专利名称：氢气产生系统及产生氢气的方法
技术领域：
本发明涉及一种氢气产生系统及产生氢气的方法，更特别地，本发明涉 及一种利用储氢合金纯化粗制氢气以提供更高纯度氢气的氢气产生系统及 产生氢气的方法。
背景技术：
氢气应用是目前能源发展的趋势，随着产业日益发展，对氢气纯度的要求也相对提高。譬如氢气中的不纯气体(CO、 C02、 H20、 02及CH4)对燃 料电池效能影响很大，且有机金属化学气相沉积(MOCVD)中对于氢气纯 度要求需至6N以上，但目前高纯度氢气的制造成本均相当昂贵(如钯膜、 PSA等方法)，使得后端使用者相对成本提高。其中，在美国专利US5，902，561中，使用两段式过程移除不纯物，第一 阶段使用镍晶体，第二阶段使用金属吸收剂，该专利是描述将镍晶体和金属 吸收剂在所选择的温度下对不纯物的吸收性，将不纯物直接从来源气体中排 除以提高氢气的纯度。然而，此种设计需要针对不同的不纯物选择不同的吸 收剂，且不能对原载体气体造成太大影响。而在美国专利US6,911,065中，所使用的方法是通过吸收不纯材料的过 滤装置，将粗制氢气纯化，其属于连续式纯化。该专利在主流道上分为两个 次流道， 一个次流道将粗制氢气加入纯化罐，另一个次流道上的装置则吸收 不纯物质或过滤不纯物质的材料，将粗制氢气中的不纯物过滤以提供较高纯 度的氢气，以此方式过滤一段时间后，则需更换过滤材料，且不易调整气体 流量。此外，在中国台湾专利1282446中，该专利将粗制氢气在加热状态下与 锆合金氢化物接触，以除去包含在该粗制氢气中的稀有气体一氩气与氦气， 其技术主要是将粗制氢气在400至60(TC高温下接触锆合金氢化物，以将稀 有气体稀释。此方式主要针对氩气与氦气，而且是以直接接触来稀释稀有气
体，在使用上无法有效确保出口纯度，而且锆合金氢化物也会随着氢气过滤 量逐渐失去纯化效果。综上所述，由于己有技术在有效提升氢气纯度上仍有不便利之处，因此， 鉴于上述己有技术的缺陷，本发明提出一种氢气产生系统及产生氢气的方 法，其使用储氢合金对氢气的吸附特性，排除任何与储氢合金不反应的气体， 并使用合适的温度与压力来加快氢气纯化过程。发明内容本发明的主要目的在于提供一种氢气产生系统及产生氢气的方法，其利 用储氢合金对氢气具有专一的吸附特性，将氢气储存于储氢合金中，并除去粗制氢气中的其它不纯气体，其主要运用于将98%以上的粗制氢气加以纯化 成高纯度氢气，以提高氢气纯度而供后端设备使用。本发明的另一目的在于提供一种氢气产生系统及产生氢气的方法，其利 用安全经济的储氢合金以吸附粗制氢气中的高纯度氢气，排除任何与储氢合 金不反应的气体，进而将粗制氢气中的不纯物加以排放，随后再从储氢合金 中释放该高纯度氢气，所生产出的高纯度氢气成本低廉且使用容易。本发明的又一目的在于提供一种氢气产生系统及生产氢气的方法，可采 用批次式生产，而将纯化后的高纯度氢气储存在本系统中以供使用。本发明的又一目的在于提供一种氢气产生系统，用以提升氢气的纯度， 其包含 一供应腔体，储存有粗制氢气； 一纯化组件，与该供应腔体连接， 用以吸附该粗制氢气中的高纯度氢气；以及一热交换组件，与该纯化组件进 行热交换，调节该纯化组件的温度，以排除该粗制氢气中的不纯气体，进而 从该纯化组件中释放该高纯度氢气。根据上述构想，该纯化组件为内含储氢合金(Hydrogen Storage Alloy) 的容器。根据上述构思，该储氢合金选自钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储 氢合金以及稀土系储氢合金其中之一，其中该稀土系储氢合金为选自AB、 A2B、 AB2、 AB3、 AB5以及A2B7族群中之一的AxBy合金。根据上述构思，该容器中具有至少一个气体通道以供气体进出，且该容 器还具有一通气管，以与该气体通道相连，而该通气管是供气体流动与扩散
的通道，其周围还具有孔隙可供气体沿该气体通道径向传送。根据上述构思，该系统还包含一排气控制阀件，其用以控制该纯化组件 中的气体释放，该排气控制阀件是一三通阀，其用以在该储氢合金受冷后释 放该不纯气体，且在该储氢合金受热时释放该高纯度氢气，而该热交换组件 在释氢时提供热源，吸氢时提供冷源。根据上述构思，该系统还包含一来源控制阀件，其用以控制该供应腔体 中的粗制氢气进入该纯化组件。根据上述构思，该供应腔体具有一定压力。根据上述构思，该高纯度氢气储存于一储存腔体中。根据上述构思，该第一纯化组件和该第二纯化组件为并联配置，分别与 该热交换组件进行热交换，同时进行吸氢与放氢的过程，而该热交换组件的 一端与一四通阀连接。本发明的又一目的为提供一种产生氢气的方法，其包含下列步骤提供 一填充过程，以将粗制氢气填充至一纯化组件中；提供一吸附过程，降温以 使该纯化组件吸入该粗制氢气中的高纯度氢气；提供一排除过程，排除该粗 制氢气中的不纯气体；以及提供一释放过程，升温以使该纯化组件释放该高 纯度氢气。根据上述构思，该方法还包含一步骤提供一确认过程，当确认该纯化 组件无法再吸入氢气时，停止供应该粗制氢气。根据上述构思，该确认过程中，确认该纯化组件是否可再吸入氢气是通 过该纯化组件是否具有稳定压力来判断的，且该确认过程中，停止供应该粗 制氢气是通过一阀门或一逆止阀动作执行的。根据上述构思，该排除过程还包含调节温度以使该纯化组件回复至该吸 附过程时的吸氢温度。根据上述构思，该吸附过程、该排除过程与该释放过程的温度调节是通 过一热交换组件而实施。根据上述构思，该热交换组件对该纯化组件进行选自一强制对流、 一自 然对流以及通过热交换介质直接接触该纯化组件的热交换方式的至少其中 之一，而该热交换介质为气体或是液体。根据上述构思，该吸附过程与该释放过程中的吸氢与放氢反应，还伴随 着放热与吸热的热反应而使该纯化组件的温度改变。根据上述构思，该排除过程利用调整温度后，低于该纯化组件内部平衡 压的方式将该纯化组件中的不纯气体排出。根据上述构思，该方法还包含一判断过程，其用以判断该高纯度氢气的 纯度，且在该判断过程中，若确认该氢气纯度未达一标准，则重复进行该填 充过程、该吸附过程、该排除过程以及该释放过程。根据上述构思，该填充过程中的该粗制氢气事先储存于一供应腔体中并 以固定压力填充至该纯化组件中。根据上述构思，该释放过程将该高纯度氢气储存于一储存腔体中。根据上述构思，该纯化组件含有储氢合金，受冷时吸收氢气且受热时释 放氢气。本发明的又一 目的为提供一种氢气产生系统，用以提升粗制氢气的纯 度，其包含 一供应腔体，储存有粗制氢气； 一第一纯化组件，与该供应腔体连接，其用以吸附该粗制氢气中的高纯度氢气，排除该粗制氢气中的不纯气体，进而产生一第一处理氢气； 一第二纯化组件，与该供应腔体连接，其 用以吸附该第一处理氢气中的高纯度氢气，排除该粗制氢气中的不纯气体， 进而产生一第二处理氢气；以及一热交换组件，与该第一纯化组件和第二纯 化组件进行热交换，其用以调节该第一纯化组件和第二纯化组件的温度，以 使该第一纯化组件和第二纯化组件吸附该高纯度氢气以及分别产生该第一 处理氢气和第二处理氢气。根据上述构思，该系统还包含一第一排气控制阀件和一第二排气控制阔 件，用以分别控制该第一纯化组件和该第二纯化组件中的气体释放。根据上述构思，该第一纯化组件和该第二纯化组件可以为一串联配置， 因此该第一纯化组件和该第二纯化组件各具一气体通道，以供气体进出。根据上述构思，该系统还包含一释放控制阀件，其用以控制该第一处理 氢气进入该第二纯化组件并控制该第二处理氢气的释放。本发明的又一目的为提供一种产生氢气的方法，其包含下列步骤(A) 将粗制氢气填充至一含有储氢合金的纯化组件中；(B)降温使该储氢合金 吸入该粗制氢气中的高纯度氢气；(C)调整温度以排除在该纯化组件中的 该粗制氢气中的不纯气体；以及(D)升温以使该储氢合金释放该高纯度氢 气。根据上述构思，该步骤(D)的调整温度是将温度调整至该步骤(B)中的一初始吸氢温度。根据上述构思，该粗制氢气包含98%以上的纯氢气。 根据上述构思，该高纯度氢气的纯度可达6N以上等级。 本发明的有益技术效果在于本发明可获得高纯度氢气，其所采用方法 为批次式产氢，且可将产生的高纯度氢气储存在本系统中以待后端使用者使 用，此技术无需增加许多繁复昂贵的材料与设备，所生产出的高纯度氢气的 成本低廉且使用容易。本发明的功效与目的，可通过下列实施方式说明，以有更深入的了解。
图1为本发明较佳实施例的一种氢气产生系统及产生氢气的方法的流程 示意图。图2为本发明氢气产生系统及产生氢气的方法的第一较佳实施例的配置 示意图。图3为本发明氢气产生系统及产生氢气的方法的第二较佳实施例的配置 示意图。图4为本发明氢气产生系统及产生氢气的方法的第三较佳实施例的配置 示意图。其中，附图标记说明如下10开始 ll填充过程 12吸附过程13确认过程 14排除过程 15释放过程16判断过程 17 二次氢气纯化过程18完成20、 30、 40供应腔体 21、 31、 32、 41、 42纯化组件22、 33、 43热交换组件 23、 34、 44储存腔体211、 311、 321、 411、 421气体通道 212通气管V21、 V31、 V41、 V42来源控审綱件V22、 V33、 V34、 V43、 V44排气控制阀件 V32释放控制阀件 V45四通阀
具体实施方式
将在下文中说明本发明，本领域技术人员需了解下文中的说明仅用于举 例，而不用于限定本发明。以下针对本发明较佳实施例的氢气产生系统及产生氢气的方法进行描 述，但实际结构与所实行的方法并不必须完全符合描述的结构与方法，本领 域技术人员应当能在不脱离本发明的实际精神及范围的情况下，作出种种变 化及修改。本发明主要是利用储氢合金对氢气具有专一性的可逆性储放反应，可以 将粗制氢气中的氢气吸附至储氢合金中，由于粗制氢气中的不纯气体不会与 储氢合金进行可逆反应作用，因此会造成不纯气体堆积于储氢合金外的空间 或可能与合金产生不可逆反应，而通过储氢合金释氢时或释氢反应前将不纯 气体先行排除，以降低储氢合金释放氢气中的不纯气体含量，达到有效提升 氢气纯度的目的。请参阅图1，其为本发明所披露的一种氢气产生系统及产生氢气的方法的简要实施流程示意图。其在开始(步骤10)之后，在一填充过程(步骤11)中，将粗制氢气以一固定压力填充至一含有储氢合金的纯化组件中，随后，在一吸附过程(步骤12)中，使该纯化组件降温以让该纯化组件可以吸 附该粗制氢气中的高纯度氢气，接着，在一确认过程(步骤13)中，当确认 该纯化组件无法再吸入氢气时，则停止供应该粗制氢气，若为否定时，则继 续回到步骤11中进行填充该粗制氢气的步骤，且此确认该纯化组件是否可 再吸入氢气是通过该纯化组件是否具有一稳定压力而判断的，而停止供应该 粗制氢气则可以通过一阀门或一逆止阀动作。另外，在一排除过程(步骤14) 中，排除该粗制氢气中的不纯气体。接着，在一释放过程(步骤15)中，升 温以使该纯化组件释放该高纯度氢气。最后，在一判断过程(步骤16)中， 判断该高纯度氢气的纯度，且在该判断过程中，若确认该氢气纯度未达一标 准，则可以继续进行一二次氢气纯化过程(步骤17)，以重复进行前述的该 填充过程(步骤11)、该吸附过程(步骤12)、该确认过程(步骤13)、 该排除过程(步骤14)以及该释放过程(步骤15)，最后即完成本次产生 高纯度氢气的流程(步骤18)。 由于该纯化组件中的储氢合金是在受冷时吸收氢气且受热时释放氢气，于是，本发明在该吸附过程(步骤12)与该释放过程(步骤15)中提供温 度的调节以促成该储氢合金的吸氢与释氢，同时，该吸附过程(步骤12)与 该释放过程(步骤15)中的吸氢与放氢反应，也会伴随着放热与吸热的热反 应而使该纯化组件的温度改变。因此，在该吸附过程(步骤12)后，该纯化 组件的温度会稍微提升，因此，本发明在该排除过程(步骤14)时调整该纯 化组件的温度以让该纯化组件回复至该吸附过程时的吸氢温度而可以排除 该粗制氢气中的不纯气体，此外，该排除过程(步骤14)也可以在调整温度 后，利用低于该纯化组件内部平衡压的方式将该纯化组件中的不纯气体排 出。请再参阅图2，其为本发明氢气产生系统及产生氢气的方法的简要系统 配置示意图，在此实施例中，系统主要可以由一供应腔体20、 一纯化组件 21、 一热交换组件22和一储存腔体23所构成。来源的粗制氢气可先加压填 充至该供应腔体20中，该供应腔体20具有一定压力(约50个大气压)， 该供应腔体20内的粗制氢气以一固定压力(约10个大气压)逐渐填充至该 纯化组件21，该热交换组件22则与该纯化组件21进行热交换，调节该纯化 组件21的温度，以排除该粗制氢气中的不纯气体，进而释放该高纯度氢气。由于该纯化组件21是一个内含有储氢合金的封闭型容器，因此对氢气 具有专一性的可逆性储放反应，且该储氢合金可以选自一钛系储氢合金、一 锆系储氢合金、 一铁系储氢合金以及一稀土系储氢合金其中之一，其中该稀 土系储氢合金为选自AB、 A2B、 AB2、 AB3、 AB5以及A2B7的族群中之一 的AxBy合金。由于已有技术仅有稀土系储氢合金的AB5可以在室温中操作， 因此本发明实施例采用稀土系储氢合金的AB5所实施，然而本发明实施方式 并不限定于此。此外，该容器可具有两个气体通道211以供气体进出，且该容器中还具 有一通气管212，以与该气体通道211相连，而该通气管212是供气体流动 与扩散的通道，其周围还具有孔隙(图中未示出)可供气体沿该气体通道211 径向传送。此外，该系统还可包含一来源控制阀件V2i和一排气控制阀件V22，该来源控制阀件V^用以控制该供应腔体20中的粗制氢气进入该纯化组件21，
当该纯化组件21内的储氢合金无法再吸入氢气时，则将该来源控制阀件V2i 关闭，同时在通入该粗制氢气时，由该热交换组件22对该纯化组件21降温 (约25至30。C)以加速吸收氢气的速率，由于该储氢合金吸氢时会产生放 热反应导致该纯化组件21的温度上升，因此随后再将该纯化组件21调整回复至初始的吸氢温度，利用该排气控制阀件V22将纯化组件21内不被储氢合金吸收的不纯气体与部分氢气混合物排出，再利用该热交换组件22对该纯 化组件21加热至一较高温度(约升温10至20°C )以释放该高纯度氢气而储 存在该储存腔体23中以供后续使用。较佳地，该排气控制阀件V22可以是一三通阀，其用以释放未被该纯化组件21的储氢合金吸收的不纯气体，且于该储氢合金受热时释放该高纯度 氢气。而该热交换组件22对该纯化组件21的温度调节是选自一强制对流、 一自然对流以及通过热交换介质直接接触该纯化组件的热交换方式的至少 其中之一，而该热交换介质可以为气体或是液体。请参阅图3，此为本发明氢气产生系统及产生氢气的方法的利用串接式 纯化组件设计的配置结构示意图。类似于图2的配置，本实施例是使用两个 纯化组件(第一纯化组件31和第二纯化组件32)串接而达成提升氢气的纯 度，其中该等纯化组件31、 32仅各具有一个气体通道311、 321。其具体实 施技术是将粗制氢气先加压至一供应腔体30，定压将该粗制氢气填入第一 纯化组件31，关闭一来源控制阀件V3,停止该粗制氢气的供应，利用一热交 换组件33对该第一纯化组件31降温以吸附其中的高纯度氢气后，再由对该 第一纯化组件31调温而利用一第一排气控制阀件V33将该粗制氢气的不纯气 体排出，关闭该第一排气控制阀件V33再加热该第一纯化组件31释放第一处 理氢气，再通过一释放控制阀件V32的控制，以将该第一处理氢气导入第二纯化组件32中进行与前述类同的吸附高纯度氢气、排除不纯气体以及释放 第二处理氢气的过程，最后通过该释放控制阀件V32的控制，将该第二处理 氢气传送至一储存腔体34中储存备用。请再参阅图4，此为本发明氢气产生系统及产生氢气的方法的利用并接 式纯化组件设计的配置结构示意图。类似于图3的配置，其主要差异在于将 两个纯化组件(第一纯化组件41和第二纯化组件42)并联而达成提升氢气 的纯度，其中上述纯化组件41、 42各具有两个气体通道411、 421以供气体
进出，也分别有一第一来源控制阀件v41和一第二来源控制阀件v42以控制来源气体的供应。其具体实施方式
为将粗制氢气先加压至一供应腔体40， 定压将该粗制氢气先行填入第一纯化组件41 ，关闭一第一来源控制阀件V41 停止该粗制氢气的供应，利用一热交换组件43对该第一纯化组件41降温以 吸附其中的高纯度氢气后，再由对该第一纯化组件41调温而利用一第一排气控制阀件V43将该粗制氢气的不纯气体排出，关闭该第一排气控制阀件V43。此外，将第二来源控制阀件V42开启以使该供应腔体40的粗制氢气可 以填充至该第二纯化组件42中，同时将该热交换组件的四通阀V45打开，以 切换该热交换组件中的热流体与冷流体而分别至该第一纯化组件41与该第 二纯化组件42进行热交换，以使该第一纯化组件41加热而释放高纯度氢气 至一储存腔体44，并降温该第二纯化组件42而进行吸附高纯度氢气的过程， 等到两个纯化组件41、 42的放氢与吸氢过程完成后，再次开启该四通阀V4s 将该热交换组件43的冷热流体交替，该第一纯化组件41进行吸附高纯度氢 气与排气过程，该第二纯化组件42进行释放高纯度氢气至该储存腔体44的 过程，这样的整体系统可达到较快速的供氢需求。由于本发明所采用的储氢合金是目前常用的氢气储存载体，可以在低压 时将氢气结合在储氢合金中，并具有安全性，氢气储放过程中会因为储氢合 金对氢气吸附的专一特性，可将大部分不纯气体集中浓縮于本发明所设计的 纯化组件的密闭容器空间中，排放时会将粗制气体中的不纯气体先排出，随 后再释放该储氢合金所吸附的高纯度氢气。且在实际应用上，该粗制氢气通常是包含有98%以上的纯氢气，且该高 纯度氢气的纯度可达6N以上等级(即纯度99.9999%以上)。且在上述过程 中，不纯气体也可以利用高纯度氢气释放时加以排除(如约释放前10%的气 体)或是降低纯化组件温度之后，利用低于纯化组件内部平衡压的方式将纯 化组件的不纯气体抽出，来提高氢气的纯度。而氢气纯度的控制也可以通过 排放不纯气体与氢气的量加以控制，排放量可以视入口气体的纯度而可以为 压縮总体积的1至100倍，所产生的高纯度氢气则可达6N、 7N或8N以上 等级。综上所述，本发明确实可提供一种氢气产生系统及产生氢气的方法，其 突破了过去仅会直接制备高纯度氢气或是用吸收、过滤或稀释方式去除粗制
氢气中的不纯气体的复杂过程的固有想法，而利用目前常用的氢气储存载体 以将任何与储氢合金不反应的气体排除于其载体之外，进而将不纯气体加以 排放掉，再将纯氢从储氢合金中释放，以获得高纯度氢气。另外，本发明所 采用方法为一批次式产氢，且可将产生的高纯度氢气储存在本系统中以待后 端使用者使用，此技术无需增加许多繁复昂贵的材料与设备，所生产出的高 纯度氢气的成本低廉且使用容易。因此，本发明的氢气产生系统及生产氢气 的方法的技术简单但却又提供极高的便利性，可以有效增进产业的进步，本 发明技术简单，又兼顾成本，实具产业价值。以上所述是利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围， 因此本领域技术人员应能理解，适当所作的微小改变与调整，仍将不失本发 明的要点所在，也不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1. 一种氢气产生系统，用以提升氢气的纯度，其包含一供应腔体，储存有粗制氢气；一纯化组件，与该供应腔体连接，其用以吸附该粗制氢气中的高纯度氢气；以及一热交换组件，与该纯化组件进行热交换，调节该纯化组件的温度，以排除粗制氢气中的不纯气体，进而从该纯化组件中释放该高纯度氢气。
2. 如权利要求1所述的氢气产生系统，其中该纯化组件为内含储氢合金 的容器。
3. 如权利要求2所述的氢气产生系统，其中该储氢合金选自钛系储氢合 金、锆系储氢合金、铁系储氢合金以及稀土系储氢合金其中之一。
4. 如权利要求2所述的氢气产生系统，其中该容器中具有至少一个气体通道以供气体进出； 该容器还具有一通气管，以与该气体通道相连；及该通气管为可供气体流动与扩散的通道，其周围还具有孔隙可供气体沿 该气体通道径向传送。
5. 如权利要求2所述的氢气产生系统，其中该氢气产生系统还包含一排 气控制阀件，其用以控制该纯化组件中的气体释放，而该储氢合金在受冷时 吸收氢气且受热时释放氢气，其中该排气控制阀件是一三通阀，其用以在该储氢合金受冷后释放该不纯气 体，且在该储氢合金受热时释放该高纯度氢气；或该热交换组件在释氢时提供热源，吸氢时提供冷源。
6. 如权利要求1所述的氢气产生系统，其中该氢气产生系统还包含一来 源控制阀件，其用以控制该供应腔体中的粗制氢气进入该纯化组件。
7. 如权利要求1所述的氢气产生系统，其中该供应腔体中具有的定压力 为50个大气压；或该高纯度氢气储存于一储存腔体中。
8. —种产生氢气的方法，其包含下列步骤提供一填充过程，以将粗制氢气填充至一纯化组件中；提供一吸附过程，降温以使该纯化组件吸入该粗制氢气中的高纯度氢气；提供一排除过程，排除该粗制氢气中的不纯气体；以及 提供一释放过程，升温以使该纯化组件释放该高纯度氢气。
9. 如权利要求8所述的产生氢气的方法，其中该方法还包含一步骤提 供一确认过程，当确认该纯化组件无法再吸入氢气时，停止供应该粗制氢气， 其中在该确认过程中，确认该纯化组件是否可再吸入氢气是通过该纯化组件 是否具有稳定压力来判断的；或在该确认过程中，停止供应该粗制氢气是通过一阀门或一逆止阀动作来 实施的。
10. 如权利要求8所述的产生氢气的方法，其中该排除过程还包含调节 温度，以使该纯化组件回复至该吸附过程时的吸氢温度，其中该吸附过程、该排除过程与该释放过程的温度调节是通过一热交换组件 实施的，而该热交换组件对该纯化组件进行选自一强制对流、 一自然对流以 及通过热交换介质直接接触该纯化组件的热交换方式中的至少其中之一，且 该热交换介质为气体或是液体；该吸附过程与该释放过程中的吸氢与放氢反应，还伴随着放热与吸热的 热反应而使该纯化组件的温度改变；或该排除过程在调整温度后，利用低于该纯化组件内部平衡压的方式将该 纯化组件中的不纯气体排出。
11. 如权利要求8所述的产生氢气的方法，其中该方法还包含一判断过 程，以判断该高纯度氢气的纯度，而在该判断过程中，若确认该氢气纯度未 达到一标准，则重复进行该填充过程、该吸附过程、该排除过程以及该释放 过程。
12. 如权利要求8所述的产生氢气的方法，其中在该填充过程中，该粗制氢气事先储存于一供应腔体中并以10个大气 压填充至该纯化组件中；或该释放过程将该高纯度氢气储存于一储存腔体中。
13. 如权利要求8所述的产生氢气的方法，其中该纯化组件含有储氢合金，受冷时吸收氢气且受热时释放氢气。
14. 一种氢气产生系统，用以提升粗制氢气的纯度，其包含 一供应腔体，储存有粗制氢气；一第一纯化组件，与该供应腔体连接，用以吸附该粗制氢气中的高纯度 氢气，排除该粗制氢气中的不纯气体，进而产生一第一处理氢气；一第二纯化组件，与该供应腔体连接，用以吸附该第一处理氢气中的高 纯度氢气，排除该粗制氢气中的不纯气体，进而产生一第二处理氢气；以及一热交换组件，与该第一纯化组件和第二纯化组件进行热交换，用以调 节该第一纯化组件和第二纯化组件的温度，以使该第一纯化组件和第二纯化 组件吸附该高纯度氢气以及分别产生该第一处理氢气和第二处理氢气。
15. 如权利要求14所述的氢气产生系统，其中该氢气产生系统还包含一 第一排气控制阀件和一第二排气控制阀件，用以分别控制该第一纯化组件和 该第二纯化组件中的气体释放，其中该第一纯化组件和该第二纯化组件为一串联配置；该第一纯化组件和该第二纯化组件各具有一气体通道，以供气体进出；或该系统还包含一释放控制阀件，其用以控制该第一处理氢气进入该第二 纯化组件并控制该第二处理氢气的释放。
16. 如权利要求14所述的氢气产生系统，其中该第一纯化组件和该第二 纯化组件为一并联配置，分别与该热交换组件进行热交换，以进行吸氢与放 氢的过程。
17. 如权利要求16所述的系统，其中该热交换组件的一端与一四通阀连接。
18. —种产生氢气的方法，其包含下列步骤(A) 将粗制氢气填充至一含有储氢合金的纯化组件中；(B) 降温使该储氢合金吸入该粗制氢气中的高纯度氢气；(C) 调整温度以排除在该纯化组件中的该粗制氢气中的不纯气体；以及(D) 升温以使该储氢合金释放该高纯度氢气。
19. 如权利要求18所述的方法，其中该步骤(D)的调整温度是将温度调整至该步骤(B)中的一初始吸氢温度；该粗制氢气包含98%以上的纯氢气；或 该高纯度氢气的纯度可达99.9999%以上。
全文摘要
本发明为一种氢气产生系统及产生氢气的方法，用以提升氢气的纯度。该氢气产生系统包含一供应腔体，储存有粗制氢气；一纯化组件，与该供应腔体连接，其用以吸附该粗制氢气中的高纯度氢气；以及一热交换组件，其与该纯化组件进行热交换，调节该纯化组件的温度，以排除该粗制氢气中的不纯气体，进而由该纯化组件中释放该高纯度氢气。本发明可获得高纯度氢气，其所采用方法为批次式产氢，且可将产生的高纯度氢气储存在本系统中以待后端使用者使用，此技术无需增加许多繁复昂贵的材料与设备，所生产出的高纯度氢气的成本低廉且使用容易。
文档编号C01B3/50GK101209817SQ20061017230
公开日2008年7月2日 申请日期2006年12月30日 优先权日2006年12月30日
发明者赵令裕, 郑锡聪 申请人:财团法人工业技术研究院