CN101374758A - 热虹吸管反应器及具有该热虹吸管反应器的氢气发生器 - Google Patents

热虹吸管反应器及具有该热虹吸管反应器的氢气发生器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。包括该热虹吸管反应器的氢气发生器包括：外壳；设置在外壳中的反应源容器；连接至反应源容器的反应管，其中发生从反应源容器供给的反应源的催化反应；催化剂层，该催化剂层是多孔的，通过与反应源接触而促进气体产生，并且被设置在反应管中；以及产物容器，该产物容器连接至反应管并且收集在反应管中产生的反应产物，其中在反应管中，对流通道在反应管的纵向方向上穿过反应管，通过该对流通道排出反应产物。热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器具有自动操作能力、可以低成本操作、并且具有小的安装体积。

Description

热虹吸管反应器及具有该热虹吸管反应器的氢气发生器
技术领域
本发明涉及一种热虹吸管反应器(热虹吸反应器，thermalsiphon reactor)以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器，并且更特别地，涉及一种具有自动操作能力(自操作能力)的热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。
背景技术
工艺上重要的气体，如氢气和氧气，由于在能源、化学和生物技术领域中的巨大应用而已获得许多关注。虽然很好地建立了它们大量生产和分离的传统工艺，但它们小规模的工艺在成本效益和高效率方面仍然保持为一个挑战性的问题。
通常，可以通过各种方法将氢气提供给燃料电池或使用氢气的装置。例如，可以在高压下以气体形式贮藏(存储)氢气以供使用，可以以液体形式贮藏氢气然后汽化以供使用，可以重整烃(碳氢化合物)以产生氢气并且供给氢气，或者可以将氢气吸附到氢气贮藏合金(贮氢合金，氢贮藏合金，hydrogen storing alloy)中，然后脱附(解吸)以供使用。
直接的氢气贮藏方法通常用于以气体或液体形式贮藏纯氢气。这些方法需要能够承受非常高压力和/或极其低温度的专门的和耐久的容器。
氢气产生的另一种通常的方法是使用催化蒸汽重整器(catalytic steam reformer)，其将烃转变为氢气和二氧化碳。这种方法的主要缺点是由于重整工艺而引起的开始时间滞后和有害副产物如一氧化碳和二氧化碳。用于H2贮藏的吸附方法还具有许多问题，包括每单位体积的低氢气密度、氢气吸附材料的劣化、以及由于用于H2产生的慢的脱附动力学而引起的开始时间滞后等。最近，使用催化剂的来自硼氢化钠水溶液的氢气产生已经在科学界激起许多兴趣，因为它不仅在正常操作条件下是稳定的，而且以安全和可控制的方式释放氢气。不管使用硼氢化钠用于氢气产生的几个优点，使用该技术的氢气产生系统需要在高效率、减小的安装空间、以及便利方面进一步发展。
传统的气体产生装置通常具有辅助设备如泵和加热器，其分别用于反应物输送(递送)和加热源。这些辅助设备总体上降低了能量利用的效率。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种具有自动操作能力的热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。
本发明还提供了一种具有低操作成本的热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。
本发明还提供了一种需要小的安装空间的热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。
根据本发明的一个方面，提供了一种热虹吸管反应器，包括:反应管，其中发生反应源的催化反应；以及催化剂层，该催化剂层是多孔的，通过与反应源接触而促进气体产生，并且被设置在反应管中，其中在反应管中，穿过反应管的对流通道(对流槽，convectionchannel)形成在反应管的纵向方向并且反应产物通过对流通道排出。
反应源可以是硼氢化钠溶液。
在反应管中产生的气体可以是氢气。
在反应管中发生的反应可以是放热反应。
反应管可以具有圆柱体(圆筒)的形状，所述圆柱体具有空心(空心部，空腔，hollow)。
催化剂层可以具有多孔基体的形状。
催化剂层可以具有形成对流通道的至少一个空心。
催化剂层可以是圆柱形或立方形的棱柱(prism)，并具有比反应管更小的宽度，并且在反应管与催化剂层之间的空间形成对流通道。
热虹吸管反应器进一步包括覆盖反应管外表面的绝缘层。
热虹吸管反应器进一步包括液体吸收垫(liquid absorptionpad)，其可分离地附着于(连接于，attach to)反应管的下端，并且吸收液体反应源并将液体反应源转移到催化剂层。
根据本发明的一个方面，提供了一种氢气发生器，包括:外壳(壳体，housing)；设置在外壳中的反应源容器；连接至反应源容器的反应管，其中发生从反应源容器供给的反应源的催化反应；催化剂层，该催化剂层是多孔的，通过与反应源接触而促进气体产生，并且被设置在反应管中；以及产物容器，该产物容器连接至反应管并且收集在反应管中产生的反应产物，其中在反应管中，穿过反应管的对流通道形成在反应管的纵向方向并且反应产物通过对流通道排出。
氢气发生器进一步包括控制单元(控制装置)，该控制单元将从反应源容器供给的反应源再提供(反复提供，re-provide)到反应管，并且可分离地附着于在反应源容器与反应管之间的反应管的下端。
控制单元包括:波纹管(bellows)，该波纹管将从反应源容器供给的反应源转移到反应管；以及液体吸收垫，其可分离地附着于反应管的下端，并且吸收液体反应源并将吸收的液体反应源转移到催化剂层，其中波纹管根据反应管的压力膨胀或收缩使得液体吸收垫附着于反应管的下端或与反应管的下端分离。
氢气发生器进一步包括反应源导管(管道)，其设置在反应源容器与反应管之间，并且包括开/关阀和回流防止阀(防回流阀，回流截至阀，止回阀，back flow preventing valve)，其中开/关阀定位于比回流防止阀更接近于(更靠近于)反应源容器。
氢气发生器进一步包括:气体排出导管(排气导管，gasdischarge conduit)，该气体排出导管连接于产物容器以便排出产物容器中的气体；以及气-液分离膜，该气-液分离膜设置在产物容器与气体排出导管之间。
反应源容器可以是外壳的内部空间。
反应源容器可以由软质薄膜(柔性薄膜，flexible film)形成并且可分离地内装(安装，嵌入)于外壳中。
产物容器可以由软质薄膜形成并且可分离地内装于外壳中。
附图说明
通过参照附图详细地描述其示例性具体实施方式将会使本发明的上述和其他的特征以及优点变得更加显而易见，在附图中:
图1A至图1C是根据本发明具体实施方式的热虹吸管反应器的剖视图；
图2是根据本发明一种具体实施方式的包括热虹吸管反应器的氢气发生器的视图；
图3A和图3B是示出了图2的控制单元的结构和操作的视图；
图4是使用根据本发明一种具体实施方式的热虹吸管反应器测量的氢气产生率相对于时间的曲线图；以及
图5是根据本发明另一种具体实施方式的包括热虹吸管反应器的氢气发生器的视图。
具体实施方式
现在将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性具体实施方式。
图1A至图1C是根据本发明具体实施方式的热虹吸管反应器的剖视图。更具体地，各个附图是热虹吸管反应器的横截面视图和纵截面视图。
参照图1，根据本发明一种具体实施方式的热虹吸管反应器6包括反应管1、催化剂层3、对流通道4、液体吸收垫5、以及绝缘层2。
热虹吸管反应器6是使用热虹吸效应的反应器。热虹吸效应被称为由于由热传递产生的自然对流过程引起流体流动的一种现象。热虹吸效应的大多数应用已经在太阳能电池和水循环装置的领域中被发现。这种热虹吸效应和催化反应过程的结合可以产生无泵(pumpless)的催化反应器。以我们最好的知识，它的化学反应器的直接应用还没有在任何论文或文献中被报导或发现。在这点上，本发明涉及一种具有高转化率无需外部功率源(电源)的热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。
将反应源供给反应管1并且在其中发生催化剂反应(催化反应)。反应管1可以由本领域已知的材料如不锈钢形成。在本具体实施方式中，反应管1是圆柱形的并且具有空心。然而，反应管1的形状不限于此。例如，反应管1可以具有长方形(矩形)或五边形的形状。在本具体实施方式中，反应源是硼氢化钠溶液，其用于产生气态氢(气体氢气)。然而，反应源可以是产生气态氢的任何材料(物质)。催化剂反应是指通过催化剂的作用而发生的反应。催化剂是促使化学反应更快或更慢地发生但自身不受影响的物质。
接触反应源以产生气体的催化剂层3设置在反应管1中。催化剂层3可以具有多孔基体的形状，但不限于此。即，催化剂层3可以由多孔金属、多孔金属氧化物、多孔金属硼化物、在多孔介质中的浸渍均相催化剂、陶瓷材料、无机酸、有机酸、硅石、矾土、沸石、玻璃、织物、纺织物、无纺织物、水泥、以及它们的混合物形成。如图1A和图1B所示，催化剂层3可以具有至少一个空心，其形成对流通道4，通过该对流通道4排出反应产物。在图1A中，催化剂层3具有一个空心，因此具有一个对流通道4。在图1B中，催化剂层3具有三个空心，因此具有三个对流通道4。即，在图1A和图1B中，对流通道4设置在催化剂层3内。参照图1C，催化剂层3是圆柱形的并具有比反应管1更小的直径，并且对流通道4是在反应管1与催化剂层3之间的空间。即，具有比反应管1更小宽度(即，更小直径)的催化剂层3设置在反应管1内使得催化剂层3和反应管1形成同心圆。因此，在催化剂层3与反应管1之间存在空间，并且该空间是对流通道4。对流通道4的数量和尺寸可以根据气体的流量(流速，flow rate)以及气体和副产物的种类进行变化。如图1A至图1C所示，在反应管1的纵向方向穿过反应管1而形成对流通道4。
液体吸收垫5可分离地附着于反应管1的下端1a。即，当反应管1内的压力低于预定的水平时，液体吸收垫5附着于反应管1，另一方面，当反应管1内的压力高于预定的水平时，液体吸收垫5与反应管1分离。液体吸收垫5与反应管1的附着或者液体吸收垫5与反应管1的分离将在后面详细地描述。液体吸收垫5吸收以液相的反应源并且将吸收的液体反应源转移到催化剂层3。此外，液体吸收垫5防止来自反应管1的气体和副产物的反向释放(backrelease)。液体吸收垫5可以由任何合成或非合成的纤维或织物、海绵、多孔陶瓷、多孔金属、多孔聚合物或它们的混合物形成。
绝缘层2围绕反应管1的外表面。绝缘层2阻碍从反应管1到外部气体的热传递，因此不会耗散反应管1内的热。绝缘层2可以由本领域已知的具有优异绝热性能的任何材料形成。
现在将详细地描述热虹吸管反应器6的工作原理。
首先，将反应源关闭(sock in)在液体吸收垫5中。
然后，通过毛细管和润湿力将反应源转移到与液体吸收垫5接触的催化剂层3。
通过与催化剂层3接触而使反应源发生反应，由于放热反应这会引起反应管1的温度升高。在反应管1中产生的热引起在反应管1与液体吸收垫5之间的温度梯度，因此促进了反应源转移到反应管1中。如果来自催化反应的热不能足够充分用于热虹吸管反应器6的自动操作，则热虹吸管反应器6可以通过外部加热源(未示出)来加热。在本说明书中，自动操作是指通过热虹吸效应反应源自动转移到反应管1中而无需泵。反应管1内的温度可以由覆盖反应管1外部的绝缘层2保持恒定。
在反应管1中的催化反应过程中，大量的反应源被转变为气体和副产物。
然后，产生的气体、副产物、以及未反应的反应源通过对流通道4被排出到热虹吸管反应器6的外部。
图2是根据本发明一种具体实施方式的包括热虹吸管反应器的氢气发生器的视图，而图3A和图3B是示出了图2的控制单元的结构和操作的视图。在图1A至图1C、图2、以及图3A和图3B中，相同的参考标号表示相同的构件。
参照图2、图3A、和图3B，根据本发明一种具体实施方式的氢气发生器包括:外壳7、反应源容器16、控制单元11、热虹吸管反应器6、产物容器12、以及气-液分离膜15。
外壳7贮藏反应源和反应产物，并且可以由金属或非金属形成。
反应源容器16贮藏反应源，并且被安装在外壳7内。反应源容器16可以由软质薄膜形成，使得在反应过程期间，当反应源容器16的体积随着反应源消耗而被降低时，外壳7具有更多的空间。反应源导管10连接至反应源容器16的一侧并且反应源通过阀9而注入。
控制单元11通过反应源导管13连接至反应源容器16，并且将从反应源容器16供给的反应源再提供到热虹吸管反应器6。控制单元11包括波纹管17和液体吸收垫5。波纹管17根据热虹吸管反应器6内的压力而膨胀或收缩使得液体吸收垫5附着于热虹吸管反应器6的下端6a或与热虹吸管反应器6的下端6a分离。波纹管17可以由本领域已知的材料如硅或橡胶形成。在图3A中，控制单元11，更具体地说，液体吸收垫5附着于热虹吸管反应器6的下端6a使得反应源连续地提供至热虹吸管反应器6。在图3B中，控制单元5与热虹吸管反应器6的下端6a分离使得反应源的供给停止。图3A示出了其中热虹吸管反应器6内的压力在预定水平内的情况，图3B示出了其中热虹吸管反应器6内的压力高于预定水平的情况。
热虹吸管反应器6由反应管、催化剂层、以及对流通道组成，如图1A至图1C所示。上面已经描述了反应管、催化剂层、以及对流通道。
产物容器12贮藏从热虹吸管反应器6产生的反应产物并且被内装于外壳7中。产物容器12通过产物导管14连接至热虹吸管反应器6，更具体地说，连接至反应管1使得从反应管1产生的反应产物被提供至产物容器12。产物容器12可以由软质薄膜形成，使得在反应过程期间，随着反应产物的量增加，容器12的体积增加，而外壳7内的空间减少。
气-液分离膜15设置在产物容器12的一侧上并且从反应产物中单独分离出气体。包括在产物容器12中的气体如氢气经过(穿过，通过)气-液分离膜15，然后通过气体排出导管8排出。
现在将详细地描述氢气发生器的工作原理。
首先，通过反应源导管13将反应源从反应源容器16提供至控制单元11。
然后，供给控制单元11的反应源在顺序经过波纹管13和液体吸收垫5之后被提供至热虹吸管反应器6。在控制单元11中，通过催化反应使反应源转变为气体和副产物。
包括气体、副产物、以及未反应的反应源的反应产物从热虹吸管反应器6中排出，然后通过产物导管14流向产物容器12。回流防止阀(未示出)可以内装于产物导管14中。
包括在产物容器12中的反应产物中的气体如氢气经过(通过)气-液分离膜15，然后通过气体排出导管8排出。另一方面，液体和固体没有通过气-液分离膜15并且保持在产物容器12中。
同时，随着反应进行，反应源被消耗，因此反应源容器16的体积降低，而产物容器12的体积由于反应产物的量的增加而增加。即，当反应源容器16的体积降低时，产物容器12的体积增加，使得可以防止外壳7内整个空间的基本降低，因此氢气发生器占用更小的空间。
同时，当反应产物的量随着反应增加时，热虹吸管反应器6的压力增加。当热虹吸管反应器6的压力高于预定水平时，控制单元11内的波纹管17收缩并且连接至波纹管17的液体吸收垫5与热虹吸管反应器6分离，使得反应源到热虹吸管反应器6的供给停止，并且反应不会发生。当液体吸收垫5与热虹吸管反应器6分离时，热虹吸管反应器6的压力快速降低至大气压力，使得收缩的波纹管17膨胀至它的原始形状，并且液体吸收垫5再次附着于热虹吸管反应器6。因此，反应源被再次供给到热虹吸管反应器6并且反应发生。
将参照下列实施例进一步详细地描述本发明。这些实施例仅用于说明目的，而并不用于限制本发明的范围。
实验性实施例
(热虹吸管反应器的制备)
通过将钴-铁混合物金属催化剂层3填充在由不锈钢形成的反应管1中并且进行金属催化剂层3的热氧化而制备热虹吸管反应器6。反应管1具有6cm的长度和1/2英寸的宽度。如图1A所示，催化剂层3具有一个空心并且是圆柱形的。空心的直径，即，对流通道4的直径为0.5cm。在600℃、在空气中将填充有催化剂层3的反应管1加热2小时。可替换地，通过丁烷焰(丁烷焊炬，butanetorch)将填充有催化剂层3的反应管1加热10至20分钟。
(氢气产生实验)
实施氢气产生试验以测量氢气的流量。首先，将包括混合的Co/Fe氧化物金属层3的热虹吸管反应器6内装于反应容器中，然后，将50ml的包含20wt％ NaBH4、5wt％ NaOH、以及75wt％蒸馏水的硼氢化钠溶液加入到反应容器中。一旦反应开始，硼氢化钠溶液自动地供应给热虹吸管反应器6的一侧而无需外部泵吸(external pumping)。氢气、水以及固体废物从热虹吸管反应器6的另一侧产生。使用与个人计算机(PC)连接的质量流量控制器(质流控制器，mass flow controller)测量氢气流量。图4是在当前实验中产生的氢气的氢气产生率相对于时间的曲线图。参照图4，当反应开始时，氢气产生率快速增加至1,000ml/min，然后在约400秒之后，氢气产生率保持在约200ml/min。
图5是根据本发明另一种具体实施方式的包括热虹吸管反应器的氢气发生器的视图。
氢气发生器包括外壳107、反应源容器116、开/关阀111、回流防止阀118、热虹吸管反应器106、产物容器112、以及气-液分离膜115。
反应源导管110连接至外壳107的一侧。
反应源容器116是被外壳107覆盖的内部空间。即，在本具体实施方式中，反应源容器116是外壳107本身的内部空间，不是可分离地内装于外壳107中的结构。
开/关阀111和回流防止阀118设置在将反应源容器116连接至热虹吸管反应器106的反应源导管113中，并且将反应源提供至热虹吸管反应器106。回流防止阀118防止在热虹吸管反应器106中产生的反应产物回流至反应源容器116。
热虹吸管反应器106包括反应管、催化剂层103、以及对流通道，如图1A至图1C所示，并且对这些构件的描述已经被说明。
产物容器112贮藏从热虹吸管反应器106产生的反应产物并且被内装于外壳107中。产物容器112顺序地通过副产物导管119和产物导管114连接至热虹吸管反应器106，并且被提供有反应产物。产物容器112可以由软质薄膜形成，使得随着反应容器112内的反应产物增加，反应容器112的体积增加，而外壳107内的空间降低。副产物导管119从产物导管114分出(分流，branch)。
气-液分离膜115设置在产物导管114的后端(latter end)中，即，设置在从中分出副产物导管119的产物导管114的一部分之后，并且从反应产物中单独地分离出气体。包括在反应产物中的气体如氢气经过气-液分离膜115，然后通过气体排出导管108排出。
现在将详细地描述氢气发生器的工作原理。
首先，反应源从反应源容器116流向反应源导管113。
流向反应源导管113的反应源在顺序通过开/关阀111和回流防止阀118之后移动至热虹吸管反应器106。在热虹吸管反应器106中，通过催化反应使反应源转变为气体和副产物。
包括气体、副产物、以及未反应的反应源的反应产物从热虹吸管反应器106中排出，并且顺序地通过产物导管114和副产物导管119流向产物容器112。
包括在产物容器112内的反应产物中的气体如氢气经过(通过)气-液分离膜115，并且通过气体排出导管108排出。另一方面，液体和固体没有通过气-液分离膜115并且保持在产物容器112中。
同时，随着反应进行，反应源被消耗，因此反应源容器116的体积降低，而产物容器112的体积由于反应产物的量的增加而增加。即，当反应源容器116的体积降低时，产物容器112的体积增加，使得可以防止外壳107内整个空间的基本降低，因此氢气发生器占用更小的空间。
此外，随着反应进行，当反应产物的量增加时，热虹吸管反应器106的压力增加。当热虹吸管反应器106的压力高于预定水平并由此影响回流防止阀118的一侧(即，面对热虹吸管反应器106的回流防止阀118的一侧)时，回流防止阀118关闭。在这种情况下，反应源到热虹吸管反应器106的供给停止，并且反应停止。同时，包括在从热虹吸管反应器106排出的反应产物中的气体如氢气通过气-液分离膜115排出，由此热虹吸管反应器106中的压力随着时间而降低。因此，影响回流防止阀118的一侧(即，面对热虹吸管反应器106的回流防止阀118的一侧)的压力随着时间而降低，因此回流防止阀118再次打开。结果，反应源再次供给到热虹吸管反应器106并且反应发生。
根据本发明一种具体实施方式的具有上述结构的热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器可在没有泵的情况下自动操作，并且可自动地控制氢气产生。因此，热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器可以以低成本操作。
本发明提供了一种具有自动操作能力的热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。
本发明还提供了一种具有低操作成本的热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。
本发明还提供了一种需要小的安装空间的热虹吸管反应器以及包括该热虹吸管反应器的氢气发生器。
虽然已经参照其示例性具体实施方式特别地示出和描述了本发明，但本领域普通技术人员应当理解的是，在不背离如由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在本文中进行各种形式上和细节上的变化。

Claims (25)

1.一种热虹吸管反应器，包括：
反应管，在所述反应管中发生反应源的催化反应；以及
催化剂层，所述催化剂层是多孔的，通过与所述反应源接触而促进气体产生，并且被设置在所述反应管中，其中，
在所述反应管中，对流通道在所述反应管的纵向方向上穿过所述反应管，通过所述对流通道排出反应产物。
2.根据权利要求1所述的热虹吸管反应器，其中，所述反应源是硼氢化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的热虹吸管反应器，其中，在所述反应管中产生的所述气体是氢气。
4.根据权利要求1所述的热虹吸管反应器，其中，在所述反应管中发生的所述反应是放热反应。
5.根据权利要求1所述的热虹吸管反应器，其中，所述反应管具有圆柱体的形状，所述圆柱体具有空心。
6.根据权利要求1所述的热虹吸管反应器，其中，所述催化剂层具有多孔基体的形状。
7.根据权利要求1所述的热虹吸管反应器，其中，所述催化剂层具有形成对流通道的至少一个空心。
8.根据权利要求1所述的热虹吸管反应器，其中，所述催化剂层是圆柱形或立方形的棱柱，并具有比所述反应管更小的宽度，并且在所述反应管与所述催化剂层之间的空间形成所述对流通道。
9.根据权利要求1所述的热虹吸管反应器，进一步包括覆盖所述反应管的外表面的绝缘层。
10.根据权利要求1所述的热虹吸管反应器，进一步包括液体吸收垫，所述液体吸收垫可分离地附着于所述反应管的下端，并且吸收液体反应源并将所述液体反应源转移到所述催化剂层。
11.一种氢气发生器，包括：
外壳；
反应源容器，设置在所述外壳中；
反应管，连接至所述反应源容器，其中，发生从所述反应源容器供给的反应源的催化反应；
催化剂层，所述催化剂层是多孔的，通过与所述反应源接触而促进气体产生，并且被设置在所述反应管中；以及
产物容器，所述产物容器连接至所述反应管并且收集在所述反应管中产生的反应产物，其中，
在所述反应管中，对流通道在所述反应管的纵向方向上穿过所述反应管，通过所述对流通道排出所述反应产物。
12.根据权利要求11所述的氢气发生器，其中，所述反应源是硼氢化钠溶液。
13.根据权利要求11所述的氢气发生器，其中，在所述反应管中发生的所述反应是放热反应。
14.根据权利要求11所述的氢气发生器，其中，所述反应管具有圆柱体的形状，所述圆柱体具有空心。
15.根据权利要求11所述的氢气发生器，其中，所述催化剂层具有多孔基体的形状。
16.根据权利要求11所述的氢气发生器，其中，所述催化剂层具有形成对流通道的至少一个空心。
17.根据权利要求11所述的氢气发生器，其中，所述催化剂层是圆柱形的并具有比所述反应管更小的宽度，并且在所述反应管与所述催化剂层之间的空间形成所述对流通道。
18.根据权利要求11所述的氢气发生器，进一步包括覆盖所述反应管的外表面的绝缘层。
19.根据权利要求11所述的氢气发生器，进一步包括控制单元，所述控制单元将从所述反应源容器供给的反应源再提供到所述反应管，并且可分离地附着于在所述反应源容器与所述反应管之间的所述反应管的下端。
20.根据权利要求19所述的氢气发生器，其中，所述控制单元包括：
波纹管，所述波纹管将从所述反应源容器供给的所述反应源转移到所述反应管；以及
液体吸收垫，所述液体吸收垫可分离地附着于所述反应管的下端，并且吸收液体反应源并将吸收的所述液体反应源转移到所述催化剂层，其中，
所述波纹管根据所述反应管的压力膨胀或收缩使得所述液体吸收垫附着于所述反应管的所述下端或与所述反应管的所述下端分离。
21.根据权利要求11所述的氢气发生器，进一步包括反应源导管，所述反应源导管设置在所述反应源容器与所述反应管之间，并且包括开/关阀和回流防止阀，其中，所述开/关阀定位于比所述回流防止阀更接近于所述反应源容器。
22.根据权利要求11所述的氢气发生器，进一步包括气体排出导管，所述气体排出导管连接于所述产物容器以便排出所述产物容器中的所述气体；以及气-液分离膜，所述气-液分离膜设置在所述产物容器与所述气体排出导管之间。
23.根据权利要求11所述的氢气发生器，其中，所述反应源容器是所述外壳的内部空间。
24.根据权利要求11所述的氢气发生器，其中，所述反应源容器由软质薄膜形成并且可分离地内装于所述外壳中。
25.根据权利要求11所述的氢气发生器，其中，所述产物容器由软质薄膜形成并且可分离地内装于所述外壳中。
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