[实用新型]一种制氢系统装置及其燃料电池系统装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制氢系统装置，还涉及一种包括该制氢系统装置的燃料电池系统装置。 

背景技术

目前石化能源在人类生活中扮演着主要角色，但是，一方面石化能源的存储有限；另一方面，化石能源造成生态环境的污染日益严重。氢能被认为是未来最有希望的能源之一，而它又是燃料电池的燃料之一。 

在采用氢气为燃料，含有氧气的空气为氧化剂(或纯氧为氧化剂)的质子交换膜燃料电池中，燃料氢气在阳极区的催化电化学反应就产生了氢正离子(或质子)。质子交换膜帮助氢正离子(或质子)从阳极区迁移到阴极区，与氧气反应。电子通过外电路流向阴极时就产生了直流电。 

电化学燃料电池是一种能够将氢及氧化剂转化成电能及反应产物的装置。该装置的内部核心部件是膜电极(Membrane Electrode Assembly，简称MEA)。膜电极由一张质子交换膜、膜两面夹两张多孔性的可导电的材料，如碳纸组成。在膜与碳纸的两边界面上含有均匀细小分散的引发电化学反应的催化剂，如金属铂催化剂。膜电极两边可用导电物体将发生电化学反应过程中生成的电子，通过外电路引出，构成电流回路。 

固态的配位氢化物制氢装置的技术鲜有报道。专利号CN1845873A(2006-10-11)公开了一种氢气发生器，然而该装置至少有三个缺陷：一是装置内的反应速度较难控制，导致氢气产生量不稳定， 使得燃料电池发电的功率不稳定；二是反应速度过快会发生爆炸式反应，使得压力过大而影响燃料电池的寿命；三是制氢启动较慢，使得初期产生的氢气量不足而不能满足需要。 

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种能够稳定输出氢气的制氢系统装置。 

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种制氢系统装置，包括外壳，而所述外壳内设有流体罐和反应罐，所述流体罐的出口与所述反应罐的入口相连接，所述制氢系统装置还包括连接所述流体罐和反应罐的微型泵和压力开关。 

实用新型人经过长期试验，在制氢系统装置中的流体罐和反应罐之间设置微型泵与压力开关，将流体罐内的流体从流体罐中吸出打入装有固体配位氢化物的反应罐，通过使用微型泵和压力开关控制流体流速，使流体与固体配位氢化物发生的水解反应更均匀，从而使产生的氢气量更稳定。如果流体进入反应罐的流速过快，容易使水解速度过快、产生爆炸式反应而变得不可控。引入微型泵和压力开关，可以利用压力开关来控制微型泵并进而控制流体从流体罐到反应罐的流速。当压力达到额定最高值时，压力开关会切断微型泵的电源，流速为零；但压力低于额定最低值时，压力开关启动微型泵的电源恢复流体的流动。在微型泵开启状态下，当反应剧烈，氢气产生量加大时，反应罐压力也增大，这时所述压力开关控制所述微型泵减小流体吸出量，从而使反应罐压力降低；反之，当反应趋弱，氢气产生量变小时，反应罐压力也变小，这时所述压力开关控制所述微型泵以增大流体吸出量，从而使反应罐压力增高，最终控制氢气产生量稳定。 

作为本实用新型技术方案的一种优选，所述制氢系统装置还包括 缓冲罐，所述缓冲罐的入口与所述反应罐的出口连接。 

本实用新型在制氢系统装置中独立设置一个缓冲罐，使反应罐反应产生的氢气压力得到缓冲，使流出制氢系统装置出口的氢气流量更稳定。 

作为本实用新型技术方案的一种优选，所述的缓冲罐内加有氢气过滤试剂。所述的氢气过滤试剂主要起两个作用：一是对氢气进一步起到缓冲作用；二是对产生的氢气起过滤作用，以除去氢气中的杂质，得到纯净的氢气。 

更优选地，所述的氢气过滤试剂为酸或碱。 

作为本实用新型技术方案的进一步优选，所述制氢系统装置还包括一个电磁阀，所述电磁阀的两端分别与所述反应罐的出口和缓冲罐的入口相连接。 

在反应罐和缓冲罐之间安装电磁阀，通过设定一定的压力值，使氢气在设定的压力下流出反应罐，进入缓冲罐，进而增加缓冲罐内的氢气缓冲效果。 

作为本实用新型技术方案的进一步优选，所述制氢系统装置还包括第二个电磁阀，所述第二个电磁阀的一端与缓冲罐的出口相连接。