[實用新型]一種基于步進電機的可控硼氫化鈉制氫反應裝置

無效

• 申請號: 200820203725.0
• 申請日: 2008-11-20
• 公開（公告）號: CN201305457Y
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 李勇;肖慧;李鵬芳;蘇潤華;曾志新;湯勇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李衛東

技術領域

本實用新型涉及一種硼氫化鈉制氫反應裝置，用于為氫燃料電池提供高能量密度的便攜式氫源。

背景技術

當前氫氧燃料電池的利用開發，特別是質子交換膜燃料電池的開發，已成為新世紀國際上攻克能源危機和環境污染的前沿技術領域。性能優異且技術相對成熟的質子交換膜燃料電池系統的應用領域廣闊且需求量大，一直受到人們廣泛關注。但是，燃料電池大規模應用急需解決的一個重要問題就是如何為燃料電池高效安全地提供氫源。

目前質子膜燃料電池系統中氫燃料的供給可以采用直接儲氫和間接供氫兩種方式。直接儲氫方法包括氣態高壓儲存、合金固態儲存和低溫液態儲存三種方式，但均存在儲能密度低、儲能系統體積龐大、氫氣貯存和運輸不安全等問題。間接供氫目前研究較多的是將甲醇或乙醇在催化劑作用下重整制氫，但是存在重整氣中CO含量過高，需要開發專用分離膜凈化氫氣，當前分離膜技術還不成熟，成本昂貴，不適合應用于便攜式小功率燃料電池系統。

硼氫化鈉是一種白色晶狀粉末，本身儲氫容量為10.8％(質量)。硼氫化鈉是一種強還原劑，在室溫下和水接觸即可反應產生氫氣，反應式為：NaBH₄+2H₂O→4H₂+NaBO₂。采用硼氫化物水解制氫的方法優勢在于：(1)氫的儲存效率高；(2)產品氣中氫氣純度高，不需專門的凈化裝置；(3)儲運容易，安全無污染。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種自動化程度高，操作簡單方便，運載方便，無污染，產生的氫氣純度高，不需專門的凈化裝置的可控硼氫化鈉制氫反應裝置。

本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現的：

一種基于步進電機的可控硼氫化鈉制氫反應裝置，該裝置的儲料盒與反應箱之間設有轉料盤、前后料盤固定盒和固體酸盒，所述儲料盒底部開有進料口，側面開有添料口，儲料盒底板為楔型結構，儲料盒由薄隔板分隔，薄隔板傾斜平行排列；反應劑顆粒存儲于儲料盒中，反應劑顆粒為硼氫化鈉與Ni-Pt催化劑混合的顆粒；

所述反應箱上部開有進料口、加水口、出氣口，且出氣口與單向閥相連接，反應箱底部開有廢液排出口；

所述轉料盤由對稱兩個半圓缺口，轉料盤中間開有圓孔；

所述料盤固定盒由前后兩塊對稱緊密黏結，料盤固定盒在后部與步進電機連接，轉料盤位于料盤固定盒中間，且與料盤固定盒有間隙，料盤固定盒后部中間開有通孔，轉料盤中間的孔與電機主軸連接；料盤固定盒的上部開有入料口，下部開有出料口，入料口與儲料盒的進料口連接接，出料口與反應箱上的進料口連接；

所述固體酸盒前后開有進氣口和出氣口；進氣口與單向閥連接，出氣口直接與燃料電池的進氣口連接。

為進一步實現本實用新型的目的，所述反應箱部開有廢液排出口。

所述轉料盤中間的圓孔與電機主軸連接的方式為過盈配合。

進氣口與單向閥連接連接的方式為進氣口通過軟管與單向閥連接。

所述出氣口直接與燃料電池的進氣口連接的方式為通過軟管連接。

本實用新型的工作原理為：反應劑顆粒從儲料盒底部的進料口進入轉料盤半圓缺口，微型步進電機由外部獲得信號，通過主軸帶動轉料盤轉動，轉料盤將反應劑顆粒送入反應箱的進料口，反應劑顆粒進入反應箱中并與水發生化學反應產生氫氣，氫氣經與反應箱上部連接的單向閥進入固體酸盒后面的進氣口，然后從固體酸盒前面的出氣口送入燃料電池中。

本實用新型具有以下優點：(1)裝置自動化程度高，操作簡單方便；(2)裝置使用安全，運載方便；(3)使用過程不排放含碳和含氮的有害氣體，無污染；(4)產生的氫氣純度高，不需專門的凈化裝置，不會造成燃料電池電極催化劑的毒化。

附圖說明

圖1是本實用新型裝置的總體結構示意圖；

圖2是本實用新型裝置的反應箱的結構示意圖；

圖3是本實用新型裝置的轉料盤的結構示意圖；

圖4是本實用新型裝置的固體酸盒的結構示意圖；

圖5是本實用新型裝置的儲料盒的結構示意圖；

圖6是本實用新型裝置的后料盤固定盒的結構示意圖；

圖7是本實用新型裝置的前料盤固定盒的結構示意圖；

圖8是本實用新型裝置的料盤固定盒與步進電機的連接示意圖；

圖9是本實用新型裝置的料盤固定盒與轉料盤的連接示意圖；

圖10是本實用新型裝置的步進電機示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細的說明，但本實用新型的實施方式不限于此。