RU206225U1 - COMPACT CHEMICAL HYDROGEN POWER SUPPLY AND FUEL CELL BATTERY FOR MOBILE ROBOTIC SYSTEMS - Google Patents

COMPACT CHEMICAL HYDROGEN POWER SUPPLY AND FUEL CELL BATTERY FOR MOBILE ROBOTIC SYSTEMS Download PDF

Info

Publication number
RU206225U1
RU206225U1 RU2020118545U RU2020118545U RU206225U1 RU 206225 U1 RU206225 U1 RU 206225U1 RU 2020118545 U RU2020118545 U RU 2020118545U RU 2020118545 U RU2020118545 U RU 2020118545U RU 206225 U1 RU206225 U1 RU 206225U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
pressure
power source
gas system
fuel cell
Prior art date
Application number
RU2020118545U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Яковлевич Вербицкий
Сергей Николаевич Потапов
Максим Сергеевич Шарыпов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ХитЛаб"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ХитЛаб" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ХитЛаб"
Priority to RU2020118545U priority Critical patent/RU206225U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU206225U1 publication Critical patent/RU206225U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746Pressure; Flow
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

Полезная модель предназначена для мобильных робототехнических систем. Технический результат заключается в снижении и сглаживании пульсаций давления в газовой системе устройства, устранении угрозы воспламенения сбрасываемых излишков водорода в исключительных критических режимах работы источника питания, снижении веса устройства, достижении максимальной компактности устройства и организации оптимального теплорегулирования. Основными компонентами устройства являются: батарея топливных элементов, химический источник водорода, микропроцессорный блок управления, буферный аккумулятор, блок управляемой электронной нагрузки, вентилятор охлаждения, емкость с водой, микронасос, компенсатор скачков давления водорода в газовой системе устройства, датчики давления, тока и напряжения. Компоненты устройства собраны на шасси из алюминиевого или карбонового профиля и перфорированного основания и заключены в корпус. На одной из торцевых стенок корпуса расположена панель управления и разъемы для подключения потребителей. Конструкция шасси обеспечивает компактное размещение всех компонентов источника питания, необходимую для мобильного устройства прочность, стойкость к ударам и перегрузкам. Стенки корпуса выполнены из облегченных сэндвич-панелей. Конструкция корпуса обеспечивает легкий доступ к компонентам устройства во время технического обслуживания. Данная полезная модель позволяет поддерживать давление в газовой системе источника питания в пределах 0,030-0,055 МПа, обеспечивать постоянный уровень генерации электрической мощности, устранять угрозу воспламенения сбрасываемых в исключительных случаях излишков водорода. Обеспечение стабильного и равномерного потока водорода при поддержании низкого рабочего давления в газовой системе источника питания реализовано за счет применения компенсатора скачков давления с раздувающейся внутренней мембраной и оптимизированной системы управления. Низкое рабочее давление в газовой системе источника питания позволяет значительно снизить вес устройства за счет использования легких тонкостенных картриджей в химическом источнике водорода и тонкостенных легких сосудов для воды и стабилизатора скачков давления. Двухуровневая схема расположения основных компонентов позволяет организовать эффективное теплорегулирование. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.The utility model is intended for mobile robotic systems. The technical result consists in reducing and smoothing pressure pulsations in the gas system of the device, eliminating the threat of ignition of the discharged excess hydrogen in exceptional critical operating modes of the power source, reducing the weight of the device, achieving maximum compactness of the device and organizing optimal heat regulation. The main components of the device are: a fuel cell battery, a chemical source of hydrogen, a microprocessor control unit, a buffer battery, a controlled electronic load unit, a cooling fan, a container with water, a micropump, a compensator for hydrogen pressure surges in the gas system of the device, pressure, current and voltage sensors. The components of the device are assembled on a chassis made of an aluminum or carbon profile and a perforated base and enclosed in a housing. On one of the end walls of the case there is a control panel and connectors for connecting consumers. The chassis design provides a compact arrangement of all components of the power supply, the strength required for a mobile device, shock and overload resistance. The walls of the case are made of lightweight sandwich panels. The design of the housing allows easy access to the device components during maintenance. This utility model allows maintaining the pressure in the gas system of the power source within 0.030-0.055 MPa, ensuring a constant level of electric power generation, eliminating the threat of ignition of excess hydrogen discharged in exceptional cases. Ensuring a stable and uniform flow of hydrogen while maintaining a low operating pressure in the gas system of the power source is realized through the use of a pressure surge compensator with an inflated inner diaphragm and an optimized control system. The low operating pressure in the gas system of the power supply can significantly reduce the weight of the device due to the use of light thin-walled cartridges in the chemical hydrogen source and thin-walled light vessels for water and a pressure surge stabilizer. The two-level layout of the main components allows for efficient thermal management. 4 c.p. f-ly, 7 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельTechnical field to which the utility model belongs

Полезная модель относится к области водородной энергетики, а именно к автономным источникам питания на батареях топливных элементов, работающих на водороде, получаемом в результате химической реакции металлогидрида с водой.The utility model relates to the field of hydrogen energy, namely to autonomous power sources based on fuel cell batteries operating on hydrogen obtained as a result of a chemical reaction of a metal hydride with water.

Уровень техникиState of the art

В заявке US 2005/0238573 А1 описан способ получения водорода при гидролизе металлоборгидридных соединений каталитическим методом. Для повышения удельного выхода водорода в качестве добавки к реакционной смеси применяют кислоту. Этот способ труднореализуем из-за сложности организации перемешивания реагирующих компонентов и опасности образования в реакционной зоне паров кислоты, которые при попадании в другие части энергетической системы приводят к выходу системы из строя. Кроме того, особую опасность представляют токсичные продукты реакции.US 2005/0238573 A1 describes a method for producing hydrogen by hydrolysis of metal borohydride compounds by a catalytic method. To increase the specific yield of hydrogen, an acid is used as an additive to the reaction mixture. This method is difficult to implement due to the complexity of organizing the mixing of the reacting components and the risk of formation of acid vapors in the reaction zone, which, if they enter other parts of the energy system, lead to system failure. In addition, toxic reaction products pose a particular danger.

Известен способ получения водорода путем гидролиза алюмогидрида лития LiAlH4 при температуре 100°С, описанный в патенте US 5702491 А. К недостаткам этого способа можно отнести высокую стоимость алюмогидрида лития из-за сложности его получения и опасность из-за образования в результате гидролиза гидроксида лития LiOH, являющегося токсичным.A known method of producing hydrogen by hydrolysis of lithium aluminum hydride LiAlH4 at a temperature of 100 ° C, described in US patent 5702491 A. The disadvantages of this method include the high cost of lithium aluminum hydride due to the complexity of its production and the danger due to the formation of lithium hydroxide LiOH which is toxic.

В патенте US 5514353 описан способ получения водорода при гидролизе гидрида лития LiH. Недостатком этого способа является сложность контроля химической реакции из-за высокой химической активности гидрида лития.US Pat. No. 5,514,353 describes a method for producing hydrogen by hydrolysis of lithium hydride LiH. The disadvantage of this method is the difficulty of controlling the chemical reaction due to the high chemical activity of lithium hydride.

Принятая за наиболее близкий аналог модель химического источника водорода и источника питания на его основе описана в патенте US 10322932 B2. Модель включает в себя химический источник водорода, редукционный клапан и батарею топливных элементов. Химический источник водорода состоит из реакционной камеры, бака с водой, микронасоса, клапана аварийного сброса давления, датчика давления, нагревателя и контроллера. Алгоритм работы химического источника водорода заключается в следующем: подача воды в реакционную камеру производится под управлением микроконтроллера; вода вступает в реакцию с порошком металлогидрида (гидрида магния), в результате чего выделяется водород. Процесс гидролиза сопровождается выделением большого количества тепла, поэтому реакционная камера помещена в вакуумную теплоизоляцию. При низких температурах теплопроводность такой изоляции низкая, а при температурах близких к 300°С и выше - высокая за счет излучения. Для первоначального запуска реакции используют нагреватель, который превращает подаваемую в реакционную камеру воду в пар. Контроллер регулирует подачу воды в реактор так, чтобы поддерживать заданное давление водорода на выходе из реакционной камеры в соответствии с уровнем нагрузки на батарее топливных элементов. В конструкции химического источника водорода принципиальное значение имеет устройство реакционной камеры и требования к порошку гидрида магния. Авторы модели рассматривают два варианта организации реакционной камеры: с осевым вводом пара и осевым первоначальным нагревом, и с торцевым вводом пара и первоначальным химическим нагревом при запуске реакции гидролиза. Используют порошок гидрида магния со средним размером частиц 5 мкм. Для предотвращения выноса частиц порошка с потоком водорода и закупоривание трубок подачи пара в реакционной камере используют фильтры из углеродного волокна.The model of a chemical hydrogen source and a power source based on it, taken as the closest analogue, is described in US patent 10322932 B2. The model includes a chemical hydrogen source, a pressure reducing valve and a fuel cell stack. The chemical hydrogen source consists of a reaction chamber, a water tank, a micropump, an emergency pressure relief valve, a pressure sensor, a heater, and a controller. The algorithm of operation of a chemical source of hydrogen is as follows: the water is supplied to the reaction chamber under the control of a microcontroller; the water reacts with the powder of the metal hydride (magnesium hydride) to produce hydrogen. The hydrolysis process is accompanied by the release of a large amount of heat; therefore, the reaction chamber is placed in vacuum thermal insulation. At low temperatures, the thermal conductivity of such insulation is low, and at temperatures close to 300 ° C and higher, it is high due to radiation. For the initial start of the reaction, a heater is used which converts the water supplied to the reaction chamber into steam. The controller controls the water supply to the reactor so as to maintain a predetermined hydrogen pressure at the outlet of the reaction chamber in accordance with the load level on the fuel cell stack. In the design of a chemical hydrogen source, the design of the reaction chamber and the requirements for the magnesium hydride powder are of fundamental importance. The authors of the model consider two options for organizing the reaction chamber: with axial steam injection and axial initial heating, and with end steam injection and initial chemical heating when starting the hydrolysis reaction. Magnesium hydride powder with an average particle size of 5 μm was used. To prevent the removal of powder particles with a stream of hydrogen and clogging of the steam supply pipes in the reaction chamber, carbon fiber filters are used.

Можно отметить, что осевое расположение ввода водяного пара формирует вытянутую зону реакции с большой площадью поверхности и объемом. При запуске реакции с постоянным потоком подачи воды, зона реакции будет перегрета, ввиду ее расположения в середине порошковой засыпки, обладающей плохой теплопроводностью. При продвижении зоны реакции к периферии реакционной камеры, такая конфигурация приведет к чрезмерному охлаждению зоны реакции ввиду кратного уменьшения плотности выделения энергии на единицу объема. Следовательно, устойчивое протекание реакции при низких температурах прекратится.It can be noted that the axial arrangement of the steam inlet forms an elongated reaction zone with a large surface area and volume. When starting the reaction with a constant flow of water supply, the reaction zone will be overheated, due to its location in the middle of the powder bed, which has poor thermal conductivity. As the reaction zone moves to the periphery of the reaction chamber, this configuration will lead to excessive cooling of the reaction zone due to a multiple decrease in the density of energy release per unit volume. Consequently, the stable course of the reaction at low temperatures will cease.

Таким образом, в источнике питания на основе химического генератора водорода и топливных элементов, рассматриваемом в качестве наиболее близкого аналога, можно выделить несколько недостатков, объясняемых тем, что предложенная конструкция реакционной камеры не позволяет обеспечить управляемость химического источника водорода и равномерность его работы.Thus, in a power source based on a chemical hydrogen generator and fuel cells, considered as the closest analogue, several disadvantages can be distinguished, explained by the fact that the proposed design of the reaction chamber does not allow for the controllability of the chemical hydrogen source and the uniformity of its operation.

Во-первых, плохая управляемость генерацией водорода подразумевает изменение давлений водорода в газовой системе в широких пределах, что, отчасти, может быть скомпенсировано высокой прочностью всех конструктивных элементов: реакционной камеры, емкости для воды и соединений газовой системы генератора водорода. Требование высокой прочности, как следствие, приводит к существенному росту весовых характеристик отдельных компонентов и снижению удельных показателей отношения запаса энергии к массе устройства, а значит, усложняет использование предлагаемого генератора водорода для мобильных приложений.First, poor controllability of hydrogen generation implies a wide variation in hydrogen pressures in the gas system, which, in part, can be compensated for by the high strength of all structural elements: the reaction chamber, the water tank and the gas system connections of the hydrogen generator. The requirement for high strength, as a result, leads to a significant increase in the weight characteristics of individual components and a decrease in the specific indicators of the ratio of the energy reserve to the mass of the device, which means that it complicates the use of the proposed hydrogen generator for mobile applications.

Во-вторых, в системе не предусмотрено устройств позволяющих сглаживать скачки давления в газовой системе, неизбежно возникающие при изменениях электрической нагрузки в цепи потребления из-за рассогласования уровней генерации потока водорода в химическом источнике водорода и потребления водорода батареей топливных элементов.Secondly, the system does not provide for devices that allow smoothing pressure surges in the gas system, which inevitably arise when the electrical load in the consumption circuit changes due to the mismatch in the levels of hydrogen flow generation in the chemical source of hydrogen and the consumption of hydrogen by the fuel cell stack.

Кроме того, авторы патента не предусмотрели устройства, позволяющего нейтрализовать сбрасываемый в окружающую среду водород при достижении критических уровней давления водорода в газовой системе источника питания, что создает потенциальную угрозу воспламенения и взрыва водорода при эксплуатации устройства в закрытых, ограниченных стенками пространствах.In addition, the authors of the patent did not provide for a device that allows to neutralize the hydrogen discharged into the environment when critical levels of hydrogen pressure in the gas system of the power source are reached, which creates a potential threat of ignition and explosion of hydrogen when operating the device in closed, bounded spaces.

Стоит обратить внимание еще на то, что в патенте, рассматриваемом как наиболее близкий аналог, ничего не говорится о взаимном расположении основных узлов источника питания и организации оптимального теплорегулирования.It is worth paying attention to the fact that the patent, considered as the closest analogue, does not say anything about the mutual arrangement of the main nodes of the power source and the organization of optimal heat regulation.

Задачи, на решение которых направлена заявленная полезная модель, заключаются в снижении и сглаживании пульсаций давления в газовой системе устройства, устранении угрозы воспламенения сбрасываемых излишков водорода в исключительных критических режимах работы источника питания, снижении веса устройства, достижении максимальной компактности устройства и организации оптимального теплорегулирования.The tasks to be solved by the claimed utility model are to reduce and smooth out pressure pulsations in the gas system of the device, eliminate the threat of ignition of discharged excess hydrogen in exceptional critical operating modes of the power source, reduce the weight of the device, achieve maximum compactness of the device and organize optimal heat regulation.

Технический результат, обеспечиваемый заявленной полезной моделью, заключается: во-первых, в снижении уровня давления в газовой системе устройства и, как следствие, в снижении требований к прочности используемых емкостей, следовательно, в уменьшении толщины стенок емкостей и снижении общего веса устройства; во-вторых, в сглаживании пульсаций давления водорода в газовой системе устройства; в-третьих, в существенном сокращении аварийных сбросов водорода в окружающую среду и повышении отношения общей вырабатываемой электрической энергии к массе устройства благодаря наличию в составе источника питания управляемой электронной нагрузки, позволяющей проводить постепенный вывод на номинальный рабочий режим химический источник водорода и батареи топливных элементов, потребляющей водород; в-четвертых, в устранении угрозы взрыва водорода в критических ситуациях благодаря наличию в составе устройства каталитического дожигателя водорода; в-пятых, в оптимальном расположении основных компонентов устройства, что позволяет достичь компактности и эффективной организации теплорегулирования источника питания. Все вышеперечисленное обуславливает возможность применения данной модели в качестве бортового источника питания мобильных средств, где важны малый вес, компактность, надежность, высокое отношение вырабатываемой электрической энергии к массе.The technical result provided by the claimed utility model consists in: firstly, in reducing the pressure level in the gas system of the device and, as a consequence, in reducing the requirements for the strength of the containers used, therefore, in reducing the thickness of the walls of the containers and reducing the total weight of the device; secondly, in smoothing the hydrogen pressure pulsations in the gas system of the device; thirdly, in a significant reduction in emergency discharges of hydrogen into the environment and an increase in the ratio of the total generated electrical energy to the mass of the device due to the presence of a controlled electronic load in the power source, which allows gradual bringing the chemical hydrogen source and the fuel cell battery, consuming hydrogen; fourthly, in eliminating the threat of a hydrogen explosion in critical situations due to the presence of a catalytic hydrogen afterburner in the device; fifth, in the optimal arrangement of the main components of the device, which allows achieving compactness and efficient organization of heat regulation of the power source. All of the above determines the possibility of using this model as an on-board power source for mobile vehicles, where low weight, compactness, reliability, and a high ratio of generated electrical energy to weight are important.

Раскрытие полезной моделиDisclosure of a utility model

Для достижения указанного технического результата компактный источник питания на химическом источнике водорода и батарее топливных элементов (Фиг. 2,3,4) собран на шасси из карбонового профиля (Фиг. 2, поз. 10) и перфорированного основания и заключен в корпус (Фиг. 2, поз. 1,2) имеющий стенки из облегченных сэндвич панелей, на одной из которых расположена панель подключения (Фиг. 3, поз 16), на которой расположены клавиши переключения (Фиг. 2, поз. 7, 8, 9), информационный дисплей (Фиг. 2, поз. 3) и разъемы для подключения потребителей электропитания (Фиг. 2, поз. 4,5,6). Все узлы дынного устройства имеют единую конструктивную связь, обеспечиваемую элементами шасси, профилей и сэндвич панелями корпуса с использованием винтовых, болтовых, клепочных элементов, пайки и сварки. Конструкция устройства обладает необходимой прочностью, но, стойкостью к ударам, ускорениям и перегрузкам. Функционально все основные компоненты компактного источника питания связаны в единую газовую и электрическую системы (Фиг. 1), рабочей функцией которых является обеспечение генерации водорода с требуемой номинальной скоростью и преобразование водорода в электрический ток для обеспечения электропитания полезной нагрузки. Алгоритм работы микропроцессорной системы управления раскрыт в патенте авторов RU 2707357C1 «Способ и система управления химическим источником водорода» и заключается в подаче сигналов с блока управления на микронасос, охлаждающий вентилятор, реле и электронные ключи электронной нагрузки на основе параметров, считываемых с термопар и датчиков давления газа, напряжения и тока. Таким образом, реализовано обратно пропорциональное регулирование подачи воды в картридж в зависимости от параметра, характеризующего поток водорода, а также регулирование и поддержании температуры картриджа химического источника водорода на заданном уровне. Для достижения компактности расположения основных узлов использована двухуровневая компоновка (Фиг. 3,4,5): батарея топливных элементов (Фиг. 3, поз. 11), вентилятор охлаждения (Фиг. 3, поз. 15), блок управляемой нагрузки (Фиг. 4, поз. 25), аккумулятор (Фиг. 4, поз. 27) - расположены в нижнем уровне; блок управления (Фиг. 3, поз. 17), емкость для воды (Фиг. 3, поз. 12), микронасос (Фиг. 4, поз. 21), компенсатор скачков давления (Фиг. 4, поз. 20), каталитический дожигатель (Фиг. 5, поз. 36), термостат с картриджем (Фиг. 3, поз. 13) расположены в верхнем уровне. Такое расположение основных узлов обусловлено следующими причинами: удобством доступа и обслуживания, необходимостью расположения центра тяжести устройства в его нижней части для обеспечения устойчивости и оптимальностью организации теплорегулирования. Сменный картридж (химический источник водорода) представляет собой тонкостенную жестяную емкость в форме цилиндра с соотношением наружного диаметра к наружной высоте, находящимся в диапазоне от 0,3 до 1, устанавливаемую вертикально в термостат (Фиг. 7), состоящий из корпуса (Фиг. 7, поз. 1), имеющего слой теплоизоляции на основе аэрогеля (Фиг. 7, поз. 2), три термопары (Фиг. 7, поз. 7) и вентилятор (Фиг. 7, поз. 4), управляемый от контроллера по сигналам с термопар и крышки (Фиг. 7, поз. 5). Более подробно конструкция химического источника водорода описана в патенте авторов RU2708001C1 «Способ генерации водорода и конструкция химического источника водорода».To achieve this technical result, a compact power source based on a chemical hydrogen source and a battery of fuel cells (Figs. 2,3,4) is assembled on a chassis made of a carbon profile (Fig. 2, pos. 10) and a perforated base and enclosed in a housing (Fig. 2, item 1, 2) having walls made of lightweight sandwich panels, on one of which there is a connection panel (Fig. 3, item 16), on which the switching keys are located (Fig. 2, item 7, 8, 9), information display (Fig. 2, pos. 3) and connectors for connecting power consumers (Fig. 2, pos. 4,5,6). All units of the melon device have a single structural connection, provided by the chassis elements, profiles and sandwich panels of the body using screw, bolted, riveted elements, soldering and welding. The design of the device has the necessary strength, but also resistance to impacts, accelerations and overloads. Functionally, all the main components of the compact power source are connected into a single gas and electrical system (Fig. 1), the working function of which is to ensure the generation of hydrogen at the required nominal rate and the conversion of hydrogen into electric current to provide power to the payload. The algorithm of operation of the microprocessor control system is disclosed in the authors' patent RU 2707357C1 "Method and system for controlling a chemical source of hydrogen" and consists in sending signals from the control unit to the micropump, cooling fan, relay and electronic keys of electronic load based on parameters read from thermocouples and pressure sensors gas, voltage and current. Thus, an inversely proportional control of the water supply to the cartridge is realized depending on the parameter characterizing the hydrogen flow, as well as the control and maintenance of the temperature of the cartridge of the chemical hydrogen source at a predetermined level. To achieve the compactness of the arrangement of the main units, a two-tier layout was used (Fig. 3,4,5): a fuel cell bank (Fig. 3, pos. 11), a cooling fan (Fig. 3, pos. 15), a controlled load unit (Fig. 4, pos. 25), the accumulator (Fig. 4, pos. 27) - are located in the lower level; control unit (Fig. 3, pos. 17), water tank (Fig. 3, pos. 12), micropump (Fig. 4, pos. 21), pressure surge compensator (Fig. 4, pos. 20), catalytic an afterburner (Fig. 5, pos. 36), a thermostat with a cartridge (Fig. 3, pos. 13) are located in the upper level. This arrangement of the main units is due to the following reasons: ease of access and maintenance, the need to locate the center of gravity of the device in its lower part to ensure stability and optimal organization of heat regulation. A replaceable cartridge (chemical source of hydrogen) is a thin-walled tin container in the form of a cylinder with a ratio of outer diameter to outer height ranging from 0.3 to 1, installed vertically in a thermostat (Fig. 7), consisting of a body (Fig. 7 , pos. 1), having a layer of thermal insulation based on airgel (Fig. 7, pos. 2), three thermocouples (Fig. 7, pos. 7) and a fan (Fig. 7, pos. 4), controlled from the controller by signals from thermocouples and cover (Fig. 7, pos. 5). The design of a chemical hydrogen source is described in more detail in the authors' patent RU2708001C1 "Method for generating hydrogen and the design of a chemical hydrogen source".

Емкость для воды, картридж (химический источник водорода), устройство стабилизации давления, батарея топливных элементов, каталитический дожигатель водорода подключены последовательно посредством трубок и газовых соединений (Фиг. 5, поз. 35) в единую газовую систему (Фиг. 3,4,5).A container for water, a cartridge (a chemical source of hydrogen), a pressure stabilization device, a battery of fuel cells, a catalytic hydrogen afterburner are connected in series by means of pipes and gas connections (Fig. 5, pos. 35) into a single gas system (Fig. 3,4,5 ).

Микропроцессорный блок управления (Фиг. 3, поз. 17), датчики температуры (Фиг. 3, поз. 14), давления газа (Фиг. 3, поз. 18) и воды (Фиг. 5, поз. 34), батарея топливных элементов (Фиг. 3, поз. 11), аккумулятор (Фиг. 4, поз. 27), управляемая электронная нагрузка (Фиг. 4, поз. 25), выводы миканитового нагревателя (Фиг. 4, поз. 24,32), вентилятор охлаждения (Фиг. 4, поз. 26), термопары (Фиг. 3, поз. 14), микронасос (Фиг. 4, поз. 21), дисплей (Фиг. 2, поз. 3), разъемы (Фиг. 2, поз. 4,5,6) и переключатели (Фиг. 2, поз. 7,8,9) на панели управления (Фиг. 3, поз. 17) имеют электрическое соединение. Доступ к узлам верхнего уровня открывается при снятии крышки корпуса устройства (Фиг. 2, поз. 1) при ее наличии. Некоторые модели устройства могут ее не предусматривать. В устройстве со снятой крышкой (Фиг. 3, 4, 5) можно сменить отработанный картридж (химический источник водорода), долить воду, проверить целостность эластичной мембраны в устройстве стабилизации давления, проверить герметичность трубок и соединений газовой системы, также открывается доступ к элементам системы управления.Microprocessor control unit (Fig. 3, pos. 17), temperature sensors (Fig. 3, pos. 14), gas pressure (Fig. 3, pos. 18) and water (Fig. 5, pos. 34), fuel bank elements (Fig. 3, pos. 11), battery (Fig. 4, pos. 27), controlled electronic load (Fig. 4, pos. 25), outputs of the micanite heater (Fig. 4, pos. 24,32), cooling fan (Fig. 4, pos. 26), thermocouples (Fig. 3, pos. 14), micropump (Fig. 4, pos. 21), display (Fig. 2, pos. 3), connectors (Fig. 2 , pos. 4,5,6) and switches (Fig. 2, pos. 7,8,9) on the control panel (Fig. 3, pos. 17) are electrically connected. Access to the upper level units is opened when removing the cover of the device body (Fig. 2, pos. 1), if present. Some device models may not support it. In the device with the cover removed (Fig. 3, 4, 5), you can change the spent cartridge (chemical source of hydrogen), add water, check the integrity of the elastic membrane in the pressure stabilization device, check the tightness of the pipes and connections of the gas system, and access to the system elements management.

Основным тепловыделяющим элементом верхнего уровня конструкции является картридж (химический источник водорода). Его тепловыделение составляет от 150 до 200% от электрической полезной мощности, вырабатываемой батареей топливных элементов. Метод охлаждения основан на естественной или принудительной конвенции. Горячий воздух, поднимающийся от термостата, уходит вверх, в вентиляционные отверстия в верхней панели крышки корпуса. В некоторых случаях для усиления охлаждения включается вентилятор (Фиг. 5, поз. 26), расположенный на нижнем уровне конструкции. Вентилятор засасывает воздух из нижнего уровня и гонит его в корпус термостата (Фиг. 7). Горячий термостат (Фиг. 3 поз. 13) отделен от емкостей с водой (Фиг. 3 поз. 12) и компенсатора скачков давления газа (Фиг. 4 поз. 20) устройства стабилизации давления с помощью легкой дюралевой перегородки (Фиг. 5, поз. 33).The main fuel element of the upper level of the structure is the cartridge (chemical source of hydrogen). Its heat dissipation is from 150 to 200% of the electrical useful power generated by the fuel cell stack. The cooling method is based on natural or forced convention. Hot air rising from the thermostat goes upward into the vents on the top of the case cover. In some cases, to enhance cooling, a fan is turned on (Fig. 5, item 26) located at the lower level of the structure. The fan sucks in air from the lower level and drives it into the thermostat housing (Fig. 7). The hot thermostat (Fig. 3, pos. 13) is separated from the containers with water (Fig. 3, pos. 12) and the compensator of gas pressure surges (Fig. 4, pos. 20) of the pressure stabilization device using a light duralumin partition (Fig. 5, pos. . 33).

На нижнем уровне расположены два тепловыделяющих компонента: батарея топливных элементов (Фиг. 3 поз. 11) и управляемая электронная нагрузка (Фиг. 4 поз. 25). Тепловыделение батареи топливных элементов (БТЭ) составляет 120-125% от ее полезной электрической мощности. На управляемой электронной нагрузке выделяется до 50% тепловой мощности от оптимальной электрической мощности источника питания в момент запуска источника питания в работу, а также в моменты резкого изменения мощности отбираемой полезной нагрузкой пользователя. Охлаждение БТЭ и управляемой электронной нагрузки осуществляется с помощью принудительной конвенции путем обдува вентиляторами. Воздухообмен осуществляется за счет отверстий в боковых панелях корпуса и не влияет на теплорегуляцию узлов верхнего уровня. Таким образом, за счет двухуровневого расположения основных узлов источника питания достигается максимальная компактность устройства и эффективность охлаждения и терморегуляции.At the lower level there are two fuel components: a fuel cell stack (Fig. 3, pos. 11) and a controlled electronic load (Fig. 4, pos. 25). The heat dissipation of a fuel cell stack (BFC) is 120-125% of its useful electrical power. On a controlled electronic load, up to 50% of the thermal power is allocated from the optimal electrical power of the power source at the moment the power source is started up, as well as at the moments of a sharp change in the power taken by the user's payload. Cooling of the BFC and the controlled electronic load is carried out by means of a forced convention by blowing with fans. Air exchange is carried out through openings in the side panels of the case and does not affect the heat regulation of the upper level units. Thus, due to the two-level arrangement of the main units of the power source, the maximum compactness of the device and the efficiency of cooling and thermoregulation are achieved.

Газовая система источника питания содержит компенсатор скачков давления, призванный сглаживать пульсации давления водорода в системе, поддерживая его в диапазоне 0,030 - 0,055 МПа, сводить к минимуму необходимость стравливания водорода в окружающую среду в исключительных случаях длительных трендов повышения скорости генерации водорода.The gas system of the power source contains a pressure surge compensator designed to smooth out the pressure pulsations of hydrogen in the system, maintaining it in the range of 0.030 - 0.055 MPa, to minimize the need to bleed hydrogen into the environment in exceptional cases of long-term trends in increasing the rate of hydrogen generation.

Компенсатор скачков давления (Фиг. 6) содержит тонкостенную полимерную емкость (Фиг. 6а, поз. 1) с завинчивающейся крышкой (Фиг. 6а, поз. 2) с герметичным штуцером (Фиг. 6а, поз. 3) в крышке. Штуцер оканчивается с наружной стороны резьбовым соединением для подключения газового фитинга (Фиг. 6а, поз. 4), а с внутренней стороны имеет посадочное цилиндрическое место с канавкой (Фиг. 6а, поз. 5) для уплотнительного резинового кольца, фиксирующего эластичную надувающуюся мембрану (Фиг. 6а, поз. 6). Эластичная резиновая мембрана является слабопроницаемой для водорода. На оболочке полимерного сосуда находятся два клапана: предохранительный (выпускной) клапан (Фиг. 6а, поз. 7), открывающийся при повышении давления внутри полимерного сосуда выше 0,04 МПа (Фиг. 6б) и впускной клапан (Фиг. 6а поз. 8), открывающийся при понижении давления в полимерном сосуде ниже атмосферного (Фиг. 6г).The pressure surge compensator (Fig. 6) contains a thin-walled polymer container (Fig. 6a, pos. 1) with a screw cap (Fig. 6a, pos. 2) with a sealed fitting (Fig. 6a, pos. 3) in the lid. The fitting ends on the outside with a threaded connection for connecting a gas fitting (Fig. 6a, pos. 4), and on the inside has a cylindrical seat with a groove (Fig. 6a, pos. 5) for a rubber sealing ring fixing an elastic inflation membrane ( Fig. 6a, pos. 6). The elastic rubber membrane is not highly permeable to hydrogen. There are two valves on the shell of the polymer vessel: a safety (outlet) valve (Fig.6a, pos. 7), which opens when the pressure inside the polymer vessel rises above 0.04 MPa (Fig.6b) and an inlet valve (Fig.6a, pos.8 ), which opens when the pressure in the polymer vessel drops below atmospheric (Fig. 6d).

Для согласованной работы химического источника водорода и батареи топливных элементов алгоритм управления подбирает оптимальный расход воды для получения на выходе номинальной величины потока водорода. Давление водорода в газовой системе в среднем остается в диапазоне 0,030-0,055 МПа, тем не менее, периодически возникают спонтанные увеличения и уменьшения скорости генерации водорода, и давление в газовой системе портативного источника питания изменяется. В этом случае, стабилизатор давления эффективно компенсирует эти изменения давления: при резком падении давления в газовой магистрали эластичная мембрана сжимается (Фиг. 6г) и в течении нескольких десятков секунд способна поддерживать требуемый поток водорода и необходимое минимальное давление, при резком повышении давления мембрана увеличивается в размерах (Фиг. 6б) и способствует меньшей скорости роста давления в системе до критических значений, таким образом предоставляя некий запас времени для коррекции подачи воды микронасосом в порошковую засыпку картриджа. Более подробно способ работы компенсатора скачков давления описан в патенте авторов RU2733200C1 «Компактная система стабилизации давления водорода в портативном источнике питания на основе химического реактора».For the coordinated operation of a chemical hydrogen source and a battery of fuel cells, the control algorithm selects the optimal water flow rate to obtain the nominal value of the hydrogen flow at the outlet. The hydrogen pressure in the gas system on average remains in the range of 0.030-0.055 MPa, however, spontaneous increases and decreases in the hydrogen generation rate periodically occur, and the pressure in the gas system of the portable power source changes. In this case, the pressure stabilizer effectively compensates for these pressure changes: with a sharp drop in pressure in the gas line, the elastic membrane is compressed (Fig.6d) and within several tens of seconds is able to maintain the required hydrogen flow and the required minimum pressure; with a sharp increase in pressure, the membrane increases in sizes (Fig. 6b) and contributes to a lower rate of pressure growth in the system to critical values, thus providing a certain margin of time for correcting the water supply by the micropump to the powder filling of the cartridge. The method of operation of the pressure surge compensator is described in more detail in the authors' patent RU2733200C1 "Compact system for stabilizing hydrogen pressure in a portable power source based on a chemical reactor".

Краткое описание рисунков:Brief description of figures:

На Фиг. 1 представлена схема компактного источника питания на химическом источнике водорода, отражающая все основные компоненты устройства и их функциональную взаимосвязь.FIG. 1 shows a diagram of a compact power supply based on a chemical hydrogen source, reflecting all the main components of the device and their functional relationship.

Фиг. 2 демонстрирует внешний вид компактного источника питания со стороны панели подключения. Цифрами обозначены:FIG. 2 shows the appearance of the compact power supply from the side of the connection panel. The numbers indicate:

1. Крышка1. Cover

2. Основание2. Foundation

3. Дисплей информационный3. Information display

4. USВ-разъем (напряжение 5В, ток до 2А)4.USB-connector (voltage 5V, current up to 2A)

5. Разъем (напряжение 12В, ток до 5А)5. Connector (voltage 12V, current up to 5A)

6. Разъем (напряжение 12В, ток до 5А)6. Connector (voltage 12V, current up to 5A)

7. Клавиша включения блока питания7. Power supply key

8. Клавиша пуска/останова реакции8. Key to start / stop reaction

9. Клавиша включения батареи топливных элементов.9. Key for turning on the battery of fuel cells.

Фиг. 3 демонстрирует вид компактного источника питания со стороны панели подключения без крышки и основания. Цифрами обозначены:FIG. 3 shows a view of the compact power supply from the side of the connection panel without cover and base. The numbers indicate:

10. Шасси10. Chassis

11. Батарея топливных элементов11. Fuel cell battery

12. Емкость с водой12. Capacity with water

13. Термостат с топливным картриджем13. Thermostat with fuel cartridge

14. Датчики температуры топливного картриджа14. Fuel cartridge temperature sensors

15. Короб с вентилятором охлаждения топливного картриджа15. Box with a cooling fan of the fuel cartridge

16. Панель подключения.16. Connection panel.

На Фиг. 4 изображен компактный источник питания со стороны термостата без крышки и основания. Цифрами обозначены:FIG. 4 shows the compact power supply viewed from the thermostat side without cover and base. The numbers indicate:

17.Микропроцессорный блок управления17.Microprocessor control unit

18. Датчик давления газа18. Gas pressure sensor

19. Вентилятор охлаждения платы управления19. Cooling fan control board

20. Компенсатор скачков давления газа20. Compensator for gas pressure surges

21.Микронасос21. Micro pump

22. Трубопровод подачи воды в картридж22. Pipeline for water supply to the cartridge

23. Крышка термостата23. Thermostat cover

24. Выводы питания миканитового нагревателя24. Power outputs of the micanite heater

25. Блок управляемой нагрузки25. Controlled load block

26. Вентилятор охлаждения26. Cooling fan

27. Аккумулятор27. Battery

28. Плата определения мощности28. Power detection board

29. Преобразователь напряжения29. Voltage converter

30. Клапан аварийного сброса давления газа30. Valve for emergency relief of gas pressure

31. Контроллер батареи топливных элементов31. Fuel cell stack controller

32. Вывод датчика температуры миканитового нагревателя.32. Output of the temperature sensor of the micanite heater.

На Фиг. 5 изображен компактный источник питания со стороны панели подключения без крышки и основания. Цифрами обозначены:FIG. 5 shows the compact power supply from the side of the connection panel without cover and base. The numbers indicate:

33. Дюралевая перегородка33. Dural baffle

34. Датчик давления воды34. Water pressure sensor

35. Трубопровод выхода газа35. Gas outlet pipeline

36. Дожигатель.36. Afterburner.

На Фиг. 6 (а, б, в, г) изображен компенсатор скачков давления в газовой системе источника и принцип его работы. Цифрами на Фиг. 6 (а) отмечены:FIG. 6 (a, b, c, d) shows the compensator of pressure surges in the gas system of the source and the principle of its operation. The numbers in FIG. 6 (a) are marked:

1. Тонкостенный полимерный сосуд;1. Thin-walled polymer vessel;

2. Завинчивающаяся крышка;2. Screw cap;

3. Герметичный штуцер;3. Sealed fitting;

4. Газовый резьбовой фитинг;4. Gas threaded fitting;

5. Посадочное цилиндрическое место с канавкой для резинового кольца;5. Cylindrical seat with a groove for a rubber ring;

6. Эластичная мембрана;6. Elastic membrane;

7. Выпускной (предохранительный) клапан;7. Outlet (safety) valve;

8. Впускной клапан.8. Inlet valve.

Фиг. 6 (а): Эластичная надувающаяся мембрана (поз. 6) находится в сжатом состоянии.FIG. 6 (a): The resilient inflatable diaphragm (key 6) is compressed.

Фиг. 6 (б): С ростом давления в газовой магистрали эластичная мембрана внутри полимерной емкости раздувается и сжимает находящийся внутри емкости воздух так, что давление внутри емкости и внутри мембраны уравнивается.FIG. 6 (b): With increasing pressure in the gas line, the elastic membrane inside the polymer container inflates and compresses the air inside the container so that the pressure inside the container and inside the membrane is equalized.

Фиг. 6 (в): При повышении давления в газовой магистрали до 0,04 МПа, срабатывает предохранительный клапан и происходит стравливание воздуха, находящегося в емкости. Давление внутри мембраны становится выше, чем давление в емкости, и надувающаяся мембрана занимает практически весь объем полимерной емкости.FIG. 6 (c): When the pressure in the gas line rises to 0.04 MPa, the safety valve is triggered and the air in the tank is released. The pressure inside the membrane becomes higher than the pressure in the container, and the inflation membrane occupies almost the entire volume of the polymer container.

Фиг. 6 (г): При резком падении давления в газовой магистрали мембрана сжимается и в течение нескольких десятков секунд способна поддерживать требуемый поток водорода в газовой магистрали источника питания.FIG. 6 (d): With a sharp drop in pressure in the gas line, the membrane is compressed and for several tens of seconds is able to maintain the required hydrogen flow in the gas line of the power source.

Фиг. 7 демонстрирует схему термостата, обеспечивающего теплоизоляцию и терморегулирование картриджа. Цифрами отмечены:FIG. 7 shows a schematic of a thermostat providing thermal insulation and thermal control of the cartridge. Numbers marked:

1. Стальной цилиндр1. Steel cylinder

2. Теплоизоляция2. Thermal insulation

3. Воздушный зазор3. Air gap

4. Вентилятор охлаждения4. Cooling fan

5. Теплоизоляционная крышка5. Thermal insulation cover

6. Отверстия для воздухообмена6. Openings for air exchange

7. Термопары.7. Thermocouples.

Claims (5)

1. Компактный источник питания с высокой удельной энергоемкостью для мобильных робототехнических систем, представляющий собой устройство, имеющее в своем составе следующие компоненты: батарею топливных элементов, буферный аккумулятор, блок управляемой электронной нагрузки, химический источник водорода, представляющий собой сменный картридж с порошком гидрида магния, находящийся в термостате с тремя термопарами, вентилятор охлаждения, емкость с водой, микронасос для регулирования подачи воды в картридж, компенсатор скачков давления водорода в газовой системе устройства, датчики давления, тока и напряжения, микропроцессорный блок управления, отличающийся тем, что перечисленные выше компоненты имеют двухуровневую компоновку, собраны на шасси из карбонового профиля и заключены в корпус, имеющий стенки из облегченных сэндвич-панелей, на одной из которых расположена панель управления и разъемы для подключения электропитания.1. A compact power source with a high specific energy consumption for mobile robotic systems, which is a device that includes the following components: a fuel cell stack, a buffer battery, a controlled electronic load unit, a chemical hydrogen source, which is a replaceable cartridge with magnesium hydride powder, located in a thermostat with three thermocouples, a cooling fan, a container with water, a micropump for regulating the water supply to the cartridge, a compensator for hydrogen pressure surges in the gas system of the device, pressure, current and voltage sensors, a microprocessor control unit, characterized in that the above components have a two-level layout, assembled on a chassis made of a carbon profile and enclosed in a body with walls made of lightweight sandwich panels, one of which has a control panel and connectors for power supply. 2. Компактный источник питания с высокой удельной энергоемкостью по п. 1, отличающийся тем, что все компоненты устройства включены в согласованно работающие газовую и электрическую подсистемы, имеющие двухуровневую компоновку, регулируемые микропроцессорным блоком управления по результатам показаний термопар, датчиков давления, тока и напряжения, таким образом, что обеспечивается давление водорода в газовой системе пределах 0,030-0,055 МПа и выработка постоянной электрической мощности путем преобразования водорода в электрический ток на батарее топливных элементов.2. A compact power supply with a high specific energy consumption according to claim 1, characterized in that all components of the device are included in coordinated gas and electrical subsystems having a two-level layout, controlled by a microprocessor control unit based on the results of thermocouple readings, pressure, current and voltage sensors, in such a way that the hydrogen pressure in the gas system is ensured within the range of 0.030-0.055 MPa and the generation of constant electric power by converting hydrogen into electric current on the fuel cell stack. 3. Компактный источник питания с высокой удельной энергоемкостью по п. 1, отличающийся тем, что компенсатор скачков давления водорода представляет собой тонкостенный полимерный сосуд, содержащий слабо проницаемую для водорода эластичную резиновую мембрану, помещаемую внутрь тонкостенного полимерного сосуда, и два клапана, размещенных на оболочке полимерного сосуда: предохранительный выпускной клапан, открывающийся при повышении давления внутри полимерного сосуда выше 0,04 МПа, и впускной клапан, открывающийся при понижении давления в полимерном сосуде ниже атмосферного.3. A compact power source with a high specific energy content according to claim 1, characterized in that the compensator for hydrogen pressure surges is a thin-walled polymer vessel containing an elastic rubber membrane that is weakly permeable to hydrogen, placed inside the thin-walled polymer vessel, and two valves located on the shell a polymer vessel: a safety outlet valve that opens when the pressure inside the polymer vessel rises above 0.04 MPa, and an inlet valve that opens when the pressure in the polymer vessel drops below atmospheric. 4. Компактный источник питания с высокой удельной энергоемкостью по п. 1, отличающийся тем, что имеет в своем составе каталитический дожигатель водорода, обеспечивающий каталитическое окисление сбрасываемого через клапан водорода в исключительных случаях повышения давления выше 0,055 МПа и позволяющий предотвратить накопление водорода внутри корпуса источника питания и возможные вследствие этого воспламенение и взрыв.4. A compact power source with a high specific energy content according to claim 1, characterized in that it contains a catalytic hydrogen afterburner, which provides catalytic oxidation of hydrogen discharged through the valve in exceptional cases of pressure increase above 0.055 MPa and allows preventing the accumulation of hydrogen inside the power source housing and the resulting ignition and explosion. 5. Компактный источник питания с высокой удельной энергоемкостью по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения максимальной устойчивости, компактности и оптимального терморегулирования использована двухуровневая компоновка компонентов устройства на шасси, при которой батарея топливных элементов, вентилятор охлаждения, блок управляемой электронной нагрузки, аккумуляторная батарея расположены в нижнем уровне конструкции, а все остальные узлы расположены в верхнем уровне конструкции.5. A compact power supply with a high specific energy intensity according to claim 1, characterized in that a two-tier arrangement of the device components on the chassis is used to ensure maximum stability, compactness and optimal thermal control, in which a fuel cell, a cooling fan, a controlled electronic load unit, a rechargeable battery the battery is located in the lower level of the structure, and all other nodes are located in the upper level of the structure.
RU2020118545U 2020-05-26 2020-05-26 COMPACT CHEMICAL HYDROGEN POWER SUPPLY AND FUEL CELL BATTERY FOR MOBILE ROBOTIC SYSTEMS RU206225U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118545U RU206225U1 (en) 2020-05-26 2020-05-26 COMPACT CHEMICAL HYDROGEN POWER SUPPLY AND FUEL CELL BATTERY FOR MOBILE ROBOTIC SYSTEMS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020118545U RU206225U1 (en) 2020-05-26 2020-05-26 COMPACT CHEMICAL HYDROGEN POWER SUPPLY AND FUEL CELL BATTERY FOR MOBILE ROBOTIC SYSTEMS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU206225U1 true RU206225U1 (en) 2021-09-01

Family

ID=77663405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020118545U RU206225U1 (en) 2020-05-26 2020-05-26 COMPACT CHEMICAL HYDROGEN POWER SUPPLY AND FUEL CELL BATTERY FOR MOBILE ROBOTIC SYSTEMS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU206225U1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2345447C1 (en) * 2007-07-30 2009-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") Power plant based on fuel elements and power plant control method
RU2351040C1 (en) * 2007-08-17 2009-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") Independent power source on fuel cells
US7794886B2 (en) * 2003-10-06 2010-09-14 Societe Bic Fuel cartridges for fuel cells and methods for making same
RU2646530C2 (en) * 2015-07-16 2018-03-06 Общество с ограниченной ответственностью "Инэнерджи" (ООО "Инэнерджи") Portable hydrogen electric power supply
US10322932B2 (en) * 2013-03-25 2019-06-18 Hes Energy Systems Pte. Ltd. Method and generator for hydrogen production
RU2707357C1 (en) * 2018-06-11 2019-11-26 Общество с ограниченной ответственностью "ХитЛаб" Method and system for controlling a chemical hydrogen source
RU2708001C1 (en) * 2018-06-28 2019-12-03 Общество с ограниченной ответственностью "Н2М" Method of hydrogen generation and design of chemical hydrogen source

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7794886B2 (en) * 2003-10-06 2010-09-14 Societe Bic Fuel cartridges for fuel cells and methods for making same
RU2345447C1 (en) * 2007-07-30 2009-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") Power plant based on fuel elements and power plant control method
RU2351040C1 (en) * 2007-08-17 2009-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") Independent power source on fuel cells
US10322932B2 (en) * 2013-03-25 2019-06-18 Hes Energy Systems Pte. Ltd. Method and generator for hydrogen production
RU2646530C2 (en) * 2015-07-16 2018-03-06 Общество с ограниченной ответственностью "Инэнерджи" (ООО "Инэнерджи") Portable hydrogen electric power supply
RU2707357C1 (en) * 2018-06-11 2019-11-26 Общество с ограниченной ответственностью "ХитЛаб" Method and system for controlling a chemical hydrogen source
RU2708001C1 (en) * 2018-06-28 2019-12-03 Общество с ограниченной ответственностью "Н2М" Method of hydrogen generation and design of chemical hydrogen source

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7052658B2 (en) Hydrogen generation cartridge and portable hydrogen generator
US9276278B2 (en) Hydrogen producing fuel cartridge
US6939449B2 (en) Water electrolyzer and system
MX2011010292A (en) Hydrogen generation systems and methods utilizing sodium silicide and sodium silica gel materials.
WO2019156631A1 (en) A portable fuel cell apparatus and system
CN101973520A (en) Portable hydrogen generator based on aluminium hydrolysis reaction and control method
CN217933883U (en) Power generation system using solid hydrogen storage alloy as hydrogen source, electric bicycle and pleasure boat
RU206225U1 (en) COMPACT CHEMICAL HYDROGEN POWER SUPPLY AND FUEL CELL BATTERY FOR MOBILE ROBOTIC SYSTEMS
US8864855B2 (en) Portable hydrogen generator
US20080090116A1 (en) Hydrogen producing apparatus, fuel cell system and electronic equipment
CN212315530U (en) Hydrogen production device by hydrolysis of sodium borohydride of kilowatt-level fuel cell
CN201381220Y (en) Instantaneous self-control hydrogen generation device
CN217182216U (en) Aluminum water reaction power supply
CN212198498U (en) Portable hydrogen production device and portable power supply system
US9269975B2 (en) Hydrogen producing fuel cartridge
CN111533087B (en) Catalyst-free rate-controllable hydrolysis hydrogen production device and control method thereof
CN113264502A (en) Hydrogen production device by hydrolysis of sodium borohydride of kilowatt-level fuel cell
KR101449034B1 (en) Hydrogen generation apparatus
RU2733200C1 (en) Compact system for stabilizing hydrogen pressure in portable power source based on chemical reactor
KR101336498B1 (en) Hot water storge apparatus with excellent control stability and simplification of component and fuel cell system using the same
Kim et al. A portable power-pack fueled by carbonsilane-based chemical hydrides
KR101067920B1 (en) All-in-one chemical hydride hydrogen generation device equipped with by-product storage chamber
Godart et al. High-Power Fuel Cell Systems Fueled by Recycled Aluminum
JP2008105926A (en) Hydrogen producing apparatus, fuel cell system and electronic apparatus
WO2006041328A1 (en) Electrochemical generator on base of hydrogen-air or oxygen fuel cells