DE112004000485T5 - Hydrogen generator - Google Patents

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Abstract

Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator für eine Wasserstoff-Brennzelle, bestehend aus
einem einen Innenraum mit einem bestimmten Volumen aufweisenden Treibstofftank, der mit einem mit dem Innenraum in Verbindung stehenden Wasserstoffauslass versehen ist,
einer Wasserstoff-Speichermaterial enthaltenden, im Treibstofftank untergebrachten Treibstofflösung, einem zur Erzeugung von Wasserstoffgas mit der Treibstofflösung in Kontakt tretenden Katalysator, wobei der Katalysator einen Katalysereaktor ausfüllt, der für den Fall, dass der Druck im Treibstofftank aufgrund der Erzeugung von Wasserstoffgas durch den Kontakt zwischen Katalysator und Treibstofflösung ansteigt, mit einem geschlossenen Teil für die Unterbrechung des Kontakts zwischen dem Katalysator und der Treibstofflösung zur Unterbrechung der Wasserstoffgaserzeugung versehen ist, und der für den Fall, dass der Druck im Treibstofftank aufgrund des Verbrauchs von Wasserstoffgas durch die Wasserstoff-Brennzelle abfällt, mit einem offenen Teil für die Kontaktherstellung zur Treibstofflösung zum Zweck der Wasserstoffgaserzeugung versehen ist, so dass die Erzeugung und die Erzeugungsunterbrechung des Gases basierend auf dem Ansteigen und Abfallen des Treibstofftankdruckes...
A self-regulating hydrogen generator for a hydrogen fuel cell, consisting of
a fuel tank having an interior of a certain volume and provided with a hydrogen outlet communicating with the interior,
a hydrogen storage material-containing fuel solution accommodated in the fuel tank, a catalyst contacting the fuel solution for generating hydrogen gas, the catalyst filling a catalytic reactor which is the case in which the pressure in the fuel tank due to the generation of hydrogen gas by the contact between Catalyst and fuel solution increases, is provided with a closed part for the interruption of the contact between the catalyst and the fuel solution for interrupting the hydrogen gas generation, and in the event that the pressure in the fuel tank due to the consumption of hydrogen gas through the hydrogen fuel cell drops, is provided with an open part for making contact with the fuel solution for the purpose of producing hydrogen gas, so that the generation and the interruption of generation of the gas based on the increase and decrease of the fuel tank pressure ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

(Technisches Gebiet der Erfindung)(Technical field of Invention)

Die vorliegende Erfindung betrifft einen selbstregulierenden Wasserstoffgenerator, insbesondere einen Wasserstoffgenerator zur aktiven Regulierung der Erzeugung von Wasserstoff aufgrund der Druckveränderung in einem Treibstofftank, basierend auf der Menge des in dem Treibstofftank erzeugten Wasserstoffgases, unabhängig von jeder äußeren Beeinflussung.The The present invention relates to a self-regulating hydrogen generator. in particular a hydrogen generator for active regulation the generation of hydrogen due to the pressure change in a fuel tank, based on the amount of fuel in the tank generated hydrogen gas, regardless of any external influence.

(Stand der Technik)(State of the art)

Zwar hat die industrielle Entwicklung der jüngeren Zeit die Lebensqualität verbessert, doch erzeugt der gesteigerte Energiebedarf gravierende Probleme wie Umweltschutz und eine Erschöpfung fossiler Brennstoffe.Though recent industrial development has improved the quality of life, but the increased energy demand creates serious problems like environmental protection and fossil depletion Fuels.

Alle Staaten der Welt bemühen sich intensiv um die Entwicklung alternativer Energiequellen als Absicherung gegen eine mögliche Erschöpfung fossiler Brennstoffe einschließlich Erdöl. Insbesondere die konventionelle Nutzung fossiler Brennstoffe verursacht eine gravierende Umwelt(-luft-)verschmutzung und beschleunigt so die globale Erwärmung und die Zerstörung der Umwelt. Es ist bekannt, dass von Fabriken oder Fahrzeugen ausgestoßene Stickoxide, Kohlenwasserstoffe und Kohlendioxid bei der Verunreinigung der Atmosphäre eine Hauptrolle spielen.All States of the world endeavor intensely concerned with the development of alternative energy sources as a hedge against a possible exhaustion including fossil fuels Oil. In particular, the conventional use of fossil fuels causes serious environmental (air) pollution and thus accelerates global warming and the destruction the environment. It is known that nitrogen oxides emitted by factories or vehicles, Hydrocarbons and carbon dioxide in polluting the atmosphere Play the main role.

Diese ausgestoßenen Substanzen zerstören die Ozonschicht und rufen so verschiedene Naturrisiken hervor, wie das direkte Vordringen schädigender Strahlung von der Sonne auf die Erdoberfläche oder den Klimawandel, die Zerstörung des Ökosystems und verschiedene Krankheiten.These expelled Substances destroy that Ozone layer, thus causing various natural hazards, such as direct penetration of harmful radiation from the sun to the earth's surface or climate change, destruction of the ecosystem and different diseases.

Um die durch die Nutzung fossiler Brennstoffe verursachte Luftverschmutzung zu reduzieren, beschleunigt man die Entwicklung von sauber verbrennenden Brennstoffen.Around the air pollution caused by the use of fossil fuels To speed up the development of clean burning Fuels.

Insbesondere wird die Entwicklung alternativer sauberer Energien mit Hilfe von Wasserstoff als Energiequelle vorgeschlagen. Wasserstoff, eine im Überfluss vorhandene natürliche Ressource, reagiert mit Sauerstoff und erzeugt dabei eine große Menge an Energie und als Abfallprodukt nichts als Wasser, weshalb er das einzige Mittel zur gleichzeitigen Lösung der Erschöpfung der Energieressourcen und der Umweltverschmutzung darstellt.Especially will be the development of alternative clean energies with the help of Hydrogen proposed as an energy source. Hydrogen, one in abundance existing natural Resource, reacts with oxygen and thereby generates a large amount of Energy and as a waste product nothing but water, which is why he the only means of simultaneous solution of fatigue of the Energy resources and pollution.

Um jedoch Wasserstoff als Energiequelle nutzen zu können, müssen die technischen Probleme gelöst werden, die bei der Erzeugung von Wasserstoff sowie der sicheren Speicherung und dem sicheren Transport des erzeugten Wasserstoffs entstehen. Dies gilt insbesondere dann, wenn Wasserstoff als Treibstoff für mobile Vorrichtungen wie einen Wasserstoffmotor oder eine Wasserstoffzelle in einem Fahrzeug oder eine Wasserstoffzelle in kleinen elektronischen Geräten aus dem Bereich der Informationstechnologie genutzt wird, denn da die Menge des in den Vorrichtungen gespeicherten Treibstoffes begrenzt ist, ist eine Technik nötig, die zur Aufrechterhaltung einer hohen Energiedichte Volumen und Gewicht eines Treibstofftanks minimiert.Around However, to use hydrogen as an energy source, the technical problems solved be involved in the production of hydrogen as well as the safe Storage and safe transport of the generated hydrogen arise. This is especially true when hydrogen is used as fuel for mobile Devices such as a hydrogen engine or a hydrogen cell in a vehicle or a hydrogen cell in small electronic devices used in the field of information technology, because there limits the amount of fuel stored in the devices is, a technique is needed to maintain a high energy density volume and weight a fuel tank minimized.

Insbesondere dann, wenn Wasserstoff als Treibstoff von Wasserstoffzellen für Fahrzeuge und informationstechnologische elektronische Geräte benutzt wird, wird die Leistung der Fahrzeuge und der informationstechnologischen elektronischen Geräte von dem Speicherungsverfahren des Treibstoffs und der Kapazität des Treibstofftanks beeinflusst. Verfahren zur Erzeugung und Speicherung von Wasserstoff sind deshalb Spitzentechnologie. Als Wasserstoffspeicherungsverfahren werden das Flüssigwasserstoff-Speicherverfahren, das Wasserstoffgas-Speicherverfahren und das Festwasserstoff-Speicherverfahren eingesetzt und im Folgenden vorgestellt.Especially then, when hydrogen as fuel of hydrogen cells for vehicles and information technology electronic equipment is used, the performance vehicles and information technology electronic Devices of the storage method of the fuel and the capacity of the fuel tank affected. Process for the production and storage of hydrogen are that's why cutting-edge technology. As a hydrogen storage method become the liquid hydrogen storage process, the hydrogen gas storage method and the hydrogen storage method used and presented below.

Der Vorteil des Flüssigwasserstoff-Speicherverfahrens liegt darin, dass Wasserstoff durch die Aufrechterhaltung von Tiefsttemperaturen verflüssigt wird, was die Speicherungsdichte des Wasserstoffs erheblich steigert. Allerdings müssen natürliche Verluste von flüssigem Wasserstoff reduziert werden, und auch der Energieverlust durch die extreme Kühlung muss beachtet werden.Of the Advantage of the liquid hydrogen storage method is that hydrogen by maintaining lows is liquefied, which significantly increases the storage density of hydrogen. However, you have to natural Losses of liquid Hydrogen can be reduced, and also the energy loss through the extreme cooling must be noted.

Beim Wasserstoffgas-Speicherverfahren wird der Wasserstoff einem hohen Druck ausgesetzt, und der so komprimierte Wasserstoff wird gespeichert. Um eine für mobile Vorrichtungen angemessene Energiedichte zu erreichen, muss der auf den Wasserstoff ausgeübte Druck mehrere hundert Atmosphären betragen, was den Energieverbrauch erhöht und ein sicheres Speicherungsverfahren für den Hochdruckwasserstoff erforderlich macht.At the Hydrogen gas storage process, the hydrogen is a high Pressure is released, and the thus-compressed hydrogen is stored. Order one for mobile devices must achieve adequate energy density which exerted on the hydrogen Pressure several hundred atmospheres which increases energy consumption and a safe storage process for the high-pressure hydrogen required.

Der Vorteil des Festwasserstoff-Speicherverfahrens liegt darin, dass es bei Zimmertemperatur einsetzbar ist, mit niedrigem Druck arbeitet und hervorragende Ergebnisse im Hinblick auf Sicherheit und Energieverlust erzielt; es ist jedoch insofern nachteilig, als es aufgrund der hohen Dichte des Wasserstoff-Speichermaterials eine geringe Energiedichte pro Gewichtseinheit aufweist. Die in letzter Zeit in den Blick der Öffentlichkeit gerückten Wasserstoffzellen-Fahrzeuge benutzen anstelle von Benzin oder Leichtgasöl Wasserstoff als Treibstoff.Of the The advantage of the hydrogen storage method is that It can be used at room temperature, works at low pressure and excellent results in terms of safety and energy loss achieved; However, it is disadvantageous in that it is due to the high density of hydrogen storage material low energy density per unit weight. The lately in the view of the public gerückten Hydrogen cell vehicles use hydrogen instead of gasoline or light gas oil as fuel.

Um Wasserstoff als Treibstoff für die Wasserstoffzelle eines Fahrzeugs einzusetzen, muss eine große Menge an Wasserstoff in einem Speicherbehälter gespeichert werden. Wird bei der genannten Wasserstoffzelle eines Fahrzeugs das konventionelle Festwasserstoff-Speicherverfahren eingesetzt, dann erreicht das Fahrzeug nur die Hälfte der Reichweite eines Fahrzeugs mit Benzinantrieb, was eine Schwierigkeit in der kommerziellen Nutzung des Festwasserstoff-Speicherverfahrens darstellt. Gemäß einem Festwasserstoff-Speicherverfahren zur Lösung des genannten Problems kommt ein Katalysator mit einer Treibstofflösung in Kontakt, welche durch die Auflösung des Wasserstoff-Speichermaterials entsteht, und erzeugt so Wasserstoff. Da es möglich ist, Wasserstoff in flüssigem Zustand ungefähr bei Luftdruck zu speichern, weist dieses Verfahren eine hohe Stabilität und ein hohes Wasserstoff-Speichervermögen auf und kann also auf mobile Vorrichtungen angewandt werden.In order to use hydrogen as fuel for the hydrogen cell of a vehicle, a large amount of hydrogen must be stored in a storage tank be stored. When the conventional hydrogen storage method is used in the aforementioned hydrogen cell of a vehicle, the vehicle achieves only half the range of a gasoline powered vehicle, posing a difficulty in the commercial use of the hydrogen storage method. According to a hydrogen storage method for solving the above problem, a catalyst comes into contact with a fuel solution resulting from the dissolution of the hydrogen storage material, thus generating hydrogen. Since it is possible to store hydrogen in a liquid state at approximately atmospheric pressure, this process has high stability and high hydrogen storage capacity, and thus can be applied to mobile devices.

Bei dem genannten Verfahren wird Wasserstoff über eine Reaktion zwischen der Treibstofflösung und dem Katalysator erzeugt. Um also die Erzeugung von Wasserstoff zu starten oder anzuhalten, benötigt das Verfahren einen Prozess, der den Katalysator mit der Treibstofflösung in Kontakt bringt und wieder von ihr separiert, indem entweder die Treibstofflösung dem Katalysator zugeführt wird oder die Zuführung der Treibstofflösung durch eine Pumpe unterbunden wird, oder indem der Katalysator an die Treibstofflösung bewegt wird oder von dieser über einen Motor entfernt wird.at The said method is hydrogen over a reaction between the fuel solution and the catalyst. So in order to generate hydrogen to start or stop needed the process involves a process involving the catalyst with the fuel solution in Contact brings and separates from it again by either the fuel solution fed to the catalyst will or the feeder the fuel solution is prevented by a pump, or by the catalyst the fuel solution is moved or over from this a motor is removed.

Insbesondere dann, wenn das genannte Verfahren bei mobilen Vorrichtungen mit einer Wasserstoffzelle angewandt wird und die erzeugte Wasserstoffmenge den Bedarf der mobilen Vorrichtung übersteigt, sammelt sich Wasserstoff in der Wasserstoffzelle und erhöht den Systemdruck. Um in einem solchen Fall den Systemdruck stabil unter einem bestimmten Wert zu halten, werden zusätzliche Vorrichtungen zum Ablassen des angesammelten Wasserstoffes, zur Druckmessung und Messung der bereitgestellten Wasserstoffmenge über einen Sensor und zur Steuerung des reagierenden Anteils des Katalysators über eine Trennung des Katalysators von der Treibstofflösung mit Hilfe von außen zugeführter mechanischer Energie und/oder zur variablen Steuerung der bereitgestellten Menge der das Wasserstoff-Speichermaterial enthaltenden Treibstofflösung im System installiert, was die Systemstruktur verkompliziert und die Größenausdehnung des Systems steigert. Die Einsatzmöglichkeiten dieses Systems sind also beschränkt.Especially when said method is used in mobile devices a hydrogen cell is applied and the amount of hydrogen produced exceeds the needs of the mobile device, hydrogen collects in the hydrogen cell and increased the system pressure. To stabilize the system pressure in such a case to keep below a certain value will be additional Devices for discharging the accumulated hydrogen, to Pressure measurement and measurement of the amount of hydrogen provided via a Sensor and for controlling the reactive portion of the catalyst via a Separation of the catalyst from the fuel solution by means of externally supplied mechanical Energy and / or variable control of the provided amount the hydrogen storage material containing fuel solution in System installed, which complicates the system structure and the size expansion of the system increases. The uses of this system are so limited.

Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und da eine Ausführung zur Erhöhung des Kontaktbereichs zwischen einer Treibstofflösung und einem Katalysator, der an einem Element zur Katalysatorbefestigung angebracht ist, nicht ausreichend ist, sind verschiedene Ausführungen notwendig. Außerdem sind eine technische Lösung und ein Verfahren notwendig, die verhindern, dass im Wasserstoffgas enthaltene Flüssigkeit in einen Schaumzustand eintritt und die feinen Luftlöcher einer Gas-Flüssigkeitstrennschicht verstopft, wenn das im Treibstofftank erzeugte, feine Flüssigkeitspartikel enthaltende Wasserstoffgas auf die Gas-Flüssigkeitstrennschicht trifft. Außerdem ist eine technische Lösung notwendig, die verhindert, dass die im Wasserstoffgas enthaltene Flüssigkeit die feinen Luftlöcher der Gas-Flüssigkeitstrennschicht verstopft, falls das aus der Treibstofflösung austretende, feine Flüssigkeitspartikel enthaltende Wasserstoffgas auf die Gas-Flüssigkeitstrennschicht trifft, und die Leistung der Vorrichtung steigert.Around to solve the problems described above, and as an embodiment of the increase the contact area between a fuel solution and a catalyst, which is attached to a catalyst fixing element, is not sufficient, different versions are necessary. Besides, they are a technical solution and a method necessary to prevent that contained in the hydrogen gas liquid enters a foam state and the fine air holes of a Gas-liquid interface clogged when the fine fluid particles generated in the fuel tank containing hydrogen gas on the gas-liquid separation layer meets. Furthermore is a technical solution necessary, which prevents the liquid contained in the hydrogen gas the fine air holes the gas-liquid separation layer clogged, if the emerging from the fuel solution, fine liquid particles containing hydrogen gas strikes the gas-liquid separation layer, and increases the performance of the device.

(Offenlegung der Erfindung)(Disclosure of Invention)

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme getätigt, und es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen selbstregulierenden Wasserstoffgenerator zu offenbaren, der in einer Initialphase ohne externe Energiequelle aktiv selbstgesteuert arbeitet und als Energiequelle dienendes Wasserstoffgas erzeugt und zur Verfügung stellt und eine Nutzung von Wasserstoffgas als saubere alternative Energiequelle ermöglicht, so dass eine Verschmutzung der Umwelt verhindert und die Nutzbarkeit von Wasserstoffgas erhöht wird.The The present invention has been made in view of the above Problems were made, and it is the object of the present invention to provide a self-regulating Hydrogen generator to reveal, in an initial phase without external energy source is actively self-controlled and works as an energy source generates and provides serving hydrogen gas and use of hydrogen gas as a clean alternative energy source allows, so that prevents pollution of the environment and usability increased by hydrogen gas becomes.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen selbstregulierenden Wasserstoffgenerator zu offenbaren, der einen einfachen Aufbau und ein minimales Volumen aufweist, so dass Wasserstoffgas kommerziell als Treibstoff für Geräte, Systeme und mobile Vorrichtungen eingesetzt werden kann.It is another object of the present invention, a self-regulating Hydrogen generator to reveal a simple structure and a having minimal volume, so that hydrogen gas is commercially available as Fuel for Equipment, Systems and mobile devices can be used.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen selbstregulierenden Wasserstoffgenerator zu offenbaren, bei dem ein Element zur Katalysatorbefestigung mit einem daran angeordneten Katalysator, das zur Erzeugung von Wasserstoffgas in Kontakt zu einer Treibstofflösung, verschiedene Formen zur Erzeugung großer Mengen von Wasserstoffgas aufweist, und bei dem ein fest angeordneter Treibstofftank sowie mobile und tragbare Vorrichtungen einen Aufbau aufweisen, bei dem das im Treibstofftank erzeugte Wasserstoffgas effizient abgelassen wird und eine Gas-Flüssigkeitstrennschicht durchläuft, wodurch eine Leistungssteigerung erzielt wird.It is another object of the present invention, a self-regulating To disclose a hydrogen generator in which a catalyst-fixing element with a catalyst disposed thereon for the production of Hydrogen gas in contact with a fuel solution, various forms for Generation big Has amounts of hydrogen gas, and in which a fixed fuel tank and mobile and portable devices have a structure, wherein the hydrogen gas generated in the fuel tank is efficient is discharged and passes through a gas-liquid separation layer, whereby an increase in performance is achieved.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die genannten Ziele sowie weitere Ziele erreicht werden durch einen selbstregulierenden Wasserstoffgenerator für eine Wasserstoff-Brennzelle, bestehend aus
einem einen Innenraum mit einem bestimmten Volumen aufweisenden Treibstofftank, der mit einem mit dem Innenraum in Verbindung stehenden Wasserstoffauslass versehen ist,
einer Wasserstoff-Speichermaterial enthaltenden, im Treibstofftank untergebrachten Treibstofflösung, einem zur Erzeugung von Wasserstoffgas mit der Treibstofflösung in Kontakt tretenden Katalysator, wobei der Katalysator einen Katalysereaktor ausfüllt, der für den Fall, dass der Druck im Treibstofftank aufgrund der Erzeugung von Wasserstoffgas durch den Kontakt zwischen Katalysator und Treibstofflösung ansteigt, mit einem geschlossenen Teil für die Unterbrechung des Kontakts zwischen dem Katalysator und der Treibstofflösung zur Unterbrechung der Wasserstoffgaserzeugung versehen ist, und der für den Fall, dass der Druck im Treibstofftank aufgrund des Verbrauchs von Wasserstoffgas durch die Wasserstoff-Brennzelle abfällt, mit einem offenen Teil für die Kontaktherstellung zur Treibstofflösung zum Zweck der Wasserstoffgaserzeugung versehen ist, so dass die Erzeugung und die Erzeugungsunterbrechung des Gases basierend auf dem Ansteigen und Abfallen des Treibstofftankdruckes aktiv reguliert wird.
According to the present invention, said objects and other objects can be attained by a self-regulating hydrogen generator for a hydrogen fuel cell consisting of
a fuel tank having an interior of a certain volume, which communicates with a water communicating with the interior fabric outlet is provided,
a hydrogen storage material-containing fuel solution accommodated in the fuel tank, a catalyst contacting the fuel solution for generating hydrogen gas, the catalyst filling a catalytic reactor which is the case that the pressure in the fuel tank due to the generation of hydrogen gas by the contact between Catalyst and fuel solution increases, is provided with a closed part for the interruption of the contact between the catalyst and the fuel solution for interrupting the hydrogen gas generation, and in the event that the pressure in the fuel tank due to the consumption of hydrogen gas through the hydrogen fuel cell drops, is provided with an open part for making contact with the fuel solution for the purpose of hydrogen gas generation, so that the generation and the generation stop of the gas based on the rise and fall of the fuel tank pressure are active is regulated.

Vorzugsweise kann der Katalysereaktor ein elastisches Mittel zur Steuerung der Wasserstoffgaserzeugung aufweisen, welches eine bestimmten Kompressions- und Dekompressionskraft zur Bewegung des Katalysators in Richtung des geschlossenen oder des offenen Teils in Abhängigkeit vom durch die Wasserstoffgaserzeugung verursachten Anstieg oder Abfall des Treibstofftankdrucks aufweist, und der Katalysator kann mit einem Element zur Katalysatorbefestigung kombiniert werden, welches innerhalb des Katalysereaktors beweglich angeordnet ist.Preferably For example, the catalytic reactor can be an elastic means of controlling the Hydrogen gas generation, which has a certain compression and decompression force to move the catalyst in the direction of the closed or open part as a function of hydrogen gas production has caused increase or decrease in fuel tank pressure, and the catalyst may be provided with a catalyst attachment element which is movable within the catalytic reactor is arranged.

Außerdem kann der Treibstofftank vorzugsweise ein Gas-Flüssigkeitstrennmittel zur Trennung des erzeugten Wasserstoffgases von der Treibstofflösung in einem flüssigen Zustand und zum Ablassen des abgetrennten Wasserstoffgases nach außen enthalten.In addition, can the fuel tank is preferably a gas-liquid separator for separating the generated hydrogen gas from the fuel solution in a liquid Condition and for discharging the separated hydrogen gas after Outside contain.

Es ist darüber hinaus vorzuziehen, dass das Gas-Flüssigkeitstrennmittel eine Gas-Flüssigkeitstrennschicht von variabler Form ist, die fest im Treibstofftank angeordnet ist, so dass ein bestimmter Raum zwischen der inneren Öffnung und dem Ablass der Treibstofflösung zum leichten Ablassen des Wasserstoffgases durch die Ablassöffnung definiert wird.It is about it It is preferable that the gas-liquid separating agent a gas-liquid separation layer of variable shape, which is fixedly arranged in the fuel tank, leaving a certain space between the inner opening and the drain of the fuel solution for the easy discharge of the hydrogen gas defined by the discharge opening becomes.

Vorzugsweise kann das Gas-Flüssigkeitstrennmittel ein Sammelelement enthalten, das auf der Treibstofflösung treibt, welche den Treibstofftank bis zu einem bestimmten Niveau füllt, und eine Sammelöffnung, die aus dem Sammelelement herausragt und die der oberen Fläche der Treibstofflösung zugewandt ist, um durch dieselbe im Treibstofftank erzeugten Wasserstoff dem Sammelelement zuzuführen, sowie gegenüber der Sammelöffnung einen mit der anderen Seite des Sammelelements verbundenen Ablassschlauch, sowie einen Ablass zum Ablassen des durch das Sammelelement gesammelten Wasserstoffgases.Preferably may be the gas-liquid separator contain a collecting element that floats on the fuel solution, which fills the fuel tank up to a certain level, and a collection port, which protrudes from the collecting element and the upper surface of the fuel solution is facing to hydrogen generated by the same in the fuel tank to feed the collecting element, as well as opposite the collection opening a discharge hose connected to the other side of the collecting element, and a drain for discharging the hydrogen gas collected by the collecting element.

Es ist darüber hinaus vorzuziehen, dass der Treibstofftank ein Wasserstoffgas zurückhaltendes Mittel zur Umwandlung des sich in einem feinen Schaumzustand befindenden, durch den Kontakt zwischen Treibstofflösung und Katalysator erzeugten Wasserstoffgases in große Wasserstoffgasblasen enthält, wobei den so erzeugten großen Wasserstoffgasblasen erlaubt wird, durch die Gas-Flüssigkeitstrennschicht hindurch zu treten. Außerdem kann vorzugsweise wenigstens ein Kollisionselement, welches verhindert, dass sich in einem feinen Schaumzustand befindendes, im Treibstofftank erzeugtes, Feuchtigkeit enthaltendes Wasserstoffgas in direkten Kontakt mit der Gas-Flüssigkeitstrennschicht tritt, zwischen der Treibstofflösung und der Gas-Flüssigkeitstrennschicht angeordnet sein.It is about it In addition, it is preferable that the fuel tank is a hydrogen gas retaining agent for converting the state in a fine foam state, hydrogen gas generated by the contact between the fuel solution and the catalyst in size Contains hydrogen gas bubbles, the so produced large Hydrogen gas bubbles is allowed through the gas-liquid separation layer to step through. Furthermore can preferably at least one collision element, which prevents that is in a fine foam state located in the fuel tank generated, moisture-containing hydrogen gas in direct contact with the gas-liquid separation layer occurs between the fuel solution and the gas-liquid separation layer be arranged.

(Kurze Erläuterung der Zeichnungen)(Short explanation the drawings)

Die genannten Ziele, Merkmale und sonstigen Vorteile der vorliegenden Erfindung sind besser verständlich anhand der folgenden genauen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen.The objectives, characteristics and other benefits of the present Invention are better understood using the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings.

Dabei zeigt 1 eine Explosionsteilansicht eines Wasserstoffgenerators gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.It shows 1 an exploded partial view of a hydrogen generator according to the first embodiment of the present invention.

2 und 3 sind Explosionsteilansichten, die den Betrieb eines gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf einen Wasserstoffgenerator angewandten Katalysereaktors zeigen. 2 and 3 10 are partial exploded views showing the operation of a catalytic reactor applied to a hydrogen generator according to the first embodiment.

4 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Katalysereaktors der 2 und 3. 4 FIG. 11 is an exploded perspective view of the catalytic reactor of FIG 2 and 3 ,

5 und 6 sind perspektivische Explosionsansichten eines weiteren Katalysereaktors mit einer anderen Form als der in 2 und 3 dargestellten. 5 and 6 FIG. 16 is an exploded perspective view of another catalytic reactor having a different shape from that in FIG 2 and 3 shown.

7 bis 13 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele eines Elements zur Katalysatorbefestigung, an welchem ein Katalysator angeordnet ist. 7 to 13 show various embodiments of a catalyst-fixing element, on which a catalyst is arranged.

14 bis 18 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele eines für einen Treibstofftank vorgesehenen Gas-Flüssigkeitstrennmittels. 14 to 18 show various embodiments of a provided for a fuel tank gas-liquid separator.

19 und 20 zeigen ein Wasserstoffgasrückhaltemittel, welches auf der Außenfläche des mit Treibstofflösung gefüllten Katalysereaktors angeordnet ist. 19 and 20 show a hydrogen gas retaining agent disposed on the outer surface of the fuel solution filled catalytic reactor.

21 und 22 zeigen ein Kollisionselement, welches zwischen der Treibstofflösung des Treibstofftanks und einer Gas-Flüssigkeitstrennschicht angeordnet ist. 21 and 22 show a collision Lement, which is disposed between the fuel solution of the fuel tank and a gas-liquid separation layer.

23 bis 28 sind jeweils schematische Ansichten eines Wasserstoffgenerators gemäß dem zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 23 to 28 11 are schematic views of a hydrogen generator according to the second, third and fourth embodiments of the present invention, respectively.

29 ist eine schematische Ansicht eines Wasserstoffgenerators gemäß der vorliegenden Erfindung, der als Antriebssystem eines Mobiltelefons eingesetzt wird. 29 Fig. 10 is a schematic view of a hydrogen generator according to the present invention which is used as a drive system of a cellular phone.

(Bevorzugte Ausführungen der Erfindung)(Preferred versions the invention)

Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Im Folgenden entfällt die Beschreibung der für einen Wasserstoffgenerator üblichen Zusatzvorrichtungen.in the Following are the preferred embodiments of the present invention described with reference to the accompanying drawings. in the The following is deleted the description of one for one Hydrogen generator usual Additional devices.

Ein erfindungsgemäßer Wasserstoffgenerator H ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung von Wasserstoffgas und die Erzeugungsunterbrechung des Wasserstoffgases wiederholt und ohne die Nutzung von außen zugeführter Energie durchgeführt werden.One Inventive hydrogen generator H is characterized in that the generation of hydrogen gas and the generation stop of the hydrogen gas is repeated and without the use of the outside supplied Energy performed become.

Genauer gesagt besteht ein erfindungsgemäßer Wasserstoffgenerator H aus einem Treibstofftank 10 einer bestimmten, zur Bildung eines luftdicht abgeschlossenen Raumes notwendigen Größe, aus einer in Treibstofftank 10 enthaltenen Wasserstoffspeichermaterial-Treibstofflösung 17, und aus einem Katalysator 21, der zur Erzeugung von Wasserstoffgas in Kontakt zu Wasserstoffspeichermaterial-Treibstofflösung 17 tritt. Der Katalysator 21 füllt einen Katalysereaktor 20 von bestimmter Form aus. 1 ist eine perspektivische Ansicht des Wasserstoffgenerators, bei welcher der Treibstofftank 10 teilweise in Explosionsansicht gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt wird.More specifically, a hydrogen generator H according to the invention consists of a fuel tank 10 a certain, necessary for the formation of a hermetically sealed space size, from a fuel tank 10 contained hydrogen storage material fuel solution 17 , and from a catalyst 21 which is in contact with hydrogen storage material fuel solution to produce hydrogen gas 17 occurs. The catalyst 21 fills a catalytic reactor 20 of a certain form. 1 is a perspective view of the hydrogen generator, in which the fuel tank 10 is partially shown in exploded view according to the first embodiment of the present invention.

Wie in 1 dargestellt, weist der Treibstofftank 10 eine bestimmte, zur Aufnahme einer bestimmten Menge von Treibstofflösung nötige Größe auf, und Größe und Form von Treibstofftank 10 variieren je nach Zweck und Art von Treibstofftank 10. Ein Auslass 12 zum Ablassen von in Treibstofftank 10 erzeugtem Wasserstoff ist auf einer Seitenoberfläche von Treibstofftank 10 ausgebildet, und ein Ventil, wie z. B. ein Steckanschluss 15, ist an Auslass 12 vorgesehen und ist mit einer Wasserstoffzelle kombiniert.As in 1 shown, the fuel tank points 10 a certain size necessary to hold a certain amount of fuel solution, and the size and shape of the fuel tank 10 vary depending on the purpose and type of fuel tank 10 , An outlet 12 for draining into fuel tank 10 generated hydrogen is on a side surface of fuel tank 10 trained, and a valve, such. B. a plug connection 15 , is at the outlet 12 provided and is combined with a hydrogen cell.

Der Treibstofftank 10 wird bei seiner Herstellung mit einer bestimmten Menge der Wasserstoffspeichermaterial-Treibstofflösung 17 gefüllt und wird dann luftdicht abgeschlossen, so dass der Treibstofftank nicht neu aufgefüllt oder entleert werden kann. Alternative kann eine Öffnung 14 an einer Seite von Treibstofftank 10 ausgebildet werden, so dass die Wasserstoffspeichermaterial-Treibstofflösung 17 nach der Benutzung durch Öffnung 14 abgelassen und eine neue Treibstofflösung 17 durch Öffnung 14 in Treibstofftank 10 gefüllt werden kann, wobei eine Abzugsöffnung 13 als Sicherheitsmaßnahme an einer Seite von Treibstofftank 10 ausgebildet wird, so dass der Wasserstoff aus dem Inneren des Treibstofftanks 10 nach außen abgelassen wird.The fuel tank 10 when manufactured with a certain amount of hydrogen storage material fuel solution 17 filled and then hermetically sealed, so that the fuel tank can not be refilled or emptied. Alternative may be an opening 14 on one side of fuel tank 10 be formed, so that the hydrogen storage material fuel solution 17 after use through opening 14 drained and a new fuel solution 17 through opening 14 in fuel tank 10 can be filled, with a vent 13 as a safety measure on one side of fuel tank 10 is formed, so that the hydrogen from the interior of the fuel tank 10 is drained to the outside.

Die im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewandte Wasserstoffspeichermaterial-Treibstofflösung 17 enthält zu 20% NaBH4, zu 8% KOH und zu 72% H2O. Der Katalysator 21 ist aus einem Material hergestellt, das bei Kontakt mit der Treibstofflösung 17 auf effiziente Weise Wasserstoff erzeugt. Im Fall der vorliegenden Erfindung ist der Katalysator 21 aus Raney-Nickel hergestellt.The hydrogen storage material fuel solution used in the embodiment of the present invention 17 contains 20% NaBH4, 8% KOH and 72% H2O. The catalyst 21 is made of a material that in contact with the fuel solution 17 generates hydrogen in an efficient way. In the case of the present invention, the catalyst is 21 made of Raney nickel.

2 und 3 sind perspektivische Teilexplosionsansichten und zeigen den Betrieb des Katalysereaktors 20 unter Anwendung auf den Wasserstoffgenerator H gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4 ist eine perspektivische Teilexplosionsansicht des Katalysereaktors 20 von 2 und 3. 2 and 3 are perspective exploded parts views showing the operation of the catalytic reactor 20 with application to the hydrogen generator H according to the first embodiment of the present invention. 4 FIG. 13 is a partial exploded perspective view of the catalytic reactor. FIG 20 from 2 and 3 ,

Der Katalysereaktor 20 des erfindungsgemäßen Wasserstoffgenerators H ist so aufgebaut, dass der Kontakt oder die Isolation zwischen Katalysator 21 und Treibstofflösung 17 des Treibstofftanks 10 automatisch über den Druck des in Treibstofftank 10 erzeugten Wasserstoffs gesteuert wird. In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Katalysereaktor 20 im Inneren von Treibstofftank 10 so angeordnet, dass der Wasserstoff aufgrund des Kontakts zwischen Treibstofflösung 17 und Katalysator 21 unter der Bedingung erzeugt wird, dass der Katalysereaktor 20 in die Treibstofflösung 17 getaucht wird.The catalytic reactor 20 of the hydrogen generator H according to the invention is constructed so that the contact or the insulation between catalyst 21 and fuel solution 17 of the fuel tank 10 automatically over the pressure of the fuel tank 10 generated hydrogen is controlled. In this embodiment of the present invention, the catalytic reactor is 20 inside of fuel tank 10 arranged so that the hydrogen due to the contact between fuel solution 17 and catalyst 21 is generated under the condition that the catalytic reactor 20 in the fuel solution 17 is dipped.

Bei anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist der Katalysereaktor 20 an der Außenseite von Treibstofftank 10 angeordnet, was später kurz beschrieben werden soll.In other embodiments of the present invention, the catalytic reactor is 20 on the outside of fuel tank 10 arranged, which will be briefly described later.

Das heißt, es ist, wie in 2, 3 und 4 gezeigt, vorzuziehen, dass der Katalysereaktor 20 eine Röhre ist, bestehend aus einem Röhrenkörper 29 mit einem an seinem einen Ende angeordneten offenen Teil 28 in Außenkommunikation und mit einem an seinem anderen Ende angeordneten geschlossenen Teil 27.That is, it is, as in 2 . 3 and 4 shown to be preferable to the catalytic reactor 20 a tube is composed of a tubular body 29 with an open part at its one end 28 in external communication and with a closed part at its other end 27 ,

Der offene Teil 28 wird erzielt, indem das eine Ende von Röhrenkörper 29 geöffnet wird oder ein Einschnittteil an der Seitenfläche des einen Endes von Röhrenkörper 29 ausgebildet wird, und der offene Teil 28 ist so aufgebaut, dass der durch den offenen Teil 28 Katalysator 21 nach außen hin offen gelegt ist und in Kontakt zur Treibstofflösung 17 tritt.The open part 28 is achieved by the one end of tubular body 29 is opened or a cut-in part on the side surface of the one end of tubular body 29 is trained, and the open part 28 is constructed so that the through the open part 28 catalyst 21 is exposed to the outside and in contact with the fuel solution 17 occurs.

Außerdem ist ein eine hohe Rückstellkraft aufweisendes elastisches Mittel 24 an dem am Ende von Röhrenkörper 29 ausgebildeten geschlossenen Teil 27 angeordnet, und der Katalysator 21 ist an einem Katalysatorbefestigungselement 22 befestigt, welches sich im geschlossenen Teil 27 hin und her bewegt. Falls der Druck in Treibstofftank 10 ansteigt, bewegt sich das in Richtung des geschlossenen Teils 27, um zu verhindern, dass der Katalysator 21 in Kontakt mit Treibstofflösung 17 tritt, und falls der Druck in Treibstofftank 10 abfällt, kehrt das in Richtung des geschlossenen Teils 27 bewegte Katalysatorbefestigungselement 22 mit Hilfe des elastischen Mittels 24 an seine Ausgangsposition in Richtung des offenen Teils 28 zurück, damit der Katalysator 21 durch den offenen Teil 28 mit der Treibstofflösung 17 in Kontakt tritt, um Wasserstoff zu erzeugen.In addition, a high restoring force having elastic means 24 at the end of tubular body 29 trained closed part 27 arranged, and the catalyst 21 is on a catalyst fastener 22 attached, which is in the closed part 27 moved back and forth. If the pressure in fuel tank 10 rises, this moves towards the closed part 27 to prevent the catalyst 21 in contact with fuel solution 17 occurs, and if the pressure in fuel tank 10 falls off, this turns towards the closed part 27 moving catalyst fastener 22 with the help of elastic means 24 to its starting position in the direction of the open part 28 back, hence the catalyst 21 through the open part 28 with the fuel solution 17 comes into contact to produce hydrogen.

Beim Katalysator 21 handelt es sich entweder um einen Pulverkatalysator oder um einen Feststoffkatalysator. Falls es sich um einen Pulverkatalysator handelt, wird der Pulverkatalysator 21 in ein aus unterschiedlichen Materialien bestehendes Netz eingeführt, welches kein Pulver, wohl aber die Treibstofflösung 17 und das Wasserstoffgas durchlässt, oder er ist mittels eines Klebemittels an dem Netz oder an einem Substrat fixiert und wird dann am Katalysatorbefestigungselement 22 befestigt. In diesem Fall kann der Pulverkatalysator 21 alternativ auch zu einer bestimmten Form verarbeitet werden, die für den Aufbau von Katalysatorbefestigungselement 22 geeignet ist, wird sodann gesintert und am Katalysatorbefestigungselement 22 befestigt.With the catalyst 21 it is either a powder catalyst or a solid catalyst. If it is a powder catalyst, the powder catalyst becomes 21 introduced in a network consisting of different materials, which is not powder, but the fuel solution 17 and transmits the hydrogen gas, or it is fixed to the net or a substrate by means of an adhesive, and then becomes attached to the catalyst fixing member 22 attached. In this case, the powder catalyst 21 Alternatively, be processed into a specific shape, which is used for the construction of catalyst attachment element 22 is then sintered and the catalyst fastener 22 attached.

Genauer gesagt verfügt das im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Katalysator 21 verwendete Raney-Nickel über eine große Oberflächenausdehnung und wird in destilliertem Wasser gelagert, und der Katalysator 21 ist dadurch gekennzeichnet, dass Raney-Nickel sich bei Luftkontakt spontan entzündet. Um also Raney-Nickel als Katalysator 21 einzusetzen, wird normalerweise nur die Oberfläche des Raney-Nickels oxidiert, so dass das Raney-Nickel auf stabile Weise in der Atmosphäre benutzt werden kann. Dieses Verfahren reduziert die Wasserstofferzeugungskapazität von Katalysator 21. Aus diesem Grund wird der Katalysator 21 der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nach zwei Verfahren hergestellt, bei denen die Oberfläche des Raney-Nickels nicht oxidiert wird. Beim ersten Verfahren wird Raney-Nickel an einem Magnet angeordnet und dann benutzt. Das heißt, der Magnet ist am Katalysatorbefestigungselement 22 befestigt (siehe 12), und das Raney-Nickel wird sodann am Katalysatorbefestigungselement 22 fixiert.More specifically, in the embodiment of the present invention, it has a catalyst 21 used Raney nickel over a large surface area and is stored in distilled water, and the catalyst 21 is characterized in that Raney nickel ignites spontaneously in contact with air. So to Raney nickel as a catalyst 21 normally, only the surface of the Raney nickel is oxidized so that the Raney nickel can be stably used in the atmosphere. This process reduces the hydrogen generation capacity of catalyst 21 , Because of this, the catalyst becomes 21 Embodiments of the present invention prepared by two methods in which the surface of the Raney nickel is not oxidized. In the first method, Raney nickel is placed on a magnet and then used. That is, the magnet is on the catalyst fixing element 22 attached (see 12 ), and the Raney nickel then becomes attached to the catalyst attachment 22 fixed.

Beim zweiten Verfahren wird das Raney-Nickel an einem Netz oder einem aus verschiedenen Materialien bestehenden Substrat in einer wässrigen Lösung wie destilliertem Wasser fixiert.At the second method is the Raney nickel on a network or a substrate made of different materials in an aqueous solution such as fixed in distilled water.

Da Raney-Nickel in destilliertem Wasser gelagert wird, ist es, wenn das in destilliertem Wasser gelagerte Raney-Nickel in den Katalysator 21 eingebracht wird, möglich, die Reduzierung der Wasserstofferzeugungskapazität von Katalysator 21 aufgrund von Oberflächenoxidiation zu verhindern. Im Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der Katalysator 21 hergestellt, indem Raney-Nickel unter Verwendung von Urethanschaum an einem Nickelnetz fixiert wird.Because Raney nickel is stored in distilled water, it is when the Raney nickel stored in distilled water enters the catalyst 21 it is possible to reduce the hydrogen generation capacity of catalyst 21 due to surface oxidation. In the embodiment of the present invention, the catalyst 21 prepared by fixing Raney nickel to a nickel mesh using urethane foam.

Je höher die Temperatur ist, desto größer ist die Wasserstofferzeugungskapazität von Katalysator 21 einschließlich Raney-Nickel. Wenn ein Arbeiter eine große Menge von Wasserstoff mit Hilfe einer kleinen Menge von Katalysator 21 erzeugen will, ist für Treibstofftank 10, Katalysereaktor 20 oder Katalysatorbefestigungselement 22 wenigstens ein Heizmedium wie z. B. ein Heizdraht zur Selbsterwärmung des Katalysators 21 oder des Treibstoffes oder zur Erwärmung über eine externe Stromquelle vorgesehen. Dieses ein Heizmedium verwendende Verfahren erhöht die Löslichkeit des Wasserstoffspeichermaterials und seines Nebenprodukts, wodurch das Wasserstoffspeichermaterial und sein Nebenprodukt eine größere Menge Wasserstoff speichern können.The higher the temperature, the greater the catalyst's hydrogen production capacity 21 including Raney Nickel. If a worker uses a large amount of hydrogen with the help of a small amount of catalyst 21 want to generate is for fuel tank 10 , Catalytic reactor 20 or catalyst fastener 22 at least one heating medium such. B. a heating wire for self-heating of the catalyst 21 or the fuel or for heating via an external power source provided. This method using a heating medium increases the solubility of the hydrogen storage material and its by-product, allowing the hydrogen storage material and its by-product to store a greater amount of hydrogen.

Das Katalysatorbefestigungselement 22 ist so ausgebildet, dass Katalysator 21 leicht daran befestigt werden kann und dass ein Eindringen der Treibstofflösung 17 leicht verhindert werden kann, wenn der Katalysator 21 in den Röhrenkörper 29 dringt und diesen wieder verlässt. Das Katalysatorbefestigungselement 22 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält zwei Flügel 23 und 23' und einen Katalysatorbefestigungsteil 23c in variabler Form zur Aufnahme von Katalysator 21 zwischen den Flügeln 23 und 23'.The catalyst fastener 22 is designed to be catalyst 21 can easily be attached to it and that a penetration of the fuel solution 17 Can be easily prevented when the catalyst 21 in the tube body 29 penetrates and leaves this again. The catalyst fastener 22 according to the embodiment of the present invention includes two wings 23 and 23 ' and a catalyst fixing part 23c in variable form for receiving catalyst 21 between the wings 23 and 23 ' ,

Um zu verhindern, dass die sich in einem flüssigen Zustand befindende Treibstofflösung in den geschlossenen Teil am Außenumfang von Katalysatorbefestigungselement 22 entlang eindringt, wenn sich das Katalysatorbefestigungselement 22 in Richtung des Inneren von und hinaus aus dem geöffneten Teil 27 des Röhrenkörpers 29 bewegt, sind die beiden Treibstofflösungsabfangelemente 23a und 23b jeweils in gleicher Weise zwischen den beiden Enden des Katalysatorbefestigungselements 22 und dem Innenumfang von Röhrenkörper 29 oder zwischen dem Katalysatorbefestigungselement 22 und dem elastischen Mittel 24 ausgebildet. Eine Installationsvertiefung 25a ist am Außenumfang des Röhrenkörpers 29 ausgebildet, und ein zusätzliches ringförmiges Abfangelement 25 ist in Installationsvertiefung 25a eingeführt, um zu verhindern, dass die Treibstofflösung am Außenumfang von Katalysatorbefestigungselement 22 entlang in den Röhrenkörper 29 gelangt, wenn das mit Katalysator 21 vorgesehene und daran befestigte Katalysatorbefestigungselement 22 sich bewegt. Die oben beschriebenen Komponenten des Katalysereaktors sind in 4 dargestellt.In order to prevent the fluid solution in the liquid state in the closed part at the outer periphery of the catalyst fixing element 22 penetrates along when the catalyst fastener 22 towards the interior of and out of the open part 27 of the tube body 29 moved, are the two fuel solution capture elements 23a and 23b in the same way between the two ends of the catalyst attachment element 22 and the inner circumference of tubular body 29 or between the catalyst fastener 22 and the elastic means 24 educated. An installation well 25a is on the outer circumference of the tube body 29 formed, and an additional annular interception element 25 is in installation recess 25a introduced to prevent the fuel solution on the outer periphery of catalyst fastener 22 along the tube body 29 when it comes with catalyst 21 provided and attached catalyst fastener 22 moves. The components of the catalytic reactor described above are in 4 shown.

Die 5 und 6 sind perspektivische Teilexplosionsansichten eines weiteren Katalysereaktors 20 mit einer vom beschriebenen Katalysereaktor 20 abweichenden Form. Hier ist der geöffnete Teil 28 an einem Ende von Röhrenkörper 29 ausgebildet, und der Katalysator 21 ist so am Katalysatorbefestigungsteil 23c befestigt, dass der Katalysator 21 den gesamten Außenumfang von Katalysatorbefestigungsteil 23c umgibt, um den Kontaktbereich zwischen Katalysator 21 und der Treibstofflösung zu vergrößern und so die Menge an erzeugtem Wasserstoff zu erhöhen. Die anderen Komponenten des Katalysereaktors 20 entsprechen denen des zuvor beschriebenen Katalysereaktors.The 5 and 6 are perspective exploded parts views of another catalytic reactor 20 with one of the described catalytic reactor 20 deviant form. Here is the open part 28 at one end of tubular body 29 trained, and the catalyst 21 is so on the catalyst attachment part 23c attached that the catalyst 21 the entire outer periphery of catalyst fixing part 23c surrounds the contact area between catalyst 21 and increase the fuel solution and thus increase the amount of hydrogen produced. The other components of the catalytic reactor 20 correspond to those of the previously described catalytic reactor.

Vorzugsweise besteht das bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwandte elastische Mittel 24 aus Druckgas und einem Elastomer zur Rückstellung des Katalysatorbefestigungselements 22 in seine Ausgangsposition, wenn das Katalysatorbefestigungselement 22 mit Kraft in das Innere des geschlossenen Teils 27 eingeführt wird und der den Wasserstofftank 10 füllende Wasserstoff durch Auslass 12 mit Hilfe einer Wasserstoffzelle abgelassen wird, so dass der Druck in Treibstofftank 10 sinkt, falls der nach außen offene Zustand des am Katalysatorbefestigungselement 22 befestigten Katalysators 21 bei Luftdruck aufrechterhalten wird und der Druck in Treibstofftank 10 den Luftdruck übersteigt und gesteigerter Druck auf eine Seitenoberfläche des zum offenen Teil 28 von Katalysereaktor 20 hin offenen Katalysatorbefestigungselements 22 ausgeübt wird.Preferably, the elastic means related to this embodiment of the present invention 24 of compressed gas and an elastomer for resetting the catalyst attachment element 22 in its initial position when the catalyst fastener 22 with force into the interior of the closed part 27 is introduced and the hydrogen tank 10 filling hydrogen through outlet 12 with the help of a hydrogen cell is drained, so that the pressure in fuel tank 10 decreases, if the outwardly open state of the catalyst attachment element 22 attached catalyst 21 is maintained at atmospheric pressure and the pressure in fuel tank 10 exceeds the air pressure and increased pressure on a side surface of the open part 28 of catalytic reactor 20 towards open catalyst fastener 22 is exercised.

In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht das elastische Mittel 24 aus einer zusammengepressten Spiralfeder.In this embodiment of the present invention, the elastic means 24 from a compressed spiral spring.

7 bis 13 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele des Katalysatorbefestigungselements 22. Die verschiedenen Ausführungsbeispiele des Katalysatorbefestigungselements 22 dienen der Verbesserung des Aufbaus von Katalysatorbefestigungsteil 23c, an welchem der Katalysator 21 befestigt ist, um so den Kontaktbereich zwischen Katalysator 21 und der Treibstofflösung 17 zu maximieren. 7 to 13 show various embodiments of the catalyst attachment member 22 , The various embodiments of the catalyst attachment element 22 serve to improve the construction of catalyst attachment part 23c at which the catalyst 21 is attached to the contact area between catalyst 21 and the fuel solution 17 to maximize.

Das heißt, das in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendete Katalysatorbefestigungselement 22 umfasst die Flügel 23 und 23', welche am Innenumfang von Röhrenkörper 29 entlang gleiten und das Katalysatorbefestigungsteil 23c, welches zur Aufnahme von Katalysator 21 variabel geformt und zwischen den Flügeln 23 und 23' angeordnet ist. Das Katalysatorbefestigungsteil 23c weist dabei insbesondere einen mehrschichtigen Aufbau auf, bestehend aus mehreren übereinander geschichteten Platten oder verschiedenen z. B. fächerförmigen, kegelförmigen oder kreisförmigen Strukturen, so dass ein großer Teil des Katalysators 21 an der Oberfläche des Katalysatorbefestigungsteils 23c befestigt ist. Ein Magnet 23d kann an einer Seitenoberfläche oder beiden Seitenoberflächen des Katalysatorbefestigungsteils 23c angeordnet sein, so dass der metallische Katalysator 21 ohne einen separaten Arbeitschritt am Katalysatorbefestigungsteil 23c angebracht werden kann (siehe 12).That is, the catalyst fixing member used in this embodiment of the present invention 22 includes the wings 23 and 23 ' , which on the inner circumference of tubular body 29 slide along and the catalyst attachment part 23c which is used to take up catalyst 21 variably shaped and between the wings 23 and 23 ' is arranged. The catalyst attachment part 23c has in particular a multi-layered structure, consisting of several layered plates or different z. B. fan-shaped, conical or circular structures, so that a large part of the catalyst 21 on the surface of the catalyst attachment part 23c is attached. A magnet 23d may be on a side surface or both side surfaces of the catalyst attachment part 23c be arranged so that the metallic catalyst 21 without a separate operation on the catalyst attachment part 23c can be attached (see 12 ).

Es folgt eine detaillierte Beschreibung eines Prozesses zur Wasserstofferzeugung durch den erfindungsgemäßen Wasserstoffgenerator H. Die Treibstofflösung wird in einer Menge von 10mA in den Treibstofftank 10 gegeben, und der aus Raney-Nickel bestehende Katalysator 21 wird in einer Menge von 0,1g in den Treibstofftank 10 eingebracht. Dann erzeugt der Treibstofftank 10 etwa 10 Stunden lang bei Zimmertemperatur oder 1W der Wasserstoffzelle Wasserstoffgas zu einer Rate, die 12SCCM (12 Standard-Kubikzentimeter pro Minute) entspricht. Das in Treibstofftank 10 erzeugte Wasserstoffgas wird über Auslass 12 des Wasserstofftanks 10 einem externen System wie z. B. einem Wasserstoff als Treibstoff nutzenden Wasserstoffmotor oder einer Wasserstoff-Brennzelle zugeführt. Falls die von dem externen System benötigte Menge an Wasserstoff weniger als 12SCCM beträgt oder das Wasserstoffgas durch Unterbrechung der Stromversorgung nicht abgelassen wird, sammelt sich das erzeugte Wasserstoffgas in Treibstofftank 10 an, und der Druck in Treibstofftank 10 steigt auf 1,5 Atmosphären (P1).The following is a detailed description of a hydrogen production process by the hydrogen generator H of the present invention. The fuel solution is added to the fuel tank in an amount of 10mA 10 and the Raney nickel catalyst 21 is in the amount of 0.1g in the fuel tank 10 brought in. Then the fuel tank generates 10 For about 10 hours at room temperature or 1W of the hydrogen cell, hydrogen gas at a rate corresponding to 12SCCM (12 standard cubic centimeters per minute). The in fuel tank 10 Hydrogen gas generated is via outlet 12 of the hydrogen tank 10 an external system such. B. a hydrogen used as a fuel hydrogen engine or a hydrogen fuel cell. If the amount of hydrogen required by the external system is less than 12SCCM or the hydrogen gas is not discharged by interrupting the power supply, the generated hydrogen gas is accumulated in the fuel tank 10 on, and the pressure in fuel tank 10 rises to 1.5 atmospheres (P1).

Es wird so eine Druckdifferenz zwischen Treibstofftank 10 und dem Röhrenkörper 29 des Katalysereaktors 20 erzeugt, und der gestiegene Druck von Treibstofftank 10 übt auf ein Ende des offenen Teils 28 von Röhrenkörper 29 des Katalysereaktors Druck aus. Wenn das Katalysatorbefestigungselement 22 sich in Richtung des geschlossenen Teils 27 von Röhrenkörper 29 bewegt, tritt der der aus Wasserstoffspeichermaterial bestehenden Treibstofflösung 17 ausgesetzte Katalysator 21 allmählich in den Röhrenkörper ein, so dass der Kontaktbereich zwischen Katalysator 21 und der Treibstofflösung 17 reduziert wird, was die Erzeugung von Wasserstoffgas verringert und schließlich vollkommen unterbricht.It will be a pressure difference between fuel tank 10 and the tube body 29 the catalytic reactor 20 generated, and the increased pressure of fuel tank 10 exercises on one end of the open part 28 of tubular body 29 of the catalytic reactor pressure. When the catalyst fastener 22 towards the closed part 27 of tubular body 29 moves, the existing of hydrogen storage material fuel solution 17 exposed catalyst 21 gradually enter the tube body so that the contact area between catalyst 21 and the fuel solution 17 is reduced, which reduces the generation of hydrogen gas and finally completely interrupts.

Wenn das externe System wieder Wasserstoffgas verbraucht, wird das erzeugte Wasserstoffgas aus dem Treibstofftank 10 abgelassen. Dadurch sinkt der Druck in Treibstofftank 10, und die Druckdifferenz zwischen Treibstofftank 10 und dem Röhrenkörper 29 des Katalysereaktors 20 nimmt ab, und das in Röhrenkörper 29 angeordnete elastische Mittel 24 kehrt in seine Ausgangsposition zurück, so dass das Katalysatorbefestigungselement 22 sich in Richtung des offenen Teils 28 bewegt und der Katalysator 21 wieder mit der Treibstofflösung 17 in Kontakt tritt.When the external system again consumes hydrogen gas, the generated hydrogen gas becomes out of the fuel tank 10 drained. This reduces the pressure in the fuel tank 10 , and the pressure difference between fuel tank 10 and the tubes body 29 the catalytic reactor 20 takes off, and that in tubular body 29 arranged elastic means 24 returns to its original position, so that the catalyst fastener 22 towards the open part 28 moved and the catalyst 21 again with the fuel solution 17 comes into contact.

Auf diese Weise erzeugt der erfindungsgemäße Wasserstoffgenerator H in zeitlichen Intervallen Wasserstoffgas.On This is how the inventive hydrogen generator H generates time intervals hydrogen gas.

14 bis 18 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele des für den Treibstofftank 10 vorgesehenen Gas-Flüssigkeitstrennmittels 40. 14 to 18 show various embodiments of the fuel tank for the 10 provided gas-liquid separating agent 40 ,

Das Gas-Flüssigkeitstrennmittel 40 soll verhindern, dass sich in einem gasförmigen Zustand befindendes, in dem mit der wasserlöslichen Treibstofflösung 17 gefüllten Treibstofftank 10 erzeugtes Wasserstoffgas gemeinsam mit der Treibstofflösung in einem flüssigen Zustand abgelassen wird, und es ist vorteilhafter in einer mobilen oder tragbaren Brennstoffzelle einsetzbar als in einer fest installierten Brennstoffzelle.The gas-liquid separator 40 intended to prevent being in a gaseous state, in which with the water-soluble fuel solution 17 filled fuel tank 10 generated hydrogen gas is discharged together with the fuel solution in a liquid state, and it is more advantageously used in a mobile or portable fuel cell than in a fixed fuel cell.

Das heißt, jedes der in den 14 bis 16 dargestellte Gas-Flüssigkeitstrennmittel 40 weist eine Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 auf. Die Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 besteht aus Wasser abstoßendem Silikongummi, welches für Wasserstoffgas durchlässiger ist als für Wasser, aus einem porösen Nichtmetall wie Teflon, oder einem gegenüber Wasserstoff selektiv durchlässigen Metall. In 14 ist die in Treibstofftank 10 vorgesehene Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 von der inneren Öffnung von Auslass 12 mit einem bestimmten Abstand getrennt angeordnet. Ein Implantationselement 43 ist mit Luftlöchern oder Wasserstoffdurchlässen versehen, um eine Verschiebung der Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 zu verhindern und Wasserstoff auf effiziente Weise abzulassen, wenn der Druck in Treibstofftank 10 aufgrund der Erzeugung von Wasserstoffgas steigt oder sich der Treibstofftank 10 bewegt, und es ist zwischen dem Innenumfang von Treibstofftank 10 an der Stelle, wo der Auslass 12 vorgesehen ist, und der Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 angeordnet. Die Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 kann einen anderen Aufbau ohne ein Implantationselement 43 aufweisen, so dass die Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 am Innenumfang von Treibstofftank 10 angebracht ist und das erzeugte Wasserstoffgas in effizienter Weise abgelassen wird.That is, each of the in the 14 to 16 illustrated gas-liquid separator 40 has a gas-liquid separation layer 42 on. The gas-liquid separation layer 42 It consists of water-repellent silicone rubber, which is more permeable to hydrogen gas than to water, from a porous non-metal such as Teflon, or a hydrogen selectively permeable metal. In 14 is the one in fuel tank 10 provided gas-liquid separation layer 42 from the inner opening of outlet 12 arranged separately with a certain distance. An implantation element 43 is provided with air holes or hydrogen passages to shift the gas-liquid separation layer 42 prevent and vent hydrogen in an efficient manner when the pressure in fuel tank 10 due to the generation of hydrogen gas increases or the fuel tank 10 moves, and it is between the inner circumference of fuel tank 10 at the point where the outlet 12 is provided, and the gas-liquid separation layer 42 arranged. The gas-liquid separation layer 42 may have a different structure without an implantation element 43 have, so that the gas-liquid separation layer 42 on the inner circumference of fuel tank 10 is mounted and the generated hydrogen gas is discharged efficiently.

In 15 weist die luftdicht abgeschlossene Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42, die in Treibstofftank 10 angeordnet ist, dieselbe Form wie Treibstofftank 10 und eine etwas geringere Größe als Treibstofftank 10 auf. Das Implantationselement 43, das den aufgrund von gestiegenem Druck oder von Bewegung des Treibstofftanks 10 entstehenden Kontakt des Innenumfangs von Treibstofftank 10 und der Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 verhindert und das die Bewegung des Wasserstoffgas erleichtert, ist zwischen dem Innenumfang von Treibstofftank 10 und der Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 eingebracht. In 16 weist die Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 eine U-Form auf und ist so in Treibstofftank 10 angeordnet, dass der Zentralbereich der Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 unter der inneren Öffnung von Auslass 12 angeordnet ist.In 15 has the airtight gas-liquid separation layer 42 in fuel tank 10 is arranged, the same shape as the fuel tank 10 and a slightly smaller size than fuel tank 10 on. The implantation element 43 that due to increased pressure or movement of the fuel tank 10 resulting contact of the inner circumference of the fuel tank 10 and the gas-liquid separation layer 42 prevents and facilitates the movement of hydrogen gas is between the inner circumference of fuel tank 10 and the gas-liquid separation layer 42 brought in. In 16 has the gas-liquid separation layer 42 a U-shape and is so in fuel tank 10 arranged that the central region of the gas-liquid separation layer 42 under the inner opening of the outlet 12 is arranged.

In den 17 und 18 weist das Gas-Flüssigkeitstrennmittel 40 ein Sammelelement 44 auf, welches aus einem Material besteht, das auf der sich in einem flüssigen Zustand befindenden Treibstofflösung treibt, wobei das Sammelelement 44 die Funktion hat, erzeugtes Gas zu sammeln und das Gas nach außen abzulassen. Eine Sammelöffnung 46 zur Aufnahme des Wasserstoffgases aus Treibstofftank 10 ragt von einer Seite des Sammelelements 40 hervor, und ein Ablassschlauch 48 zum Ablassen des durch Sammelelement 40 gesammelten Wasserstoffgases hin zum Auslass 12 ist mit der anderen Seite von Sammelelement 40 gegenüber von Sammelöffnung 46 und Auslass 12 angeordnet.In the 17 and 18 has the gas-liquid separator 40 a collecting element 44 which is made of a material which floats on the fuel solution in a liquid state, wherein the collecting element 44 the function is to collect generated gas and discharge the gas to the outside. A collection opening 46 for receiving the hydrogen gas from the fuel tank 10 protrudes from one side of the collection element 40 and a drain hose 48 for draining by collecting element 40 collected hydrogen gas to the outlet 12 is with the other side of collecting element 40 opposite the collection port 46 and outlet 12 arranged.

Die oben beschriebenen verschiedenen Aufbauten des Gas-Flüssigkeitstrennmittels 40 können in geeigneter Weise gewählt werden, je nach dem, welche Eigenschaften die Wasserstoff als Treibstoff benutzende Vorrichtung aufweist, und das Sammelelement 44 kann aus jedem beliebigen Material mit einer geringeren relativen Dichte als Wasser bestehen.The various structures of the gas-liquid separator described above 40 may be suitably selected according to the characteristics of the device using hydrogen as the fuel, and the collecting element 44 can be made of any material with a lower specific gravity than water.

Die 19 und 20 zeigen ein Wasserstoffgas-Rückhaltemittel 50 zur vorübergehenden Sammlung von Wasserstoffgas, welches in dem mit Treibstofflösung 17 gefüllten Katalysereaktor 20 erzeugt wird, und zur Umwandlung kleiner Wasserstoffblasen in feinem Schauzustand in grobe Wasserstoffblasen. Das Wasserstoffgas-Rückhaltemittel 50 ist variabel aufgebaut, um indirekt den Umfang von Katalysereaktor abzuschließen und es so den sich in einem Schauzustand befindenden Wasserstoffblasen zu ermöglichen, sich vorübergehend zu sammeln und dann nach außen abgelassen zu werden.The 19 and 20 show a hydrogen gas retention agent 50 for the temporary collection of hydrogen gas, which in the fuel solution 17 filled catalytic reactor 20 and converting small hydrogen bubbles in a fine state of appearance into coarse hydrogen bubbles. The hydrogen gas retention agent 50 is variably configured to indirectly shut off the circumference of the catalytic reactor, thus allowing the hydrogen bubbles in a state of display to temporarily accumulate and then vent to the outside.

Wenn die den Treibstofftank 10 füllende Treibstofflösung in Kontakt mit Katalysator 21 tritt, um den feinen Wasserstoffschaum abzulassen, dient das Wasserstoffgas-Rückhaltemittel 50 dazu, den feinen Wasserstoffschaum zu sammeln und ihn in große Wasserstoffblasen umzuwandeln und sodann die großen Wasserstoffblasen durch die Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 dringen zu lassen. Falls die kleinen Wasserstoffblasen in feinem Schauzustand direkt die Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 erreichen, verstopfen die Wasserstoffblasen in feinem Schauzustand die kleinen Luftlöcher der Gas-Flüssigkeitstrennschicht, so dass der effiziente Ablass von Wasserstoffgas gestört wird.When the fuel tank 10 filling fuel solution in contact with catalyst 21 to discharge the fine hydrogen foam, the hydrogen gas retaining agent serves 50 to collect the fine hydrogen foam and convert it into large hydrogen bubbles and then the large hydrogen bubbles through the gas-liquid separation layer 42 to let penetrate. If the small hydrogen bubbles in fine state directly the gas-liquid separation layer 42 In a fine state of view, the hydrogen bubbles clog the small air holes of the gas-liquid separation layer, allowing the efficient discharge of what is disturbed hydrogen gas.

Auf diese Weise verhindert das Wasserstoffgas-Rückhaltemittel 50 das oben beschriebene Problem.In this way, the hydrogen gas retention agent prevents 50 the problem described above.

Der erfindungsgemäße Wasserstoffgenerator H kann insbesondere für fest installierte, mobile oder tragbare Artikel, die eine Wasserstoff-Brennzelle verwenden, benutzt werden. Zwar kann der Treibstofftank 10 an jeder Stelle des Artikels untergebracht werden, doch muss das Wasserstoffgas auf effiziente Weise abgelassen werden. Die Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 kann an jeder Stelle angeordnet werden, d.h. links, rechts, oberhalb und unterhalb des Treibstofftanks 10. In den in 19 und 20 gezeigten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind die Gas-Flüssigkeitstrennschichten 42 jeweils unten bzw. oben im Treibstofftank 10 angeordnet, und ein Verbindungsrohr 54 verbindet die beiden durch die obere und untere Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 erzeugten Räume. Obwohl der Treibstofftank 10 in jeder Position steht, werden die durch die Gas-Flüssigkeitstrennschichten 42 von der Treibstofflösung 17 abgeschnittenen Räume miteinander durch Verbindungsrohr 54 verbunden, so dass die in Treibstofftank 10 erzeugten Wasserstoffblasen zwischen den Räumen kommunizieren, so dass die Wasserstoffblasen auf effiziente Weise durch Auslass 12 nach außen abgelassen werden. Das Wasserstoffgas-Rückhaltemittel 50 ist einstückig mit Treibstofftank 10 ausgebildet, oder der Katalysereaktor 20 ist einstückig mit dem Wasserstoffgas-Rückhaltemittel 50 ausgebildet.The hydrogen generator H according to the invention can be used in particular for permanently installed, mobile or portable articles which use a hydrogen fuel cell. Although the fuel tank 10 be placed anywhere in the article, but the hydrogen gas must be drained efficiently. The gas-liquid separation layer 42 can be placed anywhere, ie left, right, above and below the fuel tank 10 , In the in 19 and 20 Illustrated embodiments of the present invention are the gas-liquid separation layers 42 respectively below or above in the fuel tank 10 arranged, and a connecting pipe 54 connects the two through the upper and lower gas-liquid separation layer 42 generated spaces. Although the fuel tank 10 in any position, those through the gas-liquid separation layers 42 from the fuel solution 17 cut spaces with each other through connecting pipe 54 connected, so that in fuel tank 10 generated hydrogen bubbles communicate between the spaces, allowing the hydrogen bubbles in an efficient way through outlet 12 be drained to the outside. The hydrogen gas retention agent 50 is integral with fuel tank 10 formed, or the catalytic reactor 20 is integral with the hydrogen gas retention agent 50 educated.

21 und 22 stellen jeweils Ausführungsbeispiele dar, bei denen ein Kollisionselement 52 zwischen Treibstofflösung 17 des Treibstofftanks 10 und die Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 eingebracht ist. Das heißt, das Kollisionselement 52 soll verhindern, dass im Treibstofftank 10 erzeugter, Feuchtigkeit enthaltender feiner Wasserstoffschaum in direkten Kontakt mit der Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 tritt. Wenn das Wasserstoffgas hochsteigt und auf Kollisionselement 52 trifft, wird die aufgrund der Treibstofflösung 17 im Wasserstoffgas enthaltene Feuchtigkeit vom Wasserstoffgas getrennt. Auf diese Weise dringt nur das erzeugte reine Wasserstoffgas durch die Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42. 21 and 22 each represent embodiments in which a collision element 52 between fuel solution 17 of the fuel tank 10 and the gas-liquid separation layer 42 is introduced. That is, the collision element 52 should prevent in the fuel tank 10 produced, moisture-containing fine hydrogen foam in direct contact with the gas-liquid separation layer 42 occurs. When the hydrogen gas goes up and on collision element 52 meets, due to the fuel solution 17 moisture contained in the hydrogen gas separated from the hydrogen gas. In this way, only the generated pure hydrogen gas penetrates through the gas-liquid separation layer 42 ,

In derselben Art wie das oben beschriebene Wasserstoffgas-Rückhaltemittel 50 kann das Kollisionselement variabel aufgebaut sein, je nach Art der Installation von Treibstofftank 10 oder der Anwendungsartikel.In the same manner as the hydrogen gas retaining agent described above 50 The collision element can be variably constructed, depending on the type of installation of fuel tank 10 or the application article.

23 bis 28 sind jeweils schematische Darstellungen von Wasserstoffgeneratoren gemäß dem zweiten, dritten bzw. vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Wasserstoffgenerator um einen Typ mit externer Treibstofftank-Installation, bei dem der Katalysereaktor 20 abnehmbar am Außenumfang des Treibstofftanks 10 angeordnet ist. 23 to 28 are respectively schematic representations of hydrogen generators according to the second, third and fourth embodiment of the present invention. In these embodiments of the present invention, the hydrogen generator is an external fuel tank installation type in which the catalytic reactor 20 removable on the outer circumference of the fuel tank 10 is arranged.

Das heißt, der mit dem elastischen Mittel 24 und dem darin angeordneten Katalysatorbefestigungsmittel 22 versehene Katalysereaktor 20 ist in eine an der Außenoberfläche von Treibstofftank 10 ausgebildete Installationsaussparung 60 eingebracht.That is, the one with the elastic means 24 and the catalyst fixing agent disposed therein 22 provided catalytic reactor 20 is in a on the outer surface of fuel tank 10 trained installation recess 60 brought in.

Genauer gesagt kragt in dem in 23 und 24 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Anschlag 60a von einem Ende des Katalysereaktors 20 hervor, und eine Anschlagfixierung 60b zur Fixierung von Anschlag 60a ist am vorderen Ende des Inneren von Installationsaussparung 60 ausgebildet. Eine mit dem Inneren von Treibstofftank 10 kommunizierende Durchgangsöffnung 62 ist an einer bestimmten Position des Innenumfangs von Installationsaussparung 60 ausgebildet, das elastische Mittel 24 ist am Boden der Installationsaussparung 60 innerhalb von Durchgangsöffnung 62 angeordnet, ein Durchgangsöffnungsschließelement 26 zum Abschließen von Durchgangsöffnung 62 ist mit dem elastischen Mittel 24 kombiniert, eine mit dem Inneren von Treibstofftank 10 kommunizierende Wasserstofferzeugungs-Regulierungsöffnung 64 zum Einbringen von Flüssigkeit aus Treibstofftank 10 ist durch den Boden der Installationsaussparung 60 hindurch ausgebildet, und die Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 ist vor der Wasserstofferzeugungs-Regulierungsöffnung 64 in Treibstofftank 10 angebracht.More specifically, in the in 23 and 24 embodiment shown a stop 60a from one end of the catalytic reactor 20 forth, and a stop fixation 60b for fixing stop 60a is at the front end of the interior of installation recess 60 educated. One with the interior of fuel tank 10 communicating passage opening 62 is at a certain position of the inner circumference of installation recess 60 formed, the elastic means 24 is at the bottom of the installation recess 60 within passage opening 62 arranged, a passage opening closing element 26 for closing passage opening 62 is with the elastic means 24 combined, one with the interior of fuel tank 10 communicating hydrogen production regulation opening 64 for introducing liquid from fuel tank 10 is through the bottom of the installation recess 60 formed therethrough, and the gas-liquid separation layer 42 is in front of the hydrogen generation regulation opening 64 in fuel tank 10 appropriate.

Wie in 23 dargestellt, verschließt das in Installationsaussparung 60 angeordnete Durchgangsöffnungsschließelement 26 die Durchgangsöffnung 62, bevor der Katalysereaktor 20 in Installationsaussparung 60 des Treibstofftanks 10 eingeführt wird. Wenn dann, wie in 24 dargestellt, der Katalysereaktor 20 in die Installationsaussparung 60 des Treibstofftanks 10 eingeführt wird, übt das Durchgangsöffnungsschließelement 26 auf das elastische Mittel Druck aus, so dass die Durchgangsöffnung 62 zum Außenumfang von Katalysereaktor 20 hin frei gelegt ist, und wenn der Katalysereaktor 20 vollständig in Installationsaussparung 60 des Treibstofftanks 10 eingeführt ist, tritt die Durchgangsöffnung 62 in Kontakt mit dem an Katalysereaktor 21 vorgesehenen Katalysator 20, so dass Wasserstoffgas erzeugt werden kann.As in 23 shown closes that in installation recess 60 arranged passage opening closing element 26 the passage opening 62 before the catalytic reactor 20 in installation recess 60 of the fuel tank 10 is introduced. If then, as in 24 represented, the catalytic reactor 20 in the installation recess 60 of the fuel tank 10 is inserted, the passage opening closing element exercises 26 on the elastic means pressure out, leaving the through-hole 62 to the outer periphery of the catalytic reactor 20 is released, and if the catalytic reactor 20 completely in installation recess 60 of the fuel tank 10 is inserted, the through hole occurs 62 in contact with the catalytic reactor 21 provided catalyst 20 so that hydrogen gas can be generated.

Wenn der Innendruck von Treibstofftank 10 aufgrund der Erzeugung von Wasserstoffgas steigt und einen bestimmten Wert überschreitet (falls das Wasserstoffgas nicht verbraucht wird), gelangt ein Teil des in Treibstofftank 10 angesammelten Wasserstoffgases über die durch den Boden von Installationsaussparung 60 hindurch gebildete Wasserstofferzeugungs-Regulierungsöffnung 64 in die Installationsaussparung 60, und der Innendruck der Installationsaussparung 60 steigt an. Sodann übt das Durchgangsöffnungsschließelement 26 auf das Katalysatorbefestigungsmittel 22 des Katalysereaktors 20 Druck aus und stellt die Beaufschlagung des elastischen Mittels 24 ein. Indem sich nun das elastische Mittel 24 ausdehnt, nimmt der Kontaktbereich zwischen Katalysator und der Treibstofflösung 17 allmählich ab, und die Durchgangsöffnung 62 wird vollständig durch Durchgangsöffnungsschließelement 26 verschlossen, so dass die Erzeugung von Wasserstoffgas eingestellt wird. Wenn das externe System das erzeugte Wasserstoffgas verbraucht, sinkt der Druck in Treibstofftank 10, und die Flüssigkeit in Installationsaussparung 60 wird in den Treibstofftank 10 geleitet. Dann wird das am Katalysereaktor 20 angeordnete elastische Mittel 24 zusammengepresst, und das Katalysatorbefestigungsmittel 22 übt Druck auf das Durchgangsöffnungsschließelement 26 aus, so dass der Katalysator 21 in Kontakt mit der Treibstofflösung 17 tritt. Indem durch die Wiederholung der genannten Schritte eine automatische Erzeugung und Erzeugungsunterbrechung von Wasserstoffgas erreicht wird, erfolgt eine Erzeugung und Bereitstellung des von einer Wasserstoff-Brennzelle usw. benötigten Wasserstoffgases durch den erfindungsgemäßen Wasserstoffgenerator H. Die Wasserstofferzeugungs-Regulierungsöffnung 64 kann an jeder beliebigen Stelle angeordnet werden, da die Flüssigkeit des Treibstofftanks 10 aufgrund von erhöhtem Innendruck in Treibstofftank 10 in die Installationsaussparung 60 gelangt und Druck auf das Durchgangsöffnungsschließelement 26 oder das Katalysatorbefestigungsmittel 22 des Katalysereaktors 20 ausübt.When the internal pressure of fuel tank 10 due to the generation of hydrogen gas increases and exceeds a certain value (if the hydrogen gas is not consumed), enters a part of the fuel tank 10 accumulated hydrogen gas over the through the floor of Installati onsaussparung 60 through formed hydrogen production regulating orifice 64 in the installation recess 60 , and the internal pressure of the installation recess 60 rises. Then, the through-hole closing member exercises 26 on the catalyst attachment 22 the catalytic reactor 20 Pressure and provides the application of the elastic agent 24 one. By now the elastic means 24 expands, the contact area between the catalyst and the fuel solution increases 17 gradually, and the passage opening 62 becomes completely through passage opening closing element 26 closed so that the production of hydrogen gas is stopped. When the external system consumes the generated hydrogen gas, the pressure in the fuel tank drops 10 , and the liquid in installation recess 60 gets into the fuel tank 10 directed. Then that becomes the catalytic reactor 20 arranged elastic means 24 compressed, and the catalyst fastener 22 applies pressure to the port opening closure element 26 out, leaving the catalyst 21 in contact with the fuel solution 17 occurs. By achieving automatic generation and generation interruption of hydrogen gas by repeating the above steps, generation and provision of the hydrogen gas required by a hydrogen fuel cell, etc. are performed by the hydrogen generator H of the present invention. The hydrogen generation regulating port 64 can be arranged at any point, as the liquid of the fuel tank 10 due to increased internal pressure in fuel tank 10 in the installation recess 60 passes and pressure on the passage opening closing element 26 or the catalyst attachment agent 22 the catalytic reactor 20 exercises.

Bei dem in 25 und 26 dargestellten Ausführungsbeispiel ragt ein Katalysator-Freilegungsregelelement 66 mit einem abgeschlossenen Raum von dem oben beschriebenen Katalysator 20, also der Außenoberfläche von Katalysatorbefestigungselement 22, hervor. Eine Wasserstofferzeugungs-Regulierungsöffnung 64', die ab der Wasserstofferzeugungs-Regulierungsöffnung 64 zur Anlage kommt, wenn der Katalysereaktor 20 in die Installationsaussparung 60 eingeführt wird, und die die Erzeugung von Wasserstoffgas steuert, indem das Katalysatorbefestigungselement 22 in Abhängigkeit des Anstiegs und Abfalls des Innendrucks von Treibstofftank 10 bewegt wird, ist durch eine bestimmte Position des Katalysator-Freilegungsregelelements 66 hindurch ausgebildet.At the in 25 and 26 Illustrated embodiment protrudes a catalyst-exposure control element 66 with a closed space from the catalyst described above 20 , that is, the outer surface of catalyst fastener 22 , forth. A hydrogen generation regulation port 64 ' Starting from the hydrogen generation regulator opening 64 comes to rest when the catalytic reactor 20 in the installation recess 60 is introduced, and which controls the generation of hydrogen gas by the catalyst attachment element 22 depending on the increase and decrease in the internal pressure of the fuel tank 10 is moved through a certain position of the catalyst exposure control element 66 formed through.

Der Wasserstoffgenerator H des dritten Ausführungsbeispiels stimmt mit dem Wasserstoffgenerator H des zweiten Ausführungsbeispiels darin überein, dass die Erzeugung und Erzeugungsunterbrechung des Wasserstoffgases durch den Anstieg und Abfall des Innendrucks von Treibstofftank 10 erreicht wird. Wenn allerdings beim dritten Ausführungsbeispiel der Innendruck des Treibstofftanks 10 steigt, wird die sich unter hohem Druck befindende Flüssigkeit in das am inneren vorderen Ende des Katalysereaktors 20 ausgebildete Katalysator-Freilegungsregelelement 66 eingebracht und übt Druck auf das Katalysatorbefestigungsmittel 22 des Katalysereaktors 20 aus. Wenn andererseits der Innendruck des Treibstofftanks 10 abfällt, wird die Flüssigkeit in das Katalysator-Freilegungsregelelement 66 gelangte Flüssigkeit abgelassen und übt über das im Katalysereaktor 20 angeordnete elastische Mittel 24 Druck auf das Katalysatorbefestigungsmittel 22 aus, so dass der Katalysator 21 in Kontakt mit Treibstofflösung 17 tritt, so dass Wasserstoffgas erzeugt werden kann.The hydrogen generator H of the third embodiment is in accordance with the hydrogen generator H of the second embodiment in that generation and interruption of generation of the hydrogen gas by the increase and decrease of the internal pressure of the fuel tank 10 is reached. However, in the third embodiment, if the internal pressure of the fuel tank 10 increases, the high pressure liquid in the at the inner front end of the catalytic reactor 20 formed catalyst exposure control element 66 introduced and puts pressure on the catalyst attachment 22 the catalytic reactor 20 out. If, on the other hand, the internal pressure of the fuel tank 10 drops, the liquid in the catalyst-Ausregelungsregelelement 66 drained liquid exhausts and exercises over that in the catalytic reactor 20 arranged elastic means 24 Pressure on the catalyst attachment 22 out, leaving the catalyst 21 in contact with fuel solution 17 occurs so that hydrogen gas can be generated.

In dem in 27 und 28 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel ist kein elastisches Mittel in Kombination mit Installationsaussparung 60 im Katalysereaktor 20 vorgesehen, und das Katalysatorbefestigungsmittel 22 ist nur am vorderen Ende des Röhrenkörpers 29 vorgesehen. Ein als Fixierungsmittel dienender Anschlag 61a wird über eine elastische Feder 67, die in einer im Zentralbereich von Röhrenkörper 29 ausgebildeten Installationsöffnung 65 angeordnet ist, in den Außenumfang von Röhrenkörper 29 hinein und wieder hinaus befördert, und eine Anschlag 61a fixierende Anschlagfixierung 61b soll verhindern, dass der Katalysereaktor 20 sich aus der Installationsaussparung 60 gelöst, nachdem er in die Installationsaussparung 60 eingeführt worden ist.In the in 27 and 28 shown fourth embodiment is no elastic means in combination with installation recess 60 in the catalytic reactor 20 provided, and the catalyst attachment means 22 is only at the front end of the tube body 29 intended. A serving as a fixation stop 61a is via an elastic spring 67 , which is located in a central area of tubular body 29 trained installation opening 65 is disposed in the outer periphery of tubular body 29 in and out, and a stop 61a fixing stop fixing 61b should prevent the catalytic reactor 20 out of the installation recess 60 solved after putting in the installation recess 60 has been introduced.

Wenn der Katalysereaktor 20, wie in 28 dargestellt, mit Kraft in Installationsaussparung 60 eingeführt wird, gelangt der am Außenumfang von Katalysereaktor 20 ausgebildete Anschlag 61a in Anschlag mit Anschlagfixierung 61b, so dass der Katalysereaktor 20 in der Installationsaussparung 60 fixiert wird.When the catalytic reactor 20 , as in 28 shown with force in installation recess 60 is introduced, which arrives at the outer periphery of the catalytic reactor 20 trained stop 61a in stop with stop fixing 61b so that the catalytic reactor 20 in the installation recess 60 is fixed.

Wie oben beschrieben, tritt der mit Treibstofftank 10 kombinierte Katalysator von Katalysereaktor 20 in Kontakt mit der Treibstofftank 10 ausfüllenden Treibstofflösung 17, so dass Wasserstoffgas erzeugt wird. Wenn der Innendruck von Treibstofftank 10 einen bestimmten Wert überschreitet, gelangt die unter erhöhtem Druck stehende Flüssigkeit von Treibstofftank 10 durch die durch den Boden von Installationsaussparung 60 hindurch ausgebildete Wasserstofferzeugungs-Regulierungsöffnung 64 in die Installationsaussparung 60 und übt Druck auf das Durchgangsöffnungsschließelement 26 aus. Sodann übt das Durchgangsöffnungsschließelement 26 Druck auf den das Durchgangsöffnungsschließelement 26 berührenden Katalysereaktor 20 aus, und der am Außenumfang von Katalysereaktor 20 ausgebildete Anschlag 61a wird durch Druck auf die in Installationsöffnung 65 vorgesehene elastische Feder in die Installationsöffnung 65 befördert und sodann von Anschlagfixierung 61b gelöst. Auf diese Weise erzeugt der erfindungsgemäße Wasserstoffgenerator H dieses Ausführungsbeispiels Wasserstoffgas, indem ein Nutzer mit Kraft den Katalysereaktor 20 in die Installationsaussparung 60 einführt.As described above, the fuel tank enters 10 combined catalyst of catalytic reactor 20 in contact with the fuel tank 10 filling fuel solution 17 so that hydrogen gas is generated. When the internal pressure of fuel tank 10 exceeds a certain value, the fluid under increased pressure from the fuel tank 10 through the through the bottom of installation recess 60 formed through hydrogen generating regulation opening 64 in the installation recess 60 and applies pressure to the port opening closure member 26 out. Then, the through-hole closing member exercises 26 Pressure on the passage opening closing element 26 contacting catalytic reactor 20 off, and on the outer circumference of catalytic reactor 20 trained stop 61a is by pressure on the in installation opening 65 provided elastic spring in the installation opening 65 and then from An impact fixation 61b solved. In this way, the hydrogen generator H of this embodiment generates hydrogen gas by a user with force the catalytic reactor 20 in the installation recess 60 introduces.

Wie in 29 dargestellt, kann der erfindungsgemäße Wasserstoffgenerator H als Wasserstoff-Brennzelle eines Mobiltelefons P eingesetzt werden.As in 29 1, the hydrogen generator H according to the invention can be used as a hydrogen fuel cell of a mobile telephone P.

Wie oben beschrieben, steuert der erfindungsgemäße Wasserstoffgenerator H die Erzeugung und Erzeugungsunterbrechung von Wasserstoffgas basierend auf dem Druck des erzeugten Wasserstoffgases ohne äußere Krafteinwirkung aktiv selbst und weist also einen einfachen und kostengünstigen Aufbau auf. Außerdem sind Volumen und Gewicht des erfindungsgemäßen Wasserstoffgenerators H reduziert, so dass die Energiedichte im Verhältnis zu Volumen und Gewicht einer als Energiequelle für die verschiedensten Vorrichtungen dienenden Brennstoffzelle erheblich gesteigert wird.As described above, the hydrogen generator H according to the invention controls the Generation and production interruption of hydrogen gas based on the pressure of the generated hydrogen gas without external force Active itself and therefore has a simple and inexpensive Build up. Furthermore are volume and weight of the hydrogen generator H according to the invention reduces, so that the energy density in relation to volume and weight one as an energy source for the various devices serving fuel cell considerably is increased.

Nachdem das gesamte Wasserstoffgas der Treibstofflösung 17 erschöpft ist, wird wie bei einer konventionellen Brennstoffzelle die aufgebrauchte Treibstofflösung 17 des erfindungsgemäße Wasserstoffgenerators H durch die durch Treibstofftank 10 hindurch gebildete Öffnung 14 abgelassen, und der Wasserstoffgenerator H wird sodann mit einer neuen Treibstofflösung 17 neu aufgefüllt. Falls der Wasserstoffgenerator H durch einen an Auslass 12 des Treibstofftanks angeordneten Steckanschluss 15 mit einer Brennstoffzelle verbunden ist, wird der Steckanschluss 15 geöffnet, um der Brennstoffzelle Wasserstoffgas zuzuführen, und falls der Wasserstoffgenerator H von der Brennstoffzelle getrennt wird, wird der Steckanschluss gesperrt, um zu verhindern, dass Wasserstoffgas nach außen tritt, so dass der Druck von Treibstofftank 10 leicht ansteigt und eine Reaktion zwischen Katalysator 21 und Treibstofflösung 17 verhindert wird, wodurch das Wasserstoffgas stabil unterhalb eines bestimmten Druckes gespeichert wird.After all the hydrogen gas of the fuel solution 17 is exhausted, as in a conventional fuel cell, the exhausted fuel solution 17 of the hydrogen generator H according to the invention by the fuel tank 10 formed through opening 14 discharged, and the hydrogen generator H is then with a new fuel solution 17 replenished. If the hydrogen generator H through an outlet 12 the fuel tank arranged plug connection 15 is connected to a fuel cell, the plug connection 15 opened to supply hydrogen gas to the fuel cell, and if the hydrogen generator H is disconnected from the fuel cell, the connector is disabled to prevent hydrogen gas from leaking to the outside, so that the pressure of the fuel tank 10 increases slightly and a reaction between catalyst 21 and fuel solution 17 is prevented, whereby the hydrogen gas is stably stored below a certain pressure.

Durch die Anwendung der verschiedenen Ausführungsbeispiele für Katalysatorbefestigungselement 22 steigert der Wasserstoffgenerator H den Kontaktbereich zwischen Katalysator 21 und der Treibstofflösung 17 auf ein Maximum, was zu einer größeren Menge erzeugten Wasserstoffgases und einer Erweiterung der Einsatzspanne der Wasserstoff-Brennzelle führt. Außerdem enthält der Wasserstoffgenerator H ein Wasserstoffgas-Rückhaltemittel 50 mit variablem Aufbau und ein Kollisionselement 52 mit variablem Aufbau, welche zwischen der Treibstofflösung 17 und der Gas-Flüssigkeitstrennschicht 42 vorgesehen sind, so dass das in Treibstofftank 10 erzeugte Wasserstoffgas auf effiziente Weise nach außen geführt werden und eine Leistungssteigerung der Wasserstoff-Brennzelle erreicht werden kann. Falls die Gas-Flüssigkeitstrennschichten 42 zusätzlich im Treibstofftank 10 angeordnet werden, zirkuliert das Wasserstoffgas leicht durch Verbindungsrohr 54.By the use of the various embodiments for catalyst attachment element 22 the hydrogen generator H increases the contact area between catalyst 21 and the fuel solution 17 to a maximum, resulting in a larger amount of generated hydrogen gas and an extension of the range of use of the hydrogen fuel cell. In addition, the hydrogen generator H contains a hydrogen gas retaining agent 50 with variable structure and a collision element 52 with variable construction, which between the fuel solution 17 and the gas-liquid separation layer 42 are provided, so that in fuel tank 10 produced hydrogen gas can be guided in an efficient manner to the outside and an increase in performance of the hydrogen fuel cell can be achieved. If the gas-liquid separation layers 42 additionally in the fuel tank 10 can be arranged, the hydrogen gas easily circulates through connecting pipe 54 ,

Der Treibstofftank 10 wird also je nach Anwendungsprodukt mit variablem Aufbau auf Wasserstoff-Brennzellen angewandt und erweitert so die Einsatzspanne der Wasserstoff-Brennzelle, was eine effiziente Energienutzung ermöglicht.The fuel tank 10 It is thus applied to hydrogen fuel cells depending on the application product with a variable structure and thus extends the range of use of the hydrogen fuel cell, which enables efficient use of energy.

(Industrielle Einsetzbarkeit)(Industrial applicability)

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, offenbart die vorliegende Erfindung einen selbstregulierenden Wasserstoffgenerator im Kleinformat mit reduzierten Produktionskosten und verringertem Volumen und Gewicht, der die Energiedichte pro Volumen- und Gewichtseinheit erhöht und auf mobile und tragbare, wasserstoffbetriebene Vorrichtungen ebenso angewendet werden kann wie auf große wasserstoffbetriebene Vorrichtungen. Der selbstregulierende Wasserstoffgenerator stimuliert also den Einsatz von Wasserstoffgas als sauberer alternativer Energie und trägt dazu bei, dass Wasserstoffgas als Ersatz der sich allmählich erschöpfenden fossilen Brennstoffe eingesetzt wird, so dass eine Luftverschmutzung verhindert und eine saubere Umwelt gefördert werden.As From the above description, the present disclosure Invention a self-regulating hydrogen generator in small format with reduced production costs and reduced volume and weight, which increases the energy density per unit volume and weight and on mobile and portable, hydrogen powered devices as well can be like on big hydrogen powered ones Devices. The self-regulating hydrogen generator thus stimulates the use of hydrogen gas as a clean alternative energy and carries Hydrogen gas can replace the gradually exhausting fossil fuels Fuels is used, so that prevents air pollution and promoted a clean environment become.

Obgleich zu Illustrationszwecken die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung offenbart wurden, ist es für Fachleute auf dem entsprechenden Gebiet offensichtlich, dass die verschiedensten Modifikationen, Zusätze und Austauschmöglichkeiten vorhanden sind, ohne dass sich dadurch Abweichungen vom Umfang und von der Idee der offenbarten Erfindung und der dazugehörigen Ansprüche ergeben würden.Although for illustrative purposes, the preferred embodiments of the present invention As disclosed to those skilled in the art Area obvious that the most varied modifications, additions and exchange possibilities are present without deviating from the scope and from the idea of the disclosed invention and the claims associated therewith would.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Offenbart ist ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator für eine Wasserstoff-Brennzelle. Der selbstregulierende Wasserstoffgenerator umfasst einen einen Innenraum mit einem bestimmten Volumen aufweisenden Treibstofftank, der mit einem mit dem Innenraum in Verbindung stehenden Wasserstoffauslass versehen ist, eine Wasserstoff-Speichermaterial enthaltende, im Treibstofftank untergebrachte Treibstofflösung, einen zur Erzeugung von Wasserstoffgas mit der Treibstofflösung in Kontakt tretenden Katalysator, wobei der Katalysator einen Katalysereaktor ausfüllt, der mit einem geschlossenen Teil für die Unterbrechung des Kontakts zwischen dem Katalysator und der Treibstofflösung versehen ist, und einen offenen Teil für die Kontaktherstellung zur Treibstofflösung, so dass die Erzeugung und die Erzeugungsunterbrechung des Wasserstoffgases in Abhängigkeit von Anstieg und Abfall des Treibstofftankdruckes aktiv reguliert wird.Disclosed is a self-regulating hydrogen generator for a hydrogen fuel cell. The self-regulating hydrogen generator includes a fuel-tank having an internal volume of a certain volume provided with a hydrogen outlet communicating with the interior, a fuel solution containing hydrogen storage material, a fuel tank stored in the fuel tank, a catalyst contacting the fuel solution to generate hydrogen gas wherein the catalyst fills a catalytic reactor provided with a closed part for interrupting the contact between the catalyst and the fuel solution, and an open part for making contact with the fuel solution, so that the generation and the Er hydrogen is interrupted in response to increase and decrease of the fuel tank pressure is actively regulated.

Claims (26)

Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator für eine Wasserstoff-Brennzelle, bestehend aus einem einen Innenraum mit einem bestimmten Volumen aufweisenden Treibstofftank, der mit einem mit dem Innenraum in Verbindung stehenden Wasserstoffauslass versehen ist, einer Wasserstoff-Speichermaterial enthaltenden, im Treibstofftank untergebrachten Treibstofflösung, einem zur Erzeugung von Wasserstoffgas mit der Treibstofflösung in Kontakt tretenden Katalysator, wobei der Katalysator einen Katalysereaktor ausfüllt, der für den Fall, dass der Druck im Treibstofftank aufgrund der Erzeugung von Wasserstoffgas durch den Kontakt zwischen Katalysator und Treibstofflösung ansteigt, mit einem geschlossenen Teil für die Unterbrechung des Kontakts zwischen dem Katalysator und der Treibstofflösung zur Unterbrechung der Wasserstoffgaserzeugung versehen ist, und der für den Fall, dass der Druck im Treibstofftank aufgrund des Verbrauchs von Wasserstoffgas durch die Wasserstoff-Brennzelle abfällt, mit einem offenen Teil für die Kontaktherstellung zur Treibstofflösung zum Zweck der Wasserstoffgaserzeugung versehen ist, so dass die Erzeugung und die Erzeugungsunterbrechung des Gases basierend auf dem Ansteigen und Abfallen des Treibstofftankdruckes aktiv reguliert wird.A self-regulating hydrogen generator for a hydrogen fuel cell, consisting of one an interior with a certain volume having fuel tank, with one with the interior in Connecting hydrogen outlet is provided one Hydrogen storage material containing, housed in the fuel tank Fuel solution, one for generating hydrogen gas with the fuel solution in Contacting catalyst, wherein the catalyst is a catalytic reactor fills out, the for the Case that the pressure in the fuel tank due to the generation of Hydrogen gas increases through contact between the catalyst and the fuel solution, with a closed part for the interruption of the contact between the catalyst and the fuel solution is provided for interrupting hydrogen gas production, and the for the case that the pressure in the fuel tank due to consumption of hydrogen gas through the hydrogen fuel cell drops, with an open part for the contact preparation to the fuel solution for the purpose of hydrogen gas generation so that the generation and the interruption of production of the Gases based on the increase and decrease of the fuel tank pressure is actively regulated. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 1, wobei der Katalysereaktor ein elastisches Mittel zur Steuerung der Wasserstoffgaserzeugung aufweist, welches eine bestimmten Kompressions- und Dekompressionskraft zur Bewegung des Katalysators in Richtung des geschlossenen oder des offenen Teils in Abhängigkeit vom durch die Wasserstoffgaserzeugung verursachten Anstieg oder Abfall des Treibstofftankdrucks aufweist.A self-regulating hydrogen generator according to claim 1, wherein the catalytic reactor is an elastic means of control hydrogen gas generation, which has a certain compression and decompression force to move the catalyst in the direction of the closed or open part as a function of hydrogen gas production caused increase or decrease in the fuel tank pressure. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 2, wobei ein Katalysatorbefestigungselement, für das eine Verbindung mit dem daran befestigten Katalysator vorgesehen ist, und das innerhalb des Katalysereaktors beweglich angeordnet ist, mit einem Ende des elastischen Mittels verbunden ist.A self-regulating hydrogen generator according to claim 2, wherein a catalyst attachment member for connecting to the attached thereto catalyst is provided, and within the catalytic reactor is movably arranged, with one end of the elastic means is connected. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 3, wobei Treibstoffabfangelemente, die verhindern, dass die Treibstofflösung durch den offenen Teil in den Katalysereaktor gelangt, wenn das Katalysatorbefestigungselement sich aufgrund eines Druckanstiegs im Treibstofftank in Richtung des geschlossenen Teils bewegt, am Innenumfang des Katalysatorbefestigungselements oder des Katalysereaktors vorgesehen sind.A self-regulating hydrogen generator according to claim 3, wherein fuel interceptors that prevent the fuel solution from passing through the open part enters the catalytic reactor when the catalyst fastener due to a pressure increase in the fuel tank in the direction of the closed part moves, on the inner periphery of the catalyst fixing member or the catalytic reactor are provided. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 3, wobei Treibstoffabfangelemente, die verhindern, dass die Treibstofflösung durch den offenen Teil in den Katalysereaktor gelangt, wenn das Katalysatorbefestigungselement sich aufgrund eines Druckanstiegs im Treibstofftank in Richtung des geschlossenen Teils bewegt, zwischen dem Katalysatorbefestigungselement und dem elastischen Mittel vorgesehen sind.A self-regulating hydrogen generator according to claim 3, wherein fuel interceptors that prevent the fuel solution from passing through the open part enters the catalytic reactor when the catalyst fastener due to a pressure increase in the fuel tank in the direction of the closed part, between the catalyst fixing element and the elastic means are provided. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 3, wobei der Treibstofftank ein Gas-Flüssigkeitstrennmittel zur Trennung des erzeugten Wasserstoffgases von der Treibstofflösung in einem flüssigen Zustand und zum Ablassen des abgetrennten Wasserstoffgases nach außen enthält.A self-regulating hydrogen generator according to claim 3, wherein the fuel tank is a gas-liquid separator for separating the generated hydrogen gas from the fuel solution in a liquid Condition and for discharging the separated hydrogen gas after Outside contains. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 6, wobei eine Installationsaussparung, in die der Katalysereaktor von außen lösbar eingeführt wird, an einer bestimmten Stelle des Treibstofftanks ausgebildet wird, und wobei diese Installationsaussparung eine Durchgangsöffnung, die den Katalysator des Katalysereaktors mit der Treibstofflösung zur Wasserstoffgaserzeugung in Kontakt treten lässt, ein am Boden der Installationsaussparung angeordnetes elastisches Mittel, ein mit dem elastischen Mittel verbundenes Durchgangsöffnungsschließelement, das die Öffnung verschließt und das Katalysatorbefestigungselement des daran befestigten Katalysators aufgrund eines Druckanstiegs im Treibstofftank durch die Durchgangsöffnung presst, wenn der Katalysereaktor aus der Installationsaussparung gelöst wird, und eine Wasserstofferzeugungs-Regulierungsöffnung, die durch den Boden der Installationsaussparung hindurch ausgebildet wird und die beim Durchgangsöffnungsschließelement einen geschlossenen Raum definiert, damit im Treibstofftank erzeugtes Wasserstoffgas in die Installationsaussparung hinein und wieder aus ihr heraus gelangen kann.A self-regulating hydrogen generator according to claim 6, wherein an installation recess into which the catalytic reactor from the outside releasably introduced, is formed at a certain point of the fuel tank, and wherein this installation recess has a passage opening, the catalyst of the catalytic reactor with the fuel solution for Hydrogen gas generation contact, one at the bottom of the installation recess arranged elastic means, one with the elastic means connected passage opening closing element, that the opening closes and the catalyst attachment member of the attached catalyst due to a pressure increase in the fuel tank through the passage opening, when the catalytic reactor is released from the installation recess, and a hydrogen generation regulation opening through the floor the installation recess is formed through and at the Through hole sealing member defines a closed space so as to be generated in the fuel tank Hydrogen gas into the installation recess and again can get out of it. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 7, wobei eine Gas-Flüssigkeitstrennschicht in dem mit der Wasserstofferzeugungs-Regulierungsöffnung versehenen Treibstofftank angeordnet ist und ein Fixierungsmittel zur Fixierung des Katalysereaktors am Treibstofftank am Ende des Katalysereaktors und dem Eintritt der Installationsaussparung angeordnet ist.A self-regulating hydrogen generator according to claim 7, wherein a gas-liquid separation layer in the one provided with the hydrogen generation regulating port Fuel tank is arranged and a fixative for fixation the catalytic reactor at the fuel tank at the end of the catalytic reactor and the entrance of the installation recess is arranged. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 8, wobei ein Katalysator-Freilegungsregelelement zur Definition eines abgeschlossenen Raumes von einem Ende des Katalysereaktors an der Außenoberfläche des Katalysatorbefestigungselements auskragt, und eine andere Wasserstofferzeugungs-Regulierungsöffnung, welche mit der Wasserstofferzeugungs-Regulierungsöffnung korrespondiert, wenn der Katalysereaktor in die Installationsaussparung eingeführt wird und die Erzeugung von Wasserstoffgas reguliert, indem das Katalysatorbefestigungselement in Abhängigkeit von Anstieg und Abfall des Drucks im Treibstofftank bewegt wird, an einer bestimmten Stelle des Katalysator-Freilegungsregelelement ausgebildet wird.A self-regulating hydrogen generator according to claim 8, wherein a catalyst exposure control member for defining a closed space protrudes from one end of the catalytic reactor on the outer surface of the catalyst fixing member, and another hydrogen generation regulating orifice communicating with the hydrogen generation regulating orifice When the catalytic reactor is introduced into the installation recess and regulates the generation of hydrogen gas by moving the catalyst fixing member in response to rise and fall of the pressure in the fuel tank, it is formed at a predetermined position of the catalyst exposure control member. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß den Ansprüchen 6 bis 9, wobei das Gas-Flüssigkeitstrennmittel eine Gas-Flüssigkeitstrennschicht mit variabler Form ist, welche fest im Treibstofftank angebracht ist, so dass ein bestimmter Raum zwischen der Innenöffnung des Auslasses und der Treibstofflösung zum leichten Ablassen des Wasserstoffgases durch den Auslass definiert wird.A self-regulating hydrogen generator according to claims 6 to 9, wherein the gas-liquid separating agent a gas-liquid separation layer with variable-shape, which is fixedly mounted in the fuel tank, allowing a certain space between the inner opening of the outlet and the fuel solution for easily venting the hydrogen gas through the outlet becomes. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 10, wobei ein mit Luftlöchern versehenes Implantationselement, das eine Verschiebung der Gas-Flüssigkeitstrennschicht verhindert und auf effiziente Weise Wasserstoff ablässt, wenn der Druck im Treibstofftank aufgrund der Erzeugung von Wasserstoffgas ansteigt oder der Wasserstofftank sich bewegt, zwischen dem Innenumfang des Treibstofftanks und der Gas-Flüssigkeitstrennschicht angeordnet wird.A self-regulating hydrogen generator according to claim 10, being one with air holes provided implantation element, the displacement of the gas-liquid separation layer prevents and efficiently releases hydrogen when the pressure in the fuel tank due to the generation of hydrogen gas rises or the hydrogen tank moves, between the inner circumference the fuel tank and the gas-liquid separation layer is arranged. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 11, wobei die Gas-Flüssigkeitstrennschicht vollständig abgeschlossen ist und einen Katalysereaktor und eine Treibstofflösung enthält und deren Außenoberfläche von dem Innenumfang des Treibstofftanks mit einem bestimmten Abstand voneinander trennt.A self-regulating hydrogen generator according to claim 11, wherein the gas-liquid separation layer Completely is completed and contains a catalytic reactor and a fuel solution and their Outer surface of the inner circumference of the fuel tank at a certain distance separates each other. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Gas-Flüssigkeitstrennmittel einen auf einer bestimmten Höhe des Treibstofftanks auf der Treibstofflösung treibendes Sammelelement, eine vom Sammelelement abstehende und gegenüber der oberen Oberfläche der Treibstofflösung offen liegende Sammelöffnung zur Überführung des im Treibstofftank erzeugten Wasserstoffgases in das Sammelelement sowie einen Ablassschlauch, der die eine Seite des Sammelelements gegenüber der Sammelöffnung mit dem Auslass zum Ablassen des durch das Sammelelement gesammelten Wasserstoffgases verbindet, enthält.A self-regulating hydrogen generator according to a the claims 6 to 9, wherein the gas-liquid separating agent one at a certain height the fuel tank driving on the fuel solution collecting element, one protruding from the collecting element and opposite the upper surface of the fuel solution open collection port for the transfer of the Hydrogen gas generated in the fuel tank in the collecting element and a drain hose, which is opposite to the one side of the collecting element collection port with the outlet for draining the collected by the collecting element Hydrogen gas connects, contains. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß einem der Ansprüche 3, 6 und 7, wobei das Katalysatorbefestigungselement beide an seinen beiden Enden ausgebildeten Flügel, die an der Innenumfang einer Röhre entlang gleiten, sowie ein zwischen den Flügen angeordnetes Katalysatorbefestigungsteil enthält.A self-regulating hydrogen generator according to a the claims 3, 6 and 7, wherein the catalyst fastener both at its both ends formed wings, on the inner circumference of a tube along slide and arranged between the flights catalyst attachment part contains. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 14, wobei ein Dauermagnet an dem Katalysatorbefestigungsteil angeordnet ist, so dass der aus Metall bestehende Katalysator durch den Dauermagneten am Katalysatorbefestigungsteil ohne weitere Arbeitsschritte angebracht ist.A self-regulating hydrogen generator according to claim 14, wherein a permanent magnet disposed on the catalyst attachment member is, so that the metal catalyst by the permanent magnet attached to the catalyst attachment without further steps is. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 14, wobei das Katalysatorbefestigungsteil in mehrere Stücke aufgeteilt ist, um den Kontaktbereich zwischen Katalysator und Treibstofflösung zu vergrößern und so eine größere Menge an Wasserstoffgas zu erzeugen.A self-regulating hydrogen generator according to claim 14, wherein the catalyst attachment part divided into several pieces is about the contact area between the catalyst and the fuel solution enlarge and such a larger amount to generate hydrogen gas. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 10, wobei der Treibstofftank ein Wasserstoff-Rückhaltemittel enthält, das sich in einem feinen Schauzustand befindendes, durch den Kontakt von Treibstofflösung und Katalysator erzeugtes Wasserstoffgas in große, Wasserstoffblasen umwandelt, welche das Gas-Flüssigkeitstrennmittel passieren können.A self-regulating hydrogen generator according to claim 10, wherein the fuel tank is a hydrogen retaining agent contains that is in a fine state of appearance, through contact of fuel solution and catalyst converts hydrogen gas generated into large, hydrogen bubbles, which pass the gas-liquid separator can. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 10, wobei der Katalysereaktor innerhalb des Wasserstoff-Rückhaltemittels angeordnet ist, welches mit einer Vielzahl von Löchern versehen ist, damit sich in einem feinen Schauzustand befindendes, durch den Kontakt von Treibstofflösung und Katalysator erzeugtes Wasserstoffgas in große, Wasserstoffblasen, welche das Gas-Flüssigkeitstrennmittel passieren können, umgewandelt wird.A self-regulating hydrogen generator according to claim 10, wherein the catalytic reactor within the hydrogen retaining agent is arranged, which is provided with a plurality of holes, so that itself in fine state of appearance, through the contact of Fuel solution and Catalyst generated hydrogen gas into large, hydrogen bubbles, which the gas-liquid separator can happen is converted. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 10, wobei wenigsten ein Kollisionselement, das verhindert, dass sich in einem feinen Schauzustand befindendes, im Treibstofftank erzeugtes, Feuchtigkeit enthaltendes Wasserstoffgas in direkten Kontakt mit der Gas-Flüssigkeitstrennschicht gelangt, zwischen der Treibstofflösung und der Gas-Flüssigkeitstrennschicht angeordnet ist.A self-regulating hydrogen generator according to claim 10, at least one collision element that prevents in a fine state of being, in the fuel tank generated, moisture-containing hydrogen gas in direct Contact with the gas-liquid separation layer between the fuel solution and the gas-liquid separation layer is arranged. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 10, wobei der Treibstofftank eine Öffnung zum Ablassen der verbrauchten Treibstofflösung oder seiner Nebenprodukte aus dem Treibstofftank und zum Auffüllen des Tanks mit einer neuen Treibstofflösung aufweist.A self-regulating hydrogen generator according to claim 10, wherein the fuel tank has an opening for draining the consumed fuel solution or its byproducts from the fuel tank and for refilling the fuel tank Tanks with a new fuel solution. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 10, wobei der Treibstofftank eine Abzugöffnung aufweist, die einen Überdruck im Treibstofftank verhindert.A self-regulating hydrogen generator according to claim 10, wherein the fuel tank has a vent opening, which is an overpressure prevented in the fuel tank. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 14, wobei der aus Raney-Nickel hergestellte Katalysator an einem Netz oder einem Substrat in destilliertem Wasser oder gewöhnlichem Wasser über ein Klebemittel angebracht ist, welches im Wasser erhärtet, ohne dass ein separater Trocknungsprozess oder Oberflächenoxidierungprozess nötig ist, und welcher dann mit dem Katalysatorbefestigungsteil verbunden wird.A self-regulating hydrogen generator according to claim 14, wherein the catalyst prepared from Raney nickel is attached to a net or a substrate in distilled water or ordinary water via an adhesive which hardens in water without a separate drying process or surface oxidation process is necessary, and which is then connected to the catalyst attachment part. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß einem der Ansprüche 2, 3, 6 und 7, wobei das elastische Mittel eine zusammengepresste Spiralfeder enthält.A self-regulating hydrogen generator according to a the claims 2, 3, 6 and 7, wherein the elastic means is a compressed one Spiral spring contains. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß einem der Ansprüche 2, 3, 6 und 7, wobei das elastische Mittel komprimierbares Gas enthält.A self-regulating hydrogen generator according to a the claims 2, 3, 6 and 7, wherein the elastic means contains compressible gas. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß Anspruch 10, wobei in dem Fall, dass eine Vielzahl von nicht mit der Treibstofflösung gefüllten Räumen abteilend erzielt werden, indem eine Vielzahl der Gas-Flüssigkeitstrennschichten im linken, rechten, oberen und unteren Teil des Inneren des mit der Treibstofflösung gefüllten Treibstofftanks angeordnet werden, ein Verbindungsrohr die abgeteilten, nicht mit der Treibstofflösung gefüllten Räume im Treibstofftank miteinander verbindet.A self-regulating hydrogen generator according to claim 10, wherein in the case of dividing a plurality of spaces not filled with the fuel solution be achieved by a variety of gas-liquid separation layers in the left, right, upper and lower part of the interior of the with fuel solution filled Fuel tanks are arranged, a connecting pipe the partitioned, not with the fuel solution filled Rooms in the fuel tank connects with each other. Ein selbstregulierender Wasserstoffgenerator gemäß einem der Ansprüche 1 und 3, wobei ein Heizmittel zur Erzeugung von wärme wenigstens im Treibstofftank, im Katalysereaktor oder im Katalysebefestigungselement angeordnet ist.A self-regulating hydrogen generator according to a the claims 1 and 3, wherein a heating means for generating heat at least in the fuel tank, in the catalytic reactor or in the catalytic fastener is arranged.
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