CN110790222A - 一种制备氢气的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种制备氢气的装置及方法，属于氢气制备领域。装置包括储罐、罐盖以及排氢管。其中，储罐内具有两个独立的独立腔室，可以分别放置加水产热的材料和受热产氢的材料。罐盖可以向储罐内提供水以便产生热量，以便通过加热受热产氢材料而制氢。该装置整体结构简单，操作方便，并且便于携带。

Description

一种制备氢气的装置及方法

技术领域

本申请涉及氢气制备领域，具体而言，涉及一种制备氢气的装置及方法。

背景技术

作为一种新兴的能源，氢气具有清洁、储量丰富等的特点。但是，氢气的制作和储存成本较高，从而限制了广泛使用。通常地，氢气可以进行液化储存，但是，这需要提供耐压容器。因此，目前研究多倾向于设计一种固体储氢材料，同时要求其具有高的储氢量且还能够在温和的条件下产氢。

因此，有望通过利用这样的固体储氢材料作为氢源制作一种便利的制氢装置。然而，目前业内并无方便使用、便携的制氢装置。

发明内容

为改善、甚至解决制氢设备便携、便于使用的问题，本申请提出了一种制备氢气的装置及方法。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种制备氢气的装置。

装置包括储罐、罐盖以及排氢管。

储罐包括底壁、围壁以及导热材质的内管。

其中，围壁的一端连接于底壁的周向边缘、围壁的另一端形成具有缺口的开口部。内管连接在底壁并延伸至开口部。内管限定第一空间，同时围壁、底壁以及内管共同限定与第一空间相互液体隔离的第二空间。第一空间通过位于内管的贯通孔与第二空间连通。

罐盖以可拆卸的方式密封连接于储罐的围壁的开口部。罐盖具有相互连通的进料孔、存料腔和放料通道。存料腔通过放料通道与第一空间连通。

排氢管连接于储罐或罐盖，且排氢管的管腔与第二空间连通。

从整体结构而言，由于装置不需要特别的加热设备、高压力容器，因此其结构相对简单、安全，便于制造，并且有利于小型化而方便携带。同时其制作成本也可以被压缩，而降低其使用成本。

另外，由于储罐和罐盖可拆卸连接，且罐盖设置有进料孔，因此，用以制备氢气的原料可以反复添加，从而使该设备可以重复使用。同时，其可以预先添加原料或者按需要添加原料，从而允许将原料和设备分别储放。这使得原料和装置可以独立使用，使得制氢操作更加灵活。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的实施方式中，装置还包括以下的至少一种限定。

其一、排氢管设置有第一阀门。第一阀门被构造以可选地开启或关闭管腔。排氢管设置阀门可以控制氢气的排出速度，方便收集和使用，同时关闭阀门也可以避免外界气体可能产生的不利干扰。

其二、罐盖设置有第二阀门。第二阀门被构造以可选地开启或关闭进料孔和放料通道。进料孔和放料通道可控开启和关闭，从而可以控制原料的使用进程，以便产生不必要的浪费。

其三、内管设置有通过第三阀门可选地开启或关闭的泄压通道。泄压通道关闭可以避免外界水汽等物质进入到内部，同时也可以是控制罐盖内的添加的原料是否进入到或进入的速度第一空间，从而可以控制制氢过程。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第二种可能的实施方中，围壁的缺口通过弹性垫圈与罐盖密封配合。

弹性垫圈能够填充储罐和罐盖之间的间隙，避免缝隙/气隙的产生，从而减少氢气的泄漏，避免损失。

第二方面，本申请实施例还提供了另一种制备氢气的装置。

该装置包括料筒和料盖。

其中，料筒具有筒壁、由筒壁限定的料仓。

料盖包括一体成型的盖体和导热的料管。盖体设置有与料管的第一储料腔连通的加料通道。

料筒和料盖中的任意一者或两者设置释放氢气的排气通道。

料盖的盖体与料筒的筒壁可拆卸地密封连接，以使料管位于料仓，并且料管与筒壁共同限定与第一储料腔液体隔离的第二储料腔。

结合第二方面，在本申请的第二方面的第一种可能的实施方式中，加料通道包括依次排布且连通的进口端、暂存段和出口端，暂存段具有扩大的暂存空间。

装置包括控制棒，控制棒被构造为可选地插入或脱离加料通道，以控制进口端、出口端的关闭或开启。

可选地，控制棒设置有外螺纹，进口端和出口端设置有内螺纹。

可选地，排气通道由排气管提供，且排气管连接于盖体。

结合第二方面，在本申请的第二方面的第二种可能的实施方式中，盖体具有与料管的第一储料腔连通的泄压孔，泄压孔安装有单向阀，单向阀具有允许由第一储料腔排出气体的单向导通性。

结合第二方面，在本申请的第二方面的第三种可能的实施方式中，筒壁与盖体设置有相互匹配的凹槽并同限定密封腔，装置包括被配置以填充在密封腔内且具有弹性的环状垫，环状垫的厚度分别大于筒壁的凹槽的厚度、盖体的凹槽的厚度。

在第三方面，本申请实施例提供了又一种制备氢气的装置，其包括固定连接的产气段和控制段。

其中，产气段设置有导热的间隔壁、由间隔壁分离且液体隔离的第一气室和第二气室，并且第一气室内存储有三氢化铝，第二气室存储有水致发热材料。间隔壁于邻近控制段处贯穿设置有连通第一气室和第二气室的气道。

控制段包括存储有水的容纳腔。控制段设置有能够被分别独立地开启或关闭的第一通道、第二通道以及第三通道。

其中，第一通道用以与第一气室连通以释放制备的氢气；第二通道用以将第二气室和容纳腔连通；第三通道用以平衡容纳腔与第二气室的压力。

结合第三方面，在本申请的第三方面的第一种可能的实施方式中，控制段具有限定容纳腔的顶壁、侧壁以及底壁。

第一通道由放气管提供，第一管由顶壁穿过容纳腔并贯穿底壁而伸入到第一气室内。

第二通道贯穿顶壁和底壁，且被可移除的第一螺栓堵塞。

第三通道贯穿顶壁和底壁，且在顶壁形成第一孔、在底壁形成第二孔。第一孔由可移除的第二螺栓堵塞；第二孔填充有泄气管，泄气管的管腔在端部由透气的棉芯覆盖。

第四方面，本申请实施例还提供了一种制备氢气的方法。该方法能够通过上述制备氢气的装置实施。

制备氢气的方法包括：在第一通道出于开启状态的情况下，移除第二螺栓，并将第一螺栓从第二通道完全退出或至少末端位于容纳腔，以使容纳腔内的水进入到第一气室。

在以上实现过程中，本申请实施例提供的制氢装置和方法至少具有下述之特点。

1、由于该设备采用固体储氢材料制作氢气，因此其单位体积可以制备(携带)更多的氢气，从而具有更大的续航(产氢时长)，更轻的重量。

2、利用原料与水反应产生大量的热，再利用该热量加热三氢化铝使其分解产氢，因此无需额外加热装置使三氢化铝分解。

3、上述与水反应产热的原料可以选择为如铝基水解制氢材料的等。该原料的选择多，可以使用与水反应、产热量适当的材料，从而使装置启动迅速、启动方式简便。

4、装置可通过更换内部的制氢材料重复利用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的制备氢气的原理的流程框图；

图2为本申请实施例提供的第一装置制备氢气的原理的流程框图；

图3为本申请实施例提供的第一装置的结构示意图；

图4为图3所示第一装置中的储罐的结构示意图；

图5为图3所示第一装置中的罐盖的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的第二装置的结构示意图；

图7为图6所示第二装置中的料筒的结构示意图；

图8为图6所示第二装置中的料盖的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的供氢装置的结构示意图；

图10为图9所示供氢装置中的产气段的俯视结构示意图。

图标：100-第一装置；1-储罐；10-围壁；11-底壁；12-内管；101-缺口；102-开口部；103-第一空间；104-第二空间；105-贯通孔；2-罐盖；201-存料腔；202-进料孔；203-放料通道；204-排氢管；200-第二装置；3-料筒；30-筒壁；301-料仓；4-料盖；401-盖体；402-料管；4012-加料通道；4014-泄压孔；4021-第一储料腔；4013-排气通道；4022-第二储料腔；600-供氢装置；601-产气段；602-控制段；701-储水盖；702-反应瓶；703-出气管；704-进水旋钮；705-加水螺帽；706-同压管；707-内圆筒；708-出气连通管；709-铝基水解制氢材料；710-三氢化铝颗粒；711-螺纹；712-密封圈；713-水流；714-存水；715-气流；716-小孔；717-外圆筒；718-棉芯。

具体实施方式

在本申请中，在不矛盾或冲突的情况下，本申请的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本申请中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本申请公开的内容自制。在本申请中，为了突出本申请的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

为了便于本领域技术人员理解本申请，图1公开了制备氢气的方法的原理。通过使用启动剂与产热剂的反应释放热量，再利用热量是储氢材料生产氢气。

作为一种可选的具体示例，本申请示例中，启动剂选择为水，产热剂选择为铝基水解制氢粉体，相应的第一反应产物为氢气和氢氧化铝/Al(OH)₃。储氢材料为AlH₃，其受热分解产氢，同时还生成铝金属单质。其中铝基水解制氢粉体可以在0℃至室温情况下与启动剂通过放热反应而发热，因此赋予本申请制氢方法的启动条件温的优点。三氢化铝(铝烷)能够在60℃至200℃热分解，因此，其工作温度范围宽泛，所以具有更广的使用范围。对应于该示例，制氢的原理如图2所示。

作为一种实施上述方法的设备，示例中给出了多个示例，并于下文予以说明。

第一装置100。

参阅图3，装置包括储罐1、罐盖2以及排氢管204。对应于上述制氢方法，启动剂可以被保存在罐盖2或者直接经由罐盖2加入到储罐1内。产热剂可预先保存在储罐1内或者在使用时(制氢)于现场添加。储氢材料同样存放在储罐1内，且与罐盖2分别处于不同的空间，从而避免于产热剂反应的启动剂对储氢材料的不利干扰。

其中，参阅图4，储罐1包括底壁11、围壁10以及导热材质的内管12。整体上而言，储罐1为一端开口的筒形结构，其内部还设置有一个同心的管状柱体。

示例中，管状柱体的围壁10的一端连接于底壁11的周向边缘，同时围壁10的另一端形成具有缺口101的开口部102。内管12的一端连接在底壁11，另一端延伸至围壁10的缺口101部；换言之，围壁10和内管12具有大致相当的高度/长度。

内管12(是一个中空管)限定第一空间103(即内管12的管腔)，用以储放产热剂。因此，底壁11和围壁10相互连接形成的筒体的内部的筒腔因为设置内管12而限缩为在内管12周围，并将内管12包围的环形腔。在该环形腔内储氢材料被存放。在部分示例中，该环形腔也被以第二空间104表示。由此，围壁10、底壁11以及内管12共同限定与第一空间103相互液体隔离的第二空间104。

特别地，需要指出的是，内管12是导热，从而可以将产热剂产生的热量传导给储氢材料。另外，由于存储在内管12中的产热剂是通过接受来自罐盖2的启动剂，并与之反应产生热量。因此，为了便于启动剂进入，内管12设置有通过第三阀门可选地开启或关闭的泄压通道，如贯通孔105。由此，在启动剂进入到内管12时，内管12内的气体可以由该第三阀门排出，进而通过排氢管204排放。或者，罐盖设置有一个水平方向布置的通道，且该通道于内管的管腔连通。如此，内管中的气体可以直接通过前述的水平布置的通道直接排放，而不需要采用排氢管进行释放。

此外，第一空间103和第二空间104之间还是连通的，从而允许两者之间进行气体交换。在装置中，气体交换可以是内管12的第一空间103内的气体(如空气或在制热时产生的氢气)输入到第二空间104中。本申请示例中，内管12设置有一个贯通孔105，且位于内管12的一端，具体为邻近罐盖2的部分。由此，第一空间103通过位于开口部102的贯通孔105与第二空间104连通。

与储罐1相配合的罐盖2，以可拆卸方式连接。换言之，储罐1和罐盖2是相互独立和配合的两部分。两者被独立制作，并且可以在不同的装置中相互替换、重复使用。两者的连接方式例如是螺纹连接或卡扣连接。连接的位置在本申请示例中为：罐盖2连接于储罐1的围壁10的缺口101部。为了提高连接密封性，围壁10的缺口101通过弹性垫圈(如橡胶垫、树脂垫、硅胶垫，等等)与罐盖2密封配合。

参阅图5，作为罐盖2匹配启动剂的结构设计，罐盖2具有相互连通的进料孔202、存料腔201和放料通道203，并且存料腔201通过放料通道203与第一空间103连通。示例中，罐盖2具有内部腔室，且在罐盖2的顶部形成前述进料孔202，在罐盖2的底部形成前述的放料通道203。进料孔202和放料通道203分别位于存料腔201的两侧。因此，启动剂可以由进料孔202注入，并进入到存料腔201暂存。当需要制氢时，再将存料腔201内的启动剂通过放料通道203排放到储罐1的内管12内(第一空间103)。

对于被设计为一次性使用的第一装置而言，启动剂可以被预先加入到存料腔201内。进料孔202和放料通道203内均通过隔膜被阻断。在需要制氢操作时，通过使用尖锐物体(如针、金属丝或细棒)将隔膜破换，从而允许启动剂的释放。

对于被设计为可多次使用的装置而言，启动剂可以被预先加入到存料腔201内，或者启动剂也可以按需当次现场添加。为了实现这样的功能，罐盖2可设置有第二阀门(图未绘示)，第二阀门被构造以可选地开启或关闭进料孔202和放料通道203。例如，第二阀门具有两个分别设置在进料孔202和放料通道203。两个第二阀门可以被独立地启闭，如两者被选择为电磁阀。或者，进料孔202和放料通道203均是开放的通道，而未设置如前述的隔膜、电磁阀。因此，装置在制氢时，可以通过进料孔202、存料腔201以及放料通道203直接添加启动剂，而无需将启动剂纯暂存在存料腔201。

顾名思义，排氢管204是用以将制作的氢气排出的管道。示例中，排氢管204的管腔与第二空间104连通，用作将储氢材料生产的氢气导出。其连接于储罐1，例如围壁10(可以是邻近罐盖2的位置/邻近开口部的位置)或底壁11。作为另一种可选的方案，排氢管也可连接在罐盖2，可以是横向(与储罐1的延伸方向交错/垂直)或纵向(与储罐1的延伸方向一致，如在第二装置的图6中所表示的那样)或相对水平面是倾斜的。在其它的可选方案中，排氢管204可设置第一阀门，其能够开启或关闭排气管的管腔。

第二装置200。

参阅图6，装置包括相互配合的料筒3和料盖4。料筒3用以存放储氢材料，料盖4用以暂时储存或释放启动剂，并且料盖4还用以储藏产热剂。

其中，参阅图7，料筒3具有筒壁30和由筒壁30限定的料仓301。参阅图8，料盖4包括一体成型的盖体401和导热的料管402。

如图6所示，料盖4的盖体401与料筒3的筒壁30可拆卸地密封连接(如螺纹连接)，以使两者连接时，料管402位于料仓301，并且料管402与筒壁30共同限定与料管402的第一储料腔4021液体隔离的第二储料腔4022。

基于连接的紧密性考虑，筒壁30与盖体401之间的连接接触部位配置环形的垫片/环形垫(部分示例中以弹性材料制作或软质材料制作)。而为了避免垫片的非期望位移，筒壁30和盖体401相对的接触部位可以分别设置一个凹槽(图中未绘出)。由此，两个凹槽对位限定一个密封腔，且环状垫可以填充在该密封腔内。进一步地，环状垫的厚度分别大于筒壁30的凹槽的厚度、盖体401的凹槽的厚度。由此，筒壁30和盖体401连接时，两者对环形垫形成挤压，通过环形垫的形变而将两者之间的气隙或空隙填充并封闭。

当料筒3和料盖4连接时，料仓301由料盖4占用而剩余的部分空间(第二储料腔4022)用以放置储氢材料。盖体用于储放启动剂(启动剂可预先添加)，该方案中，盖体可以配置一个开关或阀门；或者盖体401通过注入启动剂的通道(启动剂临时基于使用添加，图8所示方案)。并且，盖体401设置加料通道4012，料管402的管腔为第一储料腔4021；第一储料腔4021与加料通道4012连通，构成添加启动剂的通路，以便启动剂与产热剂接触反应。

基于暂时存储启动剂的功能设计，在另外一些示例中，加料通道4012包括依次排布且连通的进口端、暂存段和出口端，并且其中的暂存段具有扩大的暂存空间。例如，加料通道4012被设计为圆柱形结构。其中，进口端和出口端的直径均为10cm，暂存段的直径为50cm。通过为了控制加料通道4012的启闭，装置具有控制棒。控制棒的长度以至少等于进口端、暂存段和出口端三者的总长为限。同时，控制棒可以插入加料通道4012或从加料通道4012部分/全部地脱离，以控制进口端、出口端的关闭或开启(可以参阅后续针对图9所示的供氢装置的公开内容)。控制棒表面可以是光滑且具有适当的可压缩性，例如选择为橡胶棒。或控制棒设置有外螺纹(即实质为螺柱)，进口端和出口端设置有内螺纹。控制棒与进口端、出口端均通过螺纹连接。

为了配合如图5所示的放料通道203以释放启动剂，盖体401可以根据功能而设置与料管402的第一储料腔4021连通的泄压孔4014。泄压孔4014通过连接的单向阀控制流体通过泄压孔4014的流向。示例中，前述的流体流向是允许由第一储料腔4021排出气体的单向导通。

作为装置排放制备产生的氢气的结构，料筒3和料盖4分别独立地可选设置释放氢气的排气通道4013。例如，当装置具有一个排气孔道时，其可以位于料筒3或料盖4。当装置具有多个(如两个、三个，等等)排气孔道时，全部的排气孔道可以位于料筒3或料盖4；或者，全部通道中的一部分位于料筒3且另一部分位于料盖4。作为排气通道4013一种可选的实现方式，排气通道4013可以是通过在料筒3或料盖4以去除部分材料的方式形成。或者，排气通道4013由排气管提供，且排气管连接于盖体401。这样的方案中，排气管可以与料筒3或料盖4一体成型制作而成；或者通过预先制作槽孔，再管固定嵌入到槽孔中而制成。

第三装置。

该装置由固定连接的产气段和控制段构成，并形成大体上中空的柱状结构。需要说明的是，前述中空并非限定柱体内部不能够设置其它实体的结构，而只是表明柱体内的具有空心的一个或多个部分/区域。

其中，产气段内连接一个导热(如金属材质)的间隔壁。因此，产管内部空间被间隔壁分离为两部分，分别为第一气室和第二气室。并且，第一气室和第二气室是液体隔离，避免启动剂如水从第二气室而进入到第一启示。同时，第一气室内存储有三氢化铝(储氢材料)，第二气室存储有水致发热材料(产热剂)。

对于以铝基水解制氢材料示例给出的产热剂，其与启动剂反应时可放出氢，因此，为了利用该部分的氢气，间隔壁于邻近控制段处贯穿设置气道。第一气室通过气道与第二气室连通，从而允许产热剂产生的氢气从第二气室排到第一气室，并随后排出到装置之外，以备使用。

与产气段配合的控制段具有容纳腔，且容纳腔内存储有水(启动剂)。控制段的顶壁、侧壁以及底壁共同围设形成前述的容纳腔。产气段通过第二通道与第二气室连通，即第二通道用以将第二气室和容纳腔连通，以便输送水到第二气室中。可选地，第二通道贯穿顶壁和底壁，且被可移除的第一螺栓堵塞；

进一步地，控制段还设置有第一通道，第一通道用以与第一气室连通以释放制备的氢气。第一通道为连接在控制段的放气管提供，并且第一管由顶壁穿过容纳腔并贯穿底壁而伸入到第一气室内。

在其它可替代的方案中，控制段还设置有第三通道，第三通道可以通过导流气体而平衡第二气室在容纳腔内水流入第二气室时的压力。作为第三通道的实例，第三通道贯穿顶壁和底壁，且因此在顶壁形成第一孔、在底壁形成第二孔。其中，第一孔连接一个可移除的第二螺栓；第二孔连接泄气管，且泄气管的管腔在端部由透气的棉芯覆盖。

由上述结构设计，第一通道、第二通道以及第三通道可以根据操作而自行选择进行开启和关闭，从而控制各个通道是否允许流体的输送，并且由此也可控制如启动剂的输送，产热剂的反应进程以及储氢材料的反应进行，并且可以对涉及速度、时间等方面的参数进行控制。

为了阐述基于装置的制备氢气的操作，示例中对使用第三装置制氢进行阐述。该制氢方法包括：开启第一通道，然后移除第二螺栓，再将第一螺栓从第二通道完全退出或至少末端位于容纳腔，以使容纳腔内的水进入到第一气室。

此外，为了方便本领域技术人员理解本申请方案，发明人还基于第三装置公开其一种具体的方案——三氢化铝和铝水制氢材料共同供氢的供氢装置600，其大体上包括产气段601和控制段602。

所附图9中，供氢装置由储水盖701和同心反应瓶702组成。储水盖701和同心反应瓶702通过螺纹711组合，且储水盖701和同心反应瓶702之间设置有环状密封圈712以达到密封效果。

储水盖701内部为中空结构，且储水盖701上还包含出气管703、进水旋钮704、加水螺帽705、同压管706。同心反应瓶702由内外两个同心的圆筒(内圆筒707和外圆筒717)组成，且在内部的内圆筒707上还设置有出气连通管708，其容纳了制氢原料状态下的俯视结构示意图被公开于图10。

通过打开储水盖701上的加水螺帽705，使得小孔716开启连通内圆筒707与储水盖701内腔，使储存在内部的存水714从储水盖701下部的小孔716，以水流713的形式流入同心反应瓶702的内圆筒707。

进一步地，储水盖701的下部的同压管706在下部塞有棉芯718。同压管706可以使气体从同心反应瓶702的内圆筒707通入储水盖701的内腔中(图9中以气流715表示)，从而平衡储水盖701与内圆筒707的气压，使水可以顺畅的流出。

同心反应瓶702由内外两个同心圆筒组成。其中的外圆筒用于盛放三氢化铝颗粒710，内圆筒707用于盛放铝基水解制氢材料709。内圆筒707的上部还设置有一连通管(出气连通管708)，使内圆筒707内产生的气体(氢气)可以通入外圆筒中。储水盖701中设置的出气管703，连通同心反应瓶702，使同心反应瓶702中反应产生的气体通过此管排出。

供氢装置使用流程如下：

向同心反应瓶702的内圆筒707中加入铝基水解制氢材料709，外圆筒中加入三氢化铝颗粒710。

旋开储水盖701的加水螺帽705，向储水盖701中加水，随后旋上加水螺帽705。

将储水盖701的下部旋入同心反应瓶702上部外表面的螺纹711，使两者结合并使环状密封圈712处于受压状态。

旋转开进水旋钮704，使水从储水盖701中下部的小孔716流入同心反应瓶702的内圆筒707内与铝基水解制氢材料709(可以选择为水致发热材料为铝铋锡水解制氢合金、氧化钙中的一种或混合物)反应。反应过程产生氢气并产生大量的热，使内圆筒707的温度上升到60℃，加热外圆筒的三氢化铝使其分解为铝和氢气。

内圆筒707的氢气通过内圆筒707上部的连通管通入外圆筒，跟外圆筒产生的氢气一同通过出气管703排出，并通入用氢设备。

应当理解的是，上述第一装置、第二装置、第三装置以及供氢装置只是本申请所公开的一些示例方案，各装置中的各种部件在非矛盾的情况下可以相互替换使用，或者通过尺寸上的调整进行使用。因此，在一种装置中未明确提及和详细阐述的结构，也可以在其它装置中得到公开或介绍。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制备氢气的装置，其特征在于，装置包括：

储罐，包括底壁、围壁以及导热材质的内管；

其中，所述围壁的一端连接于所述底壁的周向边缘，所述围壁的另一端形成具有缺口的开口部，所述内管连接在底壁并延伸至开口部，所述内管限定第一空间，所述围壁、所述底壁以及所述内管共同限定与所述第一空间相互隔离的第二空间，且所述第一空间通过位于内管的贯通孔与所述第二空间连通；

罐盖，以可拆卸的方式密封连接于所述储罐的所述围壁的开口部，所述罐盖具有相互连通的进料孔、存料腔和放料通道，所述存料腔通过所述放料通道与所述第一空间连通；

排氢管，连接于所述储罐或所述罐盖，所述排氢管的管腔与所述第二空间连通。

2.根据权利要求1所述的制备氢气的装置，其特征在于，装置还包括以下的至少一种限定：

所述排氢管设置有第一阀门，所述第一阀门被构造以可选地开启或关闭所述排氢管的所述管腔；

所述罐盖设置有第二阀门，所述第二阀门被构造以可选地开启或关闭所述进料孔和所述放料通道；

所述内管设置有通过第三阀门可选地开启或关闭的泄压通道。

3.根据权利要求1或2所述的制备氢气的装置，其特征在于，所述围壁的缺口通过弹性垫圈与所述罐盖密封配合。

4.一种制备氢气的装置，其特征在于，装置包括：

料筒，具有筒壁、由筒壁限定的料仓；

料盖，包括一体成型的盖体和导热的料管，所述盖体设置有与所述料管的第一储料腔连通的加料通道；

所述料筒和所述料盖中的任意一者或两者设置释放氢气的排气通道；

所述料盖的所述盖体与所述料筒的所述筒壁可拆卸地密封连接，以使所述料管位于所述料仓，并且所述料管与所述筒壁共同限定与所述第一储料腔液体隔离的第二储料腔。

5.根据权利要求4所述的制备氢气的装置，其特征在于，所述加料通道包括依次排布且连通的进口端、暂存段和出口端，所述暂存段具有扩大的暂存空间；

装置包括控制棒，控制棒被构造为可选地插入或脱离加料通道，以控制进口端、出口端的关闭或开启；

可选地，控制棒设置有外螺纹，进口端和出口端设置有内螺纹；

可选地，排气通道由排气管提供，且排气管连接于盖体。

6.根据权利要求4所述的制备氢气的装置，其特征在于，盖体具有与料管的第一储料腔连通的泄压孔，泄压孔安装有单向阀，单向阀具有允许由第一储料腔排出气体的单向导通性。

7.根据权利要求4所述的制备氢气的装置，其特征在于，筒壁与盖体设置有相互匹配的凹槽并同限定密封腔，装置包括被配置以填充在密封腔内且具有弹性的环状垫，环状垫的厚度分别大于筒壁的凹槽的厚度、盖体的凹槽的厚度。

8.一种制备氢气的装置，其特征在于，装置包括固定连接的产气段和控制段；

产气段设置有导热的间隔壁、由间隔壁分离且液体隔离的第一气室和第二气室，间隔壁于邻近控制段处贯穿设置有连通第一气室和第二气室的气道，第一气室内存储有三氢化铝，第二气室存储有水致发热材料；

控制段包括存储有水的容纳腔，控制段设置有能够被分别独立地开启或关闭的第一通道、第二通道以及第三通道；

其中，第一通道用以与第一气室连通以释放制备的氢气，第二通道用以将第二气室和容纳腔连通，第三通道用以平衡容纳腔与第二气室的压力差。

9.根据权利要求8所述的制备氢气的装置，其特征在于，控制段具有限定容纳腔的顶壁、侧壁以及底壁；

第一通道由放气管提供，第一管由顶壁穿过容纳腔并贯穿底壁而伸入到第一气室内；

第二通道贯穿顶壁和底壁，且被可移除的第一螺栓堵塞；

第三通道贯穿顶壁和底壁，且在顶壁形成第一孔、在底壁形成第二孔，第一孔由可移除的第二螺栓堵塞，第二孔填充有泄气管，泄气管的管腔在端部由透气且不透水的棉芯覆盖。

10.一种制备氢气的方法，通过如权利要求9所述的制备氢气的装置实施，其特征在于，方法包括：

在第一通道处于开启状态的情况下，移除第二螺栓，并将第一螺栓从第二通道完全退出或至少末端位于容纳腔，以使容纳腔内的水进入到第一气室。

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