专利名称：一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种硼氢化物制氢装置，具体地讲是涉及一种结构简单的即时自控供氢 的硼氢化物制氢装置。
技术背景氢是一种清洁燃料，因为其可以在氢气消耗装置例如燃料电池或者内燃机中与氧气反应 产生能量和水，在反应中没有其它副产物，因此，使用氢作为燃料有效的解决了使用石油燃 料时伴随的环境问题。但是，如何安全、有效的存储氢气一直是技术人员在努力解决的问题 ，许多氢载体包括烃、金属氢化物等都被视为氢储存和供应系统，例如碱金属氢化物、碱金 属铝氢化物和碱金属硼氢化物。其中硼氢化物是一种高储氢含量的材料，既能催化水解释放 氢气作为高容量、高纯氢源材料，又可直接通过电化学方式作为高容量负极材料，在典型的 多相催化体系中，硼氢化物和水产生氢气和硼酸盐的化学计量反应可以用下面的化学反应表 示MBH4+ 2H20—4H2 +MB02。其中，M可以是Na、 K、 Li等碱金属。硼氢化物水解制氢一般是在氢气发生装置里进行的，即硼氢化物水解制氢装置，比如千 年电池公司的^"^en Qn DemandD.硼氢化钠制氢系统， 一般来说，用于燃料电池的硼氢 化物制氢装置都要求满足外部氢气需求量或者需求速度的变化，而现有的硼氢化物制氢系统 一般由于本身结构设计特征，大都不能满足这种需要，只能固定的输出，甚至不能稳定的输 出。公开号为CN101049907的专利申请公开了一种即时自控的供氢方法和装置，该装置包括 两个密闭的容器，以导液管接通，通过两容器之间氢气压力差的作用，使反应料在两容器间 流动，调节反应料与催化剂的接触量，从而来控制氢气产生的速率和氢气压力。由于装置内 部的气压可以随外部氢气的需求量来自动调节氢气的生成速率，达到即时自控供氢的目的。 但是该装置存在结构较为复杂和催化剂更换不便的缺点。实用新型内容本实用新型提供了一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，结构简单，催化剂更换方便 ，适于在燃料电池领域的大规模应用。 本实用新型采用如下技术解决方案一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，包括反应室、原料进口、氢气出口、废液出口 ，原料进口和氢气出口位于反应室上部，废液出口位于反应室下部，反应室的顶部设有活塞 式结构，其包括顶部与底部均敞开的缸体和与缸体密闭连接的活塞，缸体固定于反应室的顶 部，活塞下端设有催化剂装载部件，优选为柱体，也可以为中空柱体，由泡沫铝或分子筛等 载体构成，可负载颗粒催化剂，与原料液接触即反应，如为中空柱体，则反应室底部设有导 杆，导杆上部插接于中空柱体的中空部分，以便控制催化剂柱体始终垂直上下运动，从而使 反应的控制更为精确。所述缸体的上部敞开，以便使反应器内部气体压力相对于外界大气压的变化能带动活塞 的上下运动；缸体的底端设有活塞卡环，以避免活塞脱落。操作时，原料从原料进口进入反应器，当液面高于催化剂柱体下端时，与柱体里装载的 催化剂相接触，反应产生氢气，根据外部氢气需求量或者需求速度的变化来自动调节控制反 应的进行，外部氢气需求装置的压力与反应器内的压力是始终一致的，当此压力大于大气压 与活塞重量之和时，使活塞向上运动，催化剂柱体随之上升，原料液与催化剂接触减少，从 而使反应产生的氢气速率降低；反之，如果此压力小于大气压与活塞重量之和时，则活塞向下运动，催化剂柱体随之下降，与原料液接触面增加，反应产生的氢气速率升高。最终，通 过这种方式使制氢装置产生氢气的速率和压力稳定且满足外部氢气需要的速率和压力。反应 完的废料可以从废液出口排出，如需要更换催化剂，则可以通过活塞结构方便的取出催化剂 柱体进行更换。本实用新型提供的即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，结构简单，操作方便，通过将催 化剂柱体设置于活塞结构上，便于催化剂的更换，可以有效的控制反应产生氢气的速率，满 足外部氢气需求，适于在燃料电池领域的大规模应用。
图l是本实用新型的剖面结构示意图；图2是本实用新型另一种实施方式的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。 实施例l一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，如图1所示，包括反应室l、原料进口5、氢气 出口6、废液出口7，原料进口5和氢气出口6位于反应室1上部，废液出口7位于反应室1下部 ，反应室l的顶部设有活塞式结构，其包括顶部与底部均敞开的缸体4和与缸体4密闭连接的活塞3，缸体4固定于反应室1的顶部，活塞3下端设有催化剂装载部件2，泡沫铝柱体，负载 有催化剂。所述缸体4的上部敞开，以便使反应器l内部气体压力相对于外界大气压的变化能带动活 塞3的上下运动；缸体4的底端设有活塞卡环10，以避免活塞3脱落。操作时，原料从原料进口5进入反应器1，当液面高于催化剂柱体下端时，与柱体里装载 的催化剂相接触，反应产生氢气，根据外部氢气需求量或者需求速度的变化来自动调节控制 反应的进行，外部氢气需求装置的压力与反应器l内的压力是始终一致的，当此压力大于大 气压与活塞3重量之和时，使活塞3向上运动，催化剂柱体随之上升，原料液4与催化剂接触 减少，从而使反应产生的氢气速率降低；反之，如果此压力小于大气压与活塞3重量之和时 ，则活塞3向下运动，催化剂柱体随之下降，与原料液4接触面增加，反应产生的氢气速率升 高。最终，通过这种方式使制氢装置产生氢气的速率和压力稳定且满足外部氢气需要的速率 和压力。反应完的废料可以从废液出口7排出，如需要更换催化剂，则可以通过活塞结构方 便的取出催化剂柱体进行更换。实施例2一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，如图2所示，结构与实施例l基本相同，只是催 化剂装载部件2为分子筛构成的中空柱体，负载有催化剂，反应室底部设有导杆8，导杆8上 部插接于中空柱体的中空部分。操作原理也与实施例l基本相同，只是催化剂装载部件2为中空柱体，与导杆8插接结合 ，可以对催化柱体的垂直上下运动实施更精确的控制。
权利要求1.一种即时自控供氢的硼氢化物制氢装置，包括反应室(1)、原料进口(5)、氢气出口(6)、废液出口(7)，原料进口(5)和氢气出口(6)位于反应室(1)上部，废液出口(7)位于反应室(1)下部，其特征在于反应室(1)的顶部设有活塞式结构，其包括顶部与底部均敞开的缸体(4)和与缸体(4)密闭连接的活塞(3)，缸体(4)固定于反应室(1)的顶部，活塞(3)下端设有催化剂装载部件(2)。
专利摘要本实用新型公开了一种硼氢化物制氢装置，具体地讲是一种结构简单的即时自控供氢的硼氢化物制氢装置。所述装置包括反应室、原料进口、氢气出口、废液出口，原料进口和氢气出口位于反应室上部，废液出口位于反应室下部，反应室的顶部设有活塞式结构，其包括顶部与底部均敞开的缸体和与缸体密闭连接的活塞，缸体固定于反应室的顶部，活塞下端设有催化剂装载部件。本实用新型结构简单，催化剂更换方便，适于在燃料电池领域的大规模应用。
文档编号C01B3/04GK201217635SQ20082030051
公开日2009年4月8日 申请日期2008年4月7日 优先权日2008年4月7日
发明者侯晓峰, 郭益君 申请人:汉能科技有限公司