[发明专利]金属燃料氢气发电装置

说明书

本发明涉及氢电技术领域，尤其涉及一种金属燃料氢气发电装置。包括电极板、电极插件、转轴、反应池；所述电极板包括金属层、水膜层、碳素层、镍层依次以高分子聚合物电池的形式一体化连接；电池插件为具有若干插槽的圆筒，插槽与电极板可拆卸连接；电池插件的中心为转轴，转轴通过线路与控制器、马达、变压器相连；电池插件的下方为反应池。本装置通过利用金属氧化还原过程产生的电位差进行发电，并在此过程中收集氢气供给燃料电池、涡轮发动机、内燃发动机或压力动力装置，实现水解过程中能源的最大收集和利用。

技术领域

本发明涉及氢电技术领域，尤其涉及一种金属燃料氢气发电装置。

背景技术

氢能是一种二次能源，它是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油、天然气可以直接开采，今下几乎完全依靠化石燃料制取得到，如果能回收利用工程废氢，每年大约可以回收到大约1亿立方米，这个数字相当可观。

时至今日，氢能的利用已有长足进步。自从1965年美国开始研制液氢发动机以来，相继研制成功了各种类型的喷气式和火箭式发动机。美国的航天飞机已成功使用液氢做燃料。我国长征2号、3号也使用液氢做燃料。利用液氢代替柴油，用于铁路机车或一般汽车的研制也十分活跃。氢汽车靠氢燃料、氢燃料电池运行也是沟通电力系统和氢能体系的重要手段。

现有氢能实用化、商业化技术的最大缺点是能源效率问题和减少氢生产、保管、运输等危险性，因此有研究进行水解制氢，如中国专利CN201810062022.9《一种应用于燃料电池的水解制氢装置》，其公开了一种集制氢、储氢和用氢于一体的水解装置；或中国专利CN201910117543.4《一种水解制氢铝合金及其制备方法和应用》，公开了一种能够降低制氢成本的铝合金。上述水解制氢的专利重点都在于利用水解的方法制备氢气，从而利用氢气进一步的反应而获得能量，都忽视了在水解过程中所产生的电能，这部分电能往往被浪费掉了，没有得到充分的利用，是对水解制氢方法获取能源的一大浪费。因此，需要一种更加经济、便利的新型氢能发电技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的水解制氢的技术重点都在于利用水解的方法制备氢气，再通过氢气进一步的反应而获得能量，都忽视了在水解过程中所产生的电能，这部分电能往往被浪费掉了，没有得到充分的利用，是对水解制氢方法获取能源的一大浪费。

为解决上述问题，我们提出了一种金属燃料氢气发电装置，通过利用金属氧化还原过程产生的电位差进行发电，并在此过程中收集氢气供给燃料电池、涡轮发动机、内燃发动机或压力动力装置，实现水解过程中能源的最大收集和利用。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种金属燃料氢气发电装置，主要是收集金属合金与碱性溶液反应生成氢气过程中产生的氧化还原电能用于发电的装置，同时可以收集产生的氢气，通过燃料电池、涡轮发动机、内燃发动机或压力动力装置等再次利用。其中，几种金属在与碱性溶液(溶剂可以是水、盐水、海水)在同等条件下反应时产生的电压如下(以平均产生0.04A电流计)：

Li≥3.04V，Mg＝2.37V，Al≥1.66V，Zn≥0.76V，Fe≥0.44V，H≥0V，Hg≥-0.24V，Cu≥0.34V，Ag≥1.69V。

从上述数据中可以看出，从产生的电压大小、成本方面考虑，Mg或者Al合金是理想的金属燃料。其反应方程式如下：

Mg+2H₂O—Mg(OH)₂+H₂↑

Al+3H₂O—Al(OH)₃+3/2H₂↑

而具体的电压和电流值可通过调节电极板金属的大小、数量、碱性溶液浓度、接触面的面积、接触周期进行调整。