[发明专利]化学氢化物氢气释放的开关与调节方法

说明书

本申请是申请日为2010年8月3日的申请号为201010243281.5的发明专利申请（发明名称：化学氢化物氢气释放的开关与调节方法）的分案申请。

【技术领域】

本发明是有关于一种化学氢化物氢气释放的开关与调节方法，且特别是关于一种透过「接触/非接触」来达到「开启/关闭」化学氢化物氢气的释放。

【背景技术】

供氢装置是提供燃料电池系统所不可或缺之单元，用以提供燃料发电。而传统上用于氢燃料电池中的制氢系统多需要马达、感测器、逻辑电路等复杂的设备来控制系统。

请参照图1，其绘示一种传统主动式放氢系统的示意图。此制氢系统系使用硼氢化钠(NaBH₄)水溶液作为氢源，提取氢气后可供予燃料电池来使用。传统的主动式NaBH₄放氢系统如图1所示，含一个泵(pump)11主动将燃料箱12里的液态燃料NaBH₄的碱性水溶液打入催化剂床13，NaBH₄碱性水溶液经过催化剂后产生氢气和NaBO₂的水溶液，其化学反应式(1)如下：

氢气和NaBO₂的水溶液因为比重的不同可将氢气与NaBO₂的水溶液分离，NaBO₂的水溶液流到spent燃料储存箱15，而氢气则由气体/液体分离器(gas/liquid separator)16之上方的出口161释放出而做使用，在气体/液体分离器16上方则有压力感测器17可随时监控氢气压力，回馈的压力讯号为参考值，透过程式控制器18来控制泵11对液态燃料的输出，以达到开关和调节放氢的流量与压力。

请参照图2，其绘示一种传统被动式放氢系统的示意图。此制氢系统主要利用压力的差异来使NaBH₄与HCl水溶液接触反应而产生氢气，而当放氢量足够时造成压力上升迫使HCl水溶液无法与NaBH₄接触而无法持续反应放出氢气。也就是刚开始时，系统内预先充氢，使压力大于第1阀(Valve-1)231预设的压力值、此时第1阀231为开启，系统内压力为平衡，HCl和NaBH₄处于原来状态并无接触。当使用氢气时、开启第3阀(Valve-3)233，此时系统内压力下降，当压力低于第1阀231的压力设定值时，第1阀231为关闭，因为第3阀233还是开启状态(但第1阀231为关闭)，压力持续下降，造成NaBH₄腔体24内压力小于氯化氢/催化剂腔体25内压力，而迫使HCl水溶液进入固体NaBH₄，并与之反应放出氢气而由第3阀233排出使用。当持续放出氢气，造成NaBH₄腔体24压力大于氯化氢/催化剂腔体25内压力，迫使HCl水溶液回流，促使反应停止，系统便不再排出氢气。第2阀(Valve-2)232是泄压阀，当压力大于第2阀232的设定压力时，氢气便排放至大气中而不会在系统内累积压力。

然而上述传统制氢系统不但机构设计复杂、且体积庞大重量重，不适于移动，且造价昂贵整体成本极高，就实体和成本考量上都不利于日常使用和携带，因此在应用颇受限制。

【发明内容】

本发明系有关于一种化学氢化物氢气释放之开关与调节方法，主要是通过「接触/非接触」来达到「开启/关闭」化学氢化物氢气的释放。

根据本发明一实施例，系提出一种化学氢化物氢气释放之方法。首先，提供至少固体氢化物、固体放氢催化剂和含水反应物。并混合该固体氢化物、该固体放氢催化剂和该含水反应物其中任两者，形成混合物。调整该混合物与所述固体氢化物、固体放氢催化剂和含水反应物中剩余的一种物质接触以控制放氢反应，产生氢气，其中呈该接触状态时，该固体氢化物系与该含水反应物进行该放氢反应，而该固体放氢催化剂催化该放氢反应。若使所述混合物与所述剩余的一种物质呈非接触状态，以终止放氢反应，停止释放氢气。另外一实施例中，亦可注入至少抑制剂或利用抑制方法以抑制或关闭该放氢反应之进行，藉由抑制之程度可调变该放氢反应时的氢气释放速率。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1绘示一种传统主动式放氢系统的示意图。

图2绘示一种传统被动式放氢系统的示意图。

图3A、3B是依照本发明实施例的化学氢化物氢气释放的开关与调节方法的实验模组简示图。

图4即为一实验例中一阶段放氢开启和关闭(on/off)之实验数据图。