[发明专利]一种甲醇重整制氢结构

说明书

技术领域

本发明涉及甲醇燃料电池技术领域，特别涉及一种甲醇重整制氢结构。

背景技术

甲醇重整制氢器是甲醇燃料电池系统中的核心部件。甲醇重整制氢器的本质是一个将储存在CH₄O中的H₂取出来，让氢气通过电堆，在电堆中H₂分解成质子和电子，质子透过质子膜，电子形成回路发电。其中制取H²的过程是一个两部反应，可以理解为第一步反应即甲醇分解为CO和H₂，此反应为裂解反应，以及第二步反应即CO+H₂O生成CO₂和H₂的制氢的合成反应，这一步反应为吸热反应并且具有可逆性。因为氢气的速度决定了甲醇系统的转化效率，所以为了提高系统的转化效率就需要加快甲醇重整制氢的速度。为了让第一步反应效率更高，需要及时将H₂的浓度降低将热量及时导出去。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种能够加速甲醇重整制氢从而提高整个甲醇燃料电池系统转化率的甲醇重整制氢结构。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种甲醇重整制氢结构，包括重整室，所述重整室中设置有裂解反应区和合成反应区，所述裂解反应区包括多个柱状的裂解催化剂和可分离氢气与一氧化碳的分离膜，所述多个柱状的裂解催化剂之间设置有导热机构，所述合成反应区包括催化氧化催化剂。

优选的，所述分离膜为陶瓷分离膜。

优选的，所述导热机构为金属丝制成的散热网。

本发明相对于现有技术具有如下优点，为了提高CH₃OH→2H₂+CO这一步反应的效率，需要及时将氢气的浓度降低即及时的将氢气分离出去，本发明通过设置分离膜，该分离膜能够将氢气和一氧化碳分离，将氢气及时的导出去，从而可以加快CH₃OH→2H₂+CO的反应效率，又因为这第一步反应是放热反应，所以为了提高反应效率还可以通过将热量及时的导出去来实现加快反应，加快反应的方式采用设置导热机构的形式，这在传统的重整室中是没有采用过的结构设计。为了加快CH₃OH→2H₂+CO的反应速度，从而就可以提高整个甲醇燃料电池的转化效率。利用本发明的甲醇重整制氢结构，相比较传统的甲醇重整制氢效率提高15~18%。

附图说明

图1为本发明的一种甲醇重整制氢结构的结构示意图。

图中：1、重整室；2、裂解反应区；3、合成反应区；4、裂解催化剂；5、陶瓷分离膜；6、催化氧化催化剂；7、散热网。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种甲醇重整制氢结构，包括重整室1，所述重整室1中设置有裂解反应区2和合成反应区3，所述裂解反应区2包括多个柱状的裂解催化剂4和可分离氢气与一氧化碳的分离膜，所述多个柱状的裂解催化剂4之间设置有导热机构，所述合成反应区3包括催化氧化催化剂6。

本发明的工作原理是，裂解反应区2发生裂解反应，即CH₃OH→2H₂+CO这一步反应，合成反应区3发生合成反应，即CO+H₂O→CO₂+H₂。为了提高CH₃OH→2H₂+CO这一步反应的效率，需要及时将氢气的浓度降低即及时的将氢气分离出去，本发明通过设置分离膜，该分离膜能够将氢气和一氧化碳分离，将氢气及时的导出去，从而可以加快CH₃OH→2H₂+CO的反应效率，又因为这第一步反应是放热反应，所以为了提高反应效率还可以通过将热量及时的导出去来实现加快反应，加快反应的方式采用设置导热机构的形式，这在传统的重整室1中是没有采用过的结构设计。为了加快CH₃OH→2H₂+CO的反应速度，从而就可以提高整个甲醇燃料电池的转化效率。利用本发明的甲醇重整制氢结构，相比较传统的甲醇重整制氢效率提高15~18%。