[实用新型]一种硼氢化物制氢系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种氢气制备系统，具体地讲是涉及一种硼氢化物制氢系统。

背景技术

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、金属氢化物和化学氢化物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，硼氢化钠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：

但硼氢化钠极易水解，即使在常温下，硼氢化钠溶液也会很快水解掉一半。因此，为了使硼氢化钠能够在现实生活中得到应用，平时必须将其保持在强碱性溶液中。其余的硼氢化物也都必须保持在强碱性溶液中。硼氢化钠水解是一个放热反应，每产生1molH₂放出75kJ热量，从而使得反应液的温度升高。在较高的温度下，生成的氢气会将溶液中的碱液带出。如果不除掉氢气中的碱性杂质，则会对燃料电池的电堆造成损害，缩短了电堆的使用寿命。

特定功率的燃料电池需要特定流量的氢气，因此利用硼氢化物制备氢气时，则要求硼氢化物有稳定的流量。对于小型、小功率用氢设备，不仅需要稳定的氢气流量，还需要供氢设备体积紧凑，操作简单。

公开号为CN 1798698的专利公开了一种氢气产生器系统，该系统具有用于存储燃料溶液和排出产物的体积交换系统和氢气过滤系统。在该系统中使用了节流阀手动或者自动调节产生氢气的反应。但是通过节流阀调节流量产生氢气使得装置复杂，而且不容易使氢气生成速率保持恒定。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种体积紧凑、操作简单、供氢速度稳定的、氢气纯净的硼氢化物供氢系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的发明人在现有技术的基础上进行了大量的研究和创造性的劳动，研制出了一种硼氢化物供氢系统，包括原料液储存装置、反应装置，所述原料液储存装置的出液口与反应装置相连；所述反应装置由相互连通的反应室和废液罐组成，反应室设于废液罐上部；所述反应室上端设有气体出口。

所述原料液储存装置包括外壳、弹性液囊、滑杆和与滑杆相适配的滑杆套；所述弹性液囊的两端分别通过密封固件固定于滑杆自由端和滑杆套上；所述滑杆套为中空结构，其一端固定于外壳上，另一端为自由端，所述滑杆从滑杆套的自由端插进；所述外壳上设有的注液口和出液口与滑杆套和外壳间形成的空腔相连通；所述出液口通过流量调节阀与反应室相连，所述废液罐底部设有废液出口。

所述的硼氢化物制氢系统还包括通过管道与所述反应室上端的气体出口相连的净化装置，所述净化装置的上部设有气体出口。

所述净化装置由气液分离器和净化室组成，所述气液分离器的气体进口与所述反应室上段的气体出口通过导管相连，气液分离器的气体出口通过导管与净化室相连，净化室的顶部设有氢气出口。净化室内装有吸附材料或酸性溶液。

所述废液罐顶部设有开口通过导管与原料液储存装置的外壳内部相连通。

所述反应室呈细长状设于扁宽型的废液罐的一端，二者相互连通，整体呈“L”型；所述原料液储存装置设于废液罐上方，反应室与废液罐所夹的空间内。

所述的硼氢化物为硼氢化物盐(M(BH₄)_n)、三硼氢化物盐(MB₃H₈)、十氢十硼酸盐(M₂B₁₀H₁₀)、十三氢十硼酸盐(MB₁₀H₁₃)、十二氢十二硼酸盐(M₂B₁₂H₁₂)、十八氢二十硼酸盐(M₂B₂₀H₁₈)中的一种或几种的混合物，其中，M为碱金属、碱土金属或铝的阳离子中的一种或者几种的混合物。

催化剂固定于反应罐内，常用的催化剂为可以催化硼氢化物分解制氢的固定床催化剂，例如固定床雷尼镍、雷尼钴、雷尼镍钴，负载微量贵金属如铂、钌、铑等的固定床雷尼镍、雷尼钴、雷尼镍钴，负载微量贵金属如铂、钌、铑等的泡沫镍、泡沫钴、泡沫镍钴等中的一种或者几种。

本实用新型相对于现有技术具有以下技术效果：