[發明專利]氫氣發生裝置及燃料電池系統

在審

• 申請號: 202011068595.6
• 申請日: 2020-10-06
• 公開（公告）號: CN112234235A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 陳銳
• 申請（專利權）人: 鄂爾多斯市國科能源有限公司
• 主分類號: H01M8/0656
• 分類號: H01M8/0656;H01M8/04082;H01M8/04089
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種氫氣發生裝置，其中，儲氫材料與水發生催化反應生成氫氣；氫氣發生裝置包括儲氫材料存儲裝置、儲氫材料溶解裝置、儲氫材料催化反應裝置以及用于回收催化反應產生的廢液的回收裝置；儲氫材料存儲裝置、儲氫材料溶解裝置、儲氫材料催化反應裝置以及回收裝置依次連通。本發明還公開包含上述氫氣發生裝置的燃料電池系統。本發明氫氣發生裝置及燃料電池系統儲氫密度高，制氫純度高，污染物零排放，且操作安全，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及氫能及燃料電池領域，具體涉及一種氫氣發生裝置及燃料電池系統。

背景技術

當前，大多數機動車輛由燃燒基于碳氫燃料的汽油或柴油的內燃機驅動。在大多數工業化國家中，機動車輛內燃機排放貢獻超過25％的二氧化碳總排放量。據估計，在歐盟，乘用車內燃機污染物排放量占人為污染物排放總量的12％，平均每行駛一公里排放約186g二氧化碳。二氧化碳是一種溫室氣體，會導致全球變暖，嚴重影響全球環境。除二氧化碳外，內燃機還會排放其它污染物如顆粒污染物、氮氧化物、一氧化碳等，這些污染物會導致嚴重的環境污染。

目前，控制內燃機污染物排放主要是依賴廢氣后處理，這通常需要通過犧牲燃油經濟性來實現。研究表明，如果將一部分氫燃料引入機動車的內燃機燃燒，可以顯著改善內燃機污染物排放問題，同時提高內燃機效率。氫燃料的易制造性和其與汽油產品的相似性意味著，在長期運輸解決方案(例如氫燃料電池)技術不斷成熟的同時，還可以使用氫作為燃料的內燃機來促進氫燃料基礎設施的發展建設。

氫燃料電池作為動力裝置時二氧化碳排放為零，因此從長期來看氫燃料電池是一種理想的汽車驅動裝置。由于氫氣密度極低，導致高密度的車載氫氣存儲成為難題，阻礙氫氣和/或燃料電池技術應用。

美國能源部(DoE)氫能計劃制定了車載儲氫技術的理想密度：儲存的氫的重量與儲氫系統重量之比不低于6.5wt％，體積密度不低于62kg H₂/m³。目前有許多潛在的儲氫技術，例如壓縮氫技術，液化氫技術，氫吸附技術，天然氣、醇及碳氫化物重整技術，水與金屬催化還原技術，以及泥氫(slush H₂)技術等。另外，有研究已經證明了將NaBH₄用作車載H₂儲存的潛力，使用了稀釋程度極高的NaBH₄水溶液來避免催化劑堵塞并保持反應效率。但是，多余的水會顯著降低H₂的產生密度，并引起安全隱患，因為NaBH₄在水中不穩定，并以低速連續產生H₂。但迄今為止發表的研究結果表明，上述儲氫技術都沒有達到美國能源部(DoE)氫能計劃制定的理想密度：儲存的氫重量與儲氫系統重量之比不低于6.5wt％，體積密度不低于62kg H₂/m³。因此，需要一種儲氫效率更高且對環境影響較小的氫存儲技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種儲氫密度較高的氫氣發生裝置；本發明的另一目的是提供一種儲氫密度較高的燃料電池系統。

技術方案：本發明提供一種氫氣發生裝置，其中，儲氫材料與水發生催化反應生成氫氣；氫氣發生裝置包括儲氫材料存儲裝置、儲氫材料溶解裝置、儲氫材料催化反應裝置以及用于回收催化反應產生的廢液的回收裝置；儲氫材料存儲裝置、儲氫材料溶解裝置、儲氫材料催化反應裝置以及回收裝置依次連通。