[实用新型]一种制氢装置及自循环氢气发生系统

说明书

本实用新型公开了一种制氢装置及自循环氢气发生系统，该制氢装置包括反应器，反应器设有进水口和排气口，反应器内设有换热器，换热器内设有换热管，换热管的一端与排气口连通，换热管的另一端连接有气体缓存室，换热器的输出水用于输送至进水口为反应器提供反应用水。本实用新型利用铝水反应现场制氢，其集成度高、体积小、易于维护且成本低廉，适用于野外作业、应急救援和军事行动等领域。

技术领域

本实用新型属于制氢技术领域，具体涉及一种制氢装置及自循环氢气发生系统。

背景技术

能源不仅是人类社会生存和不断向前发展的基础和重要保障，而且也是如今世界各国政治、经济、外交所关注的焦点。纵观历史，人类社会的每一次进步都伴随着能源的变化。现阶段世界能源构成还是以煤、石油、天然气三大传统能源为主，如今我国经济发展步入新常态，能源消费增速放缓，但发展质量和效率问题突出，能源供给改革刻不容缓。由于三大传统能源的不可再生性及其使用时带来的严重环境污染，人类社会正面临着一场严峻的能源危机和环境危机。

氢是元素周期表中的一号元素，也是已知元素中最小最轻的元素，同时氢也是宇宙中最丰富的元素，宇宙物质的构成元素中氢超过了90％。氢气和氧气燃烧生成水，生成物不仅无污染而且反应过程会释放出巨大的能量，这种能量就是氢能。氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，世界各国关于氢能技术的研究与应用正如火如荼地进行着。鉴于氢氧燃料电池技术的迅速发展，现已有部分成功商业化，例如，丰田公司的Mirai和本田公司的Clarity等燃料电池汽车。然而这些产品都存在同样一个问题就是利用笨重的高压瓶储氢，然后为燃料电池供氢。这种供氢方式增加了汽车的自重，减少了燃料电池汽车的续航里程，而且普遍存在体积庞大，制造成本高，能量利用率低的缺陷。鉴于铝合金水解制氢技术是利用化学反应产生氢气，而燃料电池是一种良好的将氢能转化为电能的工具。因此，可以利用铝合金水解制氢系统实时制氢、实时为燃料电池供氢，减少用氢过程中高压瓶储氢环节。

燃料电池在常温状态工作时，内部阴极侧H+和通入的O2反应生成水，水以气态或液态通过对流完成从催化层至扩散层，再到阴极流道的交换排出。当外部温度在0℃以下时，若燃料电池启动时化学反应产生的热量不足以支撑水以气态或液态排出，则会结成冰阻碍反应气体的通过、冻结膜电极，导致电化学反应的中止，还有可能对膜电极造成不可逆转的损伤。低温冷启动是影响燃料电池商业化的主要因素之一，启动的反应热量不足是外部低温冻结膜电极的主因。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种制氢装置，利用铝水反应现场制氢，其集成度高、体积小、易于维护且成本低廉，适用于野外作业、应急救援和军事行动等领域。

本实用新型所采用的技术方案为：一种制氢装置，包括反应器，反应器设有进水口和排气口，其特征在于，所述反应器内设有换热器，所述换热器内设有换热管，所述换热管的一端与所述排气口连通，换热管的另一端连接有气体缓存室，所述换热器的输出水用于输送至进水口为反应器提供反应用水。

作为优选方式，还包括储水箱，所述储水箱与反应器的进水口连通；所述换热器设有出水口和入水口，所述出水口和入水口均与所述储水箱连通；所述反应器内设有与所述进水口连通的喷射管，所述喷射管上设有喷射孔；所述换热管与气体缓存室之间设有防水透气膜，且换热管连接有第一集水室。

作为优选方式，所述换热器内设有S形的冷却水道，所述换热管安装在所述冷却水道内；所述反应器包括主体和与主体相连的盖板，所述盖板上设有插拔式集线插排。

本实用新型另一目的在于提供一种自循环氢气发生系统，包括氢气燃烧装置和反应器，所述反应器设有进水口和排气口，所述反应器内设有换热器，所述换热器内设有换热管，所述换热管的一端与所述排气口连通，换热管的另一端连接有气体缓存室，所述气体缓存室与所述氢气燃烧装置连通；还包括储水箱，所述储水箱与反应器的进水口连通，所述换热器设有出水口和入水口，所述出水口和入水口分别通过第一驱动泵和第二驱动泵与所述储水箱连通，所述氢气燃烧装置产生的水用于输送至储水箱。