專利名稱：氫氣發(fā)生系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氫氣發(fā)生系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明涉及一種包含穩(wěn)定金屬氫化物溶液和催化劑體系的氫氣發(fā)生系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氫氣是一種“清潔燃料”，因?yàn)樗谥T如燃料電池或內(nèi)燃機(jī)之類的耗氫裝置中與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生能量和水。排放物中幾乎無其它反應(yīng)副產(chǎn)物。因此，將氫氣用作燃料有效地解決了許多伴隨石油基燃料使用的環(huán)境問題。因而對(duì)于許多可以使用氫氣的具體應(yīng)用，氫氣的安全有效的儲(chǔ)存是關(guān)鍵。具體而言，在汽車應(yīng)用中使儲(chǔ)氫系統(tǒng)的體積和重量最小化是重要因素。
目前存在幾種儲(chǔ)氫方法，但對(duì)于廣泛的消耗器應(yīng)用，它們要么能力不足，要么不實(shí)用。例如，可在極低溫度下以液體形式儲(chǔ)存氫氣。然而，對(duì)于大多數(shù)消耗器應(yīng)用，液氫既不安全又不實(shí)用。而且，使氫氣液化所消耗的能量約為可從所得氫中獲得的能量的60％。
作為氫氣儲(chǔ)存和輸送的這些和其它缺點(diǎn)的結(jié)果，本領(lǐng)域已轉(zhuǎn)向生成氫氣的燃料電池和系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是已知的，例如Amendola等在Abstracts ACS National Meeting，August，1999，第864-868頁(yè)中描述了適用于機(jī)動(dòng)車的此類系統(tǒng)，其基于從金屬氫化物的水溶液催化產(chǎn)生氫氣。根據(jù)本發(fā)明，提供一種這類系統(tǒng)的改進(jìn)操作。
發(fā)明概述提供一種對(duì)氫氣發(fā)生系統(tǒng)的改進(jìn)，該系統(tǒng)包含金屬氫化物溶液和催化劑，該催化劑激活金屬氫化物與水生成氫氣的反應(yīng)。該系統(tǒng)包含用于使水蒸汽從氫產(chǎn)物流中冷凝的部件。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)該系統(tǒng)的改進(jìn)是將部分冷凝水循環(huán)回進(jìn)料管線中，以使金屬氫化物燃料溶液在與催化劑接觸前與該部分冷凝水混合并被其稀釋。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將從結(jié)合附圖的如下詳細(xì)描述中進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)，其中

圖1是從金屬氫化物溶液產(chǎn)生氫氣的常規(guī)系統(tǒng)的框圖。
圖2是本發(fā)明的改進(jìn)系統(tǒng)的框圖。
圖3是本發(fā)明改進(jìn)系統(tǒng)的一種可替換實(shí)施方式的框圖。
發(fā)明詳述根據(jù)本發(fā)明的氫氣發(fā)生系統(tǒng)由金屬氫化物水溶液燃料、促進(jìn)金屬氫化物反應(yīng)生成氫氣的催化劑、金屬的副產(chǎn)物鹽以及水蒸氣形式的水組成。該系統(tǒng)已經(jīng)被驗(yàn)證能夠用于氫燃料電池中安全高效地生產(chǎn)氫氣，氫燃料電池與諸如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)之類的常規(guī)燃料系統(tǒng)相比具有許多優(yōu)點(diǎn)。
從金屬氫化物水溶液生成氫氣的常規(guī)系統(tǒng)示于圖1的框圖中。將金屬氫化物水溶液用燃料泵5從貯槽1經(jīng)管線3抽入催化劑腔或室7，在該腔或室中金屬氫化物水溶液經(jīng)歷反應(yīng)形成包含氫氣、金屬鹽和水的液體產(chǎn)物流。將該產(chǎn)物流經(jīng)管線9抽入氣液分離器11，在此，副產(chǎn)物鹽以溶液經(jīng)管線13抽出，氣態(tài)氫產(chǎn)物混合物經(jīng)管線15抽出。該系統(tǒng)完全是無機(jī)的并且形成高質(zhì)能源而無污染排放物。該系統(tǒng)也易于控制，因?yàn)閮H在溶液接觸催化劑時(shí)才生成氫氣。
圖1和目標(biāo)改進(jìn)系統(tǒng)中所示例的金屬氫化物燃料組分是一種具有通式MBH4的復(fù)合金屬氫化物，其中M是選自諸如鈉、鉀和鋰之類的堿金屬、某些有機(jī)基團(tuán)和銨的正離子；B是選自諸如硼、鋁和鎵之類的元素周期表第13族(正式形式為IIIA族)金屬的負(fù)離子；H是氫。適宜的金屬氫化物的例子包括但不限于NaBH4、LiBH4、NH4BH4、LiAlH4、NaGaH4及類似物。這些金屬氫化物可以混合使用，但優(yōu)選單獨(dú)使用。根據(jù)本發(fā)明這類系統(tǒng)優(yōu)選硼氫化物，尤其是硼氫化鈉(NaBH4)、硼氫化鋰(LiBH4)、硼氫化鉀(KBH4)、硼氫化銨(NH4BH4)、硼氫化季銨以及類似物，包括其混合物。
硼氫化物，例如以上例舉的那些，將按照下列化學(xué)反應(yīng)式與水反應(yīng)生成氫氣和硼酸鹽
無催化劑存在時(shí)該反應(yīng)非常緩慢地發(fā)生。還發(fā)現(xiàn)當(dāng)將其保持在堿性pH值時(shí)，金屬氫化物鹽的溶液是穩(wěn)定的，無明顯的氫氣生成。反應(yīng)中形成的鹽，以金屬硼氫化物為例該鹽為硼酸鹽，無毒且對(duì)環(huán)境安全。此外，可將硼酸鹽再生為硼氫化物以備將來使用。需著重指出存在于硼氫化物和水中的所有氫原子都被轉(zhuǎn)化為氫氣，并且由如上給出的反應(yīng)生成的氫氣中的一半氫原子實(shí)質(zhì)上來自水。
通常，各種硼氫化物鹽至多約35％地溶于水，硼氫化鋰的溶解度僅為約7％，硼氫化鉀約為19％，而硼氫化鈉約為35％?？梢岳斫庥捎谄湎鄬?duì)較高的溶解度，優(yōu)選將硼氫化鈉用于實(shí)施本發(fā)明。在燃料系統(tǒng)中的金屬氫化物濃度超出所用特定鹽的最大溶解度的情形下，它將是漿液或懸浮液的形式。假如僅有少部分金屬氫化物不是溶液的形式并且燃料系統(tǒng)包含保持待抽去與催化劑接觸的漿液或懸浮液的均一性的部件，這也是可以接收的。如將在以下詳細(xì)闡述的，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于可以使用燃料硼氫化物的漿液更經(jīng)濟(jì)地操作。
由于上述反應(yīng)期間每分子硼氫化物消耗兩分子水，因此含硼酸鹽的產(chǎn)物流比硼氫化物燃料混合物更濃。依據(jù)化學(xué)計(jì)量，需要兩倍硼氫化物分子的水分子以保持反應(yīng)的恒定速率。實(shí)踐中，需要比該需求過量的水以將硼氫化物高效地轉(zhuǎn)化為氫。
該過量水到目前還以兩種方式提供以過量水填充初始金屬氫化物溶液，即以稀釋溶液?jiǎn)?dòng)；或在反應(yīng)期間或之后從獨(dú)立的源頭加入更多的水?；诮?jīng)濟(jì)原因很明顯優(yōu)選第二種方案，因?yàn)椴捎孟♂屓芤簩⒋蟠蟮卦黾訄D1中燃料罐3的尺寸。US6,534,033中已經(jīng)提議使用獨(dú)立于耗氫裝置如燃料電池、內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)鉁u輪機(jī)的水源。由于這些裝置消耗氫氣，因此主要副產(chǎn)物是水，并提議將這些水中的一些用于保持目標(biāo)氫氣發(fā)生器中反應(yīng)的恒定速率。然而，這類用途仍然代表系統(tǒng)之外的水源。這類水常常用于增濕環(huán)中以維持質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池中的膜并且不能循環(huán)到系統(tǒng)的其它部份。
2002年2月28日公開的美國(guó)公開專利申請(qǐng)US2002/0025462中也同樣提出了使來自例如燃料電池的裝置的水再循環(huán)的概念。其中披露的系統(tǒng)同樣包含冷凝器以從氫氣流中通過輻射冷卻除去水。此外，闡述用于自動(dòng)應(yīng)用的氫氣系統(tǒng)的MacCarley，Symposium on AlternativeFuel Resources，Santa Monica，CA，3月，1976，第315-320頁(yè)中描述了用于從生成的氫氣流中除去水的冷凝環(huán)。然而，該文中沒有具體提到水的循環(huán)，并且沒有給出如何或在何處進(jìn)行循環(huán)的細(xì)節(jié)。將如下示，本發(fā)明對(duì)該概念的改進(jìn)在于通過在氫氣發(fā)生器自身之內(nèi)提供水循環(huán)從而大大地增強(qiáng)了其運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性。
通過使用作系統(tǒng)燃料的金屬氫化物處于堿性pH值即pH至少在7之上來使之穩(wěn)定而不分解。這通過添加適宜的堿性穩(wěn)定劑，優(yōu)選氫氧化物、最優(yōu)選堿金屬的氫氧化物來進(jìn)行。特別優(yōu)選堿性穩(wěn)定劑的陽(yáng)離子部份與金屬氫化物鹽的陽(yáng)離子部份相同。例如，如果金屬硼氫化物是硼氫化鈉，那么堿性穩(wěn)定劑應(yīng)為氫氧化鈉，這兩者在本發(fā)明的實(shí)踐中都是優(yōu)選的。堿性穩(wěn)定劑的濃度通常大于約0.1摩爾，優(yōu)選大于1.0摩爾或約4wt％。通常在向水中加入硼氫化物之前先加入堿性穩(wěn)定劑。由于其在水中的高溶解度(約44％)，氫氧化鈉是特別優(yōu)選的穩(wěn)定劑，因?yàn)檫@種高溶解度保持了溶液的穩(wěn)定性而對(duì)金屬硼氫化物的溶解度無負(fù)面影響。堿性穩(wěn)定劑的存在防止金屬氫化物鹽在與催化劑接觸前的過早反應(yīng)及降解。
該目標(biāo)系統(tǒng)中的催化劑存在于容裝部件中，從而可將其從反應(yīng)過的金屬氫化物溶液中分離出來，例如該溶液為硼氫化鈉燃料的混合物時(shí)會(huì)包含NaBO2與NaBH4的混合物。容裝可以是任何物理、化學(xué)、電和/或磁的保護(hù)催化劑的手段。優(yōu)選容裝系統(tǒng)是將催化劑保持在篩或多孔端之間的管或筒，從而溶液可在反應(yīng)期間從中流過，而產(chǎn)物氣/液混合物從下游端抽取。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說其它類似部件也是很顯然的。
也可以將催化劑附著或束縛在基底上，即負(fù)載型催化劑，由此使催化劑被包含，當(dāng)金屬氫化物溶液流過時(shí)，基底被置于適當(dāng)?shù)奈恢?。從而可以通過使束縛催化劑與金屬氫化物溶液接觸或分離來控制氫氣的生產(chǎn)。此類催化劑的例子是一種經(jīng)物理或化學(xué)手段圈閉到多孔或無孔基底之上和/或之內(nèi)的催化劑。多孔基底的非限定性例子包括陶瓷和離子交換樹脂。無孔基底的非限定性例子包括金屬篩網(wǎng)、纖維及纖維質(zhì)材料。例如在U.S.6,534,033中教導(dǎo)了這種負(fù)載型催化劑的制備，其披露的內(nèi)容結(jié)合入本文作為參考。
優(yōu)選地，催化劑促進(jìn)了金屬氫化物與水的反應(yīng)的兩個(gè)方面，即氫位的可用性及推動(dòng)水解機(jī)制的能力。金屬氫化物溶液是具有多步還原機(jī)制的復(fù)合體系。例如，硼氫化物具有四氫及八電子還原機(jī)制。這樣，一旦從硼氫化物分子中除去單個(gè)氫原子，所剩部份就不穩(wěn)定了并將與水反應(yīng)釋放出剩余的氫原子。對(duì)本發(fā)明系統(tǒng)有利的催化劑包括但不限于過渡金屬、過渡金屬硼化物、這些金屬的合金及其混合物。
用于從金屬氫化物溶液生成氫氣的適宜過渡金屬催化劑為本領(lǐng)域所公知，包括周期表IB族-VIIIB族的金屬、和由這些金屬制得的化合物。這些金屬的代表性例子包括但不限于銅族、鋅族、鈧族、鈦?zhàn)?、釩族、鉻族、錳族、鐵族、鈷族、鎳族所代表的過渡金屬。這些催化劑金屬通過將氫以質(zhì)子H+的形式吸附到其表面上來促進(jìn)反應(yīng)。有用的催化劑金屬的例子包括但不限于釕、鐵、鈷、鎳、銅、錳、銠、錸、鉑、鈀、鉻、銀、鋨、銥、其硼化物、其合金及其混合物。釕、銠和鈷是優(yōu)選的催化劑金屬。
優(yōu)選催化劑具有高的表面積，即它們具有小的平均粒徑，例如平均直徑小于約100微米、優(yōu)選小于約50微米、最優(yōu)選小于約25微米。在所測(cè)的所有金屬氫化物濃度下，在催化劑存在下金屬氫化物在水中的化學(xué)反應(yīng)符合零級(jí)動(dòng)力學(xué)，即所生成氫氣的體積與時(shí)間呈線形關(guān)系。因而，相信反應(yīng)速率主要取決于催化劑的表面積。除了具有極小平均粒徑的金屬顆粒外，也可以采用較大顆粒，例如團(tuán)塊，假如它們具有足以保持需要的表面積的孔隙率。
在根據(jù)本發(fā)明經(jīng)過改進(jìn)的系統(tǒng)中，氫氣的生成可以通過調(diào)整溶液與催化劑的接觸來控制，因?yàn)闊o催化劑存在時(shí)，從穩(wěn)定的溶液中只生成很少量的氫。例如可以通過調(diào)整溶液流向催化劑，或通過從溶液中撤出催化劑來使反應(yīng)終止來實(shí)施所述的控制。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)氫氣的生成隨溫度的升高而增加，并且在指定的溫度下相當(dāng)恒定，直到金屬氫化物幾乎耗盡。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解可由多種因素獲得和控制期望的反應(yīng)速率，這些因素包括溫度調(diào)整、堿性穩(wěn)定劑的濃度、催化劑的選擇、催化劑的表面積等。
有幾種方法可用于使經(jīng)穩(wěn)定的金屬氫化物溶液與催化劑體系接觸。當(dāng)需要?dú)錃鈺r(shí)，可將溶液泵送到含催化劑的腔室，或?qū)⒋呋瘎┮迫胧⒂腥芤旱牟壑?。金屬氫化物溶液可以分批或連續(xù)泵送。對(duì)氫氣的即時(shí)需要可由總是包含可用氫氣供應(yīng)的小緩沖罐(未示出)來滿足。來自該罐的氫氣可用于滿足即時(shí)需求，并且所得壓降引發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生更多的氫氣，從而保持可用于耗氫裝置的氫氣的恒定供應(yīng)。
如圖2中所示，通過將冷凝水循環(huán)流加到流入催化劑腔室7的進(jìn)料中，對(duì)圖1中所示的常規(guī)系統(tǒng)依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)。圖2中，與圖1中相同的結(jié)構(gòu)具有相似的標(biāo)記。圖2中，將經(jīng)管線15以蒸汽形式離開氣/液分離器11的氫氣與水的氣態(tài)產(chǎn)物流在冷凝器/熱交換器17中冷卻，并使其經(jīng)管線19流入分離和回收帶21。在冷凝物回收帶21中，降低壓力以使帶一些殘余水蒸氣的氫產(chǎn)物與液態(tài)水分離并經(jīng)產(chǎn)物管線23抽出。不必分離產(chǎn)物氣中的所有水，因?yàn)槿缟纤?，其中含有一些水蒸氣是有利的。使回收的水?jīng)管線25流到控制元件27，該元件可以是閥或是簡(jiǎn)單的銳孔以限制流動(dòng)；然后經(jīng)管線29流到混合區(qū)31，在此它以期望的比例與進(jìn)入的金屬氫化物燃料供料混合，形成稀釋燃料混合物，如參照?qǐng)D1所述，該燃料混合物由泵5送入催化劑腔室7中。
有若干優(yōu)點(diǎn)被圖2中所示的循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。其中最重要的可能是能夠儲(chǔ)存和使用濃縮的金屬氫化物燃料供料的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。這使得可以使用較小的燃料儲(chǔ)罐而不犧牲燃料補(bǔ)給之間氫氣生成的持久性。如上所述也可以采用這種濃度的金屬氫化物燃料供料金屬氫化物的少部分不溶而形成懸浮液或漿液。也可以采用含最大濃度的金屬氫化物的溶液，其具有隨環(huán)境的變化而部分從溶液中析出的可能性。如果設(shè)計(jì)或由于環(huán)境變化，金屬氫化物少部分為非溶液的形式，那么在將燃料溶液引入催化劑腔室7之前，將增加由控制部件27加到混合區(qū)31的水的量以獲得其充分溶解和期望的稀釋。也優(yōu)選帶有與燃料供應(yīng)部件1相連接的混合部件，例如機(jī)械攪拌器或渦流攪拌器，以確保由燃料供應(yīng)部件1提供的漿液充分均勻。
可以理解燃料供料濃縮物中并非溶液形式的金屬氫化物鹽的量受到系統(tǒng)設(shè)置、可經(jīng)管線29加入的水量、可用于使其溶解的時(shí)間等的限制。通常，燃料供料包含不超過約5％的未溶金屬氫化物。
本發(fā)明提供的循環(huán)系統(tǒng)的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是從循環(huán)管線加入水維持了稀燃料進(jìn)料，從而，大大地降低了系統(tǒng)阻塞的可能性，所述系統(tǒng)阻塞是由于離開催化劑腔室7的水量到了不足以維持產(chǎn)物鹽為溶液的程度的結(jié)果，該產(chǎn)物鹽在燃料為金屬硼氫化物的情形下為硼酸鹽。產(chǎn)物鹽在催化劑腔室或管道系統(tǒng)的任何相關(guān)下游裝置中的沉淀都會(huì)使系統(tǒng)效率低下，直到將其卸除或清除。這類問題對(duì)于將這類系統(tǒng)用作汽車的替代動(dòng)力具有重大意義。
本發(fā)明系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是離開冷凝器回收罐21的水的溫度大大低于催化劑腔室7內(nèi)的溫度，因此它具有輔助控制該放熱反應(yīng)的溫度的功能。該對(duì)系統(tǒng)操作溫度的附加控制對(duì)于將該系統(tǒng)作為汽車動(dòng)力的預(yù)期用途也具有重大意義。然而，更重要的是系統(tǒng)的調(diào)整能力確保了產(chǎn)物氫的恒定流動(dòng)，這是一個(gè)商業(yè)意義重大的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明系統(tǒng)的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是循環(huán)系統(tǒng)在該系統(tǒng)的內(nèi)部，即它可以在系統(tǒng)自身內(nèi)部，從而無需諸如罐和/或管道之類的將水從外部源引入的外部裝置。
根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)系統(tǒng)的另一具體實(shí)施方式
示于圖3中，其中相似的結(jié)構(gòu)具有相似的標(biāo)記。圖3中，用三通閥35調(diào)整冷凝水和濃縮燃料混合物進(jìn)入混合區(qū)31的流動(dòng)，由此通過使其交替流入混合區(qū)31而控制每股進(jìn)料的量。在每種情形下，用傳統(tǒng)傳感裝置(未示出)進(jìn)行對(duì)流入催化劑腔室7的適當(dāng)稀釋的燃料混合物的控制，該傳感裝置將信息傳入計(jì)算機(jī)元件(未示出)，該元件反過來調(diào)整經(jīng)管線37引入混合區(qū)31的燃料混合物的每種組分的量。這類裝置及其為建立待引入混合區(qū)31的燃料混合物的適當(dāng)稀釋而做的排布和用途都在本領(lǐng)域技術(shù)人員的可領(lǐng)會(huì)的范圍之內(nèi)。
以下實(shí)施例進(jìn)一步描述和演示根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)了操作的目標(biāo)系統(tǒng)。該實(shí)施例僅以舉例說明的目的給出，不應(yīng)看作對(duì)本發(fā)明的限制。
實(shí)施例構(gòu)建依據(jù)圖2的氫氣發(fā)生實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)試本發(fā)明的改進(jìn)體系?；旌蠀^(qū)31是一種靜態(tài)內(nèi)嵌管式混合器，由含金屬螺紋片的管路系統(tǒng)構(gòu)成。燃料供料濃縮物罐1包含30％硼氫化鈉水溶液，該水溶液以約850ml/min的流速流入系統(tǒng)。使冷凝物循環(huán)料以約300ml/min的流速進(jìn)料到混合區(qū)31中。盡管有由系統(tǒng)內(nèi)壓力的變動(dòng)引起的液體流速的波動(dòng)，但是燃料濃縮物與冷凝物之間的比例幾乎保持恒定，以維持幾乎恒定的稀燃料有效濃度。為運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)而引入催化劑腔室7的燃料溶液的有效濃度約為22％。運(yùn)轉(zhuǎn)期間，氫氣生成的有效速率以及用于系統(tǒng)的硼氫化鈉燃料溶液的轉(zhuǎn)化率都是恒定的?？梢岳斫飧鶕?jù)本發(fā)明的改進(jìn)系統(tǒng)對(duì)維持產(chǎn)物流恒定所需變量的控制能力對(duì)于其作為汽車電源的用途意義重大。
權(quán)利要求
1.一種氫氣發(fā)生系統(tǒng)，包含(a)燃料供料貯槽，其裝有至少一種金屬氫化物的水溶液；(b)燃料泵，其抽取所述溶液并使它與氫氣發(fā)生催化劑接觸，從而生成包含氫、水和所述金屬的鹽的流動(dòng)產(chǎn)物流；(c)氣-液分離器，其將所述流動(dòng)流體分離成包含氫氣和水蒸汽的氣態(tài)產(chǎn)物，以及包含水和所述金屬鹽的液體；(d)冷凝器，其在流體流動(dòng)中與所述氣態(tài)產(chǎn)物接觸以從中冷凝出水；(e)冷凝回收區(qū)，其回收所述冷凝水；以及(f)混合區(qū)，其使所述冷凝水與從所述貯槽抽出的所述金屬氫化物水溶液結(jié)合，從而在與氫氣發(fā)生催化劑接觸前將其稀釋。
2.權(quán)利要求1所述的氫氣發(fā)生系統(tǒng)，其中所述混合區(qū)在所述燃料泵的上游。
3.權(quán)利要求1所述的氫氣發(fā)生系統(tǒng)，在混合區(qū)的上游另外還包含閥，該閥容許所述金屬氫化物溶液以及來自所述冷凝帶的冷凝水交替流入所述混合區(qū)。
4.權(quán)利要求1所述的氫氣發(fā)生系統(tǒng)，其中燃料供料貯槽中所述金屬氫化物的濃度大于該氫化物的最大溶解度，并且部分該氫化物為懸浮的。
5.權(quán)利要求4所述的氫氣發(fā)生系統(tǒng)，其中將充足的冷凝水加入混合區(qū)中以使所有的金屬氫化物在與氫氣發(fā)生催化劑接觸時(shí)為稀溶液的形式。
6.權(quán)利要求4所述的氫氣發(fā)生系統(tǒng)，燃料供料貯槽中另外還包含混合部件以保持所述懸浮液的均一性。
7.權(quán)利要求1所述的氫氣發(fā)生系統(tǒng)，其中金屬氫化物的所述水溶液進(jìn)一步包含足夠量的堿性穩(wěn)定劑，以為其提供至少pH7的pH值。
8.權(quán)利要求7所述的氫氣發(fā)生系統(tǒng)，其中堿性穩(wěn)定劑的陽(yáng)離子部份與所述金屬氫化物的陽(yáng)離子部份相同，并且所述堿性穩(wěn)定劑是氫氧化物。
9.權(quán)利要求8所述的氫氣發(fā)生系統(tǒng)，其中所述陽(yáng)離子是鈉離子。
10.權(quán)利要求1所述的氫氣發(fā)生系統(tǒng)，進(jìn)一步包含將催化劑與流動(dòng)產(chǎn)物流中的所述金屬鹽分離的容裝系統(tǒng)。
11.權(quán)利要求1所述的氫氣發(fā)生系統(tǒng)，其中所述的氫氣發(fā)生催化劑包含過渡金屬，選自釕、鐵、鈷、鎳、銅、錳、銠、錸、鉑、鈀、鉻、銀、鋨、銥、其硼化物、其合金、及其混合物。
12.權(quán)利要求1所述的氫氣發(fā)生系統(tǒng)，其中金屬氫化物選自硼氫化鈉、硼氫化鋰、硼氫化鉀、硼氫化銨、及其混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及對(duì)一種系統(tǒng)的改進(jìn)，該系統(tǒng)通過使金屬氫化物鹽的水溶液(1)與氫氣發(fā)生催化劑(7)接觸產(chǎn)生氫氣。具體而言，本發(fā)明涉及在系統(tǒng)內(nèi)結(jié)合循環(huán)管線(29)，該循環(huán)管線使冷凝自流體產(chǎn)物(9)的水循環(huán)回待與催化劑(7)接觸的進(jìn)料的管線(3)中。內(nèi)部循環(huán)管線(29)允許使用更濃的金屬氫化物溶液，因?yàn)樵撊芤涸谂c催化劑(7)接觸之前已經(jīng)由循環(huán)管線稀釋。
文檔編號(hào)B01J7/02GK1688506SQ03824434
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月20日
發(fā)明者R·M·莫林, M·斯特里茲基 申請(qǐng)人:千年電池公司