CN215869491U - 单级消氢结构、多级消氢结构及自消氢金属空气电池系统 - Google Patents
单级消氢结构、多级消氢结构及自消氢金属空气电池系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种单级消氢结构、多级消氢结构及自消氢金属空气电池系统，单级消氢结构包括消氢腔体和设置在消氢腔体内的消氢催化剂和除碱剂，所述的消氢腔体由上部腔体和下部腔体螺接构成，上部腔体连接有出气管，下部腔体连接有进气管，上部腔体内设置有用于放置消氢催化剂的网板，下部腔体内设置有用于放置除碱剂的网板；多级消氢结构包括多个由上至下依次通过连接套密封连接的单级消氢结构；与现有技术相比，本实用新型所述的一种单级消氢结构、多级消氢机构及自消氢金属空气电池系统，能够利用消氢结构中的消氢催化剂消除金属空气电池自腐蚀副反应中释放出的氢气，进而消除金属空气电池引起的爆炸隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属空气电池技术领域，尤其涉及一种单级消氢结构、多级消氢机构及自消氢金属空气电池系统。
背景技术
金属空气电池由外壳、电堆箱、电解液箱和循环泵组成，所述的循环泵用于通过管道使电解液箱内的电解液在电堆箱和电解液箱之间循环；金属空气电池的原理是利用化学反应释放出电能，其中电池的负极为金属，正极为氧气，以铝空气电池为例，在催化剂的良好催化活性作用下，能够将氧气还原为氧离子，电池正常工作时的化学主反应如式（1）所示：
4Al+3O2+4OH-+6H2O→4[Al(OH)4]-； （1）
在低温的情况下，由于电解液的温度限制，导致催化剂的活性不足，无法将氧气还原为氧离子，此时电池的主要化学反应为自腐蚀副反应，如式（2）所示：
2Al+2OH-+6H2O→2[Al(OH)4]-+3H2； （2）
由上述铝空气电池的化学主反应和自腐蚀副反应过程可以看出，现有的金属空气电池还存在下述缺陷：我国幅员辽阔，东北地区气温低，金属空气电池在低温环境下，启动时间长，启动过程中主要化学反应为自腐蚀副反应，放电性能差；且自腐蚀副反应的过程中会伴有一定量的氢气产生，在密闭电池内，如果氢气的浓度超过4%，会有爆炸风险。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种单级消氢结构、多级消氢机构及自消氢金属空气电池系统，以消除金属空气电池自腐蚀副反应中释放出的氢气，进而消除金属空气电池引起的爆炸隐患。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种单级消氢结构，包括消氢腔体和设置在消氢腔体内的消氢催化剂和除碱剂，所述的消氢腔体由上部腔体和下部腔体螺接构成，上部腔体连接有出气管，下部腔体连接有进气管，上部腔体内设置有用于放置消氢催化剂的网板，下部腔体内设置有用于放置除碱剂的网板。
所述的进气管包括分离的氢气进气管和氧气进气管组成。
所述的出气管端部设置有吸气风扇。
一种多级消氢结构，包括多个所述的一种单级消氢结构，多个消氢结构由上至下依次通过连接套密封连接，且连接套内设置有吸风风扇。
一种自消氢金属空气电池系统，包括金属空气电池、氢气管道、氧气管道和一种单级消氢结构，所述的金属空气电池的电解液箱上开设有出氢口，所述的出氢口与氢气进气管密封连通，所述的金属空气电池外壳上开设有进氧口，所述的进氧口与氧气进气管密封连通。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
与现有技术相比，本实用新型所述的一种单级消氢结构、多级消氢机构及自消氢金属空气电池系统，能够利用消氢结构中的消氢催化剂消除金属空气电池自腐蚀副反应中释放出的氢气，进而消除金属空气电池引起的爆炸隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。
图1为本实用新型所述的单机消氢结构的结构示意图；
图2为本实用新型所述的多级消氢结构的结构示意图；
图3为本实用新型所述的自消氢金属空气电池系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示：本实用新型所述的一种单级消氢结构，包括消氢腔体1和设置在消氢腔体1内的消氢催化剂4和除碱剂5，所述的消氢腔体1由上部腔体11和下部腔体12螺接构成，上部腔体11连接有出气管2，下部腔体12连接有进气管3，上部腔体11内设置有用于放置消氢催化剂4的网板，下部腔体12内设置有用于放置除碱剂5的网板。
使用时，将金属空气电池自腐蚀副反应过程中释放的氢气通过进气管3导入消氢结构，因为金属空气电池的电解液为碱性电解液，因此除碱剂5可消除氢气中混杂的碱雾，防止碱雾损坏消氢结构，进一步的，氢气在消氢催化剂4的作用下和氧气反应生成水，防止氢气在密闭空间达到一定的浓度发生爆炸；同时，上部腔体11和下部腔体12螺接的方式也便于分离上部腔体11和下部腔体12，以对除碱剂5和消氢催化剂4进行补充。
优选的：所述的进气管3包括分离的氢气进气管31和氧气进气管32组成，采用将氢气进气管31和氧气进气管32分离的方式，能够保证外部氧气的供给，进而有效的提高消氢效率。
优选的：所述的出气管2端部设置有吸气风扇7，在吸气风扇7的作用下，氢气和氧气能够更加快速的通过消氢结构，有效的提高了消氢效率。
如图2所示：本实用新型所述的一种多级消氢结构，包括多个所述的一种单级消氢结构，多个消氢结构由上至下依次通过连接套8密封连接，且连接套8内设置有吸风风扇，此多级消氢结构能够保证氢气完全消除，进一步的，吸风风扇的设置，也能为氢气和氧气提供在多级消氢结构中的上升辅助力。
如图3所示：本实用新型所述的一种自消氢金属空气电池系统，包括金属空气电池、氢气管道、氧气管道和所述的一种单级消氢结构，所述的金属空气电池的电解液箱6上开设有出氢口，所述的出氢口与氢气进气管31密封连通，所述的金属空气电池外壳上开设有进氧口，所述的进氧口与氧气进气管32密封连通。
使用时，金属空气电池自腐蚀副反应过程中释放的氢气通过电解液的循环作用被带入电解液箱6，由于氢气质量较轻，因此集中在电解液箱6上部，此时，氢气可通过电解液箱6上开设的出氢口，进一步通过氢气进气管31进入消氢结构，同时外部的空气经进氧口、氧气进气管32进入消氢结构，除碱后的氢气在消氢催化剂4的作用下与空气中的氧气反应生成水，防止氢气在密闭空间达到一定的浓度发生爆炸。
需要说明的是，本实用新型所述的一种自消氢金属空气电池系统，只是提供了一种消氢结构的应用方式，本领域技术人员还可在密闭空间内将单级消氢结构或者多级消氢结构与金属空气电池分离设置，只需将金属空气电池释放的氢气与消氢结构的进气管3密封连通即可，这里不再赘述。
与现有技术相比，本实用新型所述的一种单级消氢结构、多级消氢机构及自消氢金属空气电池系统，能够利用消氢结构中的消氢催化剂4消除金属空气电池自腐蚀副反应中释放出的氢气，进而消除金属空气电池引起的爆炸隐患。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种单级消氢结构，其特征在于：包括消氢腔体和设置在消氢腔体内的消氢催化剂和除碱剂，所述的消氢腔体由上部腔体和下部腔体螺接构成，上部腔体连接有出气管，下部腔体连接有进气管，上部腔体内设置有用于放置消氢催化剂的网板，下部腔体内设置有用于放置除碱剂的网板。
2.根据权利要求1所述的一种单级消氢结构，其特征在于：所述的进气管包括分离的氢气进气管和氧气进气管组成。
3.根据权利要求2所述的一种单级消氢结构，其特征在于：所述的出气管端部设置有吸气风扇。
4.一种多级消氢结构，其特征在于：包括多个如权利要求1所述的一种单级消氢结构，多个单级消氢结构由上至下依次通过连接套密封连接，且连接套内设置有吸风风扇。
5.一种自消氢金属空气电池系统，其特征在于：包括金属空气电池、氢气管道、氧气管道和权利要求3所述的一种单级消氢结构，所述的金属空气电池的电解液箱上开设有出氢口，所述的出氢口与氢气进气管密封连通，所述的金属空气电池外壳上开设有进氧口，所述的进氧口与氧气进气管密封连通。
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