[发明专利]一种硼氢化钠水解供氢方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种硼氢化钠制氢与供氢装置及其方法，属于燃料电池的制备与应用技术领域。

背景技术

世界能源组织调查显示，包括煤、石油、天然气等在内的传统能源将在未来的100～200年内耗尽，传统能源还因为其使用过程中不可规避的环境污染与破坏问题受到世界各国广泛关注。以燃料电池为典型代表的新能源利用技术应运而生，并被不断的开发利用起来。

燃料电池(FuelCell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气或氧气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。氢氧燃料电池是将储存于氢气中的化学能直接转化为电能的装置，具有结构简单、高效清洁，启动温度低，安静无噪音等优点，是汽车、通信基站和其他便携式电子设备等动力电源的优先选择。在过去十几年中，燃料电池技术取得了重大突破，电池的体积和重量比功率密度得到了显著提高。但是，传统的制氢、储氢、加氢设施基础昂贵，严重阻碍了燃料电池汽车的商业化进程。

作为能源载体的氢气，其制取方式众多，可通过化学、生物或者电解等方式来制取。氢的运输可以通过氢气管道、压缩氢气罐车或液氢槽车。但氢气在常态下体积能量密度非常低，即使是高压气态储存、液化储氢、或者金属氢化物及化学氢化物储存，运输和储存所需空间比其他常见能源要高很多，增添了氢气运输的难度和费用。硼氢化钠水解或醇解制氢是目前比较热门的现场制氢技术，具有很多优点，如：原料价格低廉，产物环境友好，不排放有害气体；储氢密度高；运载、储存、使用安全方便；制备的氢气纯度高；使用中无燃料电池电极催化剂的毒化；无需外加能量就可使硼氢化钠中的氢释放等。通过对已公开的专利号为CN1O1353155A、CN1O2101645A、CN1O3552982A、CN201268575Y、CN201305456Y、CN203238030U等有关硼氢化钠水解或者醇解制氢反应器的研究发现，目前还没有任何一款装置可进一步降低硼氢化钠制氢技术成本的装置。

发明内容

发明目的：本发明提供一种硼氢化钠水解供氢方法及其装置，克服了现有硼氢化钠制氢技术的成本偏高的难题，综合考虑了反应原料的运输、高活性的非贵金属催化剂的使用、所制氢气的存储、使用时的配套设备等方面对制氢成本的制约，并成功的进行技术攻克，提出一种可进一步有效降低硼氢化钠的制氢与用氢体系成本的装置，即一种一次性硼氢化钠水解供氢装置。正常存储状态下，装有制氢原料——硼氢化钠溶液的硼氢化钠存储槽与装有制氢催化剂的制氢槽被两者之间的分隔板盘分来；使用时，装置顶端的通用螺纹接口直插入相应的用氢装置，再拧动转盘的旋钮实现分隔衬板与分隔板的六孔对接，即可实现高纯氢的现场制取与利用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种硼氢化钠水解供氢装置，包括硼氢化钠存储室(3)、制氢室(7)、空心接头(2)；所述硼氢化钠存储室(3)与制氢室(7)通过分隔板盘(4)连接；所述空心接头(2)的一端固定在硼氢化钠存储室(3)背离制氢室(7)的一侧，而空心接头(2)的另一端设置有硅胶塞(1)；所述制氢室(7)底部设置有催化硼氢化钠水解制氢的催化剂；所述分隔板盘(4)包括分隔衬板、转盘以及旋钮(5)，所述分隔衬板分别与硼氢化钠存储室(3)与制氢室(7)相固定，并将硼氢化钠存储室(3)与制氢室(7)分隔开，而所述转盘与分隔衬板之间相互转动连接，同时所述转盘与分隔衬板相互转动时通过旋钮(5)驱动，而所述旋钮(5)设置于硼氢化钠存储室(3)或者制氢室(7)的外表面上；所述分隔衬板上设置有第一通孔，而所述转盘上设置有与第一通孔相对应的第二通孔，当转盘与分隔衬板相互转动，第一通孔与第二通孔相互错开时，关闭硼氢化钠存储室(3)与制氢室(7)的连通通道；转盘与分隔衬板继续转动，第一通孔与第二通孔相互对孔时，打开硼氢化钠存储室(3)与制氢室(7)的连通通道；所述硼氢化钠存储室(3)、空心接头(2)均采用聚丙烯材料制成；所述分隔衬板和转盘的制作材料均为耐碱腐蚀的聚丙烯。

优选的：所述空心接头(2)设置有外螺纹，使用时，通过外螺纹与用氢设备连接。

优选的：所述分隔衬板上的第一通孔个数为6个，且所述第一通孔沿分隔衬板周向均匀分布。

优选的：所述硼氢化钠存储室(3)存储的硼氢化钠溶液是含浓度为3wt％氢氧化钠和15wt％的硼氢化钠水溶液。