專利名稱：一種液-液反應(yīng)制氫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種制氫裝置，具體地講是涉及液-液反應(yīng)的制氫裝置。
背景技術(shù)：
隨著化石能源的日趨緊張和環(huán)境保護的日益重要，清潔、高效的，以氫為燃料的燃料電 池(Fuel Cell, FC)技術(shù)成為未來可持續(xù)發(fā)展的新興能源，并且日益受到世界各國政府的 重視。
由于儲氫材料硼氫化鈉具有儲氫量高、存儲安全、使用方便、環(huán)境友好、產(chǎn)生的氫氣純 度高等優(yōu)勢，近來，將硼氫化鈉作為儲氫載體用于供氫裝置已經(jīng)引起了人們的極大興趣和深 入研究。硼氫化鈉供氫系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于硼氫化鈉水解制氫催化劑以及硼氫化鈉水解制氫 反應(yīng)器。采用固定床催化劑如固定床雷尼鎳等作為硼氫化鈉水解制氫催化劑時，硼氫化鈉溶 液的濃度不能過高，否則會使得反應(yīng)過程中生成的偏硼酸鈉在催化劑上面析出，覆蓋活性位 ，使得催化劑逐漸失活，從而影響供氫過程。硼氫化鈉的濃度高于15%時，反應(yīng)過程中就會 有偏硼酸鈉析出，限制了硼氫化鈉濃度的提高，從而使得整個系統(tǒng)的儲氫率下降。
而采用蘋果酸等有機酸或鹽酸等無機酸作為硼氫化鈉水解制氫催化劑，可以使用較高濃 度甚至接近飽和濃度的硼氫化鈉溶液，整個反應(yīng)過程不會出現(xiàn)催化劑失活的現(xiàn)象，供氫過程 平穩(wěn)。但是，為了實現(xiàn)即時供氫或停止，蘋果酸或者其他酸需以溶液的形式存在，這自然又 增加了整個體系的體積。由于硼氫化鈉溶液水解是一個放熱過程，如果反應(yīng)后廢液與硼氫化 鈉溶液直接接觸，會導(dǎo)致硼氫化鈉溶液溫度升高，在沒接觸到催化劑溶液就開始分解，這會 造成一方面供氫不穩(wěn)，另一方面供氫過程中存在安全隱患。

實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、供氫平穩(wěn)、使用安全的液-液反應(yīng) 制氫裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的發(fā)明人在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進行了大量的研究和創(chuàng)造性的勞動，研制出了一種液-液反應(yīng)制氫裝置，包括殼體，所述殼體內(nèi)部設(shè)有一豎直隔板 ，所述隔板將殼體內(nèi)部隔成相互密封的燃料腔和催化腔，所述的燃料腔內(nèi)設(shè)有彈性燃料液囊 ，所述的催化腔內(nèi)設(shè)有彈性催化液囊；所述的彈性燃料液囊和彈性催化液囊上端分別設(shè)有液 體出口 ，所述液體出口經(jīng)導(dǎo)管引入到催化腔頂部設(shè)有的液體進口 ；所述液體進口與彈性催化 液囊外的催化腔相連通，所述的催化腔頂部還設(shè)有氣體出口 。
所述的隔板由隔熱材料制成。
所述的隔板固定于殼體上。
所述隔板為活動隔板，可水平移動。
所述的導(dǎo)管上均設(shè)有泵。
所述的催化腔的體積大于燃料腔的體積。
本實用新型使用時，將硼氫化鈉溶液注入到彈性燃料液囊中，將蘋果酸或檸檬酸等酸性 催化溶液注入到彈性催化液囊中，在兩個彈性液囊本身彈力的作用下，其內(nèi)部的硼氫化鈉溶 液和酸性催化溶液會從出口流出，經(jīng)導(dǎo)管流入到彈性催化液囊外的催化腔內(nèi)，在其中發(fā)生水 解反應(yīng)，生成氫氣。生成的氫氣從催化腔頂部設(shè)有的氣體出口處流出。彈性囊體本身具有的 彈力，可以使得硼氫化鈉溶液和酸性催化溶液平穩(wěn)的流入催化腔內(nèi)，供氫反應(yīng)平穩(wěn)。為了更 好的控制硼氫化鈉溶液和酸性催化溶液的流量或者滿足流量不斷隨功率變化的要求，確保供 氫過程更為可控、平穩(wěn)，可以在兩個彈性液囊外部連接的導(dǎo)管上連接泵，泵可以是壓電陶瓷 泵、微型隔膜泵、微型機械泵、微型真空泵等微型泵。由于硼氫化鈉溶液和酸性催化溶液是 在彈性催化液囊外部的催化腔內(nèi)反應(yīng)，這樣充分利用了反應(yīng)器的空間，而且隨著彈性催化液 囊中的溶液逐漸流出，彈性催化液囊的體積逐漸減小，留給反應(yīng)液的空間逐漸增大。因此本 實用新型在設(shè)計時，可以充分考慮這一體積變化因素，盡可能的減小整個制氫裝置的體積， 使得制氫裝置緊湊合理，能夠適用于便攜式供氫裝置。由于催化腔內(nèi)除了需要提供酸性催化 溶液所需要的體積，還需要提供兩種溶液反應(yīng)后的廢液所需要的體積，因此一般設(shè)計催化腔 的體積要大于燃料腔的體積。此外，本實用新型的隔板還可以設(shè)置為活動隔板，即可以水平 移動，隨著催化腔內(nèi)的廢液逐漸增多，燃料腔內(nèi)的液囊體積逐漸減少，隔板會發(fā)生水平移動 ，移向燃料腔一側(cè)，從而使催化腔的體積增大，更充分的利用了整體空間。
硼氫化鈉的水解反應(yīng)是很明顯的放熱反應(yīng)，因此硼氫化鈉溶液和酸性催化溶液在彈性催 化液囊外部的催化腔內(nèi)反應(yīng)，會造成催化腔內(nèi)的溫度升高，由于催化腔和燃料腔為兩個獨立 腔體，因此催化腔內(nèi)的溫度升高不會對燃料腔內(nèi)的硼氫化鈉溶液造成很大的影響，因此可以減少硼氫化鈉溶液在沒接觸到酸性催化溶液時，由于溫度的升高而發(fā)生分解反應(yīng)。隔板由隔 熱材料制成，可以更進一步減少催化腔內(nèi)升高的溫度對燃料腔內(nèi)硼氫化鈉溶液的溫度的影響 ，可以更好的防止硼氫化鈉溶液在沒接觸到酸性催化溶液時發(fā)生分解反應(yīng)，增加了制氫裝置 的穩(wěn)定性和安全性。同時，由于蘋果酸或檸檬酸等的溶解度都是隨著溫度的升高而升高，因 此催化腔內(nèi)升高的溫度，有利于蘋果酸或檸檬酸等酸的溶解。以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明。
圖l是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實用新型另一實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如


圖1所示，本實用新型包括殼體l，其內(nèi)部設(shè)有一豎直隔板2，所述隔板2將殼體內(nèi)部隔 成相互密封的燃料腔3和催化腔4，所述的燃料腔3內(nèi)設(shè)有彈性燃料液囊5，所述的催化腔4內(nèi) 設(shè)有彈性催化液囊6;所述的彈性燃料液囊5和彈性催化液囊6上端分別設(shè)有液體出口7、 8， 所述液體出口7、 8經(jīng)導(dǎo)管引入到催化腔4頂部設(shè)有的液體進口9、 10;所述液體進口9、 10與 彈性催化液囊4外的催化腔4相連，所述的催化腔4頂部還設(shè)有氣體出口ll。所述的隔板2由隔 熱材料制成。隔板2可以固定設(shè)置于殼體1內(nèi)部，也可以設(shè)置為活動型隔板，可以水平移動。 隔板2與殼體1之間的連接確保位密封連接。所述的催化腔4的體積大于燃料腔3的體積。如圖 2所示，為了更好的控制硼氫化鈉溶液和酸性催化溶液的流量，可以在彈性燃料液囊和彈性 催化液囊外部連接的導(dǎo)管上分別連接泵l 3 、14。
本實用新型使用時，將硼氫化鈉溶液從液體出口7注入到彈性燃料液囊5中，將蘋果酸或 檸檬酸等酸性催化溶液從液體出口8注入到彈性催化液囊6中，在兩個彈性液囊5、 6本身彈力 的作用下，其內(nèi)部的硼氫化鈉溶液和酸性催化溶液會分別從液體出口7、 8流出，經(jīng)導(dǎo)管、液 體進口9、 10流入到彈性催化液囊6外的催化腔4內(nèi)，在其中發(fā)生水解反應(yīng)，生成氫氣。生成 的氫氣從催化腔頂部設(shè)有的氣體出口處流出。兩個彈性液囊5、 6外部的導(dǎo)管上連接的泵13、 14，可以更好的控制硼氫化鈉溶液和酸性催化溶液的流量，使得供氫反應(yīng)更平穩(wěn)。如果隔板 2設(shè)置為活動隔板，隨著催化腔4內(nèi)廢液逐漸增多，彈性燃料液囊5逐漸縮小，活動的隔板2會 在廢液的壓力下，逐漸向燃料腔3—側(cè)平移，使得催化腔4內(nèi)的體積增大，能容納的廢液體積 也逐漸增大。
權(quán)利要求權(quán)利要求1一種液液反應(yīng)制氫裝置，包括殼體(1)，其特征在于所述殼體(1)內(nèi)部設(shè)有一豎直隔板(2)，所述隔板(2)將殼體內(nèi)部隔成相互密封的燃料腔(3)和催化腔(4)，所述的燃料腔(3)內(nèi)設(shè)有彈性燃料液囊(5)，所述的催化腔(4)內(nèi)設(shè)有彈性催化液囊(6)；所述的彈性燃料液囊(5)和彈性催化液囊(6)上端分別設(shè)有液體出口(7、8)，所述液體出口(7、8)經(jīng)導(dǎo)管引入到催化腔(4)頂部設(shè)有的液體進口(9、10)；所述液體進口(9、10)與彈性催化液囊(4)外的催化腔(4)相連通，所述的催化腔(4)頂部還設(shè)有氣體出口(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的液-液反應(yīng)制氫裝置，其特征在于所述的隔 板(2)由隔熱材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的液-液反應(yīng)制氫裝置，所述的隔板(2) 固定于殼體(1)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的液-液反應(yīng)制氫裝置，其特征在于所述隔 板(2)為活動隔板，可水平移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的液-液反應(yīng)制氫裝置，其特征在于所述的 導(dǎo)管上均設(shè)有泵(13、 14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液-液反應(yīng)制氫裝置，其特征在于所述的催 化腔(4)的體積大于燃料腔(3)的體積。
專利摘要本實用新型公開了一種液-液反應(yīng)制氫裝置，它包括殼體，殼體內(nèi)部設(shè)有一豎直隔板，所述隔板將殼體內(nèi)部隔成相互密封的燃料腔和催化腔，所述的燃料腔內(nèi)設(shè)有彈性燃料液囊，所述的催化腔內(nèi)設(shè)有彈性催化液囊；所述的彈性燃料液囊和彈性催化液囊上端分別設(shè)有液體出口，所述液體出口經(jīng)導(dǎo)管引入到催化腔頂部設(shè)有的液體進口；所述液體進口與彈性催化液囊外的催化腔相連，所述的催化腔頂部還設(shè)有氣體出口。本實用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊、供氫平穩(wěn)、使用安全優(yōu)點。屬于硼氫化鈉制氫領(lǐng)域。
文檔編號C01B3/06GK201272687SQ20082030142
公開日2009年7月15日 申請日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者劉玉章, 王玉曉, 鋼 肖 申請人:漢能科技有限公司