CN106450393A - 一种微型甲醇重整器 - Google Patents

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常立民
段小月
徐宏
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Abstract

本发明涉及一种微型甲醇重整器，该重整器包括上盖、腔体、下盖和催化剂模块主体，所述的催化剂模块主体设置在腔体内，上盖和下盖设置在腔体的上下两端，所述催化剂模块主体由多块单个的催化剂模块叠加构成，每个所述催化剂模块上带有多个均布成网状排列的蜂窝孔。本发明可有效解决现有甲醇重整器催化剂利用率低的问题，提高甲醇水蒸气重整的效率。

Description

一种微型甲醇重整器
技术领域
本发明属于质子交换膜燃料电池燃料领域，具体的说涉及一种用于甲醇水蒸气制氢的微型重整器。
背景技术
作为新一代能源，燃料电池具有效率高、结构简单和污染小甚至无污染等特点，而且近几年来加工技术的进步使其在价格和性能上可以与传统能源相竞争，因此燃料电池技术越来越受到人们的重视。
与其它类型的燃料电池相比，质子交换膜燃料电池采用固体电解质，因此具有封装简单、能量密度高以及室温启动等特点，特别适用于微小型便携设备。在阳极，质子交换膜燃料电池可使用氢气、甲醇、乙醇、甲酸、二甲醚等多种物质作为燃料（不同燃料所用催化剂不同），在阴极则通常以纯氧或空气作为氧化剂。直接使用氢气作为燃料时，质子交换膜燃料电池具有最高的性能输出，但是氢燃料的不安全性以及不便存储运输等问题限制了其应用。
液体甲醇燃料具有来源丰富、价格便宜、理论比能量密度高、携带和使用方便等特点，这类质子交换膜电池一般称为直接甲醇燃料电池。与氢氧燃料电池相比，液体进料的直接甲醇燃料电池结构更为简单，使用方便快捷，在微小型便携式产品领域有着良好的应用前景，是当前燃料电池技术研究中的一个热点。但是由于甲醇较低的活性，以及甲醇氧化过程成CO的生成，从而使得直接甲醇燃料电池的性能显著的低于氢氧燃料电池。
为了结合氢氧燃料电池和直接甲醇燃料电池的优点，甲醇重整燃料电池的研究得到了广泛的关注，其特点是将甲醇水溶液转化为氢气之后再作为燃料供给电池，这种工作方式可以很好的结合上述两种燃料电池的优点。甲醇重整燃料电池的核心是甲醇重整器，采用Cu/ZnO2/Al2O3作为催化剂，将其做成粉末或者颗粒状直接填充到重整器的内部，这种填充方式制得的重整器存在催化剂容易流失和利用率低等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种微型甲醇重整器，可有效解决现有甲醇重整器催化剂催化剂利用率低的问题，提高甲醇水蒸气重整的效率。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：该重整器包括上盖、腔体、下盖和催化剂模块主体，所述的催化剂模块主体设置在腔体内，上盖和下盖设置在腔体的上下两端，所述催化剂模块主体由多块单个的催化剂模块叠加构成，每个所述催化剂模块上带有多个均布成网状排列的蜂窝孔。
本发明具有以下优点和积极效果：
1、本发明将甲醇重整催化剂磨成粉末，然后采用具有点状结构的模具进行压片，制成具有蜂窝网络结构的重整催化剂，将其填入到与之相匹配的微型甲醇重整室内部，封装之后得到用于甲醇重整制氢的微型甲醇重整器。
2、本发明可有效的提高重整催化剂的比表面积，使得甲醇水蒸气与催化剂的接触更加充分，有利于提升转化率、、在降低催化剂的用量的同时，提高微型甲醇重整器的性能。
3、本发明催化剂经过粉末压片成型处理之后，重整催化剂的附着力增加，在甲醇重整器长时间的运行过程中，减少了催化剂的流失，增加了重整器的稳定性。
4、本发明工艺简单，成本低廉，稳定性好，利于推广应用。
附图说明
图1是本发明微型甲醇重整器分解结构示意图。
图2是本发明图1个部件组装后的剖面图。
图3是本发明催化剂模块主体结构示意图。
图4是本发明单个催化剂模块结构示意图。
图5是加工本发明催化剂模块的模具上盖结构示意图。
图6是加工本发明催化剂模块的模具主体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
由附图1、2、3、4所述：该重整器包括上盖1、腔体2、下盖3和催化剂模块主体4，所述的催化剂模块主体4设置在腔体2内，上盖1和下盖3设置在腔体2的上下两端，所述催化剂模块主体4由多块单个的催化剂模块5叠加构成，每个所述催化剂模块5上带有多个均布成网状排列的蜂窝孔6。
在催化剂模块主体4上，相邻催化剂模块5叠加排列时其上的蜂窝孔6对应设置。
所述蜂窝孔6的形状为圆形、方形、三角形或者其它形状。
所述蜂窝孔6的直径小于2mm；相邻蜂窝孔6之间的间距小于2mm。
所述上盖1和下盖3的边缘带有连接孔，上面带有进/出气孔。
由附图5、6所示：采用铝合金、不锈钢或者其它金属材料加工成具有点状结构模具上盖7和模具主体8；以Cu/ZnO2/Al2O3作为催化剂，将其研磨成粉末以后放入模具主体8内，利用粉末压片机将其压成具有蜂窝网络结构的片状催化剂模块5，将多个催化剂模块5叠加后装入甲醇重整室腔体2内，将上盖1和下盖3与腔体2固连后即可获得微型甲醇重整器。

Claims (4)

1.一种微型甲醇重整器，其特征在于：该重整器包括上盖（1）、腔体（2）、下盖（3）和催化剂模块主体（4），所述的催化剂模块主体（4）设置在腔体（2）内，上盖（1）和下盖（3）设置在腔体（2）的上下两端，所述催化剂模块主体（4）由多块单个的催化剂模块（5）叠加构成，每个所述催化剂模块（5）上带有多个均布成网状排列的蜂窝孔（6）。
2.根据权利要求1一种微型甲醇重整器，其特征在于：在催化剂模块主体（4）上，相邻催化剂模块（5）叠加排列时其上的蜂窝孔（6）对应设置。
3.根据权利要求1一种微型甲醇重整器，其特征在于：所述蜂窝孔（6）的形状为圆形、方形、三角形或者其它形状。
4.根据权利要求1一种微型甲醇重整器，其特征在于：所述蜂窝孔（6）的直径小于2mm；相邻蜂窝孔（6）之间的间距小于2mm。
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