基于NaBH 4 水解的微型氢气发生器制氢及应用技术研究

发布时间：2022-01-07 00:31

　　人类社会的高速发展,使得全世界对能源的需求量不断增长,人类所使用的一次能源从化石燃料等不可再生能源向太阳能、风能等可再生能源转化已是大势所趋。然而,这些可再生能源通常缺少转化、储存和恢复的途径,而作为二次能源的氢能,恰恰为一次能源、化学能和电能之间的转化和存储提供了高效的途径。随着近年对氢能的研究,氢能的存储和迅速释放也成为了一个明星课题。作为化学储氢的一种方式,硼氢化钠（Na BH4）以其高氢储量、氢气释放便捷和相对稳定的化学性质,受到了广泛关注。本文以Na BH4水解为理论基础,制备了Na BH4水解所需催化剂,设计了氢气发生及净化系统并对其制氢的效率与纯度进行了考察,最终将其应用于集成的燃料电池系统中,实现了50-80W级燃料电池应用性设计。本文首先从NaBH4水解原理出发,制备了用于Na BH4碱性溶液水解的催化剂,催化剂通过浸渍还原的方法制备,以非晶态Co-B-P为有效催化成分,以泡沫镍为搭载基体。本文还对不同负载量的Co-B-P/泡沫镍催化剂的反应催化效率进行了初步测试,在对15wt%Na BH4溶液催化时,负载率43%的催化剂最高催化速度可达每平方厘米240ml/min（... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

铁磁性搭载催化剂的氢气发生结构

图 1-2 氢气压力开关氢气发生器针对燃料腔和废液腔的双腔结构体积大，带来的体能量密度下降的问题26]等设计了如图 1-3 所示的单腔结构。单腔结构初始装有 NaBH4溶液，通液罐底部由进液泵抽液进入单管反应器，反应生成的氢气和 NaBO2溶液，孔过滤材料过滤反应结束后可能伴随的残渣，返回燃料罐，溶液留在燃料罐气则从上方的氢气出口导出。由于反应消耗了水，生成物的溶液体积小于消溶液体积，可以燃料罐中空余部分可以容纳水解的生成物。该装置可以将两液罐合二为一，但代价时燃料罐中燃料浓度越来越低，导致产氢效率的下及最后废液清理时必然由剩余燃料所造成的浪费。

图 1-2 氢气压力开关氢气发生器和废液腔的双腔结构体积大，带来的体能量密度图 1-3 所示的单腔结构。单腔结构初始装有 N液泵抽液进入单管反应器，反应生成的氢气和滤反应结束后可能伴随的残渣，返回燃料罐，溶氢气出口导出。由于反应消耗了水，生成物的溶以燃料罐中空余部分可以容纳水解的生成物。该，但代价时燃料罐中燃料浓度越来越低，导致理时必然由剩余燃料所造成的浪费。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]太阳能/氢能无人机总体设计与能源管理策略研究[J]. 刘莉,杜孟尧,张晓辉,张超,徐广通,王正平.  航空学报. 2016(01)
[4]氢能源的利用现状分析[J]. 赵永志,蒙波,陈霖新,王赓,郑津洋,顾超华,张鑫,张俊峰.  化工进展. 2015(09)
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[8]纳米Co-B-P非晶态合金的合成及其对PH3分解的催化作用[J]. 韩长秀,任吉丽,梁培玉,张宝贵.  城市环境与城市生态. 2007(03)
[9]纳米Co-B-P非晶态合金的合成及其对PH3分解的催化作用[J]. 韩长秀,任吉丽,梁培玉,张宝贵.  城市环境与城市生态. 2007 (03)
[10]偏硼酸钠电化学还原制备硼氢化钠初探[J]. 王建强,孙彦平,梁镇海.  太原理工大学学报. 2006(05)

博士论文
[1]硼氢化钠水解制氢催化剂及相关技术研究[D]. 邹阅超.华东理工大学 2012

硕士论文
[1]基于氢气发生器的微型燃料电池系统[D]. 刘天慧.哈尔滨工业大学 2017
[2]质子交换膜燃料电池控制策略研究[D]. 朱星光.西南交通大学 2013
[3]硼氢化钠水解制氢催化剂的研究[D]. 翟瑞华.中国石油大学 2011



本文编号：3573446