至避免車輛排放。本實用新型水氫動力自行車能將排放的尾氣C02收集起來,作為后續(xù)工序的原料,無有害氣體排放,甚至能避免C02的排放,有效保護環(huán)境。
[0058]本實用新型制氫裝置體積小,利用特有的催化劑配方及鈀膜提純,制備的氫氣快速、穩(wěn)定、純度高,可以為汽車提供穩(wěn)定的輸入能源。
【附圖說明】
[0059]圖I為本實用新型水氫動力自行車的組成示意圖。
[0060]圖2為本實用新型制氫系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)的組成示意圖。
[0061 ]圖3為收集利用子系統(tǒng)的工作示意圖。
[0062]圖4為本實用新型制氫系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)的另一組成示意圖。
[0063]圖5為制氫子系統(tǒng)的組成示意圖。
[0064]圖6為制氫子系統(tǒng)的另一組成示意圖。
[0065]圖7為第一啟動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0066]圖8為儲存容器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0067]圖9為本實用新型系統(tǒng)中燃料電池系統(tǒng)的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0068]下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的優(yōu)選實施例。
[0069]實施例一
[0070]請參閱圖I,本實用新型揭示了一種水氫動力自行車,所述自行車包括:車身、甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、電動發(fā)動機,甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、電動發(fā)動機設(shè)置于車身內(nèi);甲醇制氫系統(tǒng)、氫氣發(fā)電系統(tǒng)、電動發(fā)動機依次連接。所述甲醇制氫系統(tǒng)利用甲醇水蒸氣重整制備氫氣,氫氣通過鍍有鈀銀合金的膜分離裝置獲得高純度的氫氣,獲取的氫氣通過氫氣發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電,發(fā)出的電能供電動發(fā)動機工作。
[0071]所述車身包括車架、車把、前輪、后輪、前剎車裝置、后剎車裝置;車把設(shè)置于車架一端,前輪、后輪分別與車架連接,前剎車裝置、后剎車裝置分別設(shè)置于車架的前部、后部;車身設(shè)有連接線纜,連接線纜與氫氣發(fā)電系統(tǒng)連接。
[0072]請參閱圖2至圖4,所述甲醇制氫系統(tǒng)包括制氫子系統(tǒng)100、氣壓調(diào)節(jié)子系統(tǒng)200、收集利用子系統(tǒng)400,制氫子系統(tǒng)100、氣壓調(diào)節(jié)子系統(tǒng)200、氫氣發(fā)電系統(tǒng)300、收集利用子系統(tǒng)400依次連接。
[0073]所述制氫子系統(tǒng)100利用甲醇水制備氫氣,將制得的氫氣通過傳輸管路實時傳輸至氫氣發(fā)電系統(tǒng)300用于發(fā)電;所述收集利用子系統(tǒng)400連接氫氣發(fā)電系統(tǒng)300的排氣通道出口,從排出的氣體中收集氫氣,或利用收集到的氫氣供制氫子系統(tǒng)100或/和氫氣發(fā)電系統(tǒng)300使用。
[0074]請參閱圖5,所述固態(tài)氫氣儲存容器80、儲存容器10分別與制氫設(shè)備20連接;儲存容器10中儲存有液態(tài)的甲醇和水,所述固態(tài)氫氣儲存容器80中儲存固態(tài)氫氣。
[0075]請參閱圖8,所述儲存容器設(shè)置于車身的后部;儲存容器的中部設(shè)有隔板101,隔板101的一側(cè)設(shè)置反應(yīng)液體,另一側(cè)設(shè)置氫氣發(fā)電系統(tǒng)釋放、而后被壓縮的液態(tài)或固態(tài)的二氧化碳。隔板101連接有推動機構(gòu),在儲存容器內(nèi)的液體減少或二氧化碳增加達到設(shè)定條件時,推動機構(gòu)驅(qū)動隔板動作,減少存儲反應(yīng)液體區(qū)域的容積,增加存儲二氧化碳區(qū)域的容積。這樣可以在制備氫氣的同時,收集釋放的二氧化碳,減少二氧化碳氣體的排放,收集的二氧化碳還可以作為后續(xù)工序的原料。隔板101的兩端設(shè)置于滑槽102內(nèi),能沿滑槽102滑動。
[0076]當制氫系統(tǒng)啟動時,通過氣化模塊將固態(tài)氫氣儲存容器80中的固態(tài)氫氣轉(zhuǎn)換為氣態(tài)氫氣,氣態(tài)氫氣通過燃燒放熱,為制氫設(shè)備20提供啟動熱能,作為制氫設(shè)備20的啟動能源。當然,固態(tài)氫氣儲存容器80不是本實用新型的必要設(shè)備,可以通過其他能源啟動制氫設(shè)備20。
[0077]所述原料輸送裝置50提供動力,將儲存容器10中的原料輸送至制氫設(shè)備20;所述原料輸送裝置50向原料提供0.15?5M Pa的壓強(如提供O.2M Pa或I. IM Pa或1.2M Pa或1.5M Pa或5M Pa的壓強),使得制氫設(shè)備20制得的氫氣具有足夠的壓強。所述制氫設(shè)備20啟動制氫后,制氫設(shè)備20制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫設(shè)備20運行(當然,制氫設(shè)備20的運行還可以通過其他能源)。
[0078]請參閱圖6,所述快速啟動裝置為制氫設(shè)備提供啟動能源;所述快速啟動裝置包括第一啟動裝置40、第二啟動裝置60。
[0079]如圖7所示,所述第一啟動裝置40包括殼體41、第一加熱機構(gòu)42、第一氣化管路43,第一氣化管路43的內(nèi)徑為I?2mm,第一氣化管路43緊密地纏繞于第一加熱機構(gòu)42上;第一加熱機構(gòu)42可以為電加熱棒,利用交流電或蓄電池、干電池即可。
[0080]所述第一氣化管路43的一端連接儲存容器10,甲醇被送入第一氣化管路43中;第一氣化管路43的另一端輸出被氣化的甲醇,而后通過點火機構(gòu)點火燃燒;或者,第一氣化管路43的另一端輸出被氣化的甲醇,且輸出的甲醇溫度達到自燃點,甲醇從第一氣化管路43輸出后直接自燃。
[0081]所述第二啟動裝置60包括第二氣化管路,第二氣化管路的主體設(shè)置于所述重整室內(nèi),第二氣化管路為重整室加熱(還可以為制氫系統(tǒng)其他單元加熱)。第一氣化管路43或/和第二氣化管路輸出的甲醇為重整室加熱的同時加熱第二氣化管路,將第二氣化管路中的甲醇氣化。
[0082]首先,需要第一氣化管路43輸出的甲醇加熱第二氣化管路,待第二氣化管路可以持續(xù)產(chǎn)生氣化的甲醇后設(shè)定時間,可以選擇關(guān)閉第一啟動裝置40,而由第二氣化管路輸出的甲醇為第二氣化管路加熱;這樣可以進一步減少對外部能源的依賴。
[0083]為了提高制氫設(shè)備的加熱速度,在所述制氫設(shè)備20的重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路,加熱管路內(nèi)放有催化劑(如可以將加熱溫度控制在380°C?480°C);所述快速啟動裝置40通過加熱所述加熱管路為重整室加熱,可以提高加熱效率。所述制氫系統(tǒng)啟動后,制氫系統(tǒng)通過制氫設(shè)備制得的氫氣提供運行所需的能源;此時,可以關(guān)閉快速啟動裝置。
[0084]此外,為了在沒有其他能源的情況下也可以啟動汽車,所述快速啟動裝置的初始啟動能源為右干太陽能啟動t旲塊,太陽能啟動t旲塊包括依次連接的太陽能電池板、太陽能電能轉(zhuǎn)換電路、太陽能電池;太陽能啟動模塊為第一加熱機構(gòu)提供電能;或者,所述快速啟動裝置的初始啟動能源為手動發(fā)電機,手動發(fā)電機將發(fā)出的電能存儲于電池中。
[0085]所述儲存容器中的甲醇和水通過原料輸送裝置輸送至換熱器換熱,換熱后進入氣化室氣化;氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進入重整室,重整室內(nèi)設(shè)有催化劑,重整室下部及中部溫度為320°C?430°C;所述重整室上部的溫度為440°C?560°C;重整室與分離室通過連接管路連接,連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部,能通過重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體;所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖,使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近;所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為360°C?5600C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器,從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣。
[0086]所述重整室內(nèi)設(shè)有催化劑,催化劑包括Pt的氧化物、Pd的氧化物、Cu的氧化物、Fe的氧化物、Zn的氧化物、稀土金屬氧化物、過渡金屬氧化物。其中貴金屬Pt含量占催化劑總質(zhì)量的0.5 %?2 %,Pd含量占催化劑總質(zhì)量的I %?5 %,Cu的氧化物占催化劑總質(zhì)量的5 %?15 %,F(xiàn) e的氧化物占催化劑總質(zhì)量的2 %?IO %,Z η的氧化物占催化劑總質(zhì)量的IO %?25%,稀土金屬氧化物占催化劑總質(zhì)量的5%?45%,其余為過渡金屬氧化物。
[0087]或者,所述催化劑為銅基催化劑,包括物質(zhì)及其質(zhì)量份數(shù)為:3-17份的CuO,3_18份的ZnO,0.5-3份的ZrO,55-80份的Al2O3,1-3份的CeO2,1-3份的La203。如,銅基催化劑包括物質(zhì)及其質(zhì)量份數(shù)為:10份的CuO,10份的ZnO,2份的ZrO,60份的Al2O3,2份的CeO2,2份的La2O3。
[0088]所述原料輸送裝置提供動力,將儲存容器中的原料輸送至制氫設(shè)備;所述原料輸送裝置向原料提供0.15?5MPa的壓強,使得制氫設(shè)備制得的氫氣具有足夠的壓強;所述制氫設(shè)備啟動制氫后,制氫設(shè)備制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫設(shè)備運行。
[0089]所述制氫設(shè)備20制得的氫氣輸送至膜分離裝置30進行分離,用于分離氫氣的膜分離裝置30的內(nèi)外壓強之差大于等于0.7M Pa(如膜分離裝置30的內(nèi)外壓強為0.7M Pa或I. IMPa或1.2M Pa或1.5M Pa或5M Pa)。本實施例中,所述膜分離裝置30為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置,鍍膜層為鈀銀合金,鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%?78%,銀占 22%?25%。
[0090]所述制氫子系統(tǒng)將制得的氫氣通過傳輸管路實時傳輸至氫氣發(fā)電系統(tǒng);所述傳輸管路設(shè)有氣壓調(diào)節(jié)子系統(tǒng),用