨著背壓的升高而增加，排放氫氣的時間也就變短，故可知第 二級儲氫槽所釋放的氫氣量是漸漸減少；壓力爬升完畢40分鐘還有一段時間是沒有壓力 建立，在於第二級儲氫槽內部的壓力已經釋氫完畢，而20分鐘在壓力還在爬升的情況下
就轉換了熱源，可得知釋氫還沒結束，故系統壓縮氫氣的時間也就拉長，以下結果可看 出30分鐘的效果比較好，壓力爬升完畢既溫度轉換，損失時間最短，效率最好。
另外比較這兩只熱交換器的溫度曲線，有差異的地方在於第一級儲氫合金熱量傳遞 比較明顯，曲線沒有在依恆定溫度維持一段時間，而第二級熱交換情形沒那麼劇烈，第 一級NaLi5的合金焓值較大，故對熱媒的負荷較多，溫度維持在150度及40度的時間就比 較少，而第二級之儲氫槽所產生的焓值較少，熱媒的負荷也就較少，故不同的儲氫合金 除了匹配其儲氫量之外，其對應相關之壓力內所產生之焓值也得選用，避免配合其中一 儲氫槽導致過多的能量損耗。
5-2-3 暫存槽壓力建立及第二級(高壓)儲氫合金吸放氫之現象探討
圖5-6為第二級儲氫合金槽內壓力與暫存槽內部壓力的對應圖，此對應關係可以看 出第二級儲氫槽吸放氫的特性，其中第一個循環吸氫過程中第二級儲氫合金的壓力是與 暫存槽的壓力是相同的，由於開始熱煤油加熱的速率比冷卻的速率來的快，第一級儲氫 合金釋放氫氣速率也就會比第二級儲氫合金所吸收氫氣來的快，壓力就在暫存槽及第二 級的吸氫端給建立了起來，但隨著實驗進行時間拉長，吸氫及釋氫速率趨於穩定，暫存 槽內部壓力也就沒再增加；而第二級儲氫槽壓力在第二個循環因合金內部的溫度還沒到 達較穩定的狀態，第一級釋氫速率比第二級吸氫速率來的快，故壓力有增加再降低的情 形的小曲線情形，而後幾個循環因第一級的釋氫壓力到第二級吸氫壓力的時間較久，故 合金內部的溫度較為穩定，其中第二級之吸氫曲線中，趨勢比較平緩的曲線為吸收第一 級氫氣壓力，第二級儲氫合金釋氫時隨著暫存槽壓力越高，故釋出的氫氣要至較高的暫 存槽時，所花的時間較長，且在釋氫完畢輪至吸氫的情況下，管路中的高壓力，使得合 金得吸收管路本身的高壓氫氣，及釋氫的過程中將壓力提升至暫存槽內的壓力，此管路 內所含的氫氣循環現象，我們稱此現象為短循環，短循隨著壓力的增加，短循環的量越 來越多，故管路的設計應該越短越好，避免如此現象影響越來越劇烈。
另外因再生式之熱交換關係，熱量開始進入儲氫罐體中，外圍的儲氫合金溫度較 高，所對應之平台壓力較高，內部的儲氫合金溫度較低，所對應之平台壓力較低，故儲 氫槽內在轉換的時刻，會有內部不同溫度之合金產生吸放氫之現象，但經過一段時間，
整體儲氫合金溫度所對應之平台壓大於第二級吸氫之壓力或暫存槽時，既從儲氫罐體釋 放出高壓氫氣至其所對應之排放位置。
5-2-4 暫存槽壓力建立及所對應之瞬時流量
圖5-7為暫存槽內壓力所對應之瞬時流量，瞬時流量為出壓力建立時，其流量隨著 不同的時間變化，圖表中橫軸座標為時間，左邊縱軸座標為暫存槽內壓力，右邊縱軸座 標為此壓力所轉換之體積流率，此流量是藉由壓力傳送之數值，經由理想氣體方程式將 數值轉換而成，由於暫存槽體積為1L，因此壓力的變化除時間的變化，既為體積流率的 換算，在高壓的情況下所對應之流量較少，由於Van’s Hoff曲線得知，壓力的提升導致 對應之wt%減少，因此儲氫槽所能吸收的氫氣量就明顯變少了，流量的轉換上也就比前 一個轉換時來的低，另外，在沒有吸放氫時流量會有為小的震盪，由於壓力為壓力傳送 器傳送之電流值，此電流值在PLC運算上會有小小的誤差，因此估算起來會有些為震盪 之現象。
5-2-5 平均體積流率之探討
圖5-8代表暫存槽內體積平均流率隨著實驗時間增加變化情形，此圖的橫軸座標為 轉換的次數，其中吸氫及釋氫合起來代表一次轉換，而縱軸為平均體積流率，平均流率 可對應暫存槽壓力來比較，故可得知在實驗設定之背壓下，本系統可有多少之平均流 率，平均流率的計算是藉由理想氣體方程式，將壓力差換算成體積流率，實驗初始第一 個循環下，因為暫存槽內的背壓低，故體積流率較高，且不同入口壓力影響也比較少，
但中間的循環隨著背壓增加，不同壓力的所影響的體積流率變化明顯，由P-C-T曲線可
但中間的循環隨著背壓增加，不同壓力的所影響的體積流率變化明顯，由P-C-T曲線可