[實(shí)用新型]一種制氫系統(tǒng)裝置及其燃料電池系統(tǒng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020694410.8
• 申請(qǐng)日: 2010-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN202094218U
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李步高;姚宇希;谷芝元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江高成綠能科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/06
• 分類號(hào): H01M8/06;C01B3/02
• 代理公司: 湖州金衛(wèi)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33232
• 代理人: 趙衛(wèi)康

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種制氫系統(tǒng)裝置，還涉及一種包括該制氫系統(tǒng)裝置的燃料電池系統(tǒng)裝置。?

背景技術(shù)

目前石化能源在人類生活中扮演著主要角色，但是，一方面石化能源的存儲(chǔ)有限；另一方面，化石能源造成生態(tài)環(huán)境的污染日益嚴(yán)重。氫能被認(rèn)為是未來最有希望的能源之一，而它又是燃料電池的燃料之一。?

在采用氫氣為燃料，含有氧氣的空氣為氧化劑(或純氧為氧化劑)的質(zhì)子交換膜燃料電池中，燃料氫氣在陽極區(qū)的催化電化學(xué)反應(yīng)就產(chǎn)生了氫正離子(或質(zhì)子)。質(zhì)子交換膜幫助氫正離子(或質(zhì)子)從陽極區(qū)遷移到陰極區(qū)，與氧氣反應(yīng)。電子通過外電路流向陰極時(shí)就產(chǎn)生了直流電。?

電化學(xué)燃料電池是一種能夠?qū)浼把趸瘎┺D(zhuǎn)化成電能及反應(yīng)產(chǎn)物的裝置。該裝置的內(nèi)部核心部件是膜電極(Membrane?Electrode?Assembly，簡(jiǎn)稱MEA)。膜電極由一張質(zhì)子交換膜、膜兩面夾兩張多孔性的可導(dǎo)電的材料，如碳紙組成。在膜與碳紙的兩邊界面上含有均勻細(xì)小分散的引發(fā)電化學(xué)反應(yīng)的催化劑，如金屬鉑催化劑。膜電極兩邊可用導(dǎo)電物體將發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)過程中生成的電子，通過外電路引出，構(gòu)成電流回路。?

固態(tài)的配位氫化物制氫裝置的技術(shù)鮮有報(bào)道。專利號(hào)CN1845873A(2006-10-11)公開了一種氫氣發(fā)生器，然而該裝置至少有三個(gè)缺陷：一是裝置內(nèi)的反應(yīng)速度較難控制，導(dǎo)致氫氣產(chǎn)生量不穩(wěn)定，?使得燃料電池發(fā)電的功率不穩(wěn)定；二是反應(yīng)速度過快會(huì)發(fā)生爆炸式反應(yīng)，使得壓力過大而影響燃料電池的壽命；三是制氫啟動(dòng)較慢，使得初期產(chǎn)生的氫氣量不足而不能滿足需要。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的之一是提供一種能夠穩(wěn)定輸出氫氣的制氫系統(tǒng)裝置。?

本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種制氫系統(tǒng)裝置，包括外殼，而所述外殼內(nèi)設(shè)有流體罐和反應(yīng)罐，所述流體罐的出口與所述反應(yīng)罐的入口相連接，所述制氫系統(tǒng)裝置還包括連接所述流體罐和反應(yīng)罐的微型泵和壓力開關(guān)。?

實(shí)用新型人經(jīng)過長(zhǎng)期試驗(yàn)，在制氫系統(tǒng)裝置中的流體罐和反應(yīng)罐之間設(shè)置微型泵與壓力開關(guān)，將流體罐內(nèi)的流體從流體罐中吸出打入裝有固體配位氫化物的反應(yīng)罐，通過使用微型泵和壓力開關(guān)控制流體流速，使流體與固體配位氫化物發(fā)生的水解反應(yīng)更均勻，從而使產(chǎn)生的氫氣量更穩(wěn)定。如果流體進(jìn)入反應(yīng)罐的流速過快，容易使水解速度過快、產(chǎn)生爆炸式反應(yīng)而變得不可控。引入微型泵和壓力開關(guān)，可以利用壓力開關(guān)來控制微型泵并進(jìn)而控制流體從流體罐到反應(yīng)罐的流速。當(dāng)壓力達(dá)到額定最高值時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)切斷微型泵的電源，流速為零；但壓力低于額定最低值時(shí)，壓力開關(guān)啟動(dòng)微型泵的電源恢復(fù)流體的流動(dòng)。在微型泵開啟狀態(tài)下，當(dāng)反應(yīng)劇烈，氫氣產(chǎn)生量加大時(shí)，反應(yīng)罐壓力也增大，這時(shí)所述壓力開關(guān)控制所述微型泵減小流體吸出量，從而使反應(yīng)罐壓力降低；反之，當(dāng)反應(yīng)趨弱，氫氣產(chǎn)生量變小時(shí)，反應(yīng)罐壓力也變小，這時(shí)所述壓力開關(guān)控制所述微型泵以增大流體吸出量，從而使反應(yīng)罐壓力增高，最終控制氫氣產(chǎn)生量穩(wěn)定。?

作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的一種優(yōu)選，所述制氫系統(tǒng)裝置還包括?緩沖罐，所述緩沖罐的入口與所述反應(yīng)罐的出口連接。?

本實(shí)用新型在制氫系統(tǒng)裝置中獨(dú)立設(shè)置一個(gè)緩沖罐，使反應(yīng)罐反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣壓力得到緩沖，使流出制氫系統(tǒng)裝置出口的氫氣流量更穩(wěn)定。?

作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的一種優(yōu)選，所述的緩沖罐內(nèi)加有氫氣過濾試劑。所述的氫氣過濾試劑主要起兩個(gè)作用：一是對(duì)氫氣進(jìn)一步起到緩沖作用；二是對(duì)產(chǎn)生的氫氣起過濾作用，以除去氫氣中的雜質(zhì)，得到純凈的氫氣。?

更優(yōu)選地，所述的氫氣過濾試劑為酸或堿。?

作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述制氫系統(tǒng)裝置還包括一個(gè)電磁閥，所述電磁閥的兩端分別與所述反應(yīng)罐的出口和緩沖罐的入口相連接。?

在反應(yīng)罐和緩沖罐之間安裝電磁閥，通過設(shè)定一定的壓力值，使氫氣在設(shè)定的壓力下流出反應(yīng)罐，進(jìn)入緩沖罐，進(jìn)而增加緩沖罐內(nèi)的氫氣緩沖效果。?

作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述制氫系統(tǒng)裝置還包括第二個(gè)電磁閥，所述第二個(gè)電磁閥的一端與緩沖罐的出口相連接。?