本实用新型专利技术公开了一种便携式制氢装置及自循环氢气发生系统，该制氢装置包括反应器，反应器设有进水口和排气口；还包括换热气道，换热气道的一端与排气口连通，换热气道的另一端连接有气体缓存室，换热气道配设有换热管，换热管的输出水用于输送至进水口为反应器提供反应用水。本实用新型专利技术的制氢装置制氢简单快速，且易于携带，可以为燃料电池、移动器件等供氢，适用于野外作业、应急救援和军事行动等领域。域。域。
【技术实现步骤摘要】
一种便携式制氢装置及自循环氢气发生系统
[0001]本技术属于制氢
，具体涉及一种便携式制氢装置及自循环氢气发生系统。
技术介绍
[0002]能源不仅是人类社会生存和不断向前发展的基础和重要保障，而且也是如今世界各国政治、经济、外交所关注的焦点。纵观历史，人类社会的每一次进步都伴随着能源的变化。现阶段世界能源构成还是以煤、石油、天然气三大传统能源为主，如今我国经济发展步入新常态，能源消费增速放缓，但发展质量和效率问题突出，能源供给改革刻不容缓。由于三大传统能源的不可再生性及其使用时带来的严重环境污染，人类社会正面临着一场严峻的能源危机和环境危机。
[0003]氢是元素周期表中的一号元素，也是已知元素中最小最轻的元素，同时氢也是宇宙中最丰富的元素，宇宙物质的构成元素中氢超过了90％。氢气和氧气燃烧生成水，生成物不仅无污染而且反应过程会释放出巨大的能量，这种能量就是氢能。氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，世界各国关于氢能技术的研究与应用正如火如荼地进行着。鉴于氢氧燃料电池技术的迅速发展，现已有部分成功商业化，例如，丰田公司的Mirai和本田公司的Clarity等燃料电池汽车。然而这些产品都存在同样一个问题就是利用笨重的高压瓶储氢，然后为燃料电池供氢。这种供氢方式增加了汽车的自重，减少了燃料电池汽车的续航里程，而且普遍存在体积庞大，制造成本高，能量利用率低的缺陷。鉴于铝合金水解制氢技术是利用化学反应产生氢气，而燃料电池是一种良好的将氢能转化为电能的工具。因此，可以利用铝合金水解制氢系统实时制氢、实时为燃料电池供氢，减少用氢过程中高压瓶储氢环节。
[0004]燃料电池在常温状态工作时，内部阴极侧H+和通入的O2反应生成水，水以气态或液态通过对流完成从催化层至扩散层，再到阴极流道的交换排出。当外部温度在0℃以下时，若燃料电池启动时化学反应产生的热量不足以支撑水以气态或液态排出，则会结成冰阻碍反应气体的通过、冻结膜电极，导致电化学反应的中止，还有可能对膜电极造成不可逆转的损伤。低温冷启动是影响燃料电池商业化的主要因素之一，启动的反应热量不足是外部低温冻结膜电极的主因。
技术实现思路
[0005]为了解决现有技术存在的上述问题，本技术目的在于提供一种便携式制氢装置，其制氢简单快速，且易于携带，可以为燃料电池、移动器件等供氢，适用于野外作业、应急救援和军事行动等领域。
[0006]本技术所采用的技术方案为：一种便携式制氢装置，包括反应器，反应器设有进水口和排气口，其特征在于，还包括换热气道，所述换热气道的一端与所述排气口连通，换热气道的另一端连接有气体缓存室，换热气道配设有换热管，所述换热管的输出水用于
输送至进水口为反应器提供反应用水。
[0007]作为优选方式，还包括储水箱，所述换热气道设置在所述储水箱内，所述换热管设置在所述换热气道内，且换热管的输出口与所述储水箱连通，所述储水箱与反应器的进水口连通。
[0008]作为优选方式，所述反应器设有螺旋吸热管，所述螺旋吸热管设有出水口和入水口，所述出水口与所述换热管的输入口连通，所述入水口与所述储水箱连通。
[0009]作为优选方式，所述换热气道与气体缓存室之间设有防水透气膜，且换热气道连接有第一集水室；所述换热气道为S形，所述换热管为螺旋管。
[0010]本技术的另一个目的在于一种便携式自循环氢气发生系统，包括制氢装置，还包括氢气燃烧装置，所述氢气燃烧装置与所述气体缓存室连通，且氢气燃烧装置产生的水用于输送至反应器或者储水箱。
[0011]作为优选方式，所述氢气燃烧装置包括燃料电池，所述燃料电池设有停机吹扫装置，所述停机吹扫装置包括第一驱动泵和气水分离器，所述气水分离器的入口端与燃料电池的阴极排空口连通，所述第一驱动泵的入口端分别与所述气水分离器的气体出口端、气体缓存室和反应器的排气口连通，第一驱动泵的出口端分别与燃料电池的阳极入口和阴极入口连通。
[0012]作为优选方式，所述气水分离器包括壳体，所述壳体内设有气水分离管，所述气水分离管的入口与气水分离器的入口端连通，气水分离管的气体出口与所述气水分离器的气体出口端连通，气水分离管的液体出口连接有第二集水室；所述壳体与气水分离管之间设有冷却气道，所述冷却气道的一端与外界空气连通，另一端与燃料电池的阴极入口连通。
[0013]作为优选方式，所述螺旋吸热管与储水箱之间连接有第二驱动泵，所述第二驱动泵设有驱动泵入口一、驱动泵入口二、驱动泵出口一和驱动泵出口二，所述驱动泵入口一与储水箱连通，所述驱动泵入口二与第二集水室连通，所述驱动泵出口一和驱动泵出口二分别与螺旋吸热管的入水口和反应器的进水口连通；所述换热气道与气体缓存室之间设有防水透气膜，且换热气道连接有第一集水室；所述冷却气道为S形，所述气水分离管为螺旋管，且第二集水室与第一集水室连通。
[0014]作为优选方式，所述换热气道与所述排气口之间设有第五控制阀，所述第五控制阀设有阀门入口一、阀门出口一、阀门出口二和阀门出口三，所述阀门入口一与所述排气口连通，所述阀门出口一与所述换热气道连通，所述阀门出口二与气水分离器的入口端和燃料电池的阳极入口连通，所述阀门出口三与所述第一驱动泵的入口端连通。
[0015]作为优选方式，所述燃料电池连接有储电装置，所述储电装置包括蓄电池，所述蓄电池与燃料电池之间设有正负极对调电路。
[0016]本技术的有益效果为：
[0017]1、本技术提供了一种便携式制氢装置，冷却气道的一端与排气口连通，冷却气道的另一端连接有气体缓存室，换热管的输出水用于输送至进水口为反应器提供反应用水。由于制氢反应为放热反应，产生的氢气温度较高同时含有水蒸气，其通过排气口进入冷却气道中，换热管中的冷却水吸收氢气的热量，使低温氢气进入气体缓存室。冷却水吸收热量后作为反应器的反应用水，有利于制氢反应的进行，减少加热反应用水的能源消耗。本技术的制氢装置制氢简单快速，且易于携带，可以为燃料电池、移动器件等供氢，适用于
野外作业、应急救援和军事行动等领域。
[0018]2、本技术提供了一种便携式自循环氢气发生系统，氢气由反应器生成，经氢气燃烧装置消耗后生成的产物水可以经循环回收后再次参与制氢反应，从而减少了制氢技术的原料水需求量，缩小了便携式自循环氢气发生系统的体积和重量，极大的提高了自循环氢气发生系统的便携性与实用性。
附图说明
[0019]图1是本技术提供的一种便携式自循环氢气发生系统在正常模式启动自循环氢气发生系统的状态图；
[0020]图2是本技术提供的一种便携式自循环氢气发生系统在低温模式辅助燃料电池启动的状态图；
[0021]图中：1
‑
反应器；2
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进水口；3
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排气口；4
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换热管；5
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换热气道；6
‑
气体缓存室；7
‑
储水箱；8
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种便携式制氢装置，包括反应器(1)，反应器(1)设有进水口(2)和排气口(3)，其特征在于，还包括换热气道(5)，所述换热气道(5)的一端与所述排气口(3)连通，换热气道(5)的另一端连接有气体缓存室(6)，换热气道(5)配设有换热管(4)，所述换热管(4)的输出水用于输送至进水口(2)为反应器(1)提供反应用水。2.根据权利要求1所述的便携式制氢装置，其特征在于，还包括储水箱(7)，所述换热气道(5)设置在所述储水箱(7)内，所述换热管(4)设置在所述换热气道(5)内，且换热管(4)的输出口与所述储水箱(7)连通，所述储水箱(7)与反应器(1)的进水口(2)连通。3.根据权利要求2所述的便携式制氢装置，其特征在于，所述反应器(1)设有螺旋吸热管(8)，所述螺旋吸热管(8)设有出水口(9)和入水口(10)，所述出水口(9)与所述换热管(4)的输入口连通，所述入水口(10)与所述储水箱(7)连通。4.根据权利要求3所述的便携式制氢装置，其特征在于，所述换热气道(5)与气体缓存室(6)之间设有防水透气膜(11)，且换热气道(5)连接有第一集水室(12)；所述换热气道(5)为S形，所述换热管(4)为螺旋管。5.一种便携式自循环氢气发生系统，其特征在于，包括权利要求3所述的制氢装置，还包括氢气燃烧装置，所述氢气燃烧装置与所述气体缓存室(6)连通，且氢气燃烧装置产生的水用于输送至反应器(1)或者储水箱(7)。6.根据权利要求5所述的便携式自循环氢气发生系统，其特征在于，所述氢气燃烧装置包括燃料电池，所述燃料电池设有停机吹扫装置，所述停机吹扫装置包括第一驱动泵(14)和气水分离器(15)，所述气水分离器(15)的入口端与燃料电池的阴极排空口连通，所述第一驱动泵(14)的入口端分别与所述气水分离器(15)的气体出口端、气体缓存室(6)和反应器(1)的排气口(3)连通，第一驱动泵(14)的出口端分别与燃料电池的阳极入口和阴极入口连通。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，王元湘，
申请(专利权)人：王凯，
类型：新型
国别省市：
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