[实用新型]一种简易型便携式氢气发生器

说明书

技术领域

本发明属于氢气制备方面，特别涉及一种用于燃料电池的便携式氢气发生器。

背景技术

随着化石能源的日趋紧张和环境保护的日益重要，清洁、高效的，以氢为燃料的燃料电池(Fuel Cell，FC)技术成为未来可持续发展的新兴能源，并且日益受到世界各国政府的重视。

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)是作为继碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)之后发展起来的第五代燃料电池。由于采用了固态电解质高分子膜作为电解质，因此具有能量转换率高、低温启动、无电解质泄漏等特点，也因此被公认为最有希望成为航天、军事、运输和便携式备用电源的首选理想电源。

国际上燃料电池技术已发展到较高水平，要实现燃料电池的商业化，主要问题就是解决氢源问题和降低成本，而氢源技术已成为质子交换膜燃料电池商业化的技术瓶颈。目前，为燃料电池供氢的方式主要以下几种：高压气瓶储氢、低温液态储氢、甲醇或天然气重整制氢和硼氢化物(比如硼氢化锂、硼氢化钠、硼氢化钾或其混合物)水解制氢等。其中前两种供氢方式都存在能源消耗大、成本高和安全性差等缺点，重整制氢方式虽然可以解决运输、安全等问题，但重整温度高，转化效率低，也不适合便携式燃料电池。

硼氢化物(比如硼氢化钠)水解制氢方式具有如下优点：(1)制氢过程无污染；(2)储氢效率高；(3)运输方便、使用安全；(4)氢气纯度高等。因此这种制氢方式具有很高的稳定性和很强的实用性，特别适合用于燃料电池便携移动电源的氢气供应装置。

中国专利ZL92234831.6公开了一种气球氢气发生器，该发明采用移动装置携带反应催化剂进入反应容器进行反应，反应的产生的氢气进入洗气瓶进行清洗。中国专利申请号为03130002.2的发明公开了硼氢化钠催化水解发生氢气的方法及反应器。该方法是将反应溶液加入反应器内，在催化剂的作用下产生氢气，该反应器包括壳体、搅拌器和出气口组成。上述两种反应器中的反应原料的浓度会随着时间而逐渐降低，从而使产气速度不稳定。现有的氢化物水解制氢技术也仍存在以下缺点：(1)液体氢化物与催化剂接触后发生化学反应的速率难以控制；(2)装置系统的压力调节需要增加额外的设备，而使装置系统结构复杂化，不便操作。为了解决上述及其所涉及的相关问题，就需要用上一些新的技术解决方案，以使新型氢气发生器的反应可控、结构简易和燃料易更换等。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种性能稳定、燃料易更换、装置结构简易的氢气发生器。该发生器结构简单，燃料和催化剂装卸极为方便，并且通过控制燃料供给调节氢气的速率。当燃料与催化剂接触时，化学反应得以进行，并伴随有氢气生成。

简易型便携式氢气发生器，其燃料箱出口与连接头连接，滴斗在连接头下部。反应器上部与连接连接，反应器上部设置有流量调节阀；连通管在连接头上；反应器中填充有催化剂，反应器和接受器通过连接装置连接；接受器底部设置出口，接受器上端设有气体收集管。便携式氢气发生器气体收集管另一端插入洗气瓶中，洗气瓶上方设置氢气出口；滴斗在连接头下部。

连接头下方连接滴斗，反应器上部与连接连接。

连接装置为锁母快插或其他类似连接件。

连接头为快速接头或穿刺器。

燃料箱材料可为不锈钢或非金属材料或是一次性包装。

本发明用于氢燃料电池的简易型燃料易更换氢气发生器结构如下：

燃料箱上方配备有填加燃料的进口；反应器中填充有催化剂(可以是镍基合金、铁基合金或者金属粉末等)。副产物接受器---用于接收反应器过来的液体及气体；洗气瓶---用于净化气体及加湿作用，此容器还可与接受器作成一体式。

本发明中的硼氢化物主要为硼氢化钠、硼氢化钾、硼氢化镁或硼氢化锂。各种酸类指可以和金属反应产生氢气的酸，主要有盐酸、硫酸、硝酸。反应器的材料组成主要为不锈钢、铜、和耐腐蚀的塑料。反应器中添加的催化剂主要是镍基合金、铁基合金或者铁、钾、镁、锌等金属颗粒。洗气瓶中装有纯净水、酸液(盐酸、稀硫酸、或磷酸或有机酸等)和泡沫金属等。反应器中填料占容积的80％以下。

有益效果