[实用新型]一种硼氢化物制氢装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种硼氢化物制氢装置，具体地讲是涉及一种反应可控的自热式硼氢化物制氢装置。

背景技术

硼氢化物是常用的用于供氢的络合型氢化物，通常以固体或溶解于碱性溶液中的方式进行保存。以硼氢化钠为例，最先是由Schlesinger等人在1942年合成的，由于其具有优异的还原性和广泛的用途，目前在欧美市场已经大量用于工业生产，但在我国的使用范围还很小，还有拓展空间。

NaBH₄+2H₂O→4H₂+NaBO₂

这种供氢方法，具有以下几个方面的优点：(1)硼氢化钠储氢燃料是一种环境友好的物质，整个制氢与使用过程不排放含碳和含氮的有害气体；(2)与其他储氢方式相比，可采用液态储存氢的方式，燃料的储氢量高，可达到10.8wt％，是金属氢化物储氢的10倍；(3)由于使用固体硼氢化钠，储存、使用安全，运载方便；(4)氢气纯度高，不会造成燃料电池电极催化剂的毒化，也没有伴生气体，不会造成大气环境的污染；(5)能源利用率高，反应过程中不需要外加能量就可以把NaBH₄及一部分水中的氢释放出来。

近来，将硼氢化钠作为储氢载体用于供氢装置已经引起了人们的极大兴趣和深入研究，尤其是用于燃料电池的供氢设备。而燃料电池需要适应不同类型和规格的产品，对于体积较小的产品来说，燃料电池的体积也相应地要减小，其中的供氢装置也是如此，如何在功能不变的基础上减小体积成为一个重要的课题，目前大多数供氢装置的原料室和水洗室是分离的，这样，整体体积自然相对较大，而且水洗时需要一部分热量还需要外加供热系统，原料反应时放出的热量得不到利用。另外，就目前的硼氢化物供氢装置而言，根据所应用产品的需求，需要及时地控制反应过程，尤其是反应的起始与终止，这对所应用产品的性能和能源的节约有直接的影响，目前还没有很好的解决办法。

此外，就目前的硼氢化物制氢体系来说，可以分为液体硼氢化物制氢体系和固体硼氢化物制氢体系，目前还未见能同时可以满足这两种反应体系应用的装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种硼氢化物制氢装置，体积小，结构简单，操作方便，能够有效的控制反应的过程，节约能源，还可以有效地利用反应的余热，适于液体或固体硼氢化物反应体系以及燃料电池的应用。

本实用新型采用如下技术解决方案：

一种硼氢化物制氢装置，包括原料室、水洗室、反应室、氢气出口，原料室设置于水洗室中，反应室设置于原料室的内壁上，反应室中设有多孔支撑层；原料室与反应室底部之间设有开关阀，优选螺旋柱塞开关；原料室上端设有半透膜，介于原料液面与半透膜之间的反应室壁上设有开孔；介于半透膜与原料室顶部之间的原料室壁上设有导气管，导气管的出口设于水洗室液面以下，优选设于水洗室的下部；氢气出口设于水洗室的顶部。

所述原料室顶部设有安全溢流阀。

所述硼氢化物制氢装置即可适用于液体硼氢化物反应体系，又可适用于固体硼氢化物反应体系。对于液体硼氢化物反应体系，所述原料室中为液体硼氢化物，固体催化剂置于反应室的多孔支撑层上；对于固体硼氢化物反应体系，所述原料室中为酸或水，固体硼氢化物置于反应室的多孔支撑层上。

操作时，开关阀打开，原料液在重力的作用下通过反应室底部的多孔支撑层流入反应室，与反应室中的固体物质接触进行反应，反应产生的气体经开孔进入原料室的液面上方，随即通过半透膜，进行部分过滤，如瞬间气体压力过大时，安全溢流阀将会打开泄压，正常情况下，气体通过导气管进入水洗室，利用反应的余热进行水洗或酸洗，进一步提高氢气的纯度，最终从氢气出口送出。待需要时，将开关阀闭合，原料液与固体物质之间被隔绝，反应很快中断，达到对反应过程的控制。

本实用新型提供的硼氢化物制氢装置，结构简单，操作方便，通过将原料室和反应室设置于水洗室中，即节省了整体体积，又很好的利用了反应的余热；另外，通过在原料室和反应室之间设置开关阀，可以有效的控制反应的过程，节约能源，适于液体或固体硼氢化物反应体系以及燃料电池的应用。

附图说明

图1是本实用新型的剖面结构示意图；

图2是本实用新型的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。