RU72360U1 - HYDROGEN GENERATOR FOR AN AUTONOMOUS POWER SUPPLY ON FUEL CELLS - Google Patents

HYDROGEN GENERATOR FOR AN AUTONOMOUS POWER SUPPLY ON FUEL CELLS Download PDF

Info

Publication number
RU72360U1
RU72360U1 RU2007143623/22U RU2007143623U RU72360U1 RU 72360 U1 RU72360 U1 RU 72360U1 RU 2007143623/22 U RU2007143623/22 U RU 2007143623/22U RU 2007143623 U RU2007143623 U RU 2007143623U RU 72360 U1 RU72360 U1 RU 72360U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gallium
indium
granules
tin
zinc
Prior art date
Application number
RU2007143623/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Иосифович Школьников (RU)
Евгений Иосифович Школьников
Борис Михайлович Булычев (RU)
Борис Михайлович Булычев
Олег Владимирович Кравченко (RU)
Олег Владимирович Кравченко
Анастасия Владимировна Пармузина (RU)
Анастасия Владимировна Пармузина
Анатолий Владимирович Григоренко (RU)
Анатолий Владимирович Григоренко
Светлана Анатольевна Янушко (RU)
Светлана Анатольевна Янушко
Светлана Анатольевна Тарасова (RU)
Светлана Анатольевна Тарасова
Original Assignee
Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук (ОИВТ РАН)
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 Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук (ОИВТ РАН) filed Critical Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук (ОИВТ РАН)
Priority to RU2007143623/22U priority Critical patent/RU72360U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU72360U1 publication Critical patent/RU72360U1/en

Links

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

1. Генератор водорода для автономного источника питания на топливных элементах, содержащий герметичный корпус, заполненный твердым реагентом в виде гранул активированного алюминия и снабженный средствами для подвода жидкого реагента и вывода газообразного водорода, отличающийся тем, что в полости корпуса в контакте с гранулами активированного алюминия размещена герметичная капсула, заполненная водой и снабженная средствами для ее разгерметизации, причем поверхность гранул активированного алюминия имеет покрытие, материал которого представляет собой эвтектический сплав из группы металлов: галлий, индий, олово, цинк или висмут.2. Генератор водорода по п.1, отличающийся тем, что герметичный корпус выполнен в форме разборного цилиндра, снабженного съемной крышкой, на внутренней поверхности которой размещена указанная капсула, причем гранулы активированного алюминия имеют размеры в диапазоне от 100 мкм до 10 мм, толщина указанного покрытия находится в диапазоне 0,5-50 мкм, а материалом покрытия является двухкомпонентный сплав галлия с индием, трехкомпонентный сплав галлия с индием, цинком или оловом, четырехкомпонентный сплав галлия с индием, цинком и оловом или пятикомпонентный сплав галлия с индием, цинком, оловом и висмутом, при следующем соотношении компонентов, % масс.: индий 10-30, олово 1-20, цинк 1-20, висмут 1-5, остальное - галлий.1. A hydrogen generator for an autonomous power source on fuel cells, comprising a sealed housing filled with a solid reagent in the form of granules of activated aluminum and equipped with means for supplying a liquid reagent and outputting gaseous hydrogen, characterized in that in the cavity of the housing in contact with granules of activated aluminum is placed sealed capsule filled with water and equipped with means for its depressurization, and the surface of the granules of activated aluminum has a coating whose material Representing a eutectic alloy of the metals from group: gallium, indium, tin, zinc or vismut.2. The hydrogen generator according to claim 1, characterized in that the sealed housing is made in the form of a collapsible cylinder equipped with a removable lid, on the inner surface of which the capsule is placed, and the granules of activated aluminum have sizes in the range from 100 μm to 10 mm, the thickness of the specified coating is in the range of 0.5-50 microns, and the coating material is a two-component alloy of gallium with indium, a three-component alloy of gallium with indium, zinc or tin, a four-component alloy of gallium with indium, zinc and tin, or five A persistent alloy of gallium with indium, zinc, tin and bismuth, in the following ratio of components,% mass: indium 10-30, tin 1-20, zinc 1-20, bismuth 1-5, the rest is gallium.

Description

Полезная модель относится к устройствам для получения водорода в результате химической реакции твердого и жидкого реагентов, более конкретно, к конструкции генератора водорода для автономного источника питания на топливных элементах и может найти применение при создании малогабаритных источников питания, предназначенных, в том числе, для автономной зарядки аккумуляторов сотовых телефонов.The utility model relates to devices for producing hydrogen as a result of a chemical reaction of solid and liquid reagents, more specifically, to the design of a hydrogen generator for an autonomous power source on fuel cells and can be used to create small-sized power sources intended, including, for autonomous charging cell phone batteries.

Известно устройство для получения водорода, включающее реактор для проведения химической реакции между твердым реагентом в виде гранул магния и жидким реагентом в виде 3% водного раствора хлористого натрия (см. патент РФ №2060928, опубл. в бюл. №15, 27.05.1996 г.).A device for producing hydrogen is known, including a reactor for conducting a chemical reaction between a solid reagent in the form of magnesium granules and a liquid reagent in the form of a 3% aqueous solution of sodium chloride (see RF patent No. 2060928, publ. In bull. No. 15, 05/27/1996 g .).

Водород, получаемый в известном устройстве, предназначен для использования при газотермической обработке металлов. К недостаткам такого устройства следует отнести использование дополнительных средств стабилизации и регулирования расходных характеристик при отводе газа для уменьшения выброса жидкости и интенсификации теплоотвода в реакторе.Hydrogen produced in a known device is intended for use in gas thermal treatment of metals. The disadvantages of such a device include the use of additional means of stabilization and regulation of flow characteristics during gas removal to reduce the discharge of liquid and the intensification of heat removal in the reactor.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является генератор водорода для автономного источника питания на топливных элементах, содержащий герметичный корпус, заполненный твердым реагентом в виде гранул активированного алюминия и снабженный средствами для подвода жидкого реагента и вывода газообразного водорода (см. Fuel Cells with Hydrogen Genaration Sistem by the Reaction of Alumihum and Water /AWING/ network, Nikon, Hitachi maxell - прототип).The closest technical solution to the proposed one is a hydrogen generator for an autonomous power source on fuel cells, containing a sealed housing filled with a solid reagent in the form of granules of activated aluminum and equipped with means for supplying a liquid reagent and removing gaseous hydrogen (see Fuel Cells with Hydrogen Genaration Sistem by the Reaction of Alumihum and Water / AWING / network, Nikon, Hitachi maxell - prototype).

Особенностью известного устройства, входящего в состав генератора водорода для автономного источника питания на топливных элементах является наличие двух емкостей, одна из которых заполнена твердым реагентом в виде гранул активированного алюминия, а вторая - водой. Для генератора водорода такого типа используется твердый гидрореагирующий реагент, в данном случае, в виде гранул алюминия, который может быть активирован галлием или другими легирующими веществами, образующими на поверхности гранул сравнительно тонкое покрытие для уничтожения оксидной пленки на поверхности основного металла.A feature of the known device, which is part of the hydrogen generator for an autonomous power source on fuel cells, is the presence of two containers, one of which is filled with a solid reagent in the form of granules of activated aluminum, and the second with water. A solid hydroreacting reagent is used for this type of hydrogen generator, in this case in the form of aluminum granules, which can be activated by gallium or other alloying substances that form a relatively thin coating on the surface of the granules to destroy the oxide film on the surface of the base metal.

К недостаткам известного устройства следует отнести конструктивную сложность средств для осуществления химической реакции между реагентами в виде гранул активированного алюминия и воды. Указанные реагенты размещены в независимых емкостях в форме пластиковых бутылей, снабженных трубопроводами, запорно-регулирующей арматурой и другими средствами для подачи дозированных количеств воды в бутыль с гранулами активированного алюминия и для отвода выделяющегося водорода. При этом устройство в целом имеет сравнительно большие габариты, ограничивающие его использование в автономных источниках питания на топливных элементах, в том числе, в малогабаритных устройствах для зарядки аккумуляторов сотовых телефонов.The disadvantages of the known device include the structural complexity of the means for carrying out a chemical reaction between the reactants in the form of granules of activated aluminum and water. These reagents are placed in independent containers in the form of plastic bottles equipped with pipelines, shut-off and control valves and other means for supplying metered amounts of water to a bottle with activated aluminum granules and for evacuating the hydrogen released. Moreover, the device as a whole has a relatively large size, limiting its use in autonomous power sources for fuel cells, including small-sized devices for charging cell phone batteries.

Одним из определяющих параметров технико-экономической эффективности известного генератора водорода является стоимость используемого твердого гидрореагирующего реагента. Для известного источника питания на топливных элементах мощностью до 20 Вт (объем около 2 л., масса около 1 кг) стоимость генератора водорода составляет до 50% стоимости всего устройства.One of the determining parameters of the technical and economic efficiency of the known hydrogen generator is the cost of the used solid hydroreactive reagent. For a well-known power source on fuel cells with a capacity of up to 20 W (volume about 2 liters, weight about 1 kg), the cost of a hydrogen generator is up to 50% of the cost of the entire device.

Решаемой задачей является создание сравнительно простого и удобного в эксплуатации генератора водорода для автономного источника питания на топливных элементах, предназначенного для питания маломощной аппаратуры, в том числе, для зарядки аккумуляторов сотовых телефонов. Дополнительной к указанной является задача снижения стоимости используемых твердых реагентов и устройства в целом, а также уменьшения его габаритов и повышение эксплуатационных характеристик при работе в автономном режиме.The problem to be solved is the creation of a relatively simple and easy-to-use hydrogen generator for an autonomous fuel cell power source, designed to power low-power equipment, including charging cell phone batteries. Complementary to this is the task of reducing the cost of the used solid reagents and the device as a whole, as well as reducing its dimensions and increasing operational characteristics when working offline.

Указанная задача решается тем, что в генераторе водорода для автономного источника питания на топливных элементах, содержащем, герметичный корпус, заполненный твердым реагентом в виде гранул активированного алюминия и снабженный средствами для подвода жидкого реагента и вывода газообразного водорода, согласно полезной модели, в полости корпуса в контакте с гранулами активированного алюминия размещена герметичная капсула, заполненная водой и снабженная средствами для ее разгерметизации, причем поверхность гранул активированного алюминия имеет покрытие, материал которого представляет собой эвтектический сплав из группы металлов: галлий, индий, олово, цинк или висмут.This problem is solved by the fact that in a hydrogen generator for an autonomous power source on fuel cells, comprising a sealed housing filled with a solid reagent in the form of granules of activated aluminum and equipped with means for supplying a liquid reagent and outputting gaseous hydrogen, according to a utility model, in the cavity of the housing in a sealed capsule filled with water and equipped with means for its depressurization is placed in contact with granules of activated aluminum, and the surface of granules of activated aluminum minium has a coating, the material of which is a eutectic alloy from the group of metals: gallium, indium, tin, zinc or bismuth.

Кроме того, герметичный корпус может быть выполнен в форме разборного цилиндра, снабженного съемной крышкой, на внутренней поверхности которой может быть размещена указанная капсула, причем гранулы активированного алюминия могут иметь размеры в диапазоне от 100 мкм до 10 мм, толщина указанного покрытия может находиться в диапазоне In addition, the sealed housing can be made in the form of a collapsible cylinder, equipped with a removable cap, on the inner surface of which the capsule can be placed, moreover, the granules of activated aluminum can have sizes in the range from 100 μm to 10 mm, the thickness of this coating can be in the range

0,5-50 мкм, а материалом покрытия является двухкомпонентный сплав галлия с индием, трехкомпонентный сплав галлия с индием, цинком или оловом, четырехкомпонентный сплав галлия с индием, цинком и оловом или пятикомпонентный сплав галлия с индием, цинком, оловом и висмутом при следующем соотношении компонентов, % масс.: индий 10-30, олово 1-20, цинк 1-20, висмут 1-5, остальное - галлий.0.5-50 microns, and the coating material is a two-component alloy of gallium with indium, a three-component alloy of gallium with indium, zinc or tin, a four-component alloy of gallium with indium, zinc and tin, or a five-component alloy of gallium with indium, zinc, tin and bismuth in the following the ratio of components,% mass .: indium 10-30, tin 1-20, zinc 1-20, bismuth 1-5, the rest is gallium.

Такое выполнение генератора водорода позволяет создать сравнительно простое и удобное в эксплуатации устройство для использования в малогабаритных источниках питания на топливных элементах. Благодаря использованию в устройстве готового к применению жидкого реагента - воды, находящейся в герметичной капсуле, размещенной в контакте с гранулами алюминия, а также благодаря особому активирующему покрытию на гранулах активированного алюминия в виде эвтектического галлиевого сплава из упомянутых металлов решается указанная задача, связанная с созданием сравнительно простого, недорогого и компактного генератора водорода для автономного источника питания на топливных элементах. Устройство выполнено с возможностью длительное время находиться в режиме простоя. При этом оно снабжено средствами для обеспечения, в случае необходимости, возможности быстрого запуска генератора водорода для его подачи в топливные элементы.This embodiment of the hydrogen generator allows you to create a relatively simple and easy-to-use device for use in small-sized power sources for fuel cells. Thanks to the use of ready-to-use liquid reagent in the device - water, which is in a sealed capsule placed in contact with aluminum granules, and also thanks to a special activating coating on the granules of activated aluminum in the form of a eutectic gallium alloy from the mentioned metals, this problem is solved related to the creation of a relatively A simple, inexpensive and compact hydrogen generator for an autonomous fuel cell power source. The device is configured to be idle for a long time. Moreover, it is equipped with means to ensure, if necessary, the ability to quickly start the hydrogen generator to supply it to the fuel cells.

Для решения указанной задачи гранулы активированного алюминия могут иметь размеры от 100 мкм до 10 мм. Нижний предел размеров гранул связан с дополнительным дроблением промышленно поставляемого алюминия в гранулах или пластинах. Гранулы большего размера имеют сравнительно малую эффективную поверхность и могут полностью не прореагировать в заданный период времени из-за отсутствия активации их внутренних частей. При этом указанная толщина покрытия из эвтектического галлиевого сплава формируется в указанном диапазоне 0,5-50 мкм при его механическом смешивании и растирании с гранулами алюминия. Большая длительность при механическом способе растирания галлиевого сплава и гранул алюминия с помощью ступки обеспечивает большую толщину покрытия и более глубокое проникновение эвтектического сплава внутрь гранул основного металла.To solve this problem, granules of activated aluminum can have sizes from 100 microns to 10 mm. The lower granule size limit is associated with additional crushing of commercially available aluminum in granules or plates. Larger granules have a relatively small effective surface and may not completely react in a given period of time due to the lack of activation of their internal parts. Moreover, the specified thickness of the coating of eutectic gallium alloy is formed in the specified range of 0.5-50 microns when it is mechanically mixed and rubbed with aluminum granules. The long duration of the mechanical method of grinding gallium alloy and aluminum granules with a mortar provides a greater coating thickness and a deeper penetration of the eutectic alloy into the granules of the base metal.

В соответствии с предложением материалом упомянутого покрытия является двухкомпонентный, трехкомпонентный, четырехкомпонентный или пятикомпонентный эвтектический сплав галлия с указанными металлами. Данные эвтектические галлиевые сплавы прошли экспериментальную проверку в ОИВТ РАН в качестве активирующего покрытия на гранулах алюминия и показали достаточно высокие положительные результаты при генерации водорода в предложенном устройстве.In accordance with the proposal, the material of said coating is a two-component, three-component, four-component or five-component eutectic gallium alloy with said metals. These eutectic gallium alloys have been tested experimentally at the Institute for Optical Optics of the Russian Academy of Sciences as an activating coating on aluminum granules and have shown rather high positive results when generating hydrogen in the proposed device.

Наиболее дорогим из указанных сплавов является двухкомпонентный эвтектический сплав галлий - индий при соотношении компонентов, % масс.: индий 30, остальное - галлий. Другие эвтектические сплавы для указанного активирующего покрытия требуют, соответственно, для трех-, четырех- и пяти компонентов все меньшего количества дорогостоящего индия и галлия. Вследствие этого данные эвтектические сплавы могут применяться в различных сочетаниях с учетом ряда известных условий, связанных с технологическими ограничениями или доступностью упомянутых металлов.The most expensive of these alloys is a two-component eutectic alloy gallium - indium with a ratio of components,% mass: indium 30, the rest is gallium. Other eutectic alloys for the specified activating coating require, respectively, for the three-, four- and five components less and less expensive indium and gallium. As a consequence, these eutectic alloys can be used in various combinations, taking into account a number of well-known conditions associated with technological limitations or the availability of the mentioned metals.

На фиг.1 представлено сечение генератора водорода для автономного источника питания на топливных элементах.Figure 1 shows a cross section of a hydrogen generator for an autonomous fuel cell power source.

Генератор водорода для автономного источника питания на топливных элементах содержит герметичный корпус 1, заполненный твердофазным реагентом в виде гранул 2 алюминия, снабженных активирующим покрытием в виде слоя указанной толщины из эвтектического сплава на основе галлия. В полости корпуса 1 в контакте с гранулами активированного алюминия 2 размещена герметичная капсула 3, заполненная водой. Капсула 3 выполнена в виде замкнутого баллона из полимерной пленки 4 с размещенным внутри пористым или волокнистым наполнителем для более равномерной подачи воды в рабочий объем герметичного корпуса 1. Последний выполнен в форме разборного цилиндра, снабженного съемной крышкой 5, на внутренней поверхности которой размещена указанная капсула 3. Съемная крышка 5 герметично прижата к фланцу корпуса 1 гайкой 6. На крышке 5 установлен винт 7, снабженный на конце острием для разрушения стенок пленки капсулы 3 и подачи воды через полученное отверстие в полость корпуса 1 для взаимодействия с гранулами 2 активированного алюминия. Патрубок 8 в боковой части корпуса 1 предназначен для вывода газообразного водорода.The hydrogen generator for an autonomous power source on fuel cells contains a sealed housing 1 filled with a solid-phase reagent in the form of granules 2 of aluminum, provided with an activating coating in the form of a layer of the specified thickness of a gallium-based eutectic alloy. In the cavity of the housing 1 in contact with granules of activated aluminum 2 there is a sealed capsule 3 filled with water. The capsule 3 is made in the form of a closed container of polymer film 4 with a porous or fibrous filler placed inside for a more uniform supply of water into the working volume of the sealed enclosure 1. The latter is made in the form of a collapsible cylinder equipped with a removable cover 5, on the inner surface of which the specified capsule 3 is placed The removable lid 5 is hermetically pressed against the flange of the housing 1 by a nut 6. A screw 7 is mounted on the lid 5, provided with a tip at the end to break the walls of the film of the capsule 3 and to supply water through the holes e into the cavity of the housing 1 for interaction with granules 2 of activated aluminum. The pipe 8 in the side of the housing 1 is designed to output gaseous hydrogen.

В рабочем режиме в данном устройстве обеспечивается генерация водорода и его подача к батарее топливных элементов или прекращение химической реакции получения водорода при отсутствии поступления воды из капсулы 3 к гранулам 2 активированного алюминия. Устройство выполнено с возможностью замены гранул 2 активированного алюминия и новой капсулы 3, заполненной порцией воды. В режиме простоя капсула 3 с водой остается герметичной вплоть до момента ее разгерметизации при необходимости генерации водорода.In the operating mode, this device provides the generation of hydrogen and its supply to the battery of fuel cells or the cessation of the chemical reaction of hydrogen production in the absence of water from the capsule 3 to the granules 2 of activated aluminum. The device is configured to replace granules 2 of activated aluminum and a new capsule 3 filled with a portion of water. In idle mode, the capsule 3 with water remains airtight until its depressurization, if necessary, the generation of hydrogen.

В конкретном случае реализации корпус 1 устройства заполнен гранулами активированного алюминия с размерами в диапазоне 0,2-6,5 мм, толщина активирующего покрытия на различных гранулах практически находится в указанном диапазоне.In the specific case of the implementation, the housing 1 of the device is filled with granules of activated aluminum with sizes in the range of 0.2-6.5 mm, the thickness of the activating coating on various granules is practically in the specified range.

При этом материалом указанного покрытия является сравнительно дешевый пятикомпонентный галлиевый сплав с индием, цинком, оловом и висмутом, при следующем соотношении компонентов, % масс.: индий - 12, олово - 16, цинк - 18, висмут 2,5, остальное - галлий.The material of this coating is a relatively cheap five-component gallium alloy with indium, zinc, tin and bismuth, with the following ratio of components,% mass: indium - 12, tin - 16, zinc - 18, bismuth 2.5, the rest is gallium.

Габаритные размеры (диаметр и высота) предложенного генератора водорода для автономного источника питания на топливных элементах, разработанного в ОИВТ РАН, составляют 40×30 мм при массе до 60 г. При этом для получения 1,2 л водорода расходуется, как и в известном устройстве, около 1 г алюминия и 2 г воды.The overall dimensions (diameter and height) of the proposed hydrogen generator for an autonomous fuel cell power source developed at the Joint Institute for High Temperature Sciences of the Russian Academy of Sciences are 40 × 30 mm and weigh up to 60 g. In this case, to produce 1.2 l of hydrogen is consumed, as in the known device , about 1 g of aluminum and 2 g of water.

Генератор водорода для автономного источника питания на топливных элементах работает следующим образом.A hydrogen generator for an autonomous fuel cell power source operates as follows.

Предварительно механически смешивают и растирают гранулы алюминия с заранее приготовленным пятикомпонентным галлиевым сплавом с индием, цинком, оловом и висмутом при указанном соотношении компонентов. При этом на поверхности гранул алюминия формируется покрытие эвтектического сплава. Необходимое количество гранул 2 активированного алюминия размещают в рабочем объеме корпуса 1 генератора водорода. Затем на внутренней поверхности в полости съемной крышки 5 размещают герметичную капсулу 3 из полимерной пленки 4, заполненную водой и влагоудерживающим волокнистым наполнителем. При этом одна из стенок капсулы 3 контактирует с гранулами 2 активированного алюминия.Aluminum granules are pre-mechanically mixed and ground with a pre-prepared five-component gallium alloy with indium, zinc, tin and bismuth at the indicated ratio of components. Moreover, a coating of eutectic alloy is formed on the surface of aluminum granules. The required number of granules 2 of activated aluminum is placed in the working volume of the housing 1 of the hydrogen generator. Then, on the inner surface in the cavity of the removable cover 5, a sealed capsule 3 of polymer film 4 is placed, filled with water and a moisture-retaining fibrous filler. In this case, one of the walls of the capsule 3 is in contact with granules 2 of activated aluminum.

Съемную крышку 4 герметично прижимают к фланцу корпуса 1 гайкой 6. Винт 7, снабженный на конце острием, расположен в центре съемной крышки 4 так, чтобы его острие в режиме простоя не прорвало стенки пленки 4 капсулы 3. В случае, когда необходимо подключить к потребителю автономный источник питания на топливных элементах, винт 7 генератора водорода вкручивают по резьбе внутрь корпуса 1 до тех пор, пока острие не прорвет обе стенки пленки 4 капсулы 3. При этом вода из капсулы 3 поступает через образовавшиеся отверстия в пространство между гранулами 2 активированного алюминия и вступает с ним в химическую реакцию с выделением водорода, который поступает в водородную камеру топливного элемента через патрубок 8. После того, как весь активированный алюминий прореагировал с водой, выделение водорода прекращается. Для последующего включения в работу предложенный генератор водорода следует вновь заполнить гранулами активированного алюминия и снабдить новой капсулой с водой.The removable cover 4 is hermetically pressed against the flange of the housing 1 by the nut 6. A screw 7, provided with a tip at the end, is located in the center of the removable cover 4 so that its tip does not break through the film walls 4 of the capsule 3. In case it is necessary to connect to the consumer an autonomous power source on fuel cells, a screw 7 of a hydrogen generator is screwed into the body 1 by a thread until the tip breaks through both walls of the film 4 of the capsule 3. In this case, water from the capsule 3 enters through the openings into the space between granules 2 activated aluminum and enters into a chemical reaction with it with the release of hydrogen, which enters the hydrogen chamber of the fuel cell through pipe 8. After all activated aluminum has reacted with water, the evolution of hydrogen ceases. For subsequent inclusion in the work, the proposed hydrogen generator should be again filled with granules of activated aluminum and provided with a new capsule with water.

При выходе генератора водорода на рабочий режим давление водорода в камере 1 должно находиться в диапазоне 0,02-0,1 МПа при температуре около 30°С. Для заданной выходной мощности автономного источника питания 3 Вт, необходимой для подзарядки аккумуляторов сотовых телефонов, время работы генератора водорода должно составлять 0,5-1 час. В различные периоды работы генератора давление в нем может достигать 0,5 МПа, а температура корпуса 50°С.When the hydrogen generator enters the operating mode, the hydrogen pressure in chamber 1 should be in the range 0.02-0.1 MPa at a temperature of about 30 ° C. For a given output power of an autonomous power source of 3 W, necessary for recharging the batteries of cell phones, the operating time of the hydrogen generator should be 0.5-1 hours. At various periods of operation of the generator, the pressure in it can reach 0.5 MPa, and the temperature of the housing is 50 ° C.

Указанные выше параметры дисперсности частиц алюминия и материал активирующего покрытия в виде тонкого слоя эвтектического сплава для уничтожения оксидной пленки подобраны экспериментально в зависимости от физико-химических, технологических и экономических характеристик галлиевых сплавов. В частности, для указанного пятикомпонентного эвтектического сплава, образующего покрытие на гранулах алюминия, требуется сравнительно малое количество дорогостоящих индия и галлия.The above dispersion parameters of aluminum particles and an activating coating material in the form of a thin layer of eutectic alloy for destruction of an oxide film are selected experimentally depending on the physicochemical, technological, and economic characteristics of gallium alloys. In particular, for the indicated five-component eutectic alloy forming a coating on aluminum granules, a relatively small amount of expensive indium and gallium is required.

Генератор водорода для автономного источника питания на топливных элементах предложенной конструкции разработан и испытан в Объединенном институте высоких температур РАН для использования в аппаратуре приема и обработки информации и, в частности, для зарядки блоков питания сотовых телефонов. Испытания подтвердили эффективность предложенного технического решения.A hydrogen generator for an autonomous power source based on fuel cells of the proposed design was developed and tested at the Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences for use in equipment for receiving and processing information and, in particular, for charging power supplies for cell phones. Tests confirmed the effectiveness of the proposed technical solution.

Claims (2)

1. Генератор водорода для автономного источника питания на топливных элементах, содержащий герметичный корпус, заполненный твердым реагентом в виде гранул активированного алюминия и снабженный средствами для подвода жидкого реагента и вывода газообразного водорода, отличающийся тем, что в полости корпуса в контакте с гранулами активированного алюминия размещена герметичная капсула, заполненная водой и снабженная средствами для ее разгерметизации, причем поверхность гранул активированного алюминия имеет покрытие, материал которого представляет собой эвтектический сплав из группы металлов: галлий, индий, олово, цинк или висмут.1. A hydrogen generator for an autonomous power source on fuel cells, comprising a sealed housing filled with a solid reagent in the form of granules of activated aluminum and equipped with means for supplying a liquid reagent and outputting gaseous hydrogen, characterized in that in the cavity of the housing in contact with granules of activated aluminum is placed sealed capsule filled with water and equipped with means for its depressurization, and the surface of the granules of activated aluminum has a coating whose material Representing a eutectic alloy of the metals from group: gallium, indium, tin, zinc or bismuth. 2. Генератор водорода по п.1, отличающийся тем, что герметичный корпус выполнен в форме разборного цилиндра, снабженного съемной крышкой, на внутренней поверхности которой размещена указанная капсула, причем гранулы активированного алюминия имеют размеры в диапазоне от 100 мкм до 10 мм, толщина указанного покрытия находится в диапазоне 0,5-50 мкм, а материалом покрытия является двухкомпонентный сплав галлия с индием, трехкомпонентный сплав галлия с индием, цинком или оловом, четырехкомпонентный сплав галлия с индием, цинком и оловом или пятикомпонентный сплав галлия с индием, цинком, оловом и висмутом, при следующем соотношении компонентов, % масс.: индий 10-30, олово 1-20, цинк 1-20, висмут 1-5, остальное - галлий.
Figure 00000001
2. The hydrogen generator according to claim 1, characterized in that the sealed housing is made in the form of a collapsible cylinder equipped with a removable lid, on the inner surface of which is located the specified capsule, the granules of activated aluminum having sizes in the range from 100 μm to 10 mm, the thickness of the specified the coating is in the range of 0.5-50 μm, and the coating material is a two-component alloy of gallium with indium, a three-component alloy of gallium with indium, zinc or tin, a four-component alloy of gallium with indium, zinc and tin or pentaco -component alloy of gallium and indium, zinc, tin and bismuth, with the following component ratio,% wt .: 10-30 indium, tin, 1-20, 1-20 zinc, bismuth 1-5, the rest - gallium.
Figure 00000001
RU2007143623/22U 2007-11-27 2007-11-27 HYDROGEN GENERATOR FOR AN AUTONOMOUS POWER SUPPLY ON FUEL CELLS RU72360U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143623/22U RU72360U1 (en) 2007-11-27 2007-11-27 HYDROGEN GENERATOR FOR AN AUTONOMOUS POWER SUPPLY ON FUEL CELLS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143623/22U RU72360U1 (en) 2007-11-27 2007-11-27 HYDROGEN GENERATOR FOR AN AUTONOMOUS POWER SUPPLY ON FUEL CELLS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU72360U1 true RU72360U1 (en) 2008-04-10

Family

ID=48238949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007143623/22U RU72360U1 (en) 2007-11-27 2007-11-27 HYDROGEN GENERATOR FOR AN AUTONOMOUS POWER SUPPLY ON FUEL CELLS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU72360U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196478U1 (en) * 2019-10-07 2020-03-02 Общество с ограниченной ответственностью "НПО ССК" REACTOR FOR HYDROGEN GENERATOR BASED ON WATER OXIDATION OF A SOLID REAGENT

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196478U1 (en) * 2019-10-07 2020-03-02 Общество с ограниченной ответственностью "НПО ССК" REACTOR FOR HYDROGEN GENERATOR BASED ON WATER OXIDATION OF A SOLID REAGENT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4104016B2 (en) Hydrogen generating material, hydrogen production cartridge, hydrogen production apparatus, hydrogen production method and fuel cell system
US7883805B2 (en) Hydrogen generating material, hydrogen generator and fuel cell
Bolt et al. A review of unique aluminum–water based hydrogen production options
JP4512151B2 (en) Hydrogen generating method, method for producing hydrogen generating material, hydrogen producing apparatus, and fuel cell system
RU72360U1 (en) HYDROGEN GENERATOR FOR AN AUTONOMOUS POWER SUPPLY ON FUEL CELLS
JP2003221202A (en) Hydrogen generating device
JP2007326742A (en) Manufacturing method of hydrogen
JP2007326731A (en) Manufacturing method of hydrogen
JP4838952B2 (en) Hydrogen gas generator and generator
JP2016117620A (en) Hydrogen production apparatus, and hydrogen generating vessel
JP2003221201A (en) Hydrogen generating device
US20080090116A1 (en) Hydrogen producing apparatus, fuel cell system and electronic equipment
JP2011121826A (en) Manufacturing method for hydrogen and manufacturing device of hydrogen and fuel cell system
JP2005071932A (en) Hydrogen generating apparatus and fuel cell system
RU2735285C1 (en) Compressed hydrogen producing method and device for implementation thereof
JP2008037683A (en) Hydrogen-generating agent, and apparatus and method for generating hydrogen
JP5383352B2 (en) Hydrogen oxygen generator and fuel cell system using the same
JP2007290888A (en) Method for producing hydrogen
US20140234205A1 (en) Method and device for preparation of hydrogen suitable for civil applications, and composition
WO2018104371A1 (en) Device for generating dihydrogen by catalytic hydrolysis of hydrides
US20090035626A1 (en) Portable hydrogen gas generator
JP2010042933A (en) Hydrogen generating container for hydrogen demanding device
JP2008081381A (en) Hydrogen producing apparatus and fuel cell
JP2010001188A (en) Hydrogen production apparatus and fuel cell
RU87573U1 (en) HYDROGEN GENERATOR FOR AN AUTONOMOUS POWER SUPPLY ON FUEL CELLS

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20121128