一种柱状微结构制氢反应载体板及制氢微反应器

本申请涉及制氢微反应器，尤其涉及一种柱状微结构制氢反应载体板及制氢微反应器。

背景技术：

1、氢气作为一种优质的能源载体，也是一种十分重要的工业原料，它广泛应用于石油、化工、电子、冶金、油脂、航天、轻工业等领域。制氢微反应器是制氢系统的核心部件之一，而其中的反应载体板又是影响氢气的富集速率的重要因素，进而影响制氢微反应器的制氢性能。

2、中国发明专利(cn202898013u)公开了一种层叠式微凸台阵列型重整制氢微反应器，其中反应载体(15)为上表面设有微凸台阵列结构的矩形板；反应载体(15)上的圆柱状微凸台结构一致，平行排布，横纵方向上微凸台数量相同。相邻微凸台之间的中心间距为1.8mm，横纵方向上微凸台数量相等。所有微凸台结构均为圆柱体，直径为1mm，高为0.5mm。

3、中国发明专利(cn103693617b)公开了一种带星型微凸台阵列的层叠自热型醇类制氢微反应器，反应载体(3)的上下两侧具有外围圆环，中间形成凹平面，在两个凹平面上都均匀分布有辐射状的微凸台阵列(6)，且每个微凸台上均附着催化剂，微凸台阵列6的高度为0.8mm，微凸台的直径为1mm，每列微凸台阵列中，相邻微凸台间的中心距为1.5mm。

4、但是，以上专利中的微凸台尺寸都较大，并且由于微凸台为圆柱状，相邻微凸台的边缘之间的距离不同，导致氢气泡逃逸时的大小不一致，导致光照在气泡发生较大散射，降低制氢效率。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，本发明提供了一种柱状微结构制氢反应载体板及制氢微反应器以解决现有制氢微反应器中氢气富集速率低，反应载体板上氢气附着表面难以脱离的技术问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种柱状微结构制氢反应载体板，反应载体板的上表面设有正方柱状微凸台阵列；反应载体板上的微凸台结构一致，平行排布，间隔相同。

4、优选的，所述反应载体板上相邻正方柱状微凸台的中心间距为25-30um。

5、优选的，所述正方柱状微凸台的边长为10μm，高度为50-60μm。

6、优选的，所述反应载体板为矩形。

7、优选的，所述反应载体板为硅基载体。

8、本发明还提供了一种制氢微反应器，包括上述的反应载体板，反应载体板表面均布反应催化剂。

9、优选的，上述制氢微反应器还包括透明上罩板和下罩板及进出口通道；

10、所述下罩板上表面中部设有安装所述反应载体板的凹槽，两侧设有所述进出口通道；

11、所述反应载体板位于透明上罩板和下罩板之间，所述反应载体板与透明上罩板间距≤100μm。

12、优选的，所述制氢微反应器安装时与水平面的夹角α的取值跟所安装地的大地维度、季节设置，且α≥15°。

13、本发明的有益效果：

14、制氢微反应器的反应载体板上生成的氢气汇聚成气泡，本发明通过设计反应载体板的微凸台形状和尺寸能够改变反应载体板上制氢牺牲剂的流场和氢气泡的微重力场，提高氢气在面板上的逃逸速率，实现对制氢反应中氢气的富集效率。

技术特征：

1.一种柱状微结构制氢反应载体板，其特征在于，反应载体板的上表面设有正方柱状微凸台阵列；反应载体板上的微凸台结构一致，平行排布，间隔相同。

2.根据权利要求1所述的一种柱状微结构制氢反应载体板，其特征在于，所述反应载体板上相邻正方柱状微凸台的中心间距为25-30μm。

3.根据权利要求1所述的一种柱状微结构制氢反应载体板，其特征在于，所述正方柱状微凸台的边长为10μm，高度为50-60μm。

4.根据权利要求1所述的一种柱状微结构制氢反应载体板，其特征在于，所述反应载体板为矩形。

5.根据权利要求1所述的一种柱状微结构制氢反应载体板，其特征在于，所述反应载体板为硅基载体。

6.一种制氢微反应器，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的反应载体板，反应载体板表面均布反应催化剂。

7.根据权利要求6所述的一种制氢微反应器，其特征在于，还包括透明上罩板和下罩板及进出口通道；

8.根据权利要求7所述的一种制氢微反应器，其特征在于，所述制氢微反应器安装时与水平面的夹角α的取值跟所安装地的大地维度、季节设置，且α≥15°。

技术总结
本发明公开了一种柱状微结构制氢反应载体板及制氢微反应器，该反应载体板的上表面设有正方柱状微凸台阵列；反应载体板上的微凸台结构一致，平行排布，间隔相同。本发明通过设计反应载体板上的柱状微结构，可以显著提高光催化制氢反应速率同时生成的氢气小气泡能够迅速逃逸反应载体板从而提高氢气的富集速率，制氢的效果更好。

技术研发人员：陈慧明,刘志刚,晁云,刘为刚,阮辽
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29