[發明專利]一種車載原位制氫系統

有效

• 申請號: 202110763015.3
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113277469B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 盧祺;楊光猛;劉偉;趙聰聰;崔傳禹;徐龍;楊浩;夏大彪;馮上樣;王娜;鄭念竹;譚興儒
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: C01B3/06
• 分類號: C01B3/06
• 代理公司: 佛山市海融科創知識產權代理事務所(普通合伙) 44377
• 代理人: 陳志超

本發明提供了一種車載原位制氫系統，包括水箱、供水管路、至少一個主制氫罐和供氣管路，所述供水管路與所述水箱連接,所述水箱用于存儲水溶液，還包括回水管路和一個副制氫罐；所述副制氫罐的尺寸比所述主制氫罐的尺寸小；所述主制氫罐和所述副制氫罐內均裝填有制氫材料和催化劑；所述供水管路用于向所述主制氫罐和所述副制氫罐輸送水溶液以與其中的制氫材料進行水解制氫反應；所述回水管路用于把所述主制氫罐和所述副制氫罐中的水溶液輸送回所述水箱；所述供氣管路與所述主制氫罐和所述副制氫罐均連通，并用于把反應生成的氫氣輸出；該車載原位制氫系統的過量水溶液的過量比較小。

技術領域

本發明涉及氫氣制備技術領域，尤其涉及一種車載原位制氫系統。

背景技術

氫能具有比能量高、清潔、可再生等特點，被認為是最具發展前景的新能源之一。氫能汽車的應用能夠解決傳統汽車帶來的環境與能源問題。

目前，氫能汽車的供氫系統主要分為可逆系統和原位制氫系統。可逆系統是利用高壓儲氫罐、液氫罐和儲氫合金等實現氫氣的可逆吸收/釋放，很難同時滿足儲氫量、安全性和釋放條件的要求。原位制氫系統主要利用水解反應為汽車提供氫氣，具有儲氫密度高、反應條件溫和（常溫常壓即可反應）、安全性能好等優點，具有很大發展潛力。

一般的原位制氫系統，為保證理想的放氫效果，原位制氫系統所需的制氫材料的量較大，而且在工作時需要保證水溶液淹沒制氫材料，才能夠保證制氫反應充分，因此，系統中水溶液的量不僅要滿足制氫過程的耗水量要求，還必須配備保證制氫材料反應充分所需的過量水溶液，現有的原位制氫系統一般設置有多個尺寸相同的制氫罐，為保證所有制氫材料均能夠充分反應，從而提高制氫材料的利用率，系統中需要配備的過量水溶液的過量比（過量水溶液重量與系統總重量之比）較大，從而無效重量在系統總重量中的占比較高，影響汽車能耗性能。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本申請實施例的目的在于提供一種車載原位制氫系統，有利于降低系統中過量水溶液的過量比。

第一方面，本申請實施例提供一種車載原位制氫系統，包括水箱、供水管路、至少一個主制氫罐和供氣管路，所述供水管路與所述水箱連接, 所述水箱用于存儲水溶液，還包括回水管路和一個副制氫罐；所述副制氫罐的尺寸比所述主制氫罐的尺寸小；所述主制氫罐和所述副制氫罐內均裝填有制氫材料和催化劑；所述供水管路用于向所述主制氫罐和所述副制氫罐輸送水溶液以與其中的制氫材料進行水解制氫反應；所述回水管路用于把所述主制氫罐和所述副制氫罐中的水溶液輸送回所述水箱；所述供氣管路與所述主制氫罐和所述副制氫罐均連通，并用于把反應生成的氫氣輸出。

本申請實施例提供的車載原位制氫系統，工作時，先逐個地向主制氫罐輸入足夠的水溶液進行制氫且每當一個主制氫罐的制氫材料耗盡后把其中的水溶液抽出進行循環利用，當所有主制氫罐的制氫材料耗盡后再啟用副制氫罐；由于副制氫罐的尺寸比主制氫罐的尺寸小，其工作時所需要的過量水溶液較少，因此系統中需要配備的過量水溶液只需要滿足副制氫罐工作需要即可，有利于降低系統中過量水溶液的過量比。

優選地，所述制氫材料為MgH₂，所述催化劑為MgCl₂。

優選地，所述供氣管路的輸出端設置有主出氣口和抽氣口，所述主出氣口用于輸出氫氣，所述抽氣口用于與外部的抽氣裝置連接，所述主出氣口處設置有第一閥門，所述抽氣口處設置有第二閥門。

優選地，所述供氣管路包括供氣總管，所述主制氫罐和所述副制氫罐與所述供氣總管之間均連接有供氣支管，所述供氣支管上設置有第三閥門。

優選地，所述主出氣口處設置有第一氣體流量傳感器，所述供氣支管上設置有第二氣體流量傳感器。

優選地，所述供水管路包括與所述水箱連通的供水總管，以及設置在所述供水總管上的供水泵；所述主制氫罐和所述副制氫罐與所述供水總管之間連接有供水支管。