專利名稱：一種簡易型便攜式氫氣發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氫氣制備方面，特別涉及一種用于燃料電池的便攜式氫氣發(fā)生器。
背景技術(shù)：
隨著化石能源的日趨緊張和環(huán)境保護的日益重要，清潔、高效的，以氫為燃料的燃料電 池(Fuel Cell, FC)技術(shù)成為未來可持續(xù)發(fā)展的新興能源，并且日益受到世界各國政府的 重視。
質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)是作為繼堿性 燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和固體氧化物燃 料電池(SOFC)之后發(fā)展起來的第五代燃料電池。由于采用了固態(tài)電解質(zhì)高分子膜作為電解 質(zhì)，因此具有能量轉(zhuǎn)換率高、低溫啟動、無電解質(zhì)泄漏等特點，也因此被公認(rèn)為最有希望成 為航天、軍事、運輸和便攜式備用電源的首選理想電源。
國際上燃料電池技術(shù)已發(fā)展到較高水平，要實現(xiàn)燃料電池的商業(yè)化，主要問題就是解決 氫源問題和降低成本，而氫源技術(shù)已成為質(zhì)子交換膜燃料電池商業(yè)化的技術(shù)瓶頸。目前，為 燃料電池供氫的方式主要以下幾種高壓氣瓶儲氫、低溫液態(tài)儲氫、甲醇或天然氣重整制氫 和硼氫化物(比如硼氫化鋰、硼氫化鈉、硼氫化鉀或其混合物)水解制氫等。其中前兩種供 氫方式都存在能源消耗大、成本高和安全性差等缺點，重整制氫方式雖然可以解決運輸、安 全等問題，但重整溫度高，轉(zhuǎn)化效率低，也不適合便攜式燃料電池。
硼氫化物(比如硼氫化鈉)水解制氫方式具有如下優(yōu)點(1)制氫過程無污染；(2) 儲氫效率高；(3)運輸方便、使用安全；(4)氫氣純度高等。因此這種制氫方式具有很高 的穩(wěn)定性和很強的實用性，特別適合用于燃料電池便攜移動電源的氫氣供應(yīng)裝置。
中國專利ZL92234831. 6公開了一種氣球氫氣發(fā)生器，該發(fā)明采用移動裝置攜帶反應(yīng)催化 劑進入反應(yīng)容器進行反應(yīng)，反應(yīng)的產(chǎn)生的氫氣進入洗氣瓶進行清洗。中國專利申請?zhí)枮?03130002. 2的發(fā)明公開了硼氫化鈉催化水解發(fā)生氫氣的方法及反應(yīng)器。該方法是將反應(yīng)溶液 加入反應(yīng)器內(nèi)，在催化劑的作用下產(chǎn)生氫氣，該反應(yīng)器包括殼體、攪拌器和出氣口組成。上 述兩種反應(yīng)器中的反應(yīng)原料的濃度會隨著時間而逐漸降低，從而使產(chǎn)氣速度不穩(wěn)定?，F(xiàn)有的 氫化物水解制氫技術(shù)也仍存在以下缺點(1)液體氫化物與催化劑接觸后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的 速率難以控制；(2)裝置系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)需要增加額外的設(shè)備，而使裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，不便操作。為了解決上述及其所涉及的相關(guān)問題，就需要用上一些新的技術(shù)解決方案，以 使新型氫氣發(fā)生器的反應(yīng)可控、結(jié)構(gòu)簡易和燃料易更換等。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種性能穩(wěn)定、燃料易更換、裝置結(jié)構(gòu)簡易的氫氣發(fā)生器。該發(fā) 生器結(jié)構(gòu)簡單，燃料和催化劑裝卸極為方便，并且通過控制燃料供給調(diào)節(jié)氫氣的速率。當(dāng)燃 料與催化劑接觸時，化學(xué)反應(yīng)得以進行，并伴隨有氫氣生成。
簡易型便攜式氫氣發(fā)生器，其燃料箱出口與連接頭連接，滴斗在連接頭下部。反應(yīng)器上 部與連接連接，反應(yīng)器上部設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥；連通管在連接頭上；反應(yīng)器中填充有催化劑 ，反應(yīng)器和接受器通過連接裝置連接；接受器底部設(shè)置出口，接受器上端設(shè)有氣體收集管。 便攜式氫氣發(fā)生器氣體收集管另一端插入洗氣瓶中，洗氣瓶上方設(shè)置氫氣出口；滴斗在連接 頭下部。
連接頭下方連接滴斗，反應(yīng)器上部與連接連接。
連接裝置為鎖母快插或其他類似連接件。
連接頭為快速接頭或穿刺器。
燃料箱材料可為不銹鋼或非金屬材料或是一次性包裝。 本發(fā)明用于氫燃料電池的簡易型燃料易更換氫氣發(fā)生器結(jié)構(gòu)如下
燃料箱上方配備有填加燃料的進口；反應(yīng)器中填充有催化劑(可以是鎳基合金、鐵基合 金或者金屬粉末等)。副產(chǎn)物接受器一-用于接收反應(yīng)器過來的液體及氣體；洗氣瓶一-用于 凈化氣體及加濕作用，此容器還可與接受器作成一體式。
本發(fā)明中的硼氫化物主要為硼氫化鈉、硼氫化鉀、硼氫化鎂或硼氫化鋰。各種酸類指可 以和金屬反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的酸，主要有鹽酸、硫酸、硝酸。反應(yīng)器的材料組成主要為不銹鋼、 銅、和耐腐蝕的塑料。反應(yīng)器中添加的催化劑主要是鎳基合金、鐵基合金或者鐵、鉀、鎂、 鋅等金屬顆粒。洗氣瓶中裝有純凈水、酸液(鹽酸、稀硫酸、或磷酸或有機酸等)和泡沫金 屬等。反應(yīng)器中填料占容積的80%以下。
有益效果
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供用于氫燃料電池的氫氣發(fā)生器具有結(jié)構(gòu)裝置簡易、燃料易 更換、產(chǎn)氫氣量可控和凈化加濕一體化等的特點。催化反應(yīng)器與氫氣出口集成一體，采用拔 插式方法，這即有利于催化反應(yīng)器通道的清洗，又有利于催化劑的方便再生。此裝置便于勻 速產(chǎn)氣及更換燃料，利于不間斷產(chǎn)氣，而且燃料濃度始終恒定，產(chǎn)氣均勻。


4圖l簡易型燃料易更換的氫氣發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2簡易型燃料易更換的氫氣發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例l:圖l
燃料箱l抓用來裝填燃料的容器材料為不銹鋼，上方配備有填加燃料的進口4，快速接頭
或穿刺器通過燃料箱出口2連接燃料箱；滴斗3在快速接頭下部；反應(yīng)器8上部與連接3連接
。流量調(diào)節(jié)閥6在反應(yīng)器8上部；連通管7在快速接頭上。反應(yīng)器8中填充有催化劑鎳基合金9 ，反應(yīng)器8和副產(chǎn)物接受器11通過鎖母快插連接。副產(chǎn)物接受器ll底部設(shè)置有副產(chǎn)物排出口 14，副產(chǎn)物接受器11上端與氣體收集管15連通，氣體收集管15另一端插入洗氣瓶12中，洗氣 瓶12上方設(shè)置氫氣出口13。燃料5為硼氫化鈉溶液。 實施例2:圖2
燃料箱l抓用來裝填燃料的容器材料可為一次性包裝袋，上方配備有填加燃料的進口4; 快速接頭或穿刺器通過燃料箱出口2連接燃料箱；滴斗3在快速接頭下部；反應(yīng)器8上部與連 接3連接。滴斗3在快速接頭下部；流量調(diào)節(jié)閥6在反應(yīng)器8上部；連通管7在穿刺器上。反應(yīng) 器8中填充有催化劑9，反應(yīng)器8和副產(chǎn)物接受器11通過鎖母快插連接。副產(chǎn)物接受器ll底部 設(shè)置有副產(chǎn)物排出口14，副產(chǎn)物接受器11上端與氣體收集管15連通，氣體收集管15另一端插 入洗氣瓶12中，洗氣瓶12上方設(shè)置氫氣出口13。燃料5為硼氫化鈉溶液，催化劑9為鐵基合金
權(quán)利要求1. 一種簡易型便攜式氫氣發(fā)生器，包括洗氣瓶，反應(yīng)器和燃料箱， 其特征在于所述燃料箱出口 (2)與連接頭連接，滴斗(3)在連接頭下部；反應(yīng)器(8)上 部與滴斗(3)連接。
2. 如權(quán)利要求l所述的一種簡易型便攜式氫氣發(fā)生器，其特征在于所 述連接頭上連接連通管(7);反應(yīng)器(8)中填充有催化劑，反應(yīng)器(8)和接受器(11) 通過連接裝置(10)連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種簡易型便攜式氫氣發(fā)生器，其特征在于所 述接受器(11)底部設(shè)置出口 (14)，接受器(11)上端設(shè)有氣體收集管(15)，氣體收集 管(15)另一端插入洗氣瓶(12)中，洗氣瓶(12)上方設(shè)置氫氣出口 (13)。
4. 如權(quán)利要求l所述的一種簡易型便攜式氫氣發(fā)生器，其特征在于所 述燃料箱材料為一次性包裝袋或金屬材料。
5.如權(quán)利要求l所述的一種簡易型便攜式氫氣發(fā)生器，其特征在于所 述連接頭為快速接頭或穿刺器。
6. 如權(quán)利要求2所述的一種簡易型便攜式氫氣發(fā)生器，其特征在于所 述連接裝置(10)為鎖母快插。
專利摘要本實用新型公開一種用于氫燃料電池的簡易型便攜式氫氣發(fā)生器。本實用新型解決的技術(shù)問題是該設(shè)備包括以下幾個部分燃料箱、燃料、催化反應(yīng)器和催化劑等。其特點是結(jié)構(gòu)裝置簡易、攜帶方便、放氫速率穩(wěn)定、更換燃料簡易和氫氣純度高等。
文檔編號C01B3/06GK201154897SQ20072020133
公開日2008年11月26日 申請日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者侯曉峰, 賀 李, 鋼 肖, 問立寧 申請人:漢能科技有限公司