[实用新型]一种基于微泵的便携式硼氢化钠制氢反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制氢反应装置，特别是涉及一种基于微泵的便携式硼氢化钠制氢反应装置，用于为氢燃料电池提供高能量密度的便携式氢源。

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。

硼氢化钠是一种强还原剂，在Ni-Pt催化剂金属片作用下，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

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、操作方便，使用安全，携带方便，使用过程不排放含碳和含氮的有害气体，产生的氢气纯度高，不需专门的净化装置，并且不会造成燃料电池电极催化剂的毒化的基于微泵的便携式硼氢化钠制氢反应装置。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的：

一种基于微泵的便携式硼氢化钠制氢反应装置，包括反应室、储液室、管路、小功率液压泵、固体酸块和Ni-Pt催化剂金属片；反应室通过管路与小功率液压泵连接，小功率液压泵通过管路与储液室连接；反应室内设有Ni-Pt催化剂金属片；反应室上部设有过滤氢气的固体酸块，固体酸块的上部与下部均开孔，反应室顶部设有反应室密封盖，反应室密封盖开有氢气出气口。

为进一步实现本实用新型的目的，所述反应室中有均匀排列的凸沟槽，凸沟槽底部有挡板，以便放置催化剂金属片。

所述固体酸块设置在凸沟槽顶部。

所述储液室顶部设有储液室密封盖。

本实用新型的工作原理为：催化剂金属片先放入反应室中，然后加上固体酸块，配制好的硼氢化钠溶液放置于储液室中，当外部设定好需要的输出功率时，小功率液压泵工作，将溶液由储液室送入反应室中，溶液与催化剂接触、反应，产生氢气，氢气经固体酸块8后从密封盖的出气口送入氢燃料电池中。

本实用新型具有以下优点：(1)装置结构简单、操作方便；(2)装置使用安全，携带方便；(3)使用过程不排放含碳和含氮的有害气体，无污染；(4)产生的氢气纯度高，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。

附图说明

图1是本实用新型装置的总体结构示意图；

图2是本实用新型装置的反应室内部的结构示意图；

图3是本实用新型装置的储液室内部结构示意图。

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详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1、2、3所示，便携式硼氢化钠制氢反应装置包括反应室3、储液室4、管路6、小功率液压泵7、反应室密封盖1、储液室密封盖2、固体酸块8、Ni-Pt催化剂金属片。反应室3通过管路6与小功率液压泵7连接，小功率液压泵7通过管路6与储液室4连接。反应室3两侧有均匀排列的凸沟槽9，凸沟槽9底部有挡板10，以便竖直插入Ni-Pt催化剂金属片。反应室3上部设有反应室密封盖1，反应室密封盖1开有氢气出气口；储液室4顶部为储液室密封盖2。

反应室3中凸沟槽9顶部覆盖有过滤氢气的固体酸块8，固体酸块8的上部与下部均开有微小型圆孔，以便氢气通过。

储液室4与反应室3通过管路6、小功率液压泵7在底部连接。

硼氢化钠溶液由小功率液压泵7从储液室4通过管路6输送到反应室3中，反应室3中放入催化剂金属片，硼氢化钠溶液在催化剂的作用下反应产生氢气，氢气经过固体酸块8过滤后从反应室密封盖1的出气口送入氢燃料电池中。

实施例1：设置燃料电池输出电量30W，计算出10％(重量)硼氢化钠溶液用量需200ml，通过小功率液压泵7将所需200ml硼氢化钠溶液由储液室4输入至反应室3中，硼氢化钠溶液在Ni-Pt催化剂作用下化学反应产生氢气，产氢速度为300ml/min，氢气经过固体酸块过滤后将氢气送入燃料电池中，从而产生30W的电量。本装置结构简单、加工方便，反应溶液与Ni-Pt催化剂须通过微型泵的作用才能接触，保证了安全，且反应后只产生偏硼酸钠和氢气，不产生其他有害气体，对环境和燃料电池电机催化剂都不会造成伤害。