CN105197885A - 一种新型的纳米制氢方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型的纳米制氢方法。包括以下步骤：将金属、水纳米化；纳米化的金属和水在氢气发生室内反应制得氢气；制得的氢气在氢气洗涤分离器中洗涤分离后储存在氢气储存器中；氢气储存器中的氢气做为动力源输出。本工艺的生产设施简单易行，可根据需求随时随地制取，将氢气直接进入汽车、轮船、飞机、飞行器的发动机内做为动力源、或将氢气直接输出做为降温致冷、减重材料等，减少了氢气储运过程中存在的诸多问题。

Description

一种新型的纳米制氢方法
技术领域
本发明涉及一种纳米化制氢工艺，具体的说是涉及一种将金属和水纳米化反应制氢工艺。
背景技术
随着我国汽车工业的快速发展，燃油需求量不断增加，我国目前汽车的燃油年耗达1.1亿吨，其中需进口七千万吨。由此导致供求关系日益紧张，燃油价格居高不下。此外，汽车排放的大量尾气，因含有CO、CO2、SO2等有毒气体，对生活环境造成了严重的污染和破坏。同时，地球大气污染对环境的破坏使地球“温室效应”加重，造成地球两极冰山的急剧溶化，地球已不堪重负，废气的大量排放加重了人类的生存矛盾。
但是，目前这种氢(H2)能源的生产制取又存在着诸多问题：1、氢((H2))的制取和生产都需要消耗大量的能源，如用能量转换方式制取氢，按“能量守恒定律”规则，将会使氢的生产失去了积极意义和价值。2、氢((H2))分子半径极小、比重低、体积大，密封难度大，储存运输极不安全；用压缩钢瓶储存，压缩氢气时又要增耗大量的能源，对钢瓶的生产及使用、运输、回收等方面不但要增加很多成本，同时，在氢的使用和储运中，还将会遇到氢气的密封技术和安全保障等困难，从而使氢能源成本大为增加，使氢((H2))在汽车等行业中的应用难于产业化、规模化。如何开发新型环保能源来减缓因能源日益缺乏而引起人类生存危机，降低汽车尾气对环境的污染和危害，是整个世界亟待解决的难题。
发明内容
本发明提供一种金属和水纳米化制氢工艺，它利用可持续再生的清洁能源-水电资源，根据需要随时随地制取，可减少氢气储运过程中存在的诸多问题；生产的氢能源在动力过程中无有害气体排放，可大量减少大气层的污染，降低地球的温室效应。本发明一种金属和水纳米化制氢工艺方案为：金属从金属进料斗进入微孔纳米器中纳米化；水从水容器通过导水管雾化泵将其雾化纳米化，经过热交换室吸收反应所放出的热量后，进入氢气发生室；在反应开始时，打开氢气电动控制开关，使氢气从氢气储存器经输氢管道送氢泵，进入助燃喷嘴，在氢气发生室内燃烧放热，并促进氢化反应的发生；反应开始后关闭氢气电动控制开关；纳米化的金属与纳米化的水在氢气发生室内反应生成氢气；氢气发生室外有真空保温层和热交换室，真空保温层外壁的内侧设有镀镜反射保温膜，以减少反应的热能损失；反应生成的氢气通过输氢管道、送氢泵进入氢气洗涤分离器，再通过输氢管道、送氢泵进入氢气储存器；本发明的优选方案是反应得到的金属氧化物重复回收电解，再生重复利用。
附图说明
图1：球形金属水纳米化制氢装置示意图
1金属进料斗2微孔纳米器3水容器4氢气发生室5氢气洗涤分离器6氢气储存器7导水管8雾化泵9输氢管道10输氢管道11输氢管道12助燃喷嘴13氢气电动控制开关14送氢泵15真空保温层16热交换室17镀镜反射保温膜18输氢管道19送氢泵20送氢泵
具体实施方式
我们选用一种在工业市场中供应量大且又较为活泼的金属铝做为制取氢的原料，其化学反应机理为：我们以金属Al为例：(其活性较高，市场原料较多)从上2).3)反应式可以看出，水(H2O)在热能的作用下，一个H2O分子可分解出一个活性O+原子，二个H原子，三个H2O分子就可与2个(Al)铝分子化合成一个(Al2O3)三氧化二铝，可在其氧化燃烧时放出较高的能量.H2O的化合反应将会不断地进行下去，水的分解则也会不断地继续发生进行下去，氢气(H2)的产生数量将成几何级数增加，同时活性氧O+也将在瞬间大量聚集与金属铝不断化合燃烧放出能量。同时水(H2O)亦产生一种连续的裂(离)变效应，使氢数量在瞬间内也会达到极大值。以此类推，形象地讲就是在瞬间以球形向四周放射而完成裂变，从而使产生的聚集能量达到极大任意值。本实施例的氢气发生室4是采用石英为主体的材料制成，为球形，具有耐高温、耐腐蚀、好的绝热性和透明性、使用周期长。真空保温层15和镀镜反射保温膜17可提高热功效率；热交换室16可使水充分吸收氢化反应所放出的热量，减少热量损失。铝从金属进料斗1进入微孔纳米器2中；水从水容器3通过导水管道7、雾化泵8和热交换室16(吸收氢化反应所放出的热量)后进入氢气发生室4；在反应开始时，打开氢气电动控制开关13，使少量氢气从氢气储存器6经输氢管道11、送氢泵14后，通过助燃喷嘴12在氢气发生室4内燃烧放热，对微孔容器2中的铝金属进行加热，使金属铝受热熔融蒸发纳米化。当氢气发生室内的温度大于1000℃时，关闭氢气电动控制开关13，金属依靠氢化反应所放出的热量继续熔融蒸发纳米化。氢气发生室4外设有真空保温层15和热交换室16；真空保温层15外壁的内侧上设有镀镜反射保温膜17，以减少反应的热能损失；纳米化的铝与纳米化的水在氢气发生室4内混合反应生成氢气；反应生成的氢气通过输氢管道10、送氢泵19进入氢气洗涤分离器5，再通过输氢管道9送氢泵20进入氢气储存器6；将生成的氢气通过输氢管道18直接做为动力源输出。反应得到的金属氧化物重复回收电解，循环制氢使用。

Claims (2)

1.一种新型的纳米制氢方法，其特征是：金属从金属进料斗进入微孔纳米器中纳米化；水从水容器通过导水管雾化泵雾化纳米化，经过热交换室吸收反应所放出的热量后，进入氢气发生室；在反应开始时，打开氢气电动控制开关，使氢气从氢气储存器经输氢管道送氢泵，进入助燃喷嘴，在氢气发生室内燃烧放热，并促进氢化反应的发生；反应开始后关闭氢气电动控制开关；纳米化的金属与纳米化的水在氢气发生室内反应生成氢气；氢气发生室外有真空保温层和热交换室，真空保温层外壁的内侧设有镀镜反射保温膜，以减少反应的热能损失；反应生成的氢气通过输氢管道、送氢泵进入氢气洗涤分离器，再通过输氢管道、送氢泵进入氢气储存器；
2.根据权利要求1所述的一种新型的纳米制氢方法，其特征是反应所用装置包括：金属进料斗、微孔纳米器、水容器、氢气发生室、氢气洗涤分离器、氢气储存器；金属进料斗和氢气发生室内的微孔纳米器相连；水容器与氢气发生室通过导水管相连，导水管间设有雾化泵；氢气洗涤分离器通过输氢管道与氢气储存器相连，通过输氢管道与氢气发生室相连；氢气发生室为球形；氢气储存器通过输氢管道和氢气发生室内的助燃喷嘴相连，二者之间设有氢气电动控制开关和送氢泵；氢气发生室外设有真空保温层和热交换室，所述真空保温层的外壁内侧设有镀镜反射保温膜；氢储存器连接有输氢管道；输氢管道设有送氢泵；输氢管道设有送氢泵。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111410169A (zh) * 2020-04-21 2020-07-14 杭州氢源素生物科技有限公司 一种可产氢的电子雾化装置
CN115751274A (zh) * 2022-09-15 2023-03-07 亘之辰(北京)新能源服务有限公司 一种水基纳米化燃烧蒸汽发生器

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Application publication date: 20151230

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