[發明專利]氫發生器

無效

• 申請號: 200980135444.3
• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN102149630A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: I·T·貝;M·R·斯通;C·R·萊克勒克
• 申請（專利權）人: 吉列公司
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李帆

技術領域

本發明涉及一種氫發生器。

發明背景

電化學電池為一種能夠通過通常發生在兩種或更多種反應物之間的電化學反應來提供電能的裝置。一般來講，電化學電池包括兩個電極(稱為陽極和陰極)、以及設置在所述兩個電極之間的電解質。為了防止陽極活性材料與陰極活性材料直接反應，這些電極通過分隔體彼此電隔離。

在一種類型的電化學電池(有時稱為氫燃料電池)中，陽極反應物為氫氣，并且陰極反應物為氧(例如，源自空氣)。在陽極處，氫的氧化產生質子和電子。質子通過電解質由陽極流向陰極。所述電子通過外部電導體從陽極流至陰極，這可提供電力以驅動負載。在陰極處，質子和電子與氧發生反應生成水。氫可通過引燃氫化物或通過水解例如氫化物的液體溶液或漿液而從氫貯存合金生成。

發明概述

本發明一般來講特征在于一種氫發生器，所述氫發生器包括：外殼；固體氫源(例如，硼氫化物)；包含質子源(例如水)和金屬鹽的液體，固體氫源被加入到該液體中以生成氫；和被構造成向氫燃料電池遞送氫的出口。

在本發明的一個方面，所述金屬鹽為金屬硫酸鹽，例如過渡金屬硫酸鹽。金屬硫酸鹽在用于發生器中期間不生成腐蝕性氣體。

在本發明的另一方面，所述液體包括0.2M至0.4M的金屬鹽。已發現該濃度范圍會以高生成速率產生大量的氫氣。相對低的金屬鹽的離子濃度提供如下兩方面之間的平衡：從金屬鹽產生足夠量的催化劑和提供足夠的氫源以參與氫生成反應。

在本發明的另一方面，外殼內包括包含固體氫源的粒料，并且磁力啟動的致動器響應于氫發生器內的氫壓力的變化而將粒料中的一個自動地加入到液體中。磁力啟動的致動器提供一種有效的方法，所述方法用于在適當的時候將粒料加入到液體中。

在本發明的另一方面，固體氫源對液體的重量比小于1∶3。受控的重量比使得能夠以高效率生成氫氣。

可使用本發明的上述方面的各種組合。此外，實施方案還可包括以下一種或多種特征。當使用粒料時，每個粒料均可包括按重量計介于80％和99.9％之間的固體氫源，并且每個粒料在被加入到液體中時可生成約50cm³至約1500cm³的氫。固體氫源和液體之間的重量比可大于1∶5。對于貯存在氫發生器中的每立方厘米的液體來講，貯存約0.2克至約0.7克的固體氫源例如硼氫化鈉。所生成的氫可以約250cm³/分鐘的速率從出口遞送至膝上型計算機，所述計算機具有約20W至約25W的功率消耗。當發生器包括貯存器時，貯存器可包括液體上方的緩沖空間。緩沖空間可具有約50cm³至約1500cm³的體積。當使用磁力啟動的致動器時，發生器也可包括從緩沖空間至出口的第一空氣通道和連接到第一空氣通道并與磁力啟動的致動器連通的第二空氣通道。磁力啟動的致動器可包括具有第一磁極的第一活動磁體和具有面向第一磁極的第二磁極的第二磁體，第一磁極與第二磁極相同。磁力啟動的致動器也可包括具有活動壓桿的氣缸。壓桿可包括連接到第一磁體上的第一端部和與所生成的氫連通的第二端部。壓桿和第一磁體可響應于氫壓力的變化而移動。磁力啟動的致動器也可包括活動支架和彈簧。支架可具有連接到第二磁體上的第一端部和連接到彈簧上的第二端部。支架可水平移動。支架可被構造成當氫壓力減小時從外殼的開口端部接納粒料。支架也可被構造成當氫壓力減小時將粒料卸載到貯存器中。

本發明的特征還在于第二氫發生器，其包括：外殼；外殼中的室內的固體氫源(例如硼氫化物)；和包含液體的第一貯存器，所述液體包含質子源(例如水)和金屬鹽，所述液體在與固體氫源組合時生成氫，并且所述第一貯存器包括以受控方式釋放溶液的出口閥。氫發生器還包括：通過出口閥從第一貯存器接納液體的第二貯存器；與第二貯存器相關聯的控制閥，當第二貯存器中的溶液達到一定高度時所述控制閥控制液體從第二貯存器至所述室的釋放；和被構造成向氫燃料電池遞送氫的出口。