本发明专利技术公开一种用氢前体和液体生产氢的便携的装置(1)，所述装置包括：主包围件(2)，其用于接收所述氢前体和所述液体；附加腔(6)，用于收集由此产生的氢；分离膜(5)，其将所述主包围件相对于所述附加腔界定；以及用于将氢从所述附加腔中排出设备(8)，所述装置包括热交换设备(21)，其设置在所述主包围件的外周的至少一部分上。所述装置生产的纯氢可供应燃料电池。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产氢的便携装置及其用途
本专利技术涉及化学和能量生产的领域。更具体地说，本专利技术涉及在用于生产氢的化学工程中使用的反应器的领域。更准确地说，本专利技术涉及一种小型的氢发生器，其能够通过以固态引入的化合物与含水液体之间的反应产生氢。这种氢发生器可以用于将氢供应给便携燃料电池。
技术介绍
便携燃料电池可以供应小型电气系统(这种系统可以在市场上买到)。如果便携燃料电池依靠氢运行，则需要通过氢来源(如氢发生器)向它们供应氢。如果将这种氢发生器便携化将会很实用。现有技术中存在多种便携的氢发生器，例如，在GB2549369(O'Neill)中描述了通过电解水产生氢的便携氢发生器。但是，如果这种便携氢发生器能够自主运行，即不需要电力供应，也会很方便。因此，为了有自主的氢发生器，氢必须不是通过电化学产生而是通过化学方式(通常是通过分解液体中的固体氢前体)产生。US9705145(智能能源公司；IntelligentEnergyInc)描述了一种通过热分解合适的化合物(例如，AlH3或其它氢化物)的氢发生器；这种系统需要集成的电加热系统；本领域技术人员也知道这种系统在水相中分解金属氢化物；在这些情况下，反应是由催化剂的量来控制。WO2010/035250(法商BIC公司)描述了一种使用能够在液体介质中释放氢气的固体化合物的氢发生器；这种固体化合物是一种硼氢化物，例如NaBH4。这种系统包括反应腔，在该反应腔中，所述固体化合物与水和基于贵金属和昂贵金属(钌)或危险金属(钴)的催化剂接触，以分解成硼酸盐和氢气。后者(氢气)通过疏水膜排出，其中疏水膜对水具有不可渗透性但对氢具有渗透性。这种发生器的缺点是产生的硼酸溶液有毒，不能排入废水管道。其他基于在水中分解NaBH4的氢发生器在以下文献中也有描述：US3459510(联合碳化公司；UnionCarbide)、US6939529(千年电池公司；MilleniumCellInc)、US2005/0158595(集成燃料电池技术公司；IntegratedFuelCellTechnologies)、US2007/0036711(阿尔迪卡技术公司；ArdicaTechnologiesInc)、WO2010/075410(法商BIC公司)。一般来说，现有技术教导了自主的氢发生器的问题之一是反应条件的控制，这是因为能够产生氢的化学反应，无论是内热还是放热，其动力学都高度依赖于反应介质的温度。另一个问题是，发生器不宜使用危险、有毒和/或难以储存和/或处理的产品作为能够释放氢气的化合物。氢发生器也不宜产生有毒的副产品或更多的需要特别注意排放的一般产品(如水相或固相)。最后，便携发电机所产生的氢气最好尽可能的纯净，这样才不会降低它所驱动的燃料电池的运行效率。基于上述情况，本专利技术的目的是为了弥补现有技术中的至少一些缺点。本专利技术的目的特别在于提供一种装置，该装置体积小、质量小，同时能够保证可靠地生产氢。本专利技术的目的还在于提供这样一种装置，其确保反应的初始产物与由此产生的氢之间的有效分离。本专利技术的目的还在于提供这样一种装置，它可以控制反应区域的温度。本专利技术的目的还在于提供这样一种装置，其结构简单，对操作者而言十分直观。
技术实现思路
为达到本专利技术的目的，本专利技术提供一种用氢前体和液体生产氢的便携的装置，所述装置包括：主包围件，其用于接收所述氢前体和所述液体；附加腔，用于收集由此产生的氢；分离膜，其将所述主包围件相对于所述附加腔界定；以及用于将氢从所述附加腔中排出设备。氢前体可以是固体前体，例如合适的金属的粉末；液相的pH值根据金属的情况进行调节。根据符合本专利技术的装置的其他特征，该装置可以包括。与所述热交换设备配合的主动冷却设备(例如，通风设备)，用于测量所述主包围件的壁的温度的设备，伺服设备，所述伺服设备使所述主动冷却设备由温度测量设备所伺服。根据符合本专利技术的装置的其他特征：该装置还包括用于将附加腔相对于主包围件可拆卸地固定的设备，可拆卸地固定的设备包括包括快速接头，特别是四分之一圈型的接头，氢排放设备包括快速接头，所述快速接头能够连接到供应燃料电池的管道，氢排放设备包括校准到预定压力的安全阀，通风设备包括电扇，所述电扇由能够与燃料电池相连接的电源供应设备提供动力，附加腔的面向主包围件的底部包括格状部，分离膜按压到所述格状部上，所述格状部限定了供氢通过的开口，热交换设备包括多个翅片，该多个翅片从主包围件的外周延伸，优选地，从主包围件的外周向外径向延伸，装置还包括护套，护套沿所述热交换设备的外周延伸，用于限制通风空气，附加腔包括用于捕捉氢中存在的残余水分的设备，分离膜对气体具有渗透性，而对液体具有不可渗透性，分离膜由聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯或聚丙烯制成，该装置的最大尺寸小于800mm，更具体地，小于250mm，该装置的总净重小于5.0千克，更具体地，小于1.0千克。本专利技术的另一个目的是用于供应燃料电池的生产氢的便携装置的使用方法。附图说明图1至13说明了本专利技术的一种实施方式，但并不限制本专利技术的范围。图1是本专利技术的与燃料电池有关的便携制氢装置的纵向剖视图。图2和图3是从两个不同角度示出符合本专利技术的便携制氢装置的透视图。图4至图6分别是示出本专利技术的装置的主包围件以及该包围件外围所设的翅片的透视图、部分剖开的前视图、以及端视图。图7至图9分别是示出本专利技术的装置的附加腔的透视图、前视图和端视图。图10和图11分别是示出本专利技术的装置的用于封闭附加腔的塞的纵向剖面图和透视图。图12和图13分别是示出本专利技术的装置的用于封闭主包围件的塞的纵向剖面图和透视图。附图和说明书中使用了以下附图数字标记：具体实施方式附图描述了一种根据本专利技术的制氢装置，该制氢装置是便携的。在本专利技术中，术语“便携”是指本装置可以由操作者运输和操作而不需要大量的体力。为此，该装置的最大尺寸有利的是小于330毫米，特别是小于280毫米。此外，该装置的净重优选小于1200克，特别是小于1000克。该装置(整体由附图标记1表示)首先包括主包围件2，主包围件2由于在接收固体氢前体和液体，以便形成氢。该包围件包括主筒体20，该主筒体20通常为圆筒形，其纵向轴线A20与装置的主轴相对应。多个翅片21沿纵向延伸，其通过任何合适的方式固定在筒体的外周。举例来说，如果圆筒形的主筒体20和翅片21由金属制成，例如挤压铝合金，则优选通过焊接或钎焊进行连接。需要说明的是，主包围件2和主筒体20的形状可以是非圆筒形的，例如：椭圆形、棱柱形或其他扁平形状，热交换设备(特别是翅片21)可以覆盖主包围件2的全部或仅覆盖主包围件2的部分外周。在其第一端，筒体20的内部容积由塞3密封。塞3包括封闭的盖30，带有轴向延伸的凸缘31。塞的直径与筒体的直径本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用氢前体和液体生产氢的便携的装置(1)，所述装置包括：/n主包围件(2)，其用于接收所述氢前体和所述液体；/n附加腔(6)，用于收集由此产生的氢；/n分离膜(5)，其将所述主包围件相对于所述附加腔界定；以及/n用于将氢从所述附加腔中排出设备(8)，/n其特征在于，所述装置包括热交换设备(21)，其设置在所述主包围件的外周的至少一部分上。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180213 FR 18511801.一种用氢前体和液体生产氢的便携的装置(1)，所述装置包括：
主包围件(2)，其用于接收所述氢前体和所述液体；
附加腔(6)，用于收集由此产生的氢；
分离膜(5)，其将所述主包围件相对于所述附加腔界定；以及
用于将氢从所述附加腔中排出设备(8)，
其特征在于，所述装置包括热交换设备(21)，其设置在所述主包围件的外周的至少一部分上。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其包括至少一个与所述热交换设备配合的主动冷却设备。
3.根据权利要求1或2所述的生产氢的便携装置，其特征在于，其包括与热交换设备置配合的通风设备(4)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的生产氢的便携装置，其特征在于，其包括用于测量所述主包围件的壁的温度的设备(9)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的生产氢的便携装置，其特征在于，其包括伺服设备(91)，所述伺服设备(91)使所述主动冷却设备由温度测量设备所伺服。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的生产氢的便携装置，其特征在于，所述装置还包括用于将所述附加腔(6)相对于所述主包围件(2)可拆卸地固定的设备(23，65)。
7.根据权利要求6所述的生产氢的便携装置，其特征在于，所述可拆卸地固定的设备包括快速接头，特别是四分之一圈型的接头。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的生产氢的便携装置，其特征在于，氢排放设备(8)包括快速接头(82)，所述快速接头(82)能够连接到供应燃料电池(100)的管道(104)。
9.根据权利要求1至8中任...
【专利技术属性】
技术研发人员：奥莱克西·尼奇波鲁克，杰德·克里姆，
申请(专利权)人：阿波朗索拉尔公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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