[發明專利]一種新能源汽車用電漿產氫裝置

在審

• 申請號: 201711059750.6
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107808967A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 袁榮;房文亮
• 申請（專利權）人: 安徽知之信息科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0612
• 分類號: H01M8/0612;H01M8/04082
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產權代理有限公司34138
• 代理人: 楊濤

1.一種新能源汽車用電漿產氫裝置，其包括：液態燃料儲存瓶，用以供應液態碳氫化合物為燃料；空氣過濾器，其包括過濾腔體，具有過濾腔入口與過濾腔出口，由所述過濾腔入口接收來自所述液態燃料儲存瓶的液態碳氫化合物，針對輸出待分解的碳氫化合物氣體進行過濾，以移除輸出碳氫化合物氣體中的空氣；電漿分解器，包括電漿腔體，具有電漿腔入口與電漿腔出口，且所述電漿腔入口連接所述空氣過濾器的過濾腔出口，所述電漿分解器其由電漿反應器與包覆在所述電漿反應器外的雙層式氣體過濾器所組成，所述電漿反應器具有電漿分解區與一或多個電極對，且所述電極對內含增強電場的觸媒粒子，而所述氣體過濾器其連通所述電漿腔入口，包含第一過濾區及第二過濾區；所述電漿分解器其以導入所述已移除空氣的碳氫化合物氣體至所述電漿反應器的電漿分解區，利用高壓脈沖電源在所述電極對之間施加電壓脈沖時，在所述電極對內部的放電空間產生放電以將所述碳氫化合物氣體分解成氫氣及碳粒子，并由所述氣體過濾器針對輸出的氫氣氣體進行純化，以移除輸出氫氣氣體中的碳粒子及未分解碳氫化合物氣體，其中所述氣體過濾器其由雙層過濾單元組成，包含內層過濾單元與包覆在所述內層過濾單元外的外層過濾單元，所述內層過濾單元其設置在所述電漿反應器的電漿分解區外圍，經電漿分解為氫氣及碳粒子的氣體與未分解的碳氫化合物氣體先經過所述內層過濾單元阻擋碳粒子，使氫氣及未分解的碳氫化合物氣體由所述電漿分解區通過至所述第一過濾區后，再經過所述外層過濾單元濾除未分解的碳氫化合物氣體，將氫氣由所述第一過濾區通過至所述第二過濾區使其純化；高壓電源供應器，連接至所述電漿分解器的電極對，用以提供運作所述電漿反應器所需要的高壓脈沖電源；燃料電池電力組，連接所述電漿分解器，用以接收純化后的氫氣并據以產生電力；以及大電容型電池，其接收來自所述燃料電池電力組的電力，并將此電力提供給所述高壓電源供應器。

2.根據權利要求1所述的一種新能源汽車用電漿產氫裝置，其特征在于，所述液態碳氫化合物其為液態天然氣，包含甲烷、丙烷與丁烷；

所述觸媒粒子其可為磷酸鋁、氧化鋁或鈦酸鋇；

所述空氣過濾器的過濾腔體其由僅吸收空氣分子但不吸收碳氫化合物的材料構成的過濾膜圍成的空腔；

所述電極對其為圓筒型、方筒型、兩片平板型或由其變更的幾何形狀；

所述高壓電源供應器提供的電壓脈沖重復頻率其介在1千赫茲～1兆赫茲之間；

所述高壓電源供應器提供的電壓脈沖寬度其介在1微秒～1納秒之間。

3.根據權利要求1所述的一種新能源汽車用電漿產氫裝置，其特征在于，所述液態燃料儲存瓶與所述電漿分解器之間其可進一步設置氣管鏈接器，可取代所述空氣過濾器或與所述空氣過濾器聯合使用。

4.根據權利要求3所述的一種新能源汽車用電漿產氫裝置，其特征在于，所述氣管鏈接器為一軸對稱結構，包括一連接所述液態燃料儲存瓶的進氣組件，具有入氣管、天然氣充氣區域與出氣管；連接所述電漿分解器的出氣組件，具有入氣管、氣體排出區域、震波吸收器與出氣管；鏈接所述進氣組件與所述出氣組件的補助連接器；以及數個分設在所述進氣組件與所述出氣組件之間用以控制氣體通過與否的滑動閥。

5.根據權利要求4所述的一種新能源汽車用電漿產氫裝置，其特征在于，所述氣管鏈接器的氣體排出區域可進一步改進為拉瓦噴嘴形狀，使氣體在流動方向上具有一先窄化然后放寬的流動橫剖面，使得排出氣體的速度增加至超音速。

6.根據權利要求1所述的一種新能源汽車用電漿產氫裝置，其特征在于，所述電漿反應器其為內分解型，并可為介電質屏障放電型電漿反應器或介電質催化劑型電漿反應器；

所述電漿反應器中的電漿分解區內的壓力其大于1大氣壓并小于10大氣壓；

所述第一過濾區的壓力其小于所述電漿分解區內的壓力，并大于所述第二過濾區的壓力，而所述第二過濾區的壓力其大于1大氣壓。

7.根據權利要求1所述的一種新能源汽車用電漿產氫裝置，其特征在于，所述電漿產氫裝置中無法通過所述外層過濾單元的未分解的碳氫化合物氣體被收集回所述電漿反應器內繼續反應；

所述外層過濾單元與所述內層過濾單元的內壁周緣其設有形成絕緣空間的絕緣構件；

所述碳粒子儲存在所述電漿反應器內部，并在例行性反應器清潔的過程取出。