[实用新型]一种新型化学制氢反应器

说明书

本实用新型属于燃料电池技术领域，具体公开了一种新型化学制氢反应器，包括两个端板以及设于两个端板之间的催化组件，通过端板上设置的流道以及处于流道间的催化层提供反应空间，其中流道可均匀分散流进的制氢溶液，减少区域反应差异；而催化层为网状结构，比表面积大，结合流道的设计可以使反应液与催化剂充分接触，显著提高催化剂利用率，网状的结构也降低了传质阻力；由于反应空间小，氢气可利用自身轻质的特点以及进液压力流道上方的出气孔快速排出。与传统的罐装结构相比，本实用新型具有体积小、结构简单、安装方便等优点，可供硼氢化钠溶液或者其他溶液型制氢剂进行连续催化制氢，且反应快速高效。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，具体涉及一种新型化学制氢反应器。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器，它不受卡诺循环限制，因而能量转化效率高，且无噪音，无污染，具有很好的发展前景。作为能量转换输出源，燃料电池需要供氢系统为其发电提供稳定、可靠的氢气供给，目前针对燃料电池野外用氢困难，有多种供氢方案，如氢瓶储氢、储氢材料储氢、甲醇重整制氢、化学制氢（以硼氢化钠制氢为主）等，其中化学制氢以产氢纯度高、产物清洁可回收、额外功耗少、可支持无限续航等优点引起广泛关注。

现有的化学制氢装置普遍是罐装结构（如CN110526211A、CN108529556A），

制氢时将反应原料和催化剂分别输送至反应罐，混合后产生氢气，通过调节进料速度或者流量控制产氢速率，这类装置制氢时催化剂利用率低、产物分离慢，导致反应不稳定，产氢速率不断变化，加上进料调节存在一定滞后性，很难实现持续稳定制氢，在实际应用中操作复杂，能耗高，而且运输、携带不便，虽然现有技术通过对加料顺序、加料方式、原料形态等方面进行优化来提高反应的稳定性，但效果有限，很难满足燃料电池野外用氢设备的需求。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种新型化学制氢反应器，具有体积小、结构简单、安装方便等优点，可供硼氢化钠溶液或者其他溶液型制氢剂进行连续催化制氢，且反应快速高效。

为达到上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种新型化学制氢反应器，包括第一端板、第二端板以及设于所述第一端板和第二端板之间的催化组件；所述第一端板与所述催化组件贴合的一侧表面设有第一流道，所述第二端板与所述催化组件贴合的一侧表面设有第二流道；所述第一端板贯通开设有与所述第一流道连通的进液孔，所述第二端板贯通开设有与所述第二流道的连通的出气孔，所述进液孔和出气孔呈对角位置分布；所述催化组件包括网状的用于负载催化剂的催化层以及对所述催化层进行密封的密封件；所述催化层覆盖所述第一流道和第二流道；所述第一端板/第二端板的侧面沿第一流道/第二流道方向开设有若干加热孔。

优选的，所述第一端板/第二端板至少有一个加热孔的开设位置与进液孔/出气孔连通。加热孔中可以插入加热棒进行加热，有利于低温下快速启动以及提高反应速率。

优选的，所述进液孔和出气孔的内侧出口处分别间隔设有若干阻隔部，阻隔部之间的空区与流道连通。

优选的，所述进液孔和出气孔外侧分别套设有用于流通进出气液的接头。

优选的，所述第一端板、第二端板以及密封件在四周相同的多个位置设有用于与螺杆配合锁紧密封的螺纹孔。锁紧密封形式也可采用其他机械夹紧方式。

优选的，所述第一流道和第二流道为平行流道、蛇形流道、阵列点型流道中的一种或多种复合。

优化的，所述催化组件的数量为一个或者多个，当催化组件的数量为多个时，堆叠置于两端板间即可。

优化的，所述催化层嵌于一片密封件或者由两片密封件夹合，使得溶液必定接触且穿透催化层。