[实用新型]一种氢气发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种氢气发生器。

背景技术

氢是一种清洁燃料，因为其可以在氢气消耗装置例如燃料电池或者内燃机中与氧气反应产生能量和水，在反应中没有其它副产物，因此，使用氢作为燃料有效的解决了使用石油燃料时伴随的环境问题。但是，如何安全、有效的存储氢气一直是技术人员在努力解决的问题，许多氢载体包括烃、金属氢化物和化学氢化物都被视为氢储存和供应系统，例如碱金属氢化物、碱金属铝氢化物和碱金属硼氢化物。其中硼氢化物是一种高储氢含量的材料，既能催化水解释放氢气作为高容量、高纯氢源材料，又可直接通过电化学方式作为高容量负极材料，在典型的多相催化体系中，硼氢化物和水产生氢气和硼酸盐的化学计量反应可以用下面的化学反应表示：

但缺点是重量大、储氢效率低，而且即使在常温下，硼氢化物溶液也会很快水解掉一半。因此，为了使硼氢化物能够在现实生活中得到应用，平时必须将其保持在强碱性溶液中。其余的硼氢化物也都必须保持在强碱性溶液中。硼氢化物分解是一个放热反应，每产生1molH₂放出75kJ热量，从而使得反应液的温度升高。在较高的温度下，生成的氢气带有较多的反应液。如果不除掉氢气中的这些反应液，则会损害燃料电池的电堆。

另外，对于便携式氢气发生器，除必须满足氢气稳定、纯净之外，同时需要满足气体发生器使用过程中可任意角度翻转。现有的氢气发生器在使用过程中如遇到颠簸、移动、倾斜或倒置的情况，则会出现硼氢化物溶液无法正常供给的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种氢气发生器，其具有操作简单、使用过程中可任意方向翻转甚至倒置、产氢速率恒定、出口氢气纯净等特点，该氢气发生器产生的氢气可直接供给质子交换膜燃料电池使用。

为实现上述目的，本实用新型提供一种氢气发生器，其采用下述技术方案：

一种氢气发生器，包括壳体及设于壳体内的储液室、反应室、废液室和净化室，其中，所述的储液室为弹性囊体，其上设有液体出口，通过管道与反应室上的液体进口相连；所述的反应室上还设有与废液室相连通的气液出口，在所述的废液室内设有吸附材料，且所述的废液室上还设有第一氢气出口，其通过管道与净化室相连通。所述的管道与各室之间为可拆卸的插接结构。

在所述的储液室与废液室之间设有隔热层，其由任何合适的隔热材料构成，用于隔绝反应放出的热量，防止大量的反应热进入弹性囊体，导致其内产生大量气体，影响反应的正常进行。

所述的吸附材料在废液室中蓬松放置，为防止其吸收液体后气阻增加，可在吸附材料间填充泡沫材料；所述的吸附材料用于吸收反应废液，所述的泡沫材料可以是泡沫金属，如泡沫镍，或其它合适的材料。

所述的净化室包括干燥室和过滤室，其中所述的干燥室上设有氢气进口，其内放置有干燥剂，用于吸收氢气中多余的水分；所述的过滤室上设有第二氢气出口，其内放置有固体酸，用于除去气体中多余的碱液，所述的干燥室与过滤室之间通过透气孔互相连通。

所述的干燥剂可以是分子筛或活性碳等任何合适的物质，所述的固体酸可以是柠檬酸或酒石酸等任何合适的酸。

优选的，所述的储液室、反应室、废液室以及净化室之间还可以通过连接块连接；所述的连接块上设有接头和连接各室的管道，并通过接头将该连接块插接于氢气发生器上，使得各室之间形成气液通路，从而使得燃料电池电堆在实际应用中更方便的进行氢气发生器的更换。

所述的弹性囊体可以由橡胶构成。

所述的储液室中设有硼氢化物溶液的碱溶液或其它溶液，其通过囊体的弹力或者液泵被输送到反应腔；所述的硼氢化物可以为硼氢化物盐(M(BH₄)n)、三硼氢化物盐(MB₃H₈)、十氢十硼酸盐(M₂B₁₀H₁₀)、十三氢十硼酸盐(MB₁₀H₁₃)、十二氢十二硼酸盐(M₂B₁₂H₁₂)、十八氢二十硼酸盐(M₂B₂₀H₁₈)中的一种或几种的混合物，其中，M为碱金属、碱土金属或铝的阳离子中的一种或者几种的混合物；所述的碱溶液可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化锂溶液中的一种或其中几种的混合物。

所述的反应室内装有催化剂，硼氢化物溶液在催化剂上进行反应。