[实用新型]一种基于步进电机的可控硼氢化钠制氢反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种硼氢化钠制氢反应装置，用于为氢燃料电池提供高能量密度的便携式氢源。

背景技术

当前氢氧燃料电池的利用开发，特别是质子交换膜燃料电池的开发，已成为新世纪国际上攻克能源危机和环境污染的前沿技术领域。性能优异且技术相对成熟的质子交换膜燃料电池系统的应用领域广阔且需求量大，一直受到人们广泛关注。但是，燃料电池大规模应用急需解决的一个重要问题就是如何为燃料电池高效安全地提供氢源。

目前质子膜燃料电池系统中氢燃料的供给可以采用直接储氢和间接供氢两种方式。直接储氢方法包括气态高压储存、合金固态储存和低温液态储存三种方式，但均存在储能密度低、储能系统体积庞大、氢气贮存和运输不安全等问题。间接供氢目前研究较多的是将甲醇或乙醇在催化剂作用下重整制氢，但是存在重整气中CO含量过高，需要开发专用分离膜净化氢气，当前分离膜技术还不成熟，成本昂贵，不适合应用于便携式小功率燃料电池系统。

硼氢化钠是一种白色晶状粉末，本身储氢容量为10.8％(质量)。硼氢化钠是一种强还原剂，在室温下和水接触即可反应产生氢气，反应式为：NaBH₄+2H₂O→4H₂+NaBO₂。采用硼氢化物水解制氢的方法优势在于：(1)氢的储存效率高；(2)产品气中氢气纯度高，不需专门的净化装置；(3)储运容易，安全无污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动化程度高，操作简单方便，运载方便，无污染，产生的氢气纯度高，不需专门的净化装置的可控硼氢化钠制氢反应装置。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种基于步进电机的可控硼氢化钠制氢反应装置，该装置的储料盒与反应箱之间设有转料盘、前后料盘固定盒和固体酸盒，所述储料盒底部开有进料口，侧面开有添料口，储料盒底板为楔型结构，储料盒由薄隔板分隔，薄隔板倾斜平行排列；反应剂颗粒存储于储料盒中，反应剂颗粒为硼氢化钠与Ni-Pt催化剂混合的颗粒；

所述反应箱上部开有进料口、加水口、出气口，且出气口与单向阀相连接，反应箱底部开有废液排出口；

所述转料盘由对称两个半圆缺口，转料盘中间开有圆孔；

所述料盘固定盒由前后两块对称紧密黏结，料盘固定盒在后部与步进电机连接，转料盘位于料盘固定盒中间，且与料盘固定盒有间隙，料盘固定盒后部中间开有通孔，转料盘中间的孔与电机主轴连接；料盘固定盒的上部开有入料口，下部开有出料口，入料口与储料盒的进料口连接接，出料口与反应箱上的进料口连接；

所述固体酸盒前后开有进气口和出气口；进气口与单向阀连接，出气口直接与燃料电池的进气口连接。

为进一步实现本实用新型的目的，所述反应箱部开有废液排出口。

所述转料盘中间的圆孔与电机主轴连接的方式为过盈配合。

进气口与单向阀连接连接的方式为进气口通过软管与单向阀连接。

所述出气口直接与燃料电池的进气口连接的方式为通过软管连接。

本实用新型的工作原理为：反应剂颗粒从储料盒底部的进料口进入转料盘半圆缺口，微型步进电机由外部获得信号，通过主轴带动转料盘转动，转料盘将反应剂颗粒送入反应箱的进料口，反应剂颗粒进入反应箱中并与水发生化学反应产生氢气，氢气经与反应箱上部连接的单向阀进入固体酸盒后面的进气口，然后从固体酸盒前面的出气口送入燃料电池中。

本实用新型具有以下优点：(1)装置自动化程度高，操作简单方便；(2)装置使用安全，运载方便；(3)使用过程不排放含碳和含氮的有害气体，无污染；(4)产生的氢气纯度高，不需专门的净化装置，不会造成燃料电池电极催化剂的毒化。

附图说明

图1是本实用新型装置的总体结构示意图；

图2是本实用新型装置的反应箱的结构示意图；

图3是本实用新型装置的转料盘的结构示意图；

图4是本实用新型装置的固体酸盒的结构示意图；

图5是本实用新型装置的储料盒的结构示意图；

图6是本实用新型装置的后料盘固定盒的结构示意图；

图7是本实用新型装置的前料盘固定盒的结构示意图；

图8是本实用新型装置的料盘固定盒与步进电机的连接示意图；

图9是本实用新型装置的料盘固定盒与转料盘的连接示意图；

图10是本实用新型装置的步进电机示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。