CN218893460U - 一种便携式硼酸氢钠制氢装置 - Google Patents

一种便携式硼酸氢钠制氢装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种便携式硼酸氢钠制氢装置，属于燃料电池技术领域。它解决了现有储氢能量密度低、成本高等技术问题。本便携式硼酸氢钠制氢装置，包括壳体组件、控制板组件和氢气瓶组件，其特征在于，所述的壳体组件与控制板组件之间通过管路相连接，所述的控制板组件和氢气瓶组件也通过管路相连接，所述的壳体组件包括上盖、中板组件、壳体和二位二通电磁阀，壳体内具有催化剂液腔、硼酸氢钠液腔、水腔和反应腔，二位二通电磁阀安装在壳体上，二位二通电磁阀与反应腔相连通。本实用新型通过便携式硼酸氢钠制氢装置进行反应制氢，实现化学储氢，具有储氢效率高、氢气纯度高、反应启动快等优点。

Description

一种便携式硼酸氢钠制氢装置
技术领域
本实用新型属于燃料电池技术领域，涉及一种制氢装置，特别是一种便携式硼酸氢钠制氢装置。
背景技术
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，他的理想燃料是氢，质子交换膜燃料电池是一种常见和广泛应用的燃料电池，但要实现大规模商业化还有许多问题需要解决，其中如何高效和低成本的供氢和储氢是关键问题之一；常用的物理储氢方法包括高压气态储氢和低温液态储氢，其中高压气态储氢最常用，但能量密度较低，低温液态储氢需要消耗很高的冷却能量，金属氢化物储氢成本偏高。
除上述储氢方法外，化学氢化物储氢也受到了广泛关注。其中硼氢化物水解制氢是一种安全、高效、实用性强的制氢技术。硼氢化钠是一种强还原剂，在各种催化剂的作用下，室温下和水接触反应即可生成氢气。反应式是NaBH4+2H2O＝4H2+NaBO2。它具有储氢效率高、氢气纯度高、反应启动快、速度容易控制、安全性高、副产物可回收利用等优点。硼氢化物水解制氢具有其他制氢无法比拟的优势。因此设计出了一种便携式硼酸氢钠制氢装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种便携式硼酸氢钠制氢装置，具有储氢效率高、氢气纯度高、反应启动快、速度容易控制、安全性高、副产物可回收利用等优点。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种便携式硼酸氢钠制氢装置，包括壳体组件、控制板组件和氢气瓶组件，其特征在于，所述的壳体组件与控制板组件之间通过管路相连接，所述的控制板组件和氢气瓶组件也通过管路相连接，所述的壳体组件包括上盖、中板组件、壳体和二位二通电磁阀，壳体内具有催化剂液腔、硼酸氢钠液腔、水腔和反应腔，二位二通电磁阀安装在壳体上，二位二通电磁阀与反应腔相连通。
所述的上盖通过螺丝可拆卸设置在中板组件上，中板组件通过螺丝可拆卸设置在壳体上。
所述的壳体包括外壳和隔板，隔板将外壳分割为催化剂液腔、硼酸氢钠液腔、水腔和反应腔，外壳上还设置有排泄管，排泄管与二位二通电磁阀相连通。
所述的隔板之间还具有密封槽。
所述的中板组件包括中板，中板上安装有智能液位传感器、催化剂抽液泵、硼酸氢钠抽液泵和水抽液泵，所述的催化剂抽液泵的进口通过流量控制阀一与催化剂液腔相连通，所述的硼酸氢钠抽液泵的进口通过流量控制阀二与硼酸氢钠液腔相连通，所述的水抽液泵的进口通过流量控制阀三与水腔相连通，所述的流量控制阀一、流量控制阀二和流量控制阀三处均设置有单向阀，所述的催化剂抽液泵、硼酸氢钠抽液泵、水抽液泵的出口均与反应腔相连通，中板上开设有氢气出口。
采用以上结构，首先设定好流量控制阀一、流量控制阀二和流量控制阀三的流量，打开催化剂抽液泵，当催化剂达到一定量时，智能液位传感器传断信号给催化剂抽液泵进行关闭，然后启动硼酸氢钠抽液泵和水抽液泵，此时将硼酸氢钠溶液和水注入反应腔，开始反应生成氢气，氢气沿氢气出口和软管输入氢气瓶组件，当反应腔液面加满时，智能液位传感器传信号给硼酸氢钠抽液泵和水抽液泵进行关闭。
所述的催化剂液腔、硼酸氢钠液腔和水腔内均设置有穿墙管，穿墙管焊接在中板上，便于抽取催化剂液腔、硼酸氢钠液腔和水腔内的液体。
采用以上结构，通过设置穿墙管，便于抽取催化剂液腔、硼酸氢钠液腔和水腔底部的液体，使用效果更好。
所述的中板上还设置有用于密封的密封圈。
所述的控制板组件包括安装板、气液分离器、氢气流量计、安全阀和智能压力传感器，所述的气液分离器、氢气流量计、安全阀和智能压力传感器均安装在安装板上，所述的气液分离器通过快接三通一与氢气流量计相连通，所述的快接三通一上还通过软管连接有安全阀，所述的氢气流量计通过软管与氢气瓶组件相连通。
采用以上结构，氢气通过气液分离器，提高氢气的纯度，通过设置安全阀，防止压力过高产生安全隐患，并通过氢气流量计测量氢气流量。
所述的氢气瓶组件包括氢气瓶、氢气瓶阀和快接三通二，所述的氢气瓶阀安装在氢气瓶上，所述的快接三通二安装在氢气瓶阀上，且快接三通二与氢气瓶阀相连通，快接三通二的一端通过软管与氢气流量计相连通，快接三通二的另一端通过软管与智能压力传感器相连通。
采用以上结构，氢气通过快接三通二、氢气瓶阀进入氢气瓶内，并且通过软管与智能压力传感器相连通，可以用于监控氢气瓶内压力。
本实用新型的工作原理如下：首先设定好流量控制阀一、流量控制阀二和流量控制阀三的流量，打开催化剂抽液泵，当催化剂达到一定量时，智能液位传感器传断信号给催化剂抽液泵进行关闭，然后启动硼酸氢钠抽液泵和水抽液泵，此时将硼酸氢钠溶液和水注入反应腔，开始反应生成氢气，当反应腔液面加满时，智能液位传感器传信号给硼酸氢钠抽液泵和水抽液泵进行关闭，氢气沿氢气出口和软管输入控制板组件，通过气液分离器提高氢气的纯度，最后通过氢气瓶阀进入氢气瓶内，二位二通电磁阀用于开启排泄生成物液体。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、使用方便，启动速度快，且速度可控。
2、储氢效率高、氢气纯度高、安全性高。
附图说明
图1是本实用新型的立体结构示意图。
图2是本实用新型拆去部分结构后的立体结构示意图。
图3是本实用新型壳体组件的平面结构示意图。
图4是本实用新型壳体组件拆去部分结构后的平面结构示意图。
图5是本实用新型控制组件的平面结构示意图。
图6是本实用新型氢气瓶组件的平面结构示意图。
图7是本实用新型壳体的平面结构示意图。
图8是本实用新型的工作流程示意图。
图中，1、壳体组件；2、控制板组件；3、氢气瓶组件；11、上盖；12、中板组件；1201、智能液位传感器；1202、中板；1203、密封圈；1204、单向阀；1205、穿墙管；1206、催化剂抽液泵；1207、流量控制阀一；1208、流量控制阀二；1209、硼酸氢钠抽液泵；1210、氢气出口；1211、水抽液泵；1212、流量控制阀三；13、壳体；1301、外壳；1302、排泄管；1303、催化剂液腔；1304、硼酸氢钠液腔；1305、水腔；1306、反应腔；1307、密封槽；1308、隔板；14、二位二通电磁阀；201、气液分离器；202、快接三通一；203、氢气流量计；204、智能压力传感器；205、安全阀；206、安装板；301、氢气瓶阀；302、快接三通二；303、氢气瓶。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案做进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1-8所示，本便携式硼酸氢钠制氢装置，包括壳体组件1、控制板组件2和氢气瓶组件3，在本实施例中，壳体组件1与控制板组件2之间通过管路相连接，控制板组件2和氢气瓶组件3也通过管路相连接，壳体组件1包括上盖11、中板组件12、壳体13和二位二通电磁阀14，壳体13内具有催化剂液腔1303、硼酸氢钠液腔1304、水腔1305和反应腔1306，二位二通电磁阀14安装在壳体13上，二位二通电磁阀14与反应腔1306相连通。
上盖11通过螺丝可拆卸设置在中板组件12上，中板组件12通过螺丝可拆卸设置在壳体13上。
壳体13包括外壳1301和隔板1308，隔板1308将外壳1301分割为催化剂液腔1303、硼酸氢钠液腔1304、水腔1305和反应腔1306，外壳1301上还设置有排泄管1302，排泄管1302与二位二通电磁阀14相连通。
隔板1308之间还具有密封槽1307。
中板组件12包括中板1202，中板1202上安装有智能液位传感器1201、催化剂抽液泵1206、硼酸氢钠抽液泵1209和水抽液泵1211，催化剂抽液泵1206的进口通过流量控制阀一1207与催化剂液腔1303相连通，硼酸氢钠抽液泵1209的进口通过流量控制阀二1208与硼酸氢钠液腔1304相连通，水抽液泵1211的进口通过流量控制阀三1212与水腔1305相连通，流量控制阀一1207、流量控制阀二1208和流量控制阀三1212处均设置有单向阀1204，催化剂抽液泵1206、硼酸氢钠抽液泵1209、水抽液泵1211的出口均与反应腔1306相连通，中板1202上开设有氢气出口1210。
采用以上结构，首先设定好流量控制阀一1207、流量控制阀二1208和流量控制阀三1212的流量，打开催化剂抽液泵1206，当催化剂达到一定量时，智能液位传感器1201传断信号给催化剂抽液泵1206进行关闭，然后启动硼酸氢钠抽液泵1209和水抽液泵1211，此时将硼酸氢钠溶液和水注入反应腔1306，开始反应生成氢气，氢气沿氢气出口1210和软管输入氢气瓶组件3，当反应腔1306液面加满时，智能液位传感器1201传信号给硼酸氢钠抽液泵1209和水抽液泵1211进行关闭。
催化剂液腔1303、硼酸氢钠液腔1304和水腔1305内均设置有穿墙管1205，穿墙管1205焊接在中板1202上，便于抽取催化剂液腔1303、硼酸氢钠液腔1304和水腔1305内的液体。
采用以上结构，通过设置穿墙管1205，便于抽取催化剂液腔1303、硼酸氢钠液腔1304和水腔1305底部的液体，使用效果更好。
中板1202上还设置有用于密封的密封圈1203。
控制板组件2包括安装板206、气液分离器201、氢气流量计203、安全阀205和智能压力传感器204，气液分离器201、氢气流量计203、安全阀205和智能压力传感器204均安装在安装板206上，气液分离器201通过快接三通一202与氢气流量计203相连通，快接三通一202上还通过软管连接有安全阀205，氢气流量计203通过软管与氢气瓶组件3相连通。
采用以上结构，氢气通过气液分离器201，提高氢气的纯度，通过设置安全阀205，防止压力过高产生安全隐患，并通过氢气流量计203测量氢气流量。
氢气瓶组件3包括氢气瓶303、氢气瓶阀301和快接三通二302，氢气瓶阀301安装在氢气瓶303上，快接三通二302安装在氢气瓶阀301上，且快接三通二302与氢气瓶阀301相连通，快接三通二302的一端通过软管与氢气流量计203相连通，快接三通二302的另一端通过软管与智能压力传感器204相连通。
采用以上结构，氢气通过快接三通二302、氢气瓶阀301进入氢气瓶303内，并且通过软管与智能压力传感器204相连通，可以用于监控氢气瓶303内压力。
如图8所示，本实用新型的工作原理如下：首先设定好流量控制阀一1207、流量控制阀二1208和流量控制阀三1212的流量，打开催化剂抽液泵1206，当催化剂达到一定量时，智能液位传感器1201传断信号给催化剂抽液泵1206进行关闭，然后启动硼酸氢钠抽液泵1209和水抽液泵1211，此时将硼酸氢钠溶液和水注入反应腔1306，开始反应生成氢气，当反应腔1306液面加满时，智能液位传感器1201传信号给硼酸氢钠抽液泵1209和水抽液泵1211进行关闭，氢气沿氢气出口1210和软管输入控制板组件2，通过气液分离器201提高氢气的纯度，最后通过氢气瓶阀301进入氢气瓶303内，二位二通电磁阀14用于开启排泄生成物液体。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种便携式硼酸氢钠制氢装置，包括壳体组件(1)、控制板组件(2)和氢气瓶组件(3)，其特征在于，所述的壳体组件(1)与控制板组件(2)之间通过管路相连接，所述的控制板组件(2)和氢气瓶组件(3)也通过管路相连接，所述的壳体组件(1)包括上盖(11)、中板组件(12)、壳体(13)和二位二通电磁阀(14)，壳体(13)内具有催化剂液腔(1303)、硼酸氢钠液腔(1304)、水腔(1305)和反应腔(1306)，二位二通电磁阀(14)安装在壳体(13)上，二位二通电磁阀(14)与反应腔(1306)相连通。
2.根据权利要求1所述的便携式硼酸氢钠制氢装置，其特征在于，所述的上盖(11)通过螺丝可拆卸设置在中板组件(12)上，中板组件(12)通过螺丝可拆卸设置在壳体(13)上。
3.根据权利要求2所述的便携式硼酸氢钠制氢装置，其特征在于，所述的壳体(13)包括外壳(1301)和隔板(1308)，隔板(1308)将外壳(1301)分割为催化剂液腔(1303)、硼酸氢钠液腔(1304)、水腔(1305)和反应腔(1306)，外壳(1301)上还设置有排泄管(1302)，排泄管(1302)与二位二通电磁阀(14)相连通。
4.根据权利要求3所述的便携式硼酸氢钠制氢装置，其特征在于，所述的隔板(1308)之间还具有密封槽(1307)。
5.根据权利要求4所述的便携式硼酸氢钠制氢装置，其特征在于，所述的中板组件(12)包括中板(1202)，中板(1202)上安装有智能液位传感器(1201)、催化剂抽液泵(1206)、硼酸氢钠抽液泵(1209)和水抽液泵(1211)，所述的催化剂抽液泵(1206)的进口通过流量控制阀一(1207)与催化剂液腔(1303)相连通，所述的硼酸氢钠抽液泵(1209)的进口通过流量控制阀二(1208)与硼酸氢钠液腔(1304)相连通，所述的水抽液泵(1211)的进口通过流量控制阀三(1212)与水腔(1305)相连通，所述的流量控制阀一(1207)、流量控制阀二(1208)和流量控制阀三(1212)处均设置有单向阀(1204)，所述的催化剂抽液泵(1206)、硼酸氢钠抽液泵(1209)、水抽液泵(1211)的出口均与反应腔(1306)相连通，中板(1202)上开设有氢气出口(1210)。
6.根据权利要求5所述的便携式硼酸氢钠制氢装置，其特征在于，所述的催化剂液腔(1303)、硼酸氢钠液腔(1304)和水腔(1305)内均设置有穿墙管(1205)，穿墙管(1205)焊接在中板(1202)上，便于抽取催化剂液腔(1303)、硼酸氢钠液腔(1304)和水腔(1305)内的液体。
7.根据权利要求6所述的便携式硼酸氢钠制氢装置，其特征在于，所述的中板(1202)上还设置有用于密封的密封圈(1203)。
8.根据权利要求7所述的便携式硼酸氢钠制氢装置，其特征在于，所述的控制板组件(2)包括安装板(206)、气液分离器(201)、氢气流量计(203)、安全阀(205)和智能压力传感器(204)，所述的气液分离器(201)、氢气流量计(203)、安全阀(205)和智能压力传感器(204)均安装在安装板(206)上，所述的气液分离器(201)通过快接三通一(202)与氢气流量计(203)相连通，所述的快接三通一(202)上还通过软管连接有安全阀(205)，所述的氢气流量计(203)通过软管与氢气瓶组件(3)相连通。
9.根据权利要求8所述的便携式硼酸氢钠制氢装置，其特征在于，所述的氢气瓶组件(3)包括氢气瓶(303)、氢气瓶阀(301)和快接三通二(302)，所述的氢气瓶阀(301)安装在氢气瓶(303)上，所述的快接三通二(302)安装在氢气瓶阀(301)上，且快接三通二(302)与氢气瓶阀(301)相连通，快接三通二(302)的一端通过软管与氢气流量计(203)相连通，快接三通二(302)的另一端通过软管与智能压力传感器(204)相连通。
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