[发明专利]一种水解制氢铝合金反应供氢装置及其使用方法

权利要求书

1.一种水解制氢铝合金反应供氢装置，其特征在于：包括壳体，所述壳体内部由隔板分隔为供水容器、过滤干燥容器和至少两个反应容器，所述壳体上开设有与所述反应容器连通的换料口，所述换料口与盖板可拆卸连接，所述反应容器用于放置水解制氢铝合金，所述供水容器内部设有供水单元，所述供水单元通过供水管分别与所述反应容器连通，所述供水单元能够依次给所述反应容器供水，所述反应容器的顶部通过氢气输出管与所述过滤干燥容器连通，所述过滤干燥容器用于盛装干燥过滤液，所述氢气输出管的末端位于液面以下，所述壳体上设有与所述过滤干燥容器连通的氢气输出口。

2.根据权利要求1所述的水解制氢铝合金反应供氢装置，其特征在于：所述水解制氢铝合金通过透水透气的无纺布袋包裹起来后再放入所述反应容器中。

3.根据权利要求1所述的水解制氢铝合金反应供氢装置，其特征在于：所述供水单元包括供水控制系统和与所述反应容器数量相等的水泵，所述水泵与所述反应容器一一对应，所述供水控制系统和所述水泵电连接，或，所述供水单元包括供水控制系统、水泵和与所述反应容器数量相等的电磁阀，所述电磁阀分别设置在一所述供水管上，所述电磁阀均与所述水泵连通，所述水泵和所述电磁阀均与所述供水控制系统电连接。

4.根据权利要求3所述的水解制氢铝合金反应供氢装置，其特征在于：所述过滤干燥容器顶端的内壁上设有压力传感器，所述压力传感器与所述供水控制系统电连接。

5.根据权利要求1所述的水解制氢铝合金反应供氢装置，其特征在于：所述氢气输出管上设有仅能够从所述反应容器向所述过滤干燥容器开启的单向阀。

6.根据权利要求1所述的水解制氢铝合金反应供氢装置，其特征在于：所述氢气输出口连接有调压阀，所述壳体上设有与所述过滤干燥容器连通的安全阀和压力表。

7.根据权利要求6所述的水解制氢铝合金反应供氢装置，其特征在于：所述调压阀连通有氢燃料电池。

8.根据权利要求7所述的水解制氢铝合金反应供氢装置，其特征在于：所述氢燃料电池为质子交换膜燃料电池。

9.根据权利要求1所述的水解制氢铝合金反应供氢装置，其特征在于：所述反应容器至少为三个，所述反应容器在所述壳体内围绕所述供水容器均匀布置。

10.一种水解制氢铝合金反应供氢装置的使用方法，其特征在于：根据氢燃料电池的供氢流量和使用时间，将一定质量的水解制氢铝合金均分为与反应容器数相等的质量份分别装入无纺布袋中，然后将无纺布袋通过换料口放入到各个反应容器中后安装好盖板；

开启供水控制系统，压力传感器将过滤干燥容器中的实时压力传输给供水控制系统，供水控制系统需根据氢燃料电池的供氢压力和安全阀的开启压力预设一参比压力，且供氢压力≤参比压力＜开启压力；

供水控制系统将实时压力与参比压力进行比较，若实时压力＜参比压力，供水控制系统则为反应容器中的一个供水；若实时压力≥参比压力，供水控制系统则停止为当前反应容器供水；

根据氢燃料电池的供氢流量、使用时间和每个反应容器中水解制氢铝合金的质量计算获得每个反应容器的最大供水量；

根据氢燃料电池的使用要求，设供氢流量为Q，使用时间为t，使用过程中需要的氢气体积V：

V＝Qt

标况下，氢气的物质的量n：

n = V 22.4 = Q t 22.4 m o l ]]>

根据氢气质量计算反应所需的水解制氢铝合金的质量：

根据化学计量数之比，产生n mol的氢气，需要2/3n mol纯Al，换算成质量后，即得所需纯Al的质量为18n。设水解制氢铝合金中Al的质量百分比为ω％。则需要水解制氢铝合金的总质量为将质量为的水解制氢铝合金分别放入到a个反应容器中，则单个反应容器水解制氢铝合金质量为根据化学反应方程式计算单个反应容器的最大供水量：

18 n a m H 2 O ]]>

m H 2 O = 36 n a = 36 a × Q t 22.4 = 1.6071 Q t a ( g ) ]]>

由于反应是放热反应，反应过程中部分水会蒸发并随氢气进入到过滤干燥容器中，因此，最大供水量根据试验实测值取

若当前反应容器的供水量达到最大供水量时，则停止为当前反应容器供水，且需根据实时压力来控制是否为下一反应容器供水，若实时压力＜参比压力，则立即为下一反应容器供水，若实时压力≥参比压力，则暂不为下一反应容器供水，待到实时压力＜参比压力时，再为下一反应容器供水；

如此依次为所有反应容器供水，直到所有反应容器的供水量均达到最大供水量为止，及时回收无纺布袋中的反应产物；

反应容器中的水解制氢铝合金遇水反应生成氢气，氢气通过氢气输出管输送进入过滤干燥容器中，并经干燥过滤液去除掉杂质和水蒸气，净化后的氢气经氢气输出口和调压阀进入氢燃料电池中并发电，以供后续的负载设备使用。