[实用新型]一种应用硼氢化钠制备氢气的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及氢气的制备，特别是涉及一种应用硼氢化钠制备氢气的装置。本实用新型用于为氢燃料电池提供高能量密度的便携式氢源，属于新能源技术开发，实现了硼氢化钠制氢的自动控制。

背景技术

当前氢氧燃料电池的利用开发，特别是质子交换膜燃料电池的开发，已成为新世纪国际上攻克能源危机和环境污染的前沿技术领域。性能优异且技术相对成熟的质子交换膜燃料电池系统的应用领域广阔且需求量大，一直受到人们广泛关注。但是，燃料电池大规模应用急需解决的一个重要问题就是如何为燃料电池高效安全地提供氢源。

目前质子膜燃料电池系统中氢燃料的供给可以采用直接储氢和间接供氢两种方式。直接储氢方法包括气态高压储存、合金固态储存和低温液态储存三种方式，但均存在储能密度低、储能系统体积庞大、氢气贮存和运输不安全等问题。间接供氢目前研究较多的是将甲醇或乙醇在催化剂作用下重整制氢，但是存在重整气中CO含量过高，需要开发专用分离膜净化氢气，当前分离膜技术还不成熟，成本昂贵，不适合应用于便携式小功率燃料电池系统。

硼氢化钠是一种白色晶状粉末，本身储氢容量为10.8％(质量分数)。硼氢化钠是一种强还原剂，在室温下和水接触即可反应产生氢气，反应式为：NaBH₄+2H₂O→4H₂+NaBO₂。采用硼氢化物水解制氢的方法优势在于：1)氢的储存效率高；2)产品气中氢气纯度高，不需专门的净化装置；3)储运容易，安全无污染。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种自动化程度高、使用安全、运载方便、氢气纯度高且环保的应用硼氢化钠制备氢气的装置。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现的：

一种应用硼氢化钠制备氢气的装置，包括反应装置和控制装置，所述反应装置的硼氢化钠溶液箱与小功率液压泵相连接；小功率液压泵依次通过高速电磁阀、单向阀之一及连接法兰与反应室相连接；高速电磁阀还通过管道与硼氢化钠溶液箱相连接；反应室还与三通相连接；三通的上端通过管道与散热器相连接；散热器通过管道与气液分离器相连接；气液分离器通过单向阀之三与废液箱相连接，气液分离器还通过管道与固体酸盒相连接；固体酸盒通过减压阀及单向阀之四与储氢箱相连接；储氢箱与调速阀相连接；

所述控制装置的微处理单元分别与模数转换电路、键盘、LCD显示屏、散热器及隔离驱动电路电气连接；模数转换电路分别与氢气传感器、压力传感器之一和压力传感器之二及热敏电阻之一、热敏电阻之二和热敏电阻之三电气连接；隔离驱动电路分别与小功率液压泵和高速电磁阀电气连接；压力传感器之一、热敏电阻之一及氢气传感器安装在反应室上；热敏电阻之二与热敏电阻之三分别安装在散热器的进、出口端；压力传感器之二设在储氢箱上。

所述的反应室中装有毛细喷管和催化剂装置，毛细喷管上加工了直径小于0.5mm的喷口，使溶液均匀的喷射到催化剂装置上；催化剂装置采用化学沉积方法附着在多孔载体材料的催化剂载体上；催化剂装置制成膜片状贴覆于反应室内壁；催化剂为金属或双金属，催化剂载体为树脂、活性碳或者金属氧化物；反应室与三通的连接处装有筛网。

所述的微处理器单元为SST89E564RD型单片机。所述的高速电磁阀可选用耐腐蚀的二位三通电磁阀。所述的三通的下端通过单向阀之二与废液箱相连接。

本实用新型具有的优点和积极效果：(1)本实用新型装置自动化程度高，操作简单方便；(2)本实用新型装置使用安全，运载方便；(3)本实用新型装置使用过程不排放含碳和含氮的有害气体，无污染；(4)本实用新型产品气中氢气纯度高，不需专门的净化装置，不会造成燃料电池电极催化剂的毒化；(5)本实用新型能源利用率高，反应过程中不需要外加能量就可以把硼氢化钠及一部分水中的氢释放出来。

附图说明

图1是本实用新型的应用硼氢化钠制备氢气的装置的结构示意图；

图2是本实用新型的控制装置结构示意图；

图3是本实用新型的硼氢化钠制氢反应方法流程方框图；

图4是本实用新型的压力PID调节原理图；

图5是本实用新型的氢气检测中断程序流程方框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的实施方式不限于此。