專利名稱：一種具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新能源領(lǐng)域的燃料電池技術(shù)，涉及一種應(yīng)用于質(zhì)子交換膜燃料電池和液流燃料電池的具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器。
背景技術(shù)：
燃料電池能通過(guò)把燃料和氧化劑分別在電池的兩側(cè)電極上放電實(shí)現(xiàn)將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，所以它的能量轉(zhuǎn)化率很高，不受卡諾循環(huán)能量轉(zhuǎn)換效率的限制，是傳統(tǒng)熱機(jī)效率的兩倍以上。通過(guò)氫燃料電池實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換是一種高效、清潔的能源利用方式。但由于氫燃料電池使用的燃料氫氣是一種 易燃易爆的氣體，在存貯和運(yùn)輸環(huán)節(jié)存在很多的問(wèn)題。目前主要?dú)錃獯尜A方式有高壓氫氣罐存貯，儲(chǔ)氫合金存貯以及高溫催化劑重整。其中高壓氫氣罐儲(chǔ)氫在存儲(chǔ)氫壓縮過(guò)程中本身耗能大、儲(chǔ)氫密度低和體積大的缺點(diǎn)；而儲(chǔ)氫合金儲(chǔ)氫存在儲(chǔ)氫合金在反復(fù)儲(chǔ)氫過(guò)程合金不斷粉碎細(xì)化導(dǎo)致合金儲(chǔ)氫失效等一系列問(wèn)題，同時(shí)儲(chǔ)氫合金儲(chǔ)氫還存在合金本身重量大的缺陷；而高溫催化劑重整則存在重整器產(chǎn)出的氫氣存在一定濃度的一氧化碳?xì)怏w，能夠使燃料電池的催化劑中毒導(dǎo)致燃料電池不能正常工作。因而，目前燃料電池領(lǐng)域的發(fā)展因?yàn)槿剂系脑蚴艿綐O大的阻礙。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種能滿足在低溫液態(tài)條件下通過(guò)使用低溫液相燃料重整器將小分子液態(tài)燃料在中低溫液相中轉(zhuǎn)化來(lái)得到燃料電池使用的燃料，從而解決燃料電池燃料的存貯問(wèn)題的具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，包括燃料反應(yīng)室、換熱器、電解室和含有催化劑的溶液，將催化劑溶液和小分子有機(jī)物溶液混合，然后將混合溶液輸送至重整器的反應(yīng)室在一定的溫度和壓力條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成具有還原性質(zhì)的低價(jià)態(tài)燃料溶液，從而完成燃料的轉(zhuǎn)換，而小分子的燃料則氧化成為二氧化碳和水，具有還原性的低價(jià)態(tài)燃料溶液經(jīng)過(guò)換熱器換熱后降溫進(jìn)入電解室，然后在電解室中用低壓電源以一定電壓電解該具有還原性的溶液在陰極獲得氫氣，同時(shí)在陽(yáng)極區(qū)域具有還原性的燃料溶液被重新氧化成高化合價(jià)態(tài)的催化劑溶液，氫氣作為重整器的產(chǎn)物輸出到燃料電池，高化合價(jià)態(tài)的催化劑溶液進(jìn)入換熱器升溫后重新進(jìn)入反應(yīng)室和燃料反應(yīng)，形成完整的循環(huán)系統(tǒng)；或不需要電解室直接將降溫后的中間產(chǎn)物燃料溶液經(jīng)過(guò)換熱器降溫后輸出到流體燃料電池作為流體燃料電池的燃料；燃料電池?fù)碛袃煞N輸出模式，一種是以高純度的氫氣為燃料輸出模式，提供氫燃料電池使用，另外一種是輸出具有還原性的燃料溶液，提供液流燃料電池使用；整個(gè)重整器的工作都在系統(tǒng)控制器的控制下進(jìn)行工作。所述的催化劑溶液是指由溶解于酸性溶液中的多酸形成的溶液，它是同多酸或者雜多酸；同多酸為鎢酸或者鑰酸，雜多酸則為通式為[XaMb0jn_ , X=P, Si, Ge1As-,M=W, Mo, a:b=l:6，1:9,1:12 的一系列化合物，以及由 Fe、Co、N1、Cr、Cu、Al、T1、Sn、Ta、Nb、Zr元素中的一種或者幾種組合對(duì)多酸進(jìn)行摻雜的摻雜形成的化合物；催化劑溶液是上述多酸或者摻雜多酸當(dāng)中的一種或幾種混合而成。所述的多酸是由多酸分子和有機(jī)分子結(jié)合成的超分子化合物，如[(C19H18N3)2H][PMo12O40],硅鎢酸和有機(jī)分子PPY形成的(ppy)4H6[SiW12O4J超分子化合物。所述的重整器中酸性溶液是由硫酸，磷酸，鹽酸等非氧化性的有機(jī)或者無(wú)機(jī)酸中的一種或者其中的幾種混合物配制而成，配制成的溶液中其氫離子濃度為10_4 IO1moI/L0所述重整器中的燃料是指甲醇、甲醛和/或甲酸中的一種或者幾種組成的混合物。所述反應(yīng)室內(nèi)一定溫度和壓力條件是指溫度在20 200°C，壓力為O.1 20MPa。
所述的低壓電源是指由燃料電池輸出功率的一小部分電能通過(guò)電源變換器得到提供給重整器的電解室。一定電壓是指O.1 O. 2V的低壓電流。所述的系統(tǒng)控制器是指帶有壓力傳感器、溫度傳感器、安全閥、催化劑溶液濃度測(cè)試傳感器、酸度測(cè)試傳感器、反應(yīng)室輔助加熱系統(tǒng)、微型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、微型泵，系統(tǒng)控制器和反應(yīng)容器組成的一個(gè)有機(jī)成套系統(tǒng)。所述輔助加熱系統(tǒng)是利用燃料和空氣在輔助加熱系統(tǒng)內(nèi)部燃燒產(chǎn)生的熱量來(lái)工作。所述的換熱器是指能夠起到將從反應(yīng)室出來(lái)溫度高的溶液降溫后給電解室使用，同時(shí)將從電解室出來(lái)的低溫溶液預(yù)熱后加注到反應(yīng)室，起到提供整個(gè)重整器系統(tǒng)能量效率的目的。所述的換熱器同時(shí)擁有多組換熱管在同一換熱器內(nèi)部，換熱器還負(fù)責(zé)將燃料電池工作的時(shí)候釋放的熱量吸收給重整器系統(tǒng)使用，同時(shí)持燃料電池工作過(guò)程中的恒溫性，使燃料電池系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)下。所述的電解室具有陰極極板，陽(yáng)極極板，隔膜，氣體儲(chǔ)藏室，燃料溶液進(jìn)、出口閥門，氣體出口閥門，壓力傳感器和溫度傳感器。本發(fā)明的積極效果是重整器產(chǎn)生的氫氣燃料完全沒(méi)有CO，能有效的防止氫燃料電池鉬金催化劑的中毒，提高以氫氣為燃料的燃料電池的輸出功率。徹底解決氫燃料電池燃料的貯藏問(wèn)題；實(shí)能量轉(zhuǎn)化效率高，遠(yuǎn)高于其他高溫燃料重整器的工作效率；該重整器的啟動(dòng)溫度低，能在低溫下30°C左右就開(kāi)始具有燃料的重整反應(yīng)，隨著反應(yīng)溫度的提高其單位時(shí)間重整速度變快。相對(duì)于其他重整器高達(dá)200 300°C的工作溫度具有明顯的優(yōu)勢(shì)；該重整器同時(shí)能夠有效的利用燃料電池工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，提高了整個(gè)燃料電池的效率；該重整器能為大型燃料電堆提供燃料轉(zhuǎn)化，可也設(shè)計(jì)成微型反應(yīng)器為小功率燃料電池提轉(zhuǎn)化后的燃料。前者適合于大中型燃料電池作為動(dòng)力電源使用，后者適合微型燃料電池作為電子產(chǎn)品電源使用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中B處放大圖。圖中1_燃粉儲(chǔ)罐、2-壓電液流泵、3-溫度表、4-壓力表、5-圖表、6-壓電泵、7-高溫多酸溶液、8-換熱器、9-低溫多酸溶液、10-隔膜、11-負(fù)極、12-正極、13-氫氣出口。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。一種具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，它屬于新能源技術(shù)中的燃料電池，涉及一種應(yīng)用于質(zhì)子交換膜燃料電池和液流燃料電池用燃料重整轉(zhuǎn)換的重整器，該重整器可以產(chǎn)出高純無(wú)CO的氫氣供質(zhì)子交換膜燃料電池使用，也可以輸出具有還原性的燃料溶液供液流燃料電池使用，能滿足在低溫液態(tài)條件下通過(guò)使用低溫液相燃料重整器將類似甲醇、甲醛和甲酸等容易運(yùn)輸存貯的小分子液態(tài)燃料在中低溫液相中轉(zhuǎn)化來(lái)得到燃料電池使用的燃料，從而解決燃料電池燃料的存貯問(wèn)題。一種具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，包括燃料反應(yīng)室、換熱器、電解室和含有催化劑的溶液，將催化劑溶液和小分子有機(jī)物溶液混合，然后將混合溶液輸送至重 整器的反應(yīng)室在一定的溫度和壓力條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成具有還原性質(zhì)的低價(jià)態(tài)燃料溶液，從而完成燃料的轉(zhuǎn)換，而小分子的燃料則氧化成為二氧化碳和水，具有還原性的低價(jià)態(tài)燃料溶液經(jīng)過(guò)換熱器換熱后降溫進(jìn)入電解室，然后在電解室中用低壓電源以一定電壓電解該具有還原性的溶液在陰極獲得氫氣，同時(shí)在陽(yáng)極區(qū)域具有還原性的燃料溶液被重新氧化成高化合價(jià)態(tài)的催化劑溶液，氫氣作為重整器的產(chǎn)物輸出到燃料電池，高化合價(jià)態(tài)的催化劑溶液進(jìn)入換熱器升溫后重新進(jìn)入反應(yīng)室和燃料反應(yīng)，形成完整的循環(huán)系統(tǒng)。該重整器也可以不需要電解室直接將降溫后的中間產(chǎn)物燃料溶液經(jīng)過(guò)換熱器降溫后輸出到流體燃料電池作為流體燃料電池的燃料；整個(gè)重整器的工作都在系統(tǒng)控制器的控制下進(jìn)行工作。所述的催化劑溶液是指由溶解于酸性溶液中的多酸形成的溶液，它是同多酸或者雜多酸。同多酸為鎢酸或者鑰酸，雜多酸則為通式為[XaMbO4Jn_ , X=P, Si, Ge1As-,M=W, Mo, a:b=l:6，1:9,1:12 的一系列化合物。以及由 Fe、Co、N1、Cr、Cu、Al、T1、Sn、Ta、Nb、Zr等元素一種或者幾種組合對(duì)多酸進(jìn)行摻雜的摻雜形成的化合物；催化劑溶液可以是上述多酸或者摻雜多酸當(dāng)中的一種或幾種混合而成。所述的多酸也可以是由多酸分子和有機(jī)分子結(jié)合成的超分子化合物，如[(C19H18N3)2Hl [PMo12O40],硅鎢酸和有機(jī)分子PPY形成的(PPy)4H6[SiW12O4tl]等超分子化合物。所述的重整器中酸性溶液是由硫酸，磷酸，鹽酸等非氧化性的有機(jī)或者無(wú)機(jī)酸中的一種或者其中的幾種混合物配制而成，配制成的溶液中其氫離子濃度為10_4 IO1moI/L0所述的重整器中的燃料是指甲醇、甲醛和/或甲酸中的一種或者幾種組成的混合物。所述反應(yīng)室內(nèi)一定溫度和壓力條件是指溫度在20 200°C，壓力為O.1 20MPa。所述的低壓電源是指由燃料電池輸出功率的一小部分電能通過(guò)電源變換器得到提供給重整器的電解室。一定電壓是指O.1 O. 2V的低壓電流。所述的系統(tǒng)控制器是指帶有壓力傳感器、溫度傳感器、安全閥、催化劑溶液濃度測(cè)試傳感器、酸度測(cè)試傳感器、反應(yīng)室輔助加熱系統(tǒng)、微型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、微型泵，系統(tǒng)控制器和反應(yīng)容器等組成的一個(gè)有機(jī)成套系統(tǒng)。
所述的輔助加熱系統(tǒng)是利用燃料和空氣在輔助加熱系統(tǒng)內(nèi)部燃燒產(chǎn)生的熱量來(lái)工作。所述的換熱器是指能夠起到將從反應(yīng)室出來(lái)溫度高的溶液降溫后給電解室使用，同時(shí)將從電解室出來(lái)的低溫溶液預(yù)熱后加注到反應(yīng)室，起到提供整個(gè)重整器系統(tǒng)能量效率的目的。所述的換熱器同時(shí)擁有多組換熱管在同一換熱器內(nèi)部，換熱器還負(fù)責(zé)將燃料電池工作的時(shí)候釋放的熱量吸收給重整器系統(tǒng)使用，同時(shí)持燃料電池工作過(guò)程中的恒溫性，使燃料電池系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)下。
所述的電解室具有陰極極板，陽(yáng)極極板，隔膜，氣體儲(chǔ)藏室，燃料溶液進(jìn)、出口閥門，氣體出口閥門，壓力傳感器和溫度傳感器。所述的燃料電池?fù)碛袃煞N輸出模式，一種是以高純度的氫氣為燃料輸出模式，提供氫燃料電池使用，另外一種是輸出具有還原性的燃料溶液，提供液流燃料電池使用。本發(fā)明的重整器產(chǎn)生的氫氣燃料完全沒(méi)有CO，能有效的防止氫燃料電池鉬金催化劑的中毒，提高以氫氣為燃料的燃料電池的輸出功率。徹底解決氫燃料電池燃料的貯藏問(wèn)題；實(shí)能量轉(zhuǎn)化效率高，遠(yuǎn)高于其他高溫燃料重整器的工作效率；
該重整器的啟動(dòng)溫度低，能在低溫下30°C左右就開(kāi)始具有燃料的重整反應(yīng)，隨著反應(yīng)溫度的提高其單位時(shí)間重整速度變快。相對(duì)于其他重整器高達(dá)200 300°C的工作溫度具有明顯的優(yōu)勢(shì)；該重整器同時(shí)能夠有效的利用燃料電池工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，提高了整個(gè)燃料電池的效率；該重整器能為大型燃料電堆提供燃料轉(zhuǎn)化，可也設(shè)計(jì)成微型反應(yīng)器為小功率燃料電池提轉(zhuǎn)化后的燃料。前者適合于大中型燃料電池作為動(dòng)力電源使用，后者適合微型燃料電池作為電子產(chǎn)品電源使用。
實(shí)施例1 :
按圖1和圖2說(shuō)明的方案采用不銹鋼加工成一個(gè)C 100X 150mm的小型壓力容器，設(shè)計(jì)壓力2MPa，分別在罐體上按照?qǐng)D示加工安裝溫度傳感器，壓力傳感器，PH傳感器，輔助加熱系統(tǒng)的加熱管進(jìn)料口，出料口以及對(duì)應(yīng)的閥門，得到所需的反應(yīng)室，采用不銹鋼加工一個(gè)0 100X 130mm的容器，里面排布兩組毛細(xì)銅管做為換熱器的熱交換管，并安裝對(duì)應(yīng)的閥門得到所需的換熱器。采用PP塑料加工300X200X 150mm的密封結(jié)構(gòu)的塑料槽，在內(nèi)部按照?qǐng)D示排列陰極板，隔膜，陽(yáng)極板，連接陰極電源總線，陽(yáng)極電源總線，進(jìn)料口閥門，出料口閥門，氣體輸出口閥門得到所述的電解室。將反應(yīng)室，熱交換器，電解室，控制器連接安裝完畢并檢查氣密性，得到所需要的重整器。多酸酸性轉(zhuǎn)換液的配置，取純水1L，加入IOOg鑰酸銨，攪拌溶解，加入20ml分析純H3P04，然后將溶液加熱至80°C保溫30分鐘，降低溫度冷卻，過(guò)濾溶液得到所需要的多酸酸性轉(zhuǎn)換溶液，將該溶液加入的到重整器反應(yīng)室體積的三分之二處；使用蠕動(dòng)泵通過(guò)燃料加入口將甲醇加入到重整器總，加入量通過(guò)傳感器控制；重整器工作時(shí)的加熱由燃料電池電堆散熱器提供；反應(yīng)室產(chǎn)生具有較強(qiáng)還原性質(zhì)的深藍(lán)色溶液，由燃料輸出口流出，經(jīng)過(guò)換熱器降溫后進(jìn)入電解室，在電解室中使用燃料電池自身輸出的部分電流經(jīng)過(guò)變換器降到O.1 O. 2V提供給電解室使用，電解室中間產(chǎn)物燃料被電解室陽(yáng)極氧化消耗后溶液重新進(jìn)入反應(yīng)室再生，不斷循環(huán)。電解室陰極板上產(chǎn)生的氫氣輸送到燃料電池。該重整器適合大功率氫燃料電池使用。
實(shí)施例2
按

的方案采用不銹鋼加工成一個(gè)0 100X 150_的小型壓力容器，設(shè)計(jì)壓力2MPa，分別在罐體上按照?qǐng)D示加工安裝溫度傳感器，壓力傳感器，PH傳感器，輔助加熱系統(tǒng)的加熱管進(jìn)料口，出料口以及對(duì)應(yīng)的閥門，得到所需的反應(yīng)室。按照?qǐng)D示采用不銹鋼加工一個(gè)0 100X 130mm的容器，里面排布兩組毛細(xì)銅管做為換熱器的熱交換管，并安裝對(duì)應(yīng)的閥門得到所需的換熱器。按照?qǐng)D示3采用PP塑料加工300X200X 150mm的密封結(jié)構(gòu)的塑料槽，在內(nèi)部排列陰極板，隔膜，陽(yáng)極板，連接陰極電源總線，陽(yáng)極電源總線，進(jìn)料口閥門，出料口閥門，氣體輸出口閥門得到所述的電解室。將反應(yīng)室，熱交換器，電解室，控制器連接安裝完畢并檢查氣密性，得到所需要的重整器。多酸性轉(zhuǎn)換液的配置，取高純水1L，加入80g鑰酸銨20克鎢酸銨，10克硫酸亞鐵攪拌溶解后加入50克檸檬酸攪拌使之溶解，然后加入1:3稀釋后的分析純H2S0445ml，然后將溶液加熱至80°C保溫30分鐘，然后降低溫度冷卻，過(guò)濾溶液得到所需要的多酸酸性轉(zhuǎn)換溶液，將該溶液加入的到重整器反應(yīng)室體積的三分之二處。使用蠕動(dòng)泵通過(guò)燃料加入口將甲醇加入到重整器總，加入量通過(guò)傳感器控制。重整器工作時(shí)的加熱由燃料電池電堆散熱器提供。反應(yīng)室產(chǎn)生具有較強(qiáng)還原性質(zhì)的深藍(lán)色溶液，由燃料輸出口流出，經(jīng)過(guò)換熱器降溫后進(jìn)入電解室，在電解室中使用燃料電池本來(lái)輸出的部分電流經(jīng)過(guò)變換器降到O.1 O. 2V提供給電解室使用，電解室中間產(chǎn)物燃料被電解室陽(yáng)極氧化消耗后溶液重新進(jìn)入反應(yīng)室再生，不斷循環(huán)。電解室陰極板上產(chǎn)生的氫氣輸送到燃料電池，作為燃料電池的電源。該重整器適合大功率氫燃料電池使用。實(shí)施例3
按

的方案采用不銹鋼加工成一個(gè)0 100X 150_的小型壓力容器，設(shè)計(jì)壓力2MPa，分別在罐體上按照?qǐng)D示加工安裝溫度傳感器，壓力傳感器，pH傳感器，輔助加熱系統(tǒng)的加熱管進(jìn)料口，出料口以及對(duì)應(yīng)的閥門，得到所需的反應(yīng)室。按照?qǐng)D示采用不銹鋼加工一個(gè)0 100X 130mm的容器，里面排布兩組毛細(xì)銅管做為換熱器的熱交換管，并安裝對(duì)應(yīng)的閥門得到所需的換熱器。將反應(yīng)室，熱交換器，控制器連接安裝完畢并檢查氣密性，得到所需要的重整器。酸性轉(zhuǎn)換液的配置，取高純水IL加入IOOg鑰酸銨攪拌均勻后，加入1:3分析純H2S04，60ml，然后將溶液加熱至80°C，降低溫度冷卻，過(guò)濾溶液得到所需要的酸性轉(zhuǎn)換溶液，將該溶液加入的到重整器反應(yīng)室體積的三分之二處。使用蠕動(dòng)泵通過(guò)燃料加入口將甲醇加入到重整器總，加入量通過(guò)傳感器控制。重整器工作時(shí)的加熱由燃料電池電堆散熱器提供。反應(yīng)室產(chǎn)生具有較強(qiáng)還原性質(zhì)的深藍(lán)色溶液，由燃料輸出口流出，經(jīng)過(guò)換熱器降 溫后進(jìn)入提供給液流燃料電池使用，中間產(chǎn)物燃料在液流燃料電池被在負(fù)極放電后溶液重新進(jìn)入反應(yīng)室再生，不斷循環(huán)。該重整器適合大功率液流燃料電池使用。
權(quán)利要求
1.一種具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，其特征是包括燃料反應(yīng)室、換熱器、電解室和含有催化劑的溶液，將催化劑溶液和小分子有機(jī)物溶液混合，然后將混合溶液輸送至重整器的反應(yīng)室在溫度在20 200°C、壓力為O.1 20MPa的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成具有還原性質(zhì)的低價(jià)態(tài)燃料溶液，從而完成燃料的轉(zhuǎn)換，而小分子的燃料則氧化成為二氧化碳和水，具有還原性的低價(jià)態(tài)燃料溶液經(jīng)過(guò)換熱器換熱后降溫進(jìn)入電解室，然后在電解室中用低壓電源以一定電壓電解該具有還原性的溶液在陰極獲得氫氣，同時(shí)在陽(yáng)極區(qū)域具有還原性的燃料溶液被重新氧化成高化合價(jià)態(tài)的催化劑溶液，氫氣作為重整器的產(chǎn)物輸出到燃料電池，高化合價(jià)態(tài)的催化劑溶液進(jìn)入換熱器升溫后重新進(jìn)入反應(yīng)室和燃料反應(yīng)，形成完整的循環(huán)系統(tǒng)；或不需要電解室直接將降溫后的中間產(chǎn)物燃料溶液經(jīng)過(guò)換熱器降溫后輸出到流體燃料電池作為流體燃料電池的燃料；燃料電池?fù)碛袃煞N輸出模式，一種是以高純度的氫氣為燃料輸出模式，提供氫燃料電池使用，另外一種是輸出具有還原性的燃料溶液，提供液流燃料電池使用；整個(gè)重整器的工作都在系統(tǒng)控制器的控制下進(jìn)行工作。
2.如權(quán)利要求1所述具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，其特征是所述的催化劑溶液是指由溶解于酸性溶液中的多酸形成的溶液，它是同多酸或者雜多酸；同多酸為鎢酸或者鑰酸，雜多酸則為通式為[XaMbO4Jn- ,X=P, Si, Ge, As-, M=W, Mo,a:b=l:6，1:9, 112 的一系列化合物，以及由 Fe、Co、N1、Cr、Cu、Al、T1、Sn、Ta、Nb、Zr 元素中的一種或者幾種組合對(duì)多酸進(jìn)行摻雜的摻雜形成的化合物；催化劑溶液是上述多酸或者摻雜多酸當(dāng)中的一種或幾種混合而成。
3.如權(quán)利要求2所述具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，其特征是所述的多酸是由多酸分子和有機(jī)分子結(jié)合成的超分子化合物，如[(C19H18N3)2H] [PMo12O40],硅鎢酸和有機(jī)分子PPY形成的(ppy)4H6[SiW12O4J超分子化合物。
4.如權(quán)利要求2所述具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，其特征是所述的重整器中酸性溶液是由硫酸，磷酸，鹽酸等非氧化性的有機(jī)或者無(wú)機(jī)酸中的一種或者其中的幾種混合物配制而成，配制成的溶液中其氫離子濃度為10_4 lOkol/L。
5.如權(quán)利要求1所述具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，其特征是所述重整器中的燃料是指甲醇、甲醛和/或甲酸中的一種或者幾種組成的混合物。
6.如權(quán)利要求1所述具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，其特征是所述的低壓電源是指由燃料電池輸出功率的一小部分電能通過(guò)電源變換器得到提供給重整器的電解室，一定電壓是指O.1 O. 2V的低壓電流。
7.如權(quán)利要求1所述具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，其特征是所述系統(tǒng)控制器是指帶有壓力傳感器、溫度傳感器、安全閥、催化劑溶液濃度測(cè)試傳感器、酸度測(cè)試傳感器、反應(yīng)室輔助加熱系統(tǒng)、微型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、微型泵，系統(tǒng)控制器和反應(yīng)容器組成的一個(gè)有機(jī)成套系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求7所述具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，其特征是所述輔助加熱系統(tǒng)是利用燃料和空氣在輔助加熱系統(tǒng)內(nèi)部燃燒產(chǎn)生的熱量來(lái)工作。
9.如權(quán)利要求1所述具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，其特征是所述的換熱器是指能夠起到將從反應(yīng)室出來(lái)溫度高的溶液降溫后給電解室使用，同時(shí)將從電解室出來(lái)的低溫溶液預(yù)熱后加注到反應(yīng)室，起到提供整個(gè)重整器系統(tǒng)能量效率的目的；所述的換熱器同時(shí)擁有多組換熱管在同一換熱器內(nèi)部，換熱器還負(fù)責(zé)將燃料電池工作的時(shí)候釋放的熱量吸收給重整器系統(tǒng)使用，同時(shí)持燃料電池工作過(guò)程中的恒溫性，使燃料電池系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)下。
10.如權(quán)利要求1所述具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，其特征是所述的電解室具有陰極極板，陽(yáng)極極板，隔膜，氣體儲(chǔ)藏室，燃料溶液進(jìn)、出口閥門，氣體出口閥門，壓力傳感器和溫度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有兩種輸出形式的低溫液相燃料重整器，將催化劑溶液和小分子有機(jī)物溶液混合，然后將混合溶液輸送至重整器的反應(yīng)室在溫度在20～200℃、壓力為0.1～20MPa的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成具有還原性質(zhì)的低價(jià)態(tài)燃料溶液，從而完成燃料的轉(zhuǎn)換，而小分子的燃料則氧化成為二氧化碳和水，具有還原性的低價(jià)態(tài)燃料溶液經(jīng)過(guò)換熱器換熱后降溫進(jìn)入電解室，然后在電解室中用低壓電源以一定電壓電解該具有還原性的溶液在陰極獲得氫氣，同時(shí)在陽(yáng)極區(qū)域具有還原性的燃料溶液被重新氧化成高化合價(jià)態(tài)的催化劑溶液，氫氣作為重整器的產(chǎn)物輸出到燃料電池，高化合價(jià)態(tài)的催化劑溶液進(jìn)入換熱器升溫后重新進(jìn)入反應(yīng)室和燃料反應(yīng)，形成完整的循環(huán)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01M8/02GK103022537SQ20121058919
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者劉軍 申請(qǐng)人:劉軍