[发明专利]微波产氢方法及其装置

说明书

本发明公开了一种微波产氢方法及其装置，本方法包含步骤(a)至(b)，在步骤(a)中是将原物料及催化剂均匀分散以避免沉降发生；在步骤(b)中，使原物料及催化剂经一雾化装置以微滴的状态输入一微波共振反应单元内，原物料能持续接受微波作用而进一步崩解成更小尺度的团簇，以致裂解产氢。在微滴崩解的过程中，原物料接受反应单元内微波天线所产生的受激发射电子作用，以增进反应速率的发生。上述反应过程均在催化剂的辅助下达成更佳的裂解效率，最终制成氢气并输出供利用。本装置包含一微波共振反应单元、一直流电源供应器、一储料装置、一雾化装置、一微波产生器，以及一储气装置,从而可以大幅增进催化效率，使原物料的裂解产氢反应具有耗能小且效率高。

技术领域

本发明涉及产氢方法及其装置的技术领域，特别是指一种微波产氢方法及其装置。

背景技术

氢气由于燃烧热值高，且燃烧后的产物是水，因此，极有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源。各国也纷纷投入氢能源产制的研究，以美国为例，现今美国每年约生产900 万吨的氢（分子），其中95％是由水蒸气和碳氢化合物反应而得。一般的方法是在高温下使水蒸气通过附有镍基催化剂的含碳化合物，然后加压吸附，就可分离氢气。常用的含碳化合物是煤炭和天然气，与水蒸气作用的生成物是氢气和二氧化碳。碳氢化合物的氧化是另一种热反应生产方法，它是把限量的氧气在高温下，通过碳氢化合物。最常用的碳氢化合物是甲烷，反应生成物是氢气和二氧化碳。由于需要纯氧，所以成本较高。但上述方法都会产生大量的二氧化碳，造成温室效应的环保问题。

另外，电解水则是一种较为简易的方法，氢离子在阴极被还原产生氢气，氢氧离子在阳极被氧化产生氧气。但此种做法的耗电量太大。电解水的电极电压是1.23V，因此生产1公斤氢消耗的电量约32.9度，1 度电等于3.6 百万焦耳。因此电解水生产氢，只适合在电力便宜如水力发电区和离峰时段，或在实验室中进行。

如中国台湾发明公告第I352687号「微波产生氢气的装置与方法」发明专利案，所揭露的装置包含一进料元件、一微波加热器、一微波控制箱、一反应管，以及一出口元件，其中进料元件为三道入口构造，三道入口的管口可允许气体、液体及热感应器个别进入反应管内，以进行化学反应及侦测反应温度。微波控制箱具有热感应器、温度设定器、功率控制器、功率显示器及电源开关，热感应器可侦测反应温度，温度设定器可设定反应温度，功率控制器将依据热感应器所测得的温度讯号进行功率调整，以加热反应物至设定的反应温度，功率显示器则可显示微波加热器输出的功率，电源开关则可控制加热系统的电源。而所揭露的方法则包含(a)将气体与液体以固定流量比例，用同向流方式同时由微波加热反应装置的上方送入反应器；(b)使反应液体及气体通过蓄热介质；(c)启动微波加热器，设定反应温度为350℃至550℃，使反应物在触媒床内维持固定的加热温度；(d)使反应物通过触媒床进行反应，而能快速地产出氢气。借由该装置的运转及适当的进料控制，并配合触媒的作用，可在极短的反应器启动及加热时间下达到产生氢气的目的。

然而上述第I352687号发明案的催化反应的发生会受限于触媒床的表面积大小，以致催化效率不理想。

又如中国台湾新型公告第M394324号「一种制造氢氧气的电浆系统」新型专利案，揭露将适当的水储存在一储存容器内，再利用帮浦(Pump)将储存容器内的水送入氢氧气分解单元内，利用超音波震荡器、高温气体以及电浆，将液态水变成极小的雾化水分子后加温蒸发成气体，再以电浆使气体分解成离子化的氢氧气，借此提供为一般燃料(汽油或瓦斯)燃烧的辅助燃料，以减少燃料(汽油或瓦斯)的损耗。

然而上述第M394324号新型专利案虽利用超音波震荡器产生水雾化效果，但其反应的激发源是采用极耗能的电浆系统，而且也缺乏触媒的催化反应，因此，催化效率不理想。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种耗能小，且产氢效率高的微波产氢方法。

本发明的另一目的在于提供一种便于操作，且产氢效率高的微波产氢装置。