氢气制储系统及方法技术方案

本申请涉及一种氢气制储系统及方法，包括储料桶、第一进料控制部件、多级反应腔、隔板、第二进料控制部件以及物料转移部件。储料桶用于盛放固体原料。储料桶的一端设有出料口。多级反应腔包括多个腔室。与出料口对应设置的腔室为反应腔。第一进料控制部件开启时，固体原料通过出料口进入反应腔。第二进料控制部件用于将液体原料输入至反应腔内。物料转移部件用于推动隔板，以将反应腔内的剩余物料转移至其他腔室内。反应腔室独立存在，液体原料独立进入，节约了用水量的同时提高了反应物料与液体原料的有效利用率。并且设置多级反应腔，可以在多个腔室内进行制氢反应提高了反应速率，并且提高了固体原料的有效利用率，实现了快速供应氢气的效果。

【技术实现步骤摘要】
氢气制储系统及方法
本申请涉及制氢
，特别是涉及一种氢气制储系统及方法。
技术介绍
车载储氢技术是决定燃料电池应用的瓶颈所在，不管是采用气态高压储氢还是液态储氢都存在着成本高、安全性低等限制。近年来，铝水反应制氢受到了人们的很大关注，被认为是一种潜在的低成本、高安全车载储氢技术。铝水反应制氢的优点有：铝作为地壳中含量最多的元素，来源广泛，价格低廉；且铝水反应过程中不产生有害物质，产物环境友好；其次，金属铝水解具有很高的氢气产量(1245ml/g)，储氢密度高；另外，金属铝结构稳定，在与水反应之前不存在安全性问题。以上优势可以使得系统就会变得更加小型化且更加安全，在目前的几种现场制氢材料体系中，铝水反应最有可能实现工业化应用。现阶段，基于铝水反应制氢的研究主要有两大问题：一是纯铝表面的致密氧化铝薄膜以及水解反应的沉淀，会附着在铝材料表面，限制铝的继续反应，降低产氢效率。目前，铝基复合材料，包括金属铝/无机盐、纳米铝、铝合金、金属铝/氢化物等体系的研究与发展，能够有效克服氧化铝薄膜以及水解沉淀带来的问题；第二个问题是铝水反应制氢反应器的研发问题。想要实现铝水反应的实际应用，还需要配备适当的铝水制氢设备，实现氢气的释放与应用。目前针对铝水反应制氢的研究技术，国内外已经有一些相关的设计与专利技术，但没有相关商业上的推广与使用。传统的制氢反应器，能够实现氢气的即产即用，但产氢效率较低。
技术实现思路
基于此，针对传统的制氢反应器产氢效率较低得问题，本申请提供一种氢气制储系统及方法。一种氢气制储系统，包括：储料桶，用于盛放固体原料，一端设有出料口；第一进料控制部件，至少部分设置于所述储料桶；多级反应腔，包括多个腔室，与所述出料口对应设置的腔室作为反应腔，所述第一进料控制部件开启时，所述固体原料通过所述出料口进入所述反应腔；多个相对固定设置的隔板，设置于所述多级反应腔腔内，相邻的两个所述隔板之间的间距与一个腔室的宽度相等；第二进料控制部件，与所述反应腔对应设置，用于将液体原料输入至所述反应腔内；以及物料转移部件，设置于所述多级反应腔，并与所述多个相对固定设置的隔板连接，用于推动所述隔板，以将所述反应腔内的剩余物料转移至其他腔室内。在其中一个实施例中，所述第一进料控制部件包括：第一活塞杆，设置于所述储料桶，与所述出料口对应设置；以及第一步进电机，与所述第一活塞杆电连接，用于控制所述第一活塞杆在所述储料桶内往返运动，以使得所述固体原料通过所述出料口进入所述反应腔。在其中一个实施例中，所述物料转移部件包括：第二活塞杆，设置于所述多级反应腔，并与所述隔板连接；以及第二步进电机，与所述第二活塞杆电连接，用于控制所述第二活塞杆在多级反应腔内往返运动，以将所述反应腔内的剩余物料转移至其他腔室内。在其中一个实施例中，还包括和氢气管路，所述储氢装置通过氢气管路分别与每一个所述腔室连接。在其中一个实施例中，所述氢气管路沿所述储料桶的外边缘设置。在其中一个实施例中，还包括：残料收集装置，与除所述反应腔以外的其他腔室连通，用于收集所述剩余物料。在其中一个实施例中，还包括：残料排出管路，设置于所述残料收集装置；以及电磁阀，设置于所述残料排出管路上，用于控制所述剩余物料的排出。在其中一个实施例中，还包括：除杂器，与所述氢气管路连接，用于净化氢气；以及安全阀，设置于所述氢气管路上，用于排出多余氢气。一种氢气制储方法，包括：利用第一进料控制部件定量控制固体原料进入反应腔内，并利用第二进料控制部件定量控制液体原料进入所述反应腔内，以在所述反应腔内生成氢气；经预设时间后，利用物料转移部件将所述反应腔内的剩余物料转移至空腔内，并利用所述第一进料控制部件定量控制固体原料再次进入所述反应腔内，并利用所述第二进料控制部件定量控制液体原料再次进入所述反应腔内，以在所述反应腔内和所述空腔内均生成氢气。在其中一个实施例中，还包括：利用残料收集装置收集所述剩余物料；当所述残料收集装置中的所述剩余物料高于预设值时，电磁阀开启，以控制所述剩余物料经残料排出管路排出。上述氢气制储系统包括储料桶、第一进料控制部件、多级反应腔、多个相对固定设置的隔板、第二进料控制部件以及物料转移部件。所述储料桶用于盛放固体原料。所述储料桶的一端设有出料口。所述第一进料控制部件至少部分设置于所述储料桶。所述多级反应腔包括多个腔室。与所述出料口对应设置的腔室为反应腔。所述第一进料控制部件开启时，所述固体原料通过所述出料口进入所述反应腔。多个相对固定设置的隔板设置于所述多级反应腔腔内，相邻的两个所述隔板之间的间距与一个腔室的宽度相等。所述第二进料控制部件与每一个腔室对应设置，用于将液体原料输入至所述反应腔内。所述物料转移部件设置于所述多级反应腔，并与所述隔板连接，用于推动所述隔板，以将所述反应腔内的剩余物料转移至其他腔室内。上述氢气制储系统反应腔室独立存在，液体原料独立进入，节约了用水量的同时提高了反应物料与液体原料的有效利用率。并且设置多级反应腔，可以在多个腔室内进行制氢反应提高了反应速率，并且提高了固体原料的有效利用率，实现了快速供应氢气的效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请一个实施例提供的氢气制储系统的结构示意图；图2为本申请一个实施例提供的氢气制储系统反应制氢的局部示意图；图3为本申请一个实施例提供的氢气制储系统反应物料转移的局部示意图；图4为本申请一个实施例提供的氢气制储系统多级反应腔室示意图；图5为本申请一个实施例提供的燃料电池系统与氢气制储系统的连接方式示意图；图6为本申请一个实施例提供的氢气制储方法的流程示意图。主要元件附图标号说明10、储料桶；20、第一进料控制部件；21、第一活塞杆；22、第一步进电机；30、多级反应腔；31、反应腔；32、空腔；40、第二进料控制部件；50、物料转移部件；51、第二活塞杆；52、第二步进电机；60、储氢装置、70、残料收集装置；71、残料排出管路；72、电磁阀；80、除杂器；90、安全阀；101、外部水流通水管；102、氢气管路；103、隔板；104、出料口。具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢气制储系统，其特征在于，包括：/n储料桶，用于盛放固体原料，一端设有出料口；/n第一进料控制部件，至少部分设置于所述储料桶；/n多级反应腔，包括多个腔室，与所述出料口对应设置的腔室作为反应腔，所述第一进料控制部件开启时，所述固体原料通过所述出料口进入所述反应腔；/n多个相对固定设置的隔板，设置于所述多级反应腔腔内，相邻的两个所述隔板之间的间距与一个腔室的宽度相等；/n第二进料控制部件，与所述反应腔对应设置，用于将液体原料输入至所述反应腔内；以及/n物料转移部件，设置于所述多级反应腔，并与所述多个相对固定设置的隔板连接，用于推动所述隔板，以将所述反应腔内的剩余物料转移至其他腔室内。/n

【技术特征摘要】
1.一种氢气制储系统，其特征在于，包括：
储料桶，用于盛放固体原料，一端设有出料口；
第一进料控制部件，至少部分设置于所述储料桶；
多级反应腔，包括多个腔室，与所述出料口对应设置的腔室作为反应腔，所述第一进料控制部件开启时，所述固体原料通过所述出料口进入所述反应腔；
多个相对固定设置的隔板，设置于所述多级反应腔腔内，相邻的两个所述隔板之间的间距与一个腔室的宽度相等；
第二进料控制部件，与所述反应腔对应设置，用于将液体原料输入至所述反应腔内；以及
物料转移部件，设置于所述多级反应腔，并与所述多个相对固定设置的隔板连接，用于推动所述隔板，以将所述反应腔内的剩余物料转移至其他腔室内。


2.根据权利要求1所述的氢气制储系统，其特征在于，所述第一进料控制部件包括：
第一活塞杆，设置于所述储料桶，与所述出料口对应设置；以及
第一步进电机，与所述第一活塞杆电连接，用于控制所述第一活塞杆在所述储料桶内往返运动，以使得所述固体原料通过所述出料口进入所述反应腔。


3.根据权利要求1所述的氢气制储系统，其特征在于，所述物料转移部件包括：
第二活塞杆，设置于所述多级反应腔，并与所述隔板连接；以及
第二步进电机，与所述第二活塞杆电连接，用于控制所述第二活塞杆在多级反应腔内往返运动，以将所述反应腔内的剩余物料转移至其他腔室内。


4.根据权利要求1所述的氢气制储系统，其特征在于，还包括储氢装置和氢气管路，所述储氢装置通过氢气管路分别与每一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建秋，赵阳，徐梁飞，胡尊严，欧阳明高，杨福源，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11