化学氢化物氢气释放的开关与调节方法技术

一种化学氢化物氢气释放的方法。可利用反应物间的「接触/非接触」来达到「开启/关闭」化学氢化物氢气的释放。首先，提供至少固体氢化物、固体放氢催化剂和含水反应物。混合固体氢化物、固体放氢催化剂和含水反应物其中任两者，形成混合物。调整该混合物与固体氢化物、固体放氢催化剂和含水反应物中剩余的一种物质呈接触，以进行放氢反应，产生氢气。若使该混合物与所述剩余的一种物质呈非接触状态，以终止放氢反应，停止释放氢气。另外一实施例中，亦可注入至少抑制剂或抑制方法以抑制或关闭该放氢反应的进行，藉由抑制之程度可调变该放氢反应时之一氢气释放速率。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2010年8月3日的申请号为201010243281. 5的专利技术专利申请(专利技术名称)的分案申请。
本专利技术是有关于一种，且特别是关于一种透过「接触/非接触」来达到「开启/关闭」化学氢化物氢气的释放。
技术介绍
供氢装置是提供燃料电池系统所不可或缺之单元，用以提供燃料发电。而传统上用于氢燃料电池中的制氢系统多需要马达、感测器、逻辑电路等复杂的设备来控制系统。请参照图1，其绘示一种传统主动式放氢系统的示意图。此制氢系统系使用硼氢化 系统如图I所示，含一个泵(pump) 11主动将燃料箱12里的液态燃料NaBH4的碱性水溶液打入催化剂床13，NaBH4碱性水溶液经过催化剂后产生氢气和NaBO2的水溶液，其化学反应式⑴如下NaBn4+2H20 catalyst t4H,+NaBQ,+Heat(I)氢气和NaBO2的水溶液因为比重的不同可将氢气与NaBO2的水溶液分离，NaBO2的水溶液流到spent燃料储存箱15，而氢气则由气体/液体分离器(gas/liquidseparator) 16之上方的出口 161释放出而做使用，在气体/液体分离器16上方则有压力感测器17可随时监控氢气压力，回馈的压力讯号为参考值，透过程式控制器18来控制泵11对液态燃料的输出，以达到开关和调节放氢的流量与压力。请参照图2，其绘示一种传统被动式放氢系统的示意图。此制氢系统主要利用压力的差异来使NaBH4与HCl水溶液接触反应而产生氢气，而当放氢量足够时造成压力上升迫使HCl水溶液无法与NaBH4接触而无法持续反应放出氢气。也就是刚开始时，系统内预先充氢，使压力大于第I阀(Valve-I) 231预设的压力值、此时第I阀231为开启，系统内压力为平衡，HCl和NaBH4处于原来状态并无接触。当使用氢气时、开启第3阀(Valve-3) 233，此时系统内压力下降，当压力低于第I阀231的压力设定值时，第I阀231为关闭，因为第3阀233还是开启状态(但第I阀231为关闭)，压力持续下降，造成NaBH4腔体24内压力小于氯化氢/催化剂腔体25内压力，而迫使HCl水溶液进入固体NaBH4,并与之反应放出氢气而由第3阀233排出使用。当持续放出氢气，造成NaBH4腔体24压力大于氯化氢/催化剂腔体25内压力，迫使HCl水溶液回流，促使反应停止，系统便不再排出氢气。第2阀(Valve-2) 232是泄压阀，当压力大于第2阀232的设定压力时，氢气便排放至大气中而不会在系统内累积压力。然而上述传统制氢系统不但机构设计复杂、且体积庞大重量重，不适于移动，且造价昂贵整体成本极高，就实体和成本考量上都不利于日常使用和携带，因此在应用颇受限制。
技术实现思路
本专利技术系有关于一种化学氢化物氢气释放之开关与调节方法，主要是通过「接触/非接触」来达到「开启/关闭」化学氢化物氢气的释放。根据本专利技术一实施例，系提出一种化学氢化物氢气释放之方法。首先，提供至少固体氢化物、固体放氢催化剂和含水反应物。并混合该固体氢化物、该固体放氢催化剂和该含水反应物其中任两者，形成混合物。调整该混合物与所述固体氢化物、固体放氢催化剂和含水反应物中剩余的一种物质接触以控制放氢反应，产生氢气，其中呈该接触状态时，该固体氢化物系与该含水反应物进行该放氢反应，而该固体放氢催化剂催化该放氢反应。若使所述混合物与所述剩余的一种物质呈非接触状态，以终止放氢反应，停止释放氢气。另外一实 施例中，亦可注入至少抑制剂或利用抑制方法以抑制或关闭该放氢反应之进行，藉由抑制之程度可调变该放氢反应时的氢气释放速率。为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下附图说明图I绘示一种传统主动式放氢系统的示意图。图2绘示一种传统被动式放氢系统的示意图。图3A、3B是依照本专利技术实施例的的实验模组简示图。图4即为一实验例中一阶段放氢开启和关闭(on/off)之实验数据图。图5为另一实验例中两阶段放氢开启和关闭(on/off)之实验数据图。图6绘示依照本专利技术另一实施例的使用抑制剂来达到开关与调节化学氢化物氢气释放的实验模组的简示图。主要元件符号说明11 :泵12 :燃料箱13:催化剂床15 :燃料储存箱16 :气体/液体分离器17 :压力感测器18 :程式控制器231 :第 I 阀232 :第 2 阀233 :第 3 阀24 :硼氢化钠腔体25 :氯化氢/催化剂腔体31 :密封罐体33 :气体管路35:固态氢燃料36 :抽拔式支柱37:固态水具体实施方式本专利技术系提出一种化学氢化物氢气释放之开关与调节方法，主要是利用反应物之 间的「接触/非接触」来达到「开启/关闭」化学氢化物氢气的释放，另外也可利用抑制剂的注入或抑制方法来达到关闭化学氢化物氢气的释放。以下系根据本专利技术提出实施例，以详细说明本专利技术的化学氢化物氢气释放之开关与调节方法，并佐以部份相关实验以清楚说明实施例。然而，实施例和实验中所提出之组成物、材料和供氢流程仅为举例说明之用，并非作为限缩本专利技术保护范围之用。本领域技术人员可根据实施例和实验之揭露内容，而针对应用时实际条件的需求其步骤稍作变化修改。再者，实施例的图示仅绘示本专利技术技术之相关元件，省略不必要之元件，以清楚显示本专利技术之技术特点。本专利技术系利用反应物间的「接触/非接触」来达到「开启/关闭」化学氢化物氢气的释放。而利用接触面积的多寡可调变化学氢化物氢气释放的快慢，接触面积越多使得反应面积越大，氢气的产生速率就越快。当反应物之间呈接触状态时，固体氢化物系可与水(来自含水反应物)进行放氢反应，而固体放氢催化剂系用以催化该放氢反应，因而启动氢气释放；当反应物之间呈非接触状态时，放氢反应停止而终止氢气的产生。其中反应物包括至少固体氢化物、固体放氢催化剂和含水反应物,而可选择这三者中的任两者与剩余一者呈接触/非接触状态。其中，固体氢化物和固体放氢催化剂又可称为固态氢燃料。在一实施例中，可混合固体氢化物、固体放氢催化剂和含水反应物至少其中任两者，形成混合物。并调整该混合物与剩余一者之一接触以控制放氢反应，产生氢气，其中呈该接触状态时，该固体氢化物系与该含水反应物进行该放氢反应，而该固体放氢催化剂催化该放氢反应。其中，该混合物与剩余一者之一接触面积与产氢速率成正比，当该接触面积大于1/2时，产氢速率系大于设计流量的1/2。再者，在一实施例中，可先将固体氢化物和固体放氢催化剂分别粉体化后均匀混合、或是混合后同时粉体化，之后形成压结块体，当压结块体与固态水接触时，可进行放氢反应，「启动」氢气之释放。其中，当两者之实际接触面积大于最大接触面积的1/2时，产氢速率大于设计流量的1/2。当压结块体与固态水非接触时，放氢反应不再进行，可「关闭」氢气的释放。其中，固态水例如是水胶，在使用前亦可先进行前处理，例如在放置水胶的反应瓶里加水，再使压结块体与其接触。在另一实施例中，亦可令固体氢化物和固态水分别粉体化后均匀混合，之后形成压结块体；同样的，当压结块体与固体放氢催化剂接触时，可进行放氢反应，「启动」氢气之释放。当压结块体与固体放氢催化剂非接触时，放氢反应不再进行，可「关闭」氢气之释放。由于催化剂价格比较昂贵，此种方法可以使催化剂一再地重复被利用，不但环保避免资源的浪费，也可节省成本，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学氢化物氢气释放的方法，包括：提供至少固体氢化物、固体放氢催化剂和含水反应物，其中该含水反应物与该固体氢化物与该固体放氢催化剂混合成一形体；提供至少抑制剂或抑制方法以抑制或关闭该放氢反应之进行，以控制和调整放氢反应的产氢速率，其中藉由该抑制剂的添加量、或将水强力吸附或除去、或加入可将水与固态氢隔离的物质，以抑制和调整该产氢速率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：谷杰人，薛展立，陈政严，郑名山，曹芳海，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：