[实用新型]一种金属/水反应制氢实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及实验用制氢装置技术领域，更具体地说，涉及一种金属/水反应制氢实验装置。

背景技术

氢气是一种清洁无污染的新能源，也是一种可再生能源。氢气作为燃料用于交通运输、热能和动力生产中时，具有高效率、高效益的特点，而且氢气反应的产物是水和热，是真正意义上的清洁能源和可持续能源，但是，氢气的能源转换效率非常低，并且很难存储。

因此，科学家认为可使用金属/水反应产生氢气，这种方法不仅廉价、高效，而且使得氢气的运输与存储更加简单易行，然而这种方法只是处于实验研究阶段，目前并没有得到实际应用。通常，在实验室中研究金属/水反应时采用量筒排水法收集氢气，例如中国专利申请号2011202486815，申请日为2011年7月15日，发明创造名称为：一种手控制氢实验装置，该申请案公开了一种利用金属置换氢气并收集氢气的实验装置，该装置包括三叉戟瓶、滤网圆筒、手控装置、氢气收集装置，其中氢气收集装置由橡胶塞、玻璃弯管、乳胶管、尖嘴玻璃弯管、量筒顺次连接而成，玻璃弯管穿过橡胶塞伸入三叉戟瓶内的一端作为氢气出口。该申请案中的氢气收集装置，其优点在于可利用现有的玻璃器皿进行装置搭建，构造简单，其缺点在于每次实验前都需要对氢气收集装置进行充水处理以实现排水法收集氢气，操作繁琐，并且需要人工对氢气产量进行统计，这大大的加重了实验者的工作量，费时费力，且误差较大。

又如中国专利申请号2015200250261，申请日为2015年1月15日，发明创造名称为：金属钠与水反应装置，该申请案的金属钠与水反应装置，包括产气瓶、金属钠推进器、双孔塞、出气管和储液器，产气瓶与储液器固定连接且在底部由一小孔相连通，塞在产气瓶瓶口上的双孔塞其中一孔塞入金属钠推进器、另一孔塞入一个连接有开关的出气管，金属钠推进器由一个顶端带有阻挡环的玻璃管和与玻璃管内径相同的推进柱组成，玻璃管下端塞有一个密封盖，在出气管上端由下到上依次固定连接一个球形容器和尖嘴玻璃管并相互连通，储液器外表面设置有体积刻度线；用金属钠推进器在较大块金属钠上钻取一段金属钠，即可进行实验，现象一清二楚，且在产气瓶里收集到的气体全为纯净的氢气，也能根据储液器里液面的变化读出产生氢气的体积。但是，该申请案还存在以下缺点：(1)金属钠推进器直接将一段金属钠送入产气瓶中反应，参加反应的金属钠直接溶于产气瓶中，会对储液器液面的变化造成影响，从而在计算产生氢气的体积时不准确；(2)反应过程中无法做到定量控制，不利于控制反应强度及对反应进行定量研究；(3)通过肉眼观察储液器里液面的变化来得出产生氢气体积的方法，误差较大，费时费力，实验效率不高。

综上所述，如何克服目前实验室用金属/水反应制氢装置存在的氢气收集过程操作繁琐和人工进行氢气产量统计费时费力、误差较大的不足，是现有技术中亟需解决的技术难题。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型克服了目前实验室用金属/水反应制氢装置存在的氢气收集过程操作繁琐和人工进行氢气产量统计费时费力、误差较大的不足，提供了一种金属/水反应制氢实验装置，实现了简化氢气收集操作过程及产气量自动记录的功能。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的金属/水反应制氢实验装置，包括溶液储存机构、反应机构和气量检测机构；

所述溶液储存机构与反应机构相连通，反应机构与气量检测机构相连通；

所述反应机构包括固定支架、三口锥形瓶、恒温水浴箱和磁力搅拌器；磁力搅拌器上方设有恒温水浴箱，恒温水浴箱内部设有三口锥形瓶；三口锥形瓶作为金属/水反应的容器，其上设有三个开口，分别称为溶液开口、金属粉末开口和气体开口，其中：溶液开口与溶液储存机构相连通，金属粉末开口通过密封塞密封，气体开口与气量检测机构相连通；

所述固定支架固定在磁力搅拌器的上方，固定支架与三口锥形瓶固定连接。

作为本实用新型的金属/水反应制氢实验装置的进一步改进，所述溶液储存机构包括溶液进入管、电磁阀、加热箱、溶液储存箱、热电偶、温度控制仪、控制箱和1#压力变送器；

所述加热箱内设有溶液储存箱，溶液储存箱底部设有两个开口，其中一个开口与溶液进入管的一端相连通，溶液进入管的另一端与所述溶液开口相连通；溶液储存箱底部另一个开口上设有1#压力变送器，1#压力变送器与控制箱电连接；溶液进入管上设有电磁阀，电磁阀与控制箱电连接；