[发明专利]一种水回收式NaBH4

说明书

本发明公开了一种水回收式NaBH₄制氢装置，包含：回收容器，配液容器，储液容器、反应器，及定时开关控制单元；回收容器与燃料电池双向管道连通；回收容器与配液容器通过一进水管道连通；进水管道还设置有第一泵；配液容器与储液容器通过一排液管道连通，排液管道还设置有第二泵；储液容器与反应器通过一进液管道连通；反应器与回收容器管道连通；定时开关控制单元控制第一泵、第二泵的通断。本发明通过燃料电池反应水回收方式，对燃料电池阴极反应水进行回收，将回收水用作水解反应原料以及水解反应氢气产物清洗液；并将水解催化反应器与散热器集成，从而达到轻量化效果减轻NaBH₄制氢装置重量，有效提高装置储氢密度。

技术领域

本发明属于制氢装置领域，具体涉及一种水回收式NaBH₄制氢装置。

背景技术

氢燃料电池因其具备能量密度高、低噪声、无污染、效率高、寿命长、红外辐射及电磁辐射低等优势，呈现在航天及军用领域逐渐开展应用的趋势，但由于氢源问题未能有效解决而限制其进一步配套发展。

针对小型航天军工装备，相比其他储氢方式，NaBH₄水解制氢具有氢气纯度高、能源利用率高、安全性高、副产物可回收利用等优点，按照35％饱和NaBH₄溶液理论材料储氢密度为7.56％，但目前NaBH₄水溶液制氢装置储氢密度仅可达3wt％左右，与高压气体储氢系统相比无优势。为满足轻量化、小型化装备需求，需进一步提升制氢装置储氢密度。

发明内容

本发明的目的是如何提升NaBH₄水解制氢装置储氢密度，通过燃料电池反应水回收方式、结合集成化设计减轻NaBH₄制氢装置重量，有效提高装置储氢密度。

为了达到上述目的，本发明提供了一种水回收式NaBH₄制氢装置，包含：回收容器，配液容器，储液容器、反应器，及定时开关控制单元；

所述的回收容器与燃料电池双向管道连通，回收容器洗涤后的氢气进入燃料电池提供燃料，燃料电池反应生成的水流入回收容器；

所述的回收容器与所述的配液容器通过一进水管道连通，向配液容器提供水作为溶剂，用于配置一定浓度的NaBH₄水溶液；其中，所述的进水管道还设置有第一泵；

所述的配液容器与所述的储液容器通过一排液管道连通，以提供配置的NaBH₄水溶液；其中，所述的排液管道还设置有第二泵；

所述的储液容器与所述的反应器通过一进液管道连通，以提供NaBH₄水溶液进行反应；

所述的反应器与所述的回收容器管道连通，以提供生成的氢气；

所述的定时开关控制单元控制第一泵与第二泵的通断。

可选地，所述的定时控制单元控制第一泵与第二泵交替运行。

可选地，所述的定时控制单元通过设置运行参数控制第一泵、第二泵的运行时间和/或功率。

可选地，所述的定时控制单元包含微型单片机MCU、芯片ULN2003、两路MOSFET管，微型单片机MCU根据实际需要选择配置DC-DC组成，起到两路信号开关互斥作用。

可选地，所述的定时控制单元由并联在燃料电池上的锂电池组供电。

可选地，所述的配液容器内还设置有一容置腔，配置的NaBH₄水溶液位于容置腔外壁与配液容器内壁之间的空腔中，所述的容置腔设置有至少一开口，该开口不低于设定浓度NaBH₄水溶液的高度，该容置腔通过一排水管道与所述的回收容器连通。