燃料电池新型甲醇重整器制造技术

本发明专利技术提供了一种燃料电池新型甲醇重整器，包括若干金属板片，若干金属板片拼接成至少第一通道层和第二通道层，其中第一通道层放置有甲醇重整催化剂，第二通道层流动有稳定的热源，混合蒸汽发生装置与第一通道层连通，甲醇水的混合蒸汽在有甲醇重整催化剂的第一通道层流通。该甲醇重整器能够实现甲醇重整器的微型化、便携化，可以实现甲醇重整器的快速加热，实现甲醇重整器的快速启动，同时还能保证整个甲醇重整器安全性及稳定性。甲醇重整催化剂采用新的加工工艺技术及添加新型的助剂，可以有效的增大催化剂的表面积，此催化剂的最适反应温度仅为160～200℃。同时催化甲醇重整制氢的转化效率高达99.99％，催化剂的活性及稳定性与以前的催化剂相比较都有较大的提高。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池新型甲醇重整器
本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种燃料电池新型甲醇重整器。
技术介绍
燃料电池是把燃料中的化学能通过电化学反应直接转换为电能的发电技术。甲醇重整制氢燃料电池的工作原理是采用蒸汽重整法将甲醇与水中携带的氢转换为氢气,氢气中的化学能经高温燃料电池转换为电能。甲醇重整制氢燃料电池利用的高温质子交换膜燃料电池技术，燃料电池运行温度在100℃以上，燃料电池中的催化剂对氢气中一氧化碳的抗中毒能力增强，因此甲醇重整得到的氢气可以不经过任何处理，直接提供给燃料电池从而得到所需的电能，从而可以避免使用纯氢燃料电池所需解决的氢气的提纯、存储、运输及其他一系列的问题。在整个甲醇重整制氢燃料电池中甲醇重整的作用非常重要，解决了整个燃料电池氢的来源问题。当然，甲醇重整器也是甲醇重整制氢燃料电池的核心部件之一，其重整器的效率和质量直接影响燃料电池的效率、输出性能和寿命。
技术实现思路
本专利技术提供一种燃料电池新型甲醇重整器，该甲醇重整器具有结构简单，重量轻，占地面积小，易于制造，重整制氢效率高等优点。一种燃料电池新型甲醇重整器，包括若干金属板片、甲醇重整催化装置等部件，所述若干金属板片叠装组合而成的分层式结构，叠装的金属板片之间形成通道层，通道层分为两类第一通道层和第二通道层，同时整个重整器至少含有一个第一通道层和第二通道层，其中第一通道层放置有甲醇重整催化剂，第二通道层流动有稳定的热源；还包括一个用于将甲醇水溶液形成甲醇水蒸气的混合蒸汽发生装置，混合蒸汽发生装置与第一通道层连通，甲醇水的混合蒸汽在有甲醇重整催化剂的第一通道层流通。进一步的，所述甲醇重整催化剂为铜锌铝系催化剂，其是以CUO为主体，ZNO、AL2O3为间隔体的铜锌铝系催化剂，并分别对ZNO和AL2O3的间隔体进行密封处理；甲醇水的混合蒸汽在一定的温度、压力、流量条件下经催化剂作用发生一系列的甲醇重整反应，最终把甲醇水的混合蒸汽重整为氢气、二氧化碳，完成整个甲醇重整制氢反应。进一步的，所述若干金属板片可以进行上下的叠装，即在水平方向上至少形成一个第一通道层和一个第二通道层，在竖直方向上形成多个第一通道层和第二通道层，其中每个第一通道层内流通着甲醇水的混合蒸汽，甲醇水的混合蒸汽是由甲醇水的混合蒸汽发生装置制得；第二通道层层内流通着稳定的热源。进一步的，所述第二通道层层内热源可为空气或液体的任意一种，热源用于为甲醇重整制氢反应提供稳定可靠的热量来源。进一步的，当甲醇重整催化剂为球状颗粒时，球状颗粒直径要大小合适通道层，优选的球状催化剂的直径为2.00～5.00MM，第一通道层内放置球状颗粒的催化剂时需要放置一些特殊的隔网，隔网的形状、体积与第一通道层要相适应，使隔网放置在第一通道层内，而球状甲醇重整催化剂需要放置在隔网上，增大催化剂与甲醇水的混合蒸汽接触的相对表面积，有利于甲醇重整制氢反应的发生，增大产氢效率，提高产氢量。进一步的，当甲醇重整催化剂为粉末样式时，催化剂可通过调配的粘溶液附着在泡沫金属表面，进而制作成一种新型的立体催化剂装置。根据第一通道层的通道层形状、体积的样式，把新型的立体催化剂装置制作成与第一通道层相适应的形状或样式，再把新型的立体催化装置放置在第一通道层内。新型的立体催化剂装置可以大幅度的减少催化剂的用量，催化剂附着在泡面金属表面可以大幅度的增大催化剂与甲醇水的混合蒸汽的接触面积，有利于甲醇重整制氢反应的发生，同时还可以提高催化剂的稳定性等。进一步的，所述甲醇水的混合蒸汽在装有催化剂的第一通道层内流通，甲醇水的混合蒸汽在第一通道层内重整催化为氢气和二氧化碳，根据甲醇重整制氢反应的制氢量、效率及新型的甲醇重整器的大小等各方面的因素，甲醇水的混合蒸汽在若干第一通道层内的流通方式即第一通道层的连接方式是多种形式的，可根据需求来设计、变换连接的方式，可以为串联连接方式、并联连接方式、串并联混连连接方式或者其他连接方式中的任意一种。稳定可靠的热量来源在第二通道层内的流通连接方式即第二通道层的连接方式也是多种形式的，可根据需求来设计、变换连接的方式，可以为串联连接方式、并联连接方式、串并联混连连接方式或者其他连接方式中的任意一种。进一步的，所述热源加热装置包括热源加热腔体；用于设置预设温度的温度设定装置，所述温度设定装置位于所述热源加热腔体的表面；还包括用于加热的加热装置；温度传感器，所述温度传感器用于检测热源温度；处理器，所述处理器分别与所述温度设定装置、所述加热装置和所述温度传感器连接，所述处理器控制所述加热装置加热第一加热时间，并在所述加热装置加热第一加热时间之后，控制所述加热装置暂停加热第二加热时间并获取所述液体在所述第一加热时间和所述第二加热时间内的温度变化值，以及根据所述温度变化值和所述预设温度获取所述加热装置的停止加热温度点，并根据当前温度判断所述热源的温度是否小于所述停止加热温度点，并在所述热源的温度小于所述停止加热温度点时，控制所述加热装置继续加热，直至所述热源的温度达到所述停止加热温度点控制所述加热装置暂停加热，以及在液体加热装置内热源的当前温度大于所述停止加热温度点小于所述预设温度时，计算二次加热时间，并控制所述加热装置继续加热所述二次加热时间，并在加热装置加热所述二次加热时间之后，控制所述液体加热装置断电停止加热。进一步的，在所述液体加热装置加热第一加热时间之前，所述温度传感器检测所述液体加热装置内热源的当前温度，所述处理器判断所述液体加热装置内热源的当前温度是否小于所述停止加热温度点与在所述第一加热时间和所述第二加热时间内的预设温度变化值的差，并在所述当前温度小于所述停止加热温度点与在所述第一加热时间和所述第二加热时间内的预设温度变化值的差时，控制所述液体加热装置进行加热，以及在所述液体加热装置内热源的当前温度大于所述停止加热温度点与在所述第一加热时间和所述第二加热时间内的预设温度变化值的差且小于所述预设温度时，计算二次加热时间，并控制所述液体加热装置继续加热二次加热时间。进一步的，所述液体加热装置内热源的温度达到所述停止加热温度点，所述处理器控制所述加热装置暂停加热之后，且在所述加热装置暂停加热第三预设时间之后，所述处理器判断所述热源的温度是否达到所述预设温度，并在所述热源的温度未达到所述预设温度时，根据所述预设温度、所述温度变化值和所述当前温度获取所述二次加热时间，并根据所述二次加热时间控制所述加热装置进行加热以使所述热源的温度达到预设温度。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术提供的燃料电池新型甲醇重整器的结构示意图；图2为热源加热装置的控制系统示意图；图3为供电电路的结构示意图。1、第一通道层；2、第二通道层；3、混合蒸汽发生装置；4、热源加热装置；5、收集利用装置；110、第一控制单元；120、第一整流单元；130、DC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池新型甲醇重整器，其特征在于，包括若干金属板片、甲醇重整催化装置等部件，所述若干金属板片叠装组合而成的分层式结构，叠装的金属板片之间形成通道层，通道层分为两类第一通道层和第二通道层，同时整个重整器至少含有一个第一通道层和第二通道层，其中第一通道层放置有甲醇重整催化剂，第二通道层流动有稳定的热源；还包括一个用于将甲醇水溶液形成甲醇水蒸气的混合蒸汽发生装置，混合蒸汽发生装置与第一通道层连通，甲醇水的混合蒸汽在有甲醇重整催化剂的第一通道层流通。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池新型甲醇重整器，其特征在于，包括若干金属板片、甲醇重整催化装置等部件，所述若干金属板片叠装组合而成的分层式结构，叠装的金属板片之间形成通道层，通道层分为两类第一通道层和第二通道层，同时整个重整器至少含有一个第一通道层和第二通道层，其中第一通道层放置有甲醇重整催化剂，第二通道层流动有稳定的热源；还包括一个用于将甲醇水溶液形成甲醇水蒸气的混合蒸汽发生装置，混合蒸汽发生装置与第一通道层连通，甲醇水的混合蒸汽在有甲醇重整催化剂的第一通道层流通。2.根据权利要求1所述的燃料电池新型甲醇重整器，其特征在于，所述甲醇重整催化剂为铜锌铝系催化剂，其是以CUO为主体，ZNO、AL2O3为间隔体的铜锌铝系催化剂，并分别对ZNO和AL2O3的间隔体进行密封处理；甲醇水的混合蒸汽在一定的温度、压力、流量条件下经催化剂作用发生一系列的甲醇重整反应，最终把甲醇水的混合蒸汽重整为氢气、二氧化碳，完成整个甲醇重整制氢反应。3.根据权利要求1所述的燃料电池新型甲醇重整器，其特征在于，所述若干金属板片可以进行上下的叠装，即在水平方向上至少形成一个第一通道层和一个第二通道层，在竖直方向上形成多个第一通道层和第二通道层，其中每个第一通道层内流通着甲醇水的混合蒸汽，甲醇水的混合蒸汽是由甲醇水的混合蒸汽发生装置制得；第二通道层层内流通着稳定的热源。4.根据权利要求1至3所述的燃料电池新型甲醇重整器，其特征在于，所述第二通道层层内热源可为空气或液体的任意一种，热源用于为甲醇重整制氢反应提供稳定可靠的热量来源。5.根据权利要求1所述的燃料电池新型甲醇重整器，其特征在于，当甲醇重整催化剂为球状颗粒时，球状颗粒直径要大小合适通道层，优选的球状催化剂的直径为2.00～5.00MM，第一通道层内放置球状颗粒的催化剂时需要放置一些特殊的隔网，隔网的形状、体积与第一通道层要相适应，使隔网放置在第一通道层内，而球状甲醇重整催化剂需要放置在隔网上，增大催化剂与甲醇水的混合蒸汽接触的相对表面积，有利于甲醇重整制氢反应的发生，增大产氢效率，提高产氢量。6.根据权利要求1所述的燃料电池新型甲醇重整器，其特征在于，当甲醇重整催化剂为粉末样式时，催化剂可通过调配的粘溶液附着在泡沫金属表面，进而制作成一种新型的立体催化剂装置。根据第一通道层的通道层形状、体积的样式，把新型的立体催化剂装置制作成与第一通道层相适应的形状或样式，再把新型的立体催化装置放置在第一通道层内。新型的立体催化剂装置可以大幅度的减少催化剂的用量，催化剂附着在泡面金属表面可以大幅度的增大催化剂与甲醇水的混合蒸汽的接触面积，有利于甲醇重整制氢反应的发生，同时还可以提高催化剂的稳定性等。7.根据权利要求4、5、6中任意一项所述的燃料电池新型甲醇重整器，其特征在于，所述甲醇水的混合蒸汽在装有催化剂的第一通道层内流通，甲醇水的混合蒸汽在第一通道层内重整催化为氢气和二氧化碳，根据甲醇重整制氢反应的制氢量、效率及新型的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明强，刘飞，王苁，
申请(专利权)人：中氢新能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11