专利名称：低温氢气发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及氢气发生器。更特定地，本发明涉及运行在低环境温度 的氢气发生器，例如低于水的凝固点的环境温度。
背景技术：
氢气很有希望作为丰富的、清洁燃烧的燃料，其甚至可以取代汽油。 减少温室气体的数量的优势将随着时间而变得更重要。氢气的燃烧产生 水。对不同的目的存在许多产生氢气的系统。据估计，每年生产超过九 百万吨氢气。氢气通过诸如铝、镁、锂、以及这些的合金或氢化物的活 性金属燃料和类似反应物与诸如过氧化氢、氟利昂、六氟化硫、水等"氧 化剂"之间的化学反应产生。熔融金属也用作反应物之一。氢气产生材料已经研究出包括LiH、 LiAlH4、 NH3 Al、 Mg、 MgH2、以及LiBH4。这些材料通常与水反应以产生氢气。在很多情况下，最经济而有效的氢气发生器是将来自存储液体水的 水蒸汽与化学氬化物反应的氢气发生器。水以环境温度存储且转化为水蒸汽以与化学氢化物反应。这些氢气发生器的主要问题在于，他们不能 以冻结的水或冰运行在低于0摄氏度而不由于随液体水变成固体的膨胀 而中断运行或有损害发生器的风险。在本领域中，如果使用转化为水蒸汽的液体水和化学氢化物的氢气 发生器能够运行在水存储在低于0摄氏度的温度，这将是有利的。如果这样的氢气发生器将保持存储的液体水产生水蒸汽以与化学 氢化物反应以产生氢气的优势而不关注较冷的温度，这将是另 一优势。其他优势在其后出现。发明内容现在已经发现，本发明的上迷和其他^il势可以以下列方式获得。真 体地，本发明提供一种在低于水的凝固点的温度产生氢气的低温氢气发 生器。本发明以它的最简单的形式包括用于使用相同氢化物化学反应的 相同氢气发生器中的水的另 一液体替代物。替代液体从纯的使用或用蒸 馏水稀释过的诸如乙醇和甲醇的醇，以及已经有溶解在其中的诸如氯化 钙或氯化镁的不反应的盐的蒸馏水选择。所存储的液体以与当使用純蒸 馏水时相同的方式产生气体蒸汽。
为了更完全地理解本发明，在此参考附图，其中图1是本发明可以用于其中的类型的氢气发生器的截面侧视图。
具体实施方式
本发明改进使用化学氢化物和来自存储蒸馏水的水蒸汽反应以产 生氢气的氢气发生器的运行范围。蒸馏水用具有低于0摄氏度，且优选地低于15摄氏度且更优选地低于30摄氏度的凝固点的液体取代。该液 体优选为醇或具有溶解在其中的非氪化物反应的盐的蒸馏水。该图显示了常规的氪气发生器10,具有水室11、隔板13、阀盘15、 粉末室17和燃料电池组件19。在使用中，水室ll暴露到环境条件且当 温度下降低于O摄氏度时，水将结水，且因而它不会流动到燃料电池组 件19内以转化成水蒸汽。氢气发生器也包括膜21,由Gore-Tex或不能 渗透水但能渗透水蒸汽的另一材料制成。膜21将水室11和阀15隔开。 水在膜21和阀15内侧的干氢气的接口处汽化。化学氢化物的示例为LiH、 UA1H4、 NH3MgH2、以及LiBRt,但用 于常规氪气发生器的其他氢化物也可以用于本发明。术语"化学氢化物" 广泛地意指能够与液体反应以产生氢气的任何氢化物。醇可以为甲醇或乙醇或用一些数量的蒸馏水稀释的这些醇之一。纯 的曱醇具有-98摄氏度的凝固点且纯的乙醇具有-114摄氏度的凝固点。 增加一定量的在O摄氏度结水的蒸馏水，将增加凝固点到O摄氏度和该 纯醇的凝固点之间的任何温度。用于降4氐蒸馏水的^:固点的盐可以为任何不与4匕学氢化物反应的 盐。示例为氯化钙和氯化镁，但是降低蒸馏水的凝固点且不与化学氢化 物反应的任何盐都可以用于本发明。氯化钙将蒸馏水的凝固点降低至-30 摄氏度。氯化镁将蒸馏水的凝固点降低至-15摄氏度。优选地，用于本发明的液体具有至少-15摄氏度且更优选为至少-30摄氏度的凝固点。 在蒸馏水中使用盐的一个优势在于，虽然它不反应以产生氢气，它将保持在溶液中且维持液体的降低的凝固点。使用醇作为液体与化学氢 化物反应，随着醇在反应中用完，将导致凝固点升高。然而，由于例如 纯曱醇具有远低于O摄氏度的凝固点，即-98摄氏度，这不会成为问题， 除非大量蒸馏水也包含在反应物液体内。尽管本发明的特定实施例已经图示并描述，其并不想要限制本发 明，而由以下4又利要求书限定的。
权利要求
1.在具有在来自存储蒸馏水的水蒸汽和化学氢化物之间的氢气产生反应的氢气发生器系统中，改进包括用具有低于0摄氏度的凝固点的液体取代所述蒸馏水，以产生用于所述反应的蒸汽；以及其中，在低于0摄氏度的环境温度下，氢气产生反应继续运行。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中所述具有低于O摄氏度的凝固 点的液体从包括醇、蒸馏水稀释的醇和具有溶解在其中的降低温度的盐 的蒸馏水的组选择。
3. #^居权利要求1所述的系统，其中所述液体具有零下15摄氏度 的凝固点。
4. 一种产生氢气的方法，包括步骤 用化学氢化物填充氢气发生器；用具有低于O摄氏度的凝固点的液体填充所述发生器；以及 当所述液体存储在低于9摄氏度的环境温度时，将所述化学氢化物 和>^人所述液体形成的蒸汽反应以产生氬气。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述具有低于0摄氏度的凝固 点的液体从包括醇、蒸馏水稀释的醇和具有溶解在其中的降低温度的盐 的蒸馏水的组选择。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中所述液体具有零下15摄氏度 的》是固点。
7. —种氢气发生器系统，包括 反应室；化学氢化物反应剂；以及液体，其具有低于o摄氏度的凝固点且当转化成蒸汽时能够与所述 化学氢化物反应以产生氢气；且其中当所述液体存储在低于O摄氏度的环境温度时，氳气产生反应 继续运行。
8. 根据权利要求7所述的系统，其中所述具有低于0摄氏度的凝固 点的液体从包括醇、蒸馏水稀释的醇和具有溶解在其中的降低溫度的盐 的蒸馏水的组选择。
9. 根据权利要求7所述的系统，其中所述液体具有零下15摄氏度的》是固点。
10.根据权利要求7所述的系统，其中所述液体具有零下30摄氏度 的g是固点。
全文摘要
一种具有在化学氢化物和来自具有低于0摄氏度的凝固点的液体的蒸汽之间的氢气产生反应的氢气发生器。该液体从纯的使用或用蒸馏水稀释过的诸如乙醇和甲醇的醇，以及已经有溶解在其中的诸如氯化钙或氯化镁的不反应的盐的蒸馏水选择。
文档编号C01B3/06GK101263081SQ200680033267
公开日2008年9月10日 申请日期2006年7月12日 优先权日2005年7月12日
发明者A·R·伍德, S·J·埃克霍夫 申请人:霍尼韦尔国际公司