[實用新型]一種硼氫化鈉制氫的反應裝置

有效

• 申請號: 201520232893.2
• 申請日: 2015-04-16
• 公開（公告）號: CN204702503U
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 徐金富;趙新生;魏永生
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 王松

技術領域

本實用新型屬于氫氣制備技術領域，涉及一種制氫的反應裝置，尤其涉及一種硼氫化鈉制氫的反應裝置。

背景技術

近年來，能源問題一直受到世界各國廣泛關注，世界能源組織調查顯示，包括煤、石油、天然氣等在內的礦物質能源將在未來的100～200年內耗盡，新的能源利用技術應運而生，并被不斷的開發利用起來。

質子交換膜(PEM)燃料電池是將儲存于氫氣中的化學能直接轉化為電能的裝置，具有結構簡單、高效清潔，啟動溫度低，安靜無噪音等優點，是汽車、通信基站和可移動電子設備等動力電源的優先選擇。在過去十幾年中，燃料電池技術取得了重大突破，電池的體積和重量比功率密度得到了顯著提高。但是，昂貴的儲氫、加氫設施基礎嚴重阻礙了燃料電池汽車的商業化進程。

氫氣作為能源載體，通過化學、生物或者電解方式來制取。氫的運輸可以通過氫氣管道、壓縮氫氣罐車或液氫槽車。但氫氣在常態下體積能量密度非常低，即使是高壓氣態儲存、液化儲氫、或者金屬氫化物及化學氫化物儲存，其能量密度仍低于汽油，運輸和儲存所需空間比其他常見能源要高很多，增添了氫氣運輸的難度和費用。硼氫化鈉水解或醇解制氫是目前比較熱門的現場制氫技術，具有很多優點，如：原料產物環境友好，不排放有害氣體；儲氫量高；儲存、使用安全，運載方便；制備的氫氣純度高，不會造成燃料電池電極催化劑的毒化；能量利用率高，不需要外加能量就可以把NaBH4及一部分水中的氫釋放出來。通過對已公開的專利號為CN1O1353155A、CN1O2101645A、CN1O3552982A、CN201268575Y、CN201305456Y、CN203238030U等有關NaBH4水解或者醇解制氫反應器的研究，目前還沒有任何一款裝置提出針對制氫反應過程中存在的反應液濃度梯度、反應副產物在催化劑表面沉積使催化劑失去催化活性這兩個問題的有效解決措施。因而，NaBH4溶液水解或者醇解制氫體系中依然存在反應原料NaBH4反應不充分，?氫氣釋放量低、副產物難清除等一系列的問題，這些問題阻礙了硼氫化物現場制氫技術在便攜式燃料電池電源設備和燃料電池汽車的應用。

有鑒于此，如今迫切需要設計一種新型制氫設備，以便克服現有制氫設備的上述缺陷。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種硼氫化鈉制氫的反應裝置，可有效解決現有反應體系中反應溶液存在濃度梯度的問題，同時解決現有反應體系中的反應副產物覆蓋在催化劑表面而致使催化劑失活的技術難題。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種硼氫化鈉制氫的反應裝置，所述反應裝置包括：溶液儲存機構、制氫反應機構、控制系統；

所述制氫反應機構設置于溶液儲存機構中，控制系統連接制氫反應機構，控制制氫反應機構的動作；溶液儲存機構設有氫氣輸出端口；

所述溶液儲存機構包括聚四氟乙烯材料制成的上蓋、反應槽，溶液儲存機構的內部配有PVC塑膠墊，上蓋與反應槽之間采用螺紋方式實現密封連接，防止氫氣的泄露；

所述制氫反應機構包括反應床體、旋轉驅動機構；旋轉驅動機構與反應床體連接，驅動反應床體旋轉；控制系統與旋轉驅動機構連接，控制旋轉驅動機構旋轉；

所述旋轉驅動機構為高速旋轉電機，溶液儲存機構的上蓋的中間部位配有高速旋轉電機；

所述控制系統由可顯示反應系統溫度、壓強、反應床體轉速的LCD顯示屏及反應床體轉速可控電路兩部分集成，溫度傳感器及壓強傳感器裝置于反應容器的上蓋；根據所需的離心力大小、反應副產物與催化劑的分離效果，通過反應床體轉速可控電路設置不同的轉速，控制高速旋轉電機的不同轉速，為反應副產物從催化劑外表面和內部孔道中的脫離提供不同的動力支持；系統自帶溫度傳感器(TS,Temperature?Sensor)、壓強傳感器(PS,Pressure?Sensor)，通過可控電?路裝配的LCD顯示屏實時顯示系統內部的溫度、壓強情況，便于對反應系統的實施安全監測。

所述反應床體主要由連接桿和中間固定在連接桿上的三個支撐葉片，相鄰的兩個支撐葉片成120°角，每個支撐葉片的上邊外角裝配一只可活動的弧邊扣鈕，下邊外角配有一固定卡槽；

反應所需制氫催化劑包裹在反應床體上，催化劑的下邊鑲嵌在卡槽中，催化劑的上邊沿通過三個支撐葉片裝配的弧邊紐扣固定，以防止催化劑在反應床體轉動過程中的松散脫落；

由上述的支撐葉片、連接桿、可動的弧邊紐扣、固定卡槽構成整個反應床，均選用具有良好的憎水性和機械強度、不與反應溶液發生化學反應、不吸附氫氣、能夠耐堿腐蝕的聚四氟乙烯材料制成；