ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данное изобретение относится в целом к способу генерирования газообразного водорода и системе для его осуществления, а конкретнее - к такому способу и системе для его осуществления, которая снабжена буферной емкостью.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В качестве источника топлива хорошо известны топливные элементы, которые производят электроэнергию, используя газообразный водород. Приложения топливных элементов большей частью мобильные, а это создает проблему разработки постоянного источника газообразного водорода для питания топливного элемента. Традиционным решением этой проблемы является транспортировка газообразного водорода в баках, предназначенных для работы под давлением. Эти баки, предназначенные для работы под давлением, зачастую являются тяжелыми и громоздкими, что неудобно для приложений, где вес является проблемой, таких, как приложения, связанные с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) и велосипедами. Другая проблема заключается в том, что является низкая плотность аккумулирования энергии у предназначенных для работы под давлением баков с газообразным водородом. Еще одной проблемой является риск утечки. Газообразный водород не имеет запаха и горит без какого-либо пламени, становясь особенно опасным в случае утечки.
Альтернативой транспортировке газообразного водорода в баках, предназначенных для работы под давлением, является генерирование газообразного водорода на месте и «по требованию». Известно, что некоторые твердые гидриды или борогидриды в смесях с такими жидкостями, как вода, могут подвергаться химической реакции гидролиза, которая дает газообразный водород. Это устраняет все технические и опасные недостатки транспортировки газообразного водорода в баках, предназначенных для работы под давлением. Типичным примером генерирования газообразного водорода из of твердых гидридов является использование борогидрида натрия (NaBH4) в качестве топлива. Широко распространенной практикой является смешивание борогидрида натрия (NaBH4) с гидроксидом натрия (NaOH) для образования водного раствора. Когда вводят катализатор - благородный металл такой, как платина или рутений, будет иметь место гидролиз NaBH4 и получится газообразный водород. В течение процесса гидролиза, NaBH4 превратится в метаборат натрия (NaBO2), который нерастворим в водной щелочной среде. Осаждение NaBO2 также имеет тенденцию окутывать площадь поверхности катализатора и приводить к окончанию реакции.
Использование жидкого NaBH4 в качестве топлива также создает другие технические проблемы в системе генерирования водорода. Присутствие избыточной воды порождает нежелательный вес, тем самым снижая удельную плотность аккумулирования в генераторе водорода. Жидкая смесь также создает повышенный риск неуправляемой, неконтролируемой реакции, которая может привести к катастрофическим последствиям.
В документе PCT/MY2017/050007 (Yee и др.) притязания на приоритет по которому выдвигаются в данной заявке, эти проблемы решаются посредством системы генерирования газообразного водорода, которая нагревает жидкий реагент, такой, как вода, после чего направляет полученный нагретый реагент в реакционную камеру, содержащую твердый гидрид. Химическая реакция между нагретым жидким реагентом и твердым гидридом приводит к образованию газообразного водорода. Одной проблемой в связи с системой согласно документу PCT/MY2017/050007 является время начала медленной реакции из-за запаздывания между моментами, когда выход газообразного водорода падает и когда падет давление внутри самой реакционной камеры. Это приводит к запаздыванию между фактическим падением выходного давления и началом реакции.
Другой проблемой в связи с системой согласно документу PCT/MY2017/050007 является трудность проектирования системы для генерирования газообразного водорода с такой скоростью, которая всегда сможет удовлетворять требованиям.
Третьей проблемой в связи с системой согласно документу PCT/MY2017/050007 является реакционная камера, работающая на скоростях, которые меньше оптимальных. Это происходило потому, что скорость реакции связана с потребностью в газообразном водороде вместо того, чтобы быть независимой от нее и вследствие этого оставаться на оптимальном уровне.
Поэтому желательно иметь систему генерирования водорода со сниженным или исключенным временем начала реакции.
Соответственно, еще одной задачей этого изобретения является разработка системы, которая способна выдавать газообразный водород со скоростью, которая всегда удовлетворяет требованиям.
Еще одной задачей этого изобретения является разработка системы, которая генерирует газообразный водород на оптимальных скоростях, тем самым приводя к экономии реагентов и снижению издержек.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение выражает стремление преодолеть вышеупомянутые недостатки путем разработки способа генерирования газообразного водорода и системы для его осуществления, о которых шла речь в документе PCT/MY2017/050007, но с добавлением буферной емкости после реакционной камеры и фильтра.
Таким образом, данное изобретение относится к системе генерирования газообразного водорода, которая нагревает жидкий реагент, такой, как вода, после чего направляет полученный нагретый реагент в реакционную камеру, содержащую твердый гидрид. Химическая реакция между нагретым жидким реагентом и твердым гидридом приводит к образованию газообразного водорода. Этот газообразный водород затем фильтруют перед аккумулированием в буферной емкости. Газообразный водород из буферной емкости можно потом подавать в топливный элемент для производства электроэнергии по мере необходимости - так, как в случае, когда батарея разряжается ниже некоторого предварительно определенного уровня. Давление в буферной емкости измеряют и используют для получения информации о том, когда следует начинать и завершать генерирование газообразного водорода. В качестве меры предосторожности, в реакционной камере измеряют давление и температуру, в результате чего реакцию остановят, если давление и температура превысят предварительно определенные значения.
Таким образом, это изобретение относится к системе генерирования водорода, которая включает в себя блок управления, имеющий вход показаний аккумулирования энергии, вход показаний давления, вход показаний температуры, выход управления блоком приведения жидкости в движение, выход управления нагреванием и выход управления газовыделением. Эта система генерирования водорода также включает в себя резервуар жидкости, имеющий впускное отверстие для приема жидкого реагента из внешнего источника, выпускное отверстие для испускания жидкого реагента из резервуара жидкости, и впускающее избыток отверстие для приема избыточной жидкости, восстанавливаемой из блока конденсации. Эта система генерирования водорода также включает в себя блок нагревания жидкости, имеющий выпускное отверстие, впускное отверстие для приема жидкого реагента из резервуара жидкости, нагревательные элементы, управляемые блоком управления посредством выхода управления нагреванием, причем блок нагревания жидкости адаптирован для нагревания некоторого количества жидкого реагента таким образом, что порция жидкого реагента входит в газообразную фазу. Эта система генерирования водорода также включает в себя реакционную камеру, имеющую впускное отверстие, сообщающееся по текучей среде с выпускным отверстием блока нагревания жидкости посредством управляющего клапана, причем управляющий клапан управляется посредством выхода управления газовыделением, при этом реакционная камера содержит твердый реагент, такой, как гидрид металла, и адаптирована для приема некоторого количества нагретого реагента из блока нагревания жидкости, причем нагретый реагент диспергируется в твердый реагент, тем самым приводя к возникновению химической реакции, которая дает газообразный водород. Газообразный продукт, являющийся смесью любого избыточного нагретого реагента и получаемого газообразного водорода, испускается из реакционной камеры через газовыпускное отверстие. Эта система генерирования водорода также включает в себя средство измерения давления для снятия показаний давления во впускном отверстии реакционной камеры и ретрансляции показаний давления в блок управления. Эта система генерирования водорода также включает в себя средство измерения температуры для снятия показаний температуры внутри реакционной камеры и ретрансляции показаний температуры в блок управления. Эта система генерирования водорода также включает в себя блок конденсации, имеющий впускное отверстие для приема газообразного продукта из реакционной камеры, выпускное отверстие для направления преимущественно газообразного водорода наружу из блока конденсации, отверстие для избыточной жидкости, предназначенное для направления конденсата нагретого реагента наружу из блока конденсации и обратно в резервуар жидкости, причем блок конденсации адаптирован, по существу, для конденсации нагретого реагента.
В дополнительном варианте осуществления упомянутый нагретый реагент дополнительно нагревают в блоке нагревания жидкости до тех пор, пока он не превратится в газ или не войдет в газообразное состояние.
[0015]
Система дополнительно содержит буферную емкость, находящуюся ниже по течению от блока конденсации, причем буферная емкость адаптирована для приема и аккумулирования некоторого количества газообразного водорода, и буферная емкость снабжена средством измерения давления. Это давление в буферной емкости используют для того, чтобы убедиться в начале и прекращении упомянутой реакции генерирования газообразного водорода. Поскольку буферная емкость способна удерживать газообразный водород при более высоком давлении, реакцию генерирования газообразного водорода можно сделать менее зависимой от требований, а значит - и получить возможность ее проведения с более оптимальной скоростью.
Номинальный диапазон рабочего давления для буферной емкости находится между 0,1 МПа (1 бар) и 10 МПа (100 бар). Номинальный диапазон рабочей температуры для буферной емкости находится между 1°С и 60°С. Буферная емкость оснащена предохранительным клапаном, который предназначен для выделения аккумулированного газа, а значит - и снижения давления, если давление в буферной емкости превышает некоторый предварительно определенный уровень.
В еще одном аспекте этого изобретения данная система генерирования водорода дополнительно содержит блок фильтрации, адаптированный для фильтрации упомянутого преимущественно газообразного водорода и тем самым - по существу, удаления нежелательных частиц из упомянутого преимущественно газообразного водорода.
В еще одном аспекте этого изобретения данная система генерирования водорода дополнительно содержит блок приведения жидкости в движение, предусмотренный между упомянутым выпускным отверстием резервуара жидкости и упомянутым впускным отверстием блока нагревания жидкости и адаптированный для продвижения жидкого реагента из упомянутого резервуара жидкости в упомянутый блок нагревания жидкости, причем упомянутым блоком приведения жидкости в движение управляет упомянутый блок управления.
В еще одном аспекте этого изобретения данная система генерирования водорода дополнительно содержит управляющий клапан, адаптированный для обеспечения выделения упомянутого газообразного продукта из упомянутой реакционной камеры, причем упомянутым управляющим клапаном управляет упомянутый блок управления.
В еще одном аспекте этого изобретения блок нагревания жидкости адаптирован для аккумулирования некоторого количества упомянутого нагретого реагента.
В еще одном аспекте этого изобретения данная система генерирования водорода дополнительно содержит средство теплопередачи, адаптированное для передачи тепла из упомянутой реакционной камеры в упомянутый блок нагревания жидкости.
В еще одном аспекте этого изобретения данная система генерирования водорода дополнительно содержит топливный элемент, адаптированный для производства электроэнергии из источника газообразного водорода, причем упомянутый топливный элемент находится ниже по течению от упомянутой буферной емкости, и аккумулятор энергии, такой, как батарея, причем упомянутый аккумулятор энергии адаптирован для приема и аккумулирования некоторого количества электрической энергии из упомянутого топливного элемента. Уровень аккумулирования в этом аккумуляторе энергии ретранслируется в блок управления.
В еще одном аспекте этого изобретения блок управления обеспечивает выделение газообразного водорода, аккумулированного в упомянутой буферной емкости и посылку его в упомянутый топливный элемент, когда уровень аккумулирования в упомянутом аккумуляторе энергии, снижается до некоторого предварительно заданного уровня.
В еще одном аспекте этого изобретения данная система генерирования водорода дополнительно содержит топливный элемент, имеющий впускное отверстие для приема некоторого количества преимущественно газообразного водорода с целью преобразования в электрическую энергию.
В еще одном аспекте этого изобретения часть электрической энергии, производимой топливным элементом, используют для питания внешней электрической нагрузки, а еще одну часть производимой электрической энергии используют для зарядки аккумулятора энергии.
В еще одном аспекте этого изобретения данная система генерирования водорода дополнительно содержит средство гарантирования того, что жидкий реагент вытекает из резервуара жидкости, пока в резервуаре жидкости достаточно жидкого реагента. Это средство гарантирования того, что жидкий реагент вытекает из резервуара жидкости, содержит гибкий шланг с первым концом, соединенным с поплавковым устройством, и второй конец, сообщающийся по текучей среде с выпускным отверстием резервуара жидкости и при этом так, что поплавковое устройство оказывается адаптированным для удержания первого конца гибкого шланга под поверхностью жидкого реагента, пока в резервуаре жидкости достаточно жидкого реагента. Таким образом, гибкий шланг способен обеспечивать экстрагирование жидкого реагента из резервуара жидкости независимо от ориентации резервуара жидкости.
В еще одном аспекте этого изобретения жидкий реагент включает в себя любое вещество из: воды, кислотной жидкости, щелочной жидкости, органической или неорганической жидкостей либо их комбинации.
В еще одном аспекте этого изобретения твердый реагент состоит из смеси водородного топлива и катализатора на основе металла.
В еще одном аспекте этого изобретения водородное топливо является борогидридом натрия.
В еще одном аспекте этого изобретения, водородное топливо является любым из: гидрида бора, гидрида азота, гидрида углерода, гидрида металла, боразотного гидрида, боруглеродного гидрида, азот-углеродного гидрида, борогидрида металла, азотного гидрида металла, углеродного гидрида металла, боразотного гидрида металла, боруглеродного гидрида металла, углерод-азотного гидрида металла, боразотного гидрида углерода, боразот-углеродного гидрида металла или их комбинации.
В еще одном аспекте этого изобретения водородное топливо является любым из: NaH, LiBH4, LiH, СаН2, Са(ВН4)2, MgBH4, КВН4, Al(ВН3)3 или их комбинации.
В еще одном аспекте этого изобретения твердым реагентом могут быть различные соединения, имеющие формулу BxNyHZ/ где х, y и z любые целые числа. Различные соединения могут включать в себя: H3BNH3, Н2В(NH3)2ВН3, NH2BH2, B3N3H6, морфолинборан (C4H12BNO), композиционный материал (СН2)4O, В2Н4 или их комбинации.
В еще одном аспекте этого изобретения катализатор на основе металла является любым из: оксида на основе кобальта, борида, твердой кислоты, соли, или их комбинации. Соль может быть соединением ионов любого из: рутения (Ru), кобальта (Со), никеля (Ni), меди (Cu), железа (Fe) или их комбинации.
В еще одном аспекте этого изобретения система генерирования водорода дополнительно содержит средство регулирования газа, размещенное после фильтра и перед буферной емкостью, причем средство регулирования газа адаптировано для регулирования давления и расхода газа, проходящего через это средство.
В еще одном аспекте этого изобретения реакционная камера является легко извлекаемой из системы и снабженной средством временного закрывания впускного отверстия и газовыпускного отверстия во время извлечения камеры. Это облегчает простую замену реакционной камеры при истощении твердого реагента внутри нее.
В еще одном аспекте этого изобретения возможно электрическое возбуждение нагревательных элементов посредством резистивного нагрева или индуктивного нагрева. Упомянутый блок конденсации дополнительно содержит отверстие для избыточной жидкости, предназначенное для направления конденсата упомянутого нагретого реагента наружу из упомянутого блока конденсации и обратно в упомянутый резервуар жидкости.
В еще одном аспекте этого изобретения дополнительно предусмотрены средства измерения давления и температуры для снятия показаний давления и температуры в упомянутой реакционной камере и ретрансляции упомянутых показаний давления и температуры в упомянутый блок управления, причем упомянутый блок управления останавливает генерирование газообразного водорода в реакционной камере, если показания давления и температуры в упомянутой реакционной камере превышают некоторое предварительно заданное значение.
В еще одном аспекте этого изобретения предложен способ генерирования газообразного водорода, включающий в себя следующие этапы, на которых:
a. обнаруживают уровень давления в буферной емкости;
b. если упомянутый уровень давления снизился до предварительно определенного уровня, активируют блок приведения жидкости в движение, который продвигает жидкий реагент из резервуара жидкости в блок нагревания жидкости;
c. активируют нагревательные элементы в упомянутом блоке нагревания жидкости таким образом, что, по меньшей мере, порция упомянутого жидкого реагента превращается в газ;
d. Обеспечивают диспергирование упомянутого нагретого реагента внутри реакционной камеры, содержащей некоторое количество твердого реагента, причем контакт между упомянутыми нагретым реагентом и твердым реагентом приводит к получению газообразного водорода;
e. конденсируют любой нагретый реагент, смешанный с упомянутым газообразным водородом, чтобы отделить его от упомянутого газообразного водорода;
f. возвращают упомянутый конденсированный нагретый реагент в упомянутый резервуар жидкости;
g. фильтруют упомянутый газообразный водород, по существу, удаляя нежелательные частицы;
h. передают некоторое количество тепла, генерируемого в упомянутой реакционной камере, в упомянутый блок нагревания жидкости;
i. регулируют давление и расход упомянутого газообразного водорода; и
j. аккумулируют упомянутый газообразный водород в упомянутой буферной емкости.
Другие задачи и преимущества станут полностью станут в большей степени очевидными из нижеследующего описания и прилагаемой формулы изобретения.
Техническая задача
Устранение трудности согласования генерирования газообразного водорода с требованиями.
Устранение времени начала медленной реакции при генерировании газообразного водорода системой.
Устранение неспособности проводить реакцию на оптимальных скоростях из-за связи с требованиями.
Решение задачи
Система генерирования газообразного водорода, которая нагревает жидкий реагент, такой, как вода, после чего направляет полученный нагретый реагент в реакционную камеру, содержащую твердый гидрид. Химическая реакция между нагретым жидким реагентом и твердым гидридом приводит к образованию газообразного водорода. Этот газообразный водород затем фильтруют перед аккумулированием в буферной емкости. Газообразный водород из буферной емкости можно потом подавать в топливный элемент для производства электроэнергии по мере необходимости - так, как в случае, когда батарея разряжается ниже некоторого предварительно определенного уровня. Давление в буферной емкости измеряют и используют для получения информации о том, когда следует начинать и завершать генерирование газообразного водорода. В качестве меры предосторожности, в реакционной камере измеряют давление и температуру, в результате чего реакцию остановят, если давление и температура превысят предварительно определенные значения.
Система генерирования газообразного водорода согласно этому изобретению также рекуперирует избыточное тепло из реакции, способствуя нагреванию жидкого реагента, а в некоторых случаях - нагреванию реагента до температуры превращения в газ.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 изображен схематический вид системы генерирования водорода в варианте осуществления данного изобретения.
На фиг. 2 изображено сечение реакционной камеры в варианте осуществления данного изобретения.
На фиг. 3 изображено сечение резервуара жидкости в варианте осуществления данного изобретения.
На фиг. 4 изображен вид снаружи в сечении блока нагревания жидкости в варианте осуществления данного изобретения.
На фиг. 5 изображен схематический вид участка системы генерирования водорода в варианте осуществления данного изобретения.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Следует отметить, что нижеследующее подробное описание посвящено способу генерирования газообразного водорода и системе для его осуществления, и оно не ограничивается никаким конкретным габаритом или конфигурацией, а фактически в рамках общего объема притязаний согласно нижеследующему описанию предусматривается множество габаритов и конфигураций.
Обращаясь к фиг. 1, отмечаем, что здесь показана система генерирования водорода. Общей целью этой системы является генерирование газообразного водорода для производства электроэнергии в топливном элементе на месте, исключая таким образом необходимость аккумулирования больших количеств сжатого газообразного водорода. Показан аккумулятор (13) энергии, которым в предпочтительных вариантах осуществления может быть батарея или конденсатор. Когда датчик обнаруживает падение уровня энергии в аккумуляторе (13) энергии ниже некоторого предварительно заданного уровня, блок (10) управления инициирует процесс генерирования газообразного водорода. В предпочтительном варианте осуществления блок (10) управления включает в себя микроконтроллер.
Этот процесс генерирования газообразного водорода предусматривает, что блок (10) управления посредством выхода (15) управления нагреванием включает нагревательные элементы (56)блока (50) нагревания жидкости. Это вызывает увеличение температуры внутри блока (50) нагревания жидкости. Когда температура внутри блока (50) нагревания жидкости достигнет некоторого предварительно заданного значения, блок (10) управления посредством выхода (164) управления блоком приведения жидкости в движение активирует блок (64) приведения жидкости в движение. Этот блок (64) приведения жидкости в движение адаптирован для выкачивания жидкого реагента (91), который аккумулируется в резервуаре (60) жидкости, через выпускное отверстие (63) резервуара жидкости по направляющей поток жидкости трубе (635) в блок (50) нагревания жидкости через упомянутое впускное отверстие (55) блока нагревания. Когда жидкий реагент (91) попадает в блок (50) нагревания жидкости, он быстро нагревается. Этот нагретый реагент (90) аккумулируется и сжимается в блоке (50) нагревания жидкости.
В одном варианте осуществления упомянутый нагретый реагент (90) дополнительно нагревается в блоке (50) нагревания жидкости до тех пор, пока он не превратится в газ или не перейдет в газообразное состояние.
По-прежнему обращаясь к процессу генерирования газообразного водорода, отмечаем, что блок (10) управления посредством выхода (152) управления газовыделением активирует управляющий клапан (52). Когда его активируют, этот управляющий клапан (52) обеспечивает выделение аккумулированного нагретого реагента (90) наружу из блока (50) нагревания жидкости через выпускное отверстие (51) блока нагревания жидкости. Потом нагретый реагент (90) проходит через управляющий клапан (52) и попадает в реакционную камеру (40) через впускное отверстие (43) реакционной камеры. Попадая в реакционную камеру (40), нагретый реагент вступает в химическую реакцию с твердым реагентом (47), который аккумулируется в реакционной камере (40). Давление в реакционной камере (40) измеряется средством (14) измерения давления. Эти показания давления подаются обратно в блок (10) управления. Температура в реакционной камере (40) тоже измеряется - средством (170) измерения температуры, и эти показания температуры тоже подаются обратно в блок (10) управления. Когда эти показания давления и температуры достигают предварительно заданного значения, блок (10) управления имеет возможность прервать реакцию в реакционной камере (40), закрывая управляющий клапан (52) и тем самым прекращая подачу нагретого реагента (90) в реакционную камеру (40). Это мера безопасности.
Реакция между нагретым реагентом и твердым реагентом (47) в реакционной камере (40) приводит к получению - среди прочих побочных продуктов - газообразного водорода.
Эта реакция является экзотермической реакцией и поэтому увеличивает температуру в реакционной камере (40). Эта избыточная тепловая энергия передается обратно в блок (50) нагревания жидкости через устройство (53) теплопередачи, находящееся в промежутке между реакционной камерой (40) и блоком (50) нагревания жидкости. Это устройство (53) теплопередачи передает за счет проводимости избыточное тепло, выработанное в реакционной камере (40), в блок (50) нагревания жидкости посредством проводника (54) тепла. Это снижает мощность, потребляемую нагревательным элементом (56)в блоке (50) нагревания жидкости и дополнительно повышает рабочую характеристику отдаваемой мощности этой системы генерирования газообразного водорода.
Газообразный водород и некоторые другие побочные продукты получают преимущественно посредством реакции между упомянутыми нагретым реагентом и твердым реагентом (47) в реакционной камере (40). Газообразный продукт, который является смесью этого преимущественно газообразного водорода и любого избыточного упомянутого нагретого реагента (90), который не прореагировал с твердым реагентом (47), направляют из реакционной камеры (40) через газовыпускное отверстие (42) и посредством направляющей поток газа трубы (41) в блок (70) конденсации.
С целью дальнейшего уточнения функционирования реакционной камеры (40) отметим следующее.
Газ, который нагрет в блоке (50) нагревания жидкости и который мы называем нагретым реагентом (90), попадает в реакционную камеру (40).
Этот нагретый реагент (90) реагирует с твердым реагентом (47), предусмотренным в реакционной камере (40); это реакция, дающая преимущественно газообразный водород и некоторые побочные продукты.
Газообразный продукт, который является смесью упомянутого преимущественно газообразного водорода и любого избыточного нагретого реагента (90), испускается из реакционной камеры.
Этот блок (70) конденсации снабжен впускным отверстием (71) для приема упомянутого газообразного продукта из реакционной камеры (40). Основной функцией этого блока (70) конденсации является конденсация упомянутого нагретого реагента (90) обратно в жидкость, так что он отделяется от преимущественно газообразного водорода. Получаемую жидкость затем направляют через отверстие (73) для избыточной жидкости с целью возврата в резервуар жидкости через отверстие (62) для возврата жидкости в резервуар. Преимущественно газообразный водород испускается из блока (70) конденсации через выпускное отверстие (72) в блок (80) фильтрации. Блок (80) фильтрации улавливает нежелательные частицы, присутствующие в преимущественно газообразном водороде, делая его чище.
После блока (80) фильтрации газообразный водород направляется в буферную емкость (82), где он аккумулируется. Буферная емкость (82) снабжена датчиком (83) давления, который способен замерять показания давления внутри упомянутой буферной емкости (82). Эти показания давления посылаются в блок (10) управления. Блок (10) управления использует эти показания давления в буферной емкости для расчета оптимальной скорости реакции упомянутого генерирования газообразного водорода в реакционной камере (40). Номинальный диапазон рабочего давления для буферной емкости находится между 0,1 МПа (1 бар) и 10 МПа (100 бар). Номинальный диапазон рабочей температуры для буферной емкости находится в между 1°С и 60°С. Буферная емкость оснащена предохранительным клапаном, который предназначен для выделения аккумулированного газа, а значит - и снижения давления, если давление в буферной емкости превышает некоторый предварительно определенный уровень.
Блок (30) топливных элементов находится ниже по течению от упомянутой буферной емкости (82) и принимает газообразный водород из упомянутой буферной емкости (82) через впускное отверстие (31), где в предпочтительном варианте осуществления находится клапан. Газообразный водород подвергается в топливном элементе (30) электрохимическому преобразованию с получением электрической энергии. Отработанный газ, производимый топливным элементом (30), направляется наружу через выпускающее средство (33), которое в предпочтительном варианте осуществления представляет собой клапан. Топливный элемент (30) может быть любым устройством, которое преобразует газообразный водород в электрическую энергию, пригодную для использования, и может быть любым из следующих (но не в ограничительном смысле): топливного элемента с протонообменной мембраной (ТЭ с ПОМ), щелочного топливного элемента (ЩТЭ), фосфорнокислого топливного элемента (ФКТЭ), топливного элемента с расплавленным карбонатом (ТЭ с РК), твердооксидным топливным элементом (ТОТЭ), или одним из топливных элементов других видов.
В этом предпочтительном варианте осуществления электрическая энергия, производимая топливным элементом (30), направляется через преобразователь (20) электрической мощности, который может быть любым из (но не в ограничительном смысле): преобразователя постоянного тока, инвертора или контроллера заряда. Затем преобразователь (20) электрической мощности выдает порцию упомянутой электрической энергии на электрическую нагрузку (21) по линии (22) подсоединения нагрузки. При этом другая порция упомянутой электрической энергии посылается обратно в аккумулятор (13) энергии по линии (12) подсоединения для повторной зарядки. Это приводит к зарядке аккумулятора (13) энергии при необходимости. Еще одна порция упомянутой электрической энергии используется для питания блока (10) управления.
В других вариантах осуществления систему генерирования водорода согласно данному изобретению можно использовать без топливного элемента в каком-либо приложении, где необходима подача газообразного водорода.
По-прежнему обращаясь к фиг. 1, можно увидеть, что резервуар (60) жидкости снабжен впускным отверстием (61) резервуара жидкости, через которое можно добавлять жидкий реагент (91). В предпочтительном варианте осуществления, жидкий реагент (91) является водой. Вместе с тем, жидкий реагент (91) также может быть разбавленной смесью метилового спирта, этилового спирта и любого другого органического или неорганического растворителя, такого, как этиленгликоль.
Твердый реагент, аккумулированный в реакционной камере (40), состоит из порошковой смеси водородного топлива с катализатором на основе металла. В предпочтительном варианте осуществления водородное топливо является борогидридом натрия. Однако в других вариантах осуществления это водородное топливо также может быть твердыми гидридами других типов, такими, как гидрид бора, гидрид азота, гидрид углерода, гидрид металла, азотный гидрид бора, углеродный гидрид бора, углеродный гидрид азота, борогидрид металла, азотный гидрид металла, углеродный гидрид металла, боразотный гидрид металла, боруглеродный гидрид металла, азот-углеродный гидрид металла, боразотный гидрид углерода, боразот-углеродный гидрид металла или их комбинации. Это водородное топливо также может включать в себя: NaH, LiBH4, LiH, СаН2, Са(ВН4)2, MgBH4, KBH4, Al(ВН3)3 или их комбинации. Кроме того твердым реагентом могут быть различные соединения, которые включают в себя (но не в ограничительном смысле): H3BNH3, Н2В(NH3)2ВН3, NH2BH2, B3N3H6, морфолинборан (C4H12BNO), композиционный материал (СН2)4O, В2Н4, или их комбинации. В предпочтительных вариантах осуществления катализатор на основе металла приготовлен из оксида на основе кобальта или борида, либо может быть твердой кислотой или солью, включающей в себя рутений (Ru), кобальт (Со), никель (Ni), медь (Cu), железо (Fe), или может быть соединением их ионов.
Обращаясь к фиг. 2, отмечаем, что здесь показано сечение реакционной камеры (40) в варианте осуществления данного изобретения. Эта реакционная камера (40) заключена в кожух (44), который в предпочтительном варианте осуществления изготовлен из металлического материала. Эта реакционная камера (40) на ее верхней стороне снабжена впускным отверстием (43), причем упомянутое впускное отверстие (43) адаптировано для приема нагретого реагента (90) из блока (50) нагревания жидкости для заправки упомянутого нагретого реагента (90) в реакционную камеру (40).
В предпочтительных вариантах осуществления впускное отверстие (43) представляет собой трубную структуру или множество трубных структур, выступающую или выступающих в реакционную камеру (40). На конце трубной структуры (43), который выступает в реакционную камеру (40), предусмотрено множество дырок (49), которое позволяет испускать упомянутый нагретый реагент (90) из трубной структуры (43) в реакционную камеру (40). Множество дырок (49) окружено первым пористым материалом (48).
В другом предпочтительном варианте осуществления впускное отверстие (43) представляет собой распылительное сопло, адаптированное для распыления нагретых реагентов в жидком или газообразном состоянии в реакционную камеру (40).
В предпочтительном варианте осуществления трубная структура (43) и первый пористый материал (48) расположены в компоновке, концентричной относительно реакционной камеры (40), если смотреть с верхней стороны реакционной камеры (40). Трубная структура (43) находится в центре концентрической компоновки и концентрично ограждена первым пористым материалом (48). Первым пористый материал, в свою очередь, концентрично огражден твердым реагентом (47). Первый пористый материал (48) проницаем для нагретого реагента (90), но не для твердого реагента (47). Таким образом, первый пористый материал (48) позволяет нагретому реагенту (90) проходить в твердый реагент (47), но не позволяет твердому реагенту (47) вырваться из реакционной камеры (40).
Таким образом, когда нагретый реагента (90) вводят в реакционную камеру (40) по трубной структуре (43), он диффундирует наружу через множество дырок (49) сквозь первый пористый материал (48) и диспергируется в твердый реагент (47), с которым вступает в химическую реакцию. Посредством этой химической реакции получают газообразный водород. Это газообразный водород проникает сквозь второй пористый материал (46), находящийся на верхней стороне твердого реагента (47), и испускается из реакционной камеры (40) через газовыпускное отверстие (42). Твердый реагент (47) также охвачен вокруг его стороны третьим пористым материалом (45). Этот третий пористый материал (45) позволяет проникать сквозь него газообразному водороду, но не позволяет проникать сквозь него твердому реагенту (47). Это предотвращает какое бы то ни было расплавление твердого реагента (47) из-за блокировки прохождения газообразного водорода к верху реакционной камеры (40). В предпочтительном варианте осуществления первый, второй и третий пористые материалы представляют собой углеродную ткань.
По-прежнему обращаясь к фиг. 2, отмечаем, что здесь показано средство (170) измерения температуры, адаптированное для замера показаний температуры внутри реакционной камеры (40), причем эти показания температуры затем посылаются в блок (10) управления. Когда эти показания температуры достигают предварительно заданного значения, блок (10) управления имеет возможность прервать реакцию в реакционной камере (40), закрывая управляющий клапан (52) и тем самым прекращая подачу нагретого реагента (90) в реакционную камеру (40). Это мера безопасности.
В одном предпочтительном варианте осуществления реакционная камера (40) представляет собой неподвижный агрегат, из которого приходится вычищать побочные продукты, являющиеся отходами. В другом предпочтительном варианте осуществления реакционная камера (40) установлена на генерирующей системе с помощью средства сочленения, чтобы облегчить простое снятие и замену всей реакционной камеры (40) вместе с находящимися внутри нее побочными продуктами, являющимися отходами.
Обращаясь теперь к фиг. 3, отмечаем, что здесь показано сечение резервуара (60) жидкости в варианте осуществления данного изобретения. Резервуар (60) жидкости заполняют жидким реагентом (91) через впускное отверстие (61) из внешнего источника. Выпускное отверстие (63) способствует направлению жидкого реагента (91) наружу из резервуара (60) жидкости.
На фиг. 3 показан гибкий шланг (65) с первым концом, соединенным с поплавковым устройством (67), и вторым концом, сообщающимся по текучей среде с выпускным отверстием (63). Поплавковое устройство (67) адаптировано для плавания на уровне (66) резервуара жидкости и для удержания упомянутого первого конца гибкого шланга (65) ниже уровня поверхности упомянутого жидкого реагента (91), пока в резервуаре (60) жидкости достаточно жидкого реагента (91). Таким образом, гибкий шланг (65) способен обеспечивать экстрагирование жидкого реагента (91) из резервуара (60) жидкости независимо от ориентации резервуара (60) жидкости.
По-прежнему обращаясь к фиг. 3, отмечаем, что, с целью приема избыточной жидкости из блока (70) конденсации, на резервуаре (60) жидкости предусмотрено отверстие (62) для возврата.
Обращаясь к фиг. 4, отмечаем, что здесь показан вид снаружи в сечении блока (50) нагревания жидкости в варианте осуществления данного изобретения. Блок (50) нагревания жидкости снабжен на первом конце впускным отверстием (55) для приема жидкого реагента (91) из резервуара (60) жидкости посредством блока (64) приведения жидкости в движение. Блок (50) нагревания жидкости снабжен на втором конце выпускным отверстием (51) для испускания нагретого реагента (90) из блока (50) нагревания жидкости. Впускное отверстие (55) имеет более узкий проточный канал, чем выпускное отверстие (51). Этот более узкий проточный канал обеспечивает попадание меньшего количества жидкого реагента (91) в блок (50) нагревания жидкости, тем самым давая возможность упрощенного преобразования жидкого реагента (91) в нагретый реагент (90). Больший диаметр выпускного отверстия (51) также обеспечивает повышенную пропускную способность по нагретому реагенту (90), когда тот испускается наружу из блока (50) нагревания жидкости. Блок (50) нагревания жидкости снабжен нагревательными элементами (56)для нагревания жидкого реагента (91) и превращения его в газ.
Блок (50) нагревания жидкости дополнительно оснащен теплопроводящим средством (57), находящимся на наружной поверхности блока (50) нагревания жидкости. Это теплопроводящее средство (57) направляет избыточное тепло из устройства (53) теплопередачи в блок (50) нагревания жидкости.
Обращаясь теперь к фиг. 5, отмечаем, что здесь показан схематический вид участка системы генерирования водорода в варианте осуществления данного изобретения с добавлением регулятора (81) газа. Этот регулятор (81) газа расположен после буферной емкости (82) и перед топливным элементом (30) и сообщается по текучей среде как с буферной емкостью (82), так и с впускным отверстием (31) топливного элемента (30). Этот регулятор (81) газа управляет давлением и расходом газообразного водорода, который проходит через упомянутый регулятор. Возможны варианты осуществления лишь с одним регулятором газа или совокупностью регуляторов газа. В предпочтительном варианте осуществления управление этим регулятором (81) газа осуществляет блок управления.
Хотя описаны и проиллюстрированы несколько конкретно предпочтительных вариантов осуществления данного изобретения, специалистам в данной области техники должно быть ясно, что в рамках существа и объема притязаний изобретения возможны различные изменения и модификации. Соответственно, нижеследующую формулу изобретения следует считать охватывающей такие изменения, модификация и области применения, которые находятся в рамках объема притязаний этого изобретения.
Перечень позиций чертежей
Блок (10) управления
Линия (12) подсоединения для повторной зарядки
Аккумулятор (13) энергии
Средство (14) измерения давления
Выход (15) управления нагреванием
Преобразователь (20) электрической мощности
Электрическая нагрузка (21)
Линия (22) подсоединения нагрузки
Топливный элемент (30)
Впускное отверстие (31) топливного элемента
Выпускающее средство (33) топливного элемента
Реакционная камера (40)
Направляющая поток газа труба (41)
Газовыпускное отверстие (42) реакционной камеры
Выпускное отверстие (43) реакционной камеры или трубная структура
Кожух (44) реакционной камеры
Третий пористый материал (45)
Второй пористый материал (46)
Твердый реагент (47)
Первый пористый материал (48)
Множество дырок (49)
Блок (50) нагревания жидкости
Выпускное отверстие (51) блока нагревания жидкости
Управляющий клапан (52)
Устройство (53) теплопередачи
Проводник (54) тепла
Впускное отверстие (55) блока нагревания
Нагревательный элемент (56)
Теплопроводящее средство (57)
Резервуар (60) жидкости
Впускное отверстие (61) резервуара жидкости
Отверстие (62) для возврата жидкости в резервуар
Выпускное отверстие (63) резервуара жидкости
Направляющая поток жидкости труба (635)
Блок (64) приведения жидкости в движение
Гибкий шланг (65)
Уровень (66) резервуара жидкости
Поплавковое устройство (67)
Блок (70) конденсации
Впускное отверстие (71) блока конденсации
Выпускное отверстие (72) блока конденсации
Отверстие (73) для избыточной жидкости блока конденсации
Блок (80) фильтрации
Регулятор (81) газа
Буферная емкость (82)
Давление в буферной емкости датчик (83)
Нагретый реагент (90)
Жидкий реагент (91)
Выход (152) управления газовыделением
Выход (164) управления блоком приведения жидкости в движение
Средство (170) измерения температуры.
Группа изобретений относится в целом к способу генерирования газообразного водорода и системе для его осуществления, а конкретнее - к такому способу и системе для его осуществления, которая снабжена буферной емкостью. Система содержит: блок (10) управления; резервуар (60) жидкости, имеющий впускное отверстие (61) для приема жидкого реагента (91) из внешнего источника, выпускное отверстие (63) для испускания жидкого реагента (91) из резервуара (60) жидкости; блок (50) нагревания жидкости, имеющий выпускное отверстие (51), впускное отверстие (55) для приема жидкого реагента (91) из резервуара (60) жидкости, нагревательные элементы (56), управляемые блоком (10) управления, причем блок (50) нагревания жидкости выполнен с возможностью нагревания жидкого реагента (91) таким образом, что порция жидкого реагента (91) входит в газообразную фазу; реакционную камеру (40), имеющую впускное отверстие (43), сообщающееся по текучей среде с выпускным отверстием (51) блока нагревания жидкости посредством управляющего клапана (52), причем управляющий клапан (52) управляется блоком (10) управления, при этом реакционная камера (40) содержит твердый реагент (47) и адаптирована для приема нагретого реагента (90) из блока (50) нагревания жидкости. Причем нагретый реагент (90) диспергируется через твердый реагент (47), вследствие чего получается газообразный продукт, при этом газообразный продукт является смесью, содержащей газообразный водород и избыточный нагретый реагент (90), который не прореагировал с твердым реагентом (47), и при этом газообразный продукт испускается из реакционной камеры (40) через газовыпускное отверстие (42); и средство (53) теплопередачи, выполненное с возможностью передачи тепла из реакционной камеры (40) в блок (50) нагревания жидкости. При этом блок конденсации (70), имеющий впускное отверстие (71) для приема газообразного продукта из реакционной камеры (40), выпускное отверстие (72) для направления газообразного водорода наружу из блока (70) конденсации, причем блок (70) конденсации выполнен с возможностью конденсации нагретого реагента (90), при этом система дополнительно содержит буферную емкость (82), находящуюся ниже по течению от блока (70) конденсации, причем буферная емкость выполнена с возможностью приема и аккумулирования газообразного водорода. Кроме того, буферная емкость снабжена средством (83) измерения давления, и при этом давление в буферной емкости используют для того, чтобы убедиться в начале и прекращении реакции генерирования газообразного водорода. Техническим результатом заявленной группы изобретений является разработка системы и способа, которые генерируют газообразный водород на оптимальных скоростях, тем самым приводя к экономии реагентов и снижению издержек. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Система генерирования водорода, содержащая:
блок (10) управления;
резервуар (60) жидкости, имеющий впускное отверстие (61) для приема жидкого реагента (91) из внешнего источника, выпускное отверстие (63) для испускания жидкого реагента (91) из упомянутого резервуара (60) жидкости;
блок (50) нагревания жидкости, имеющий выпускное отверстие (51), впускное отверстие (55) для приема жидкого реагента (91) из упомянутого резервуара (60) жидкости, нагревательные элементы (56), управляемые упомянутым блоком (10) управления, причем упомянутый блок (50) нагревания жидкости выполнен с возможностью нагревания жидкого реагента (91) таким образом, что порция упомянутого жидкого реагента (91) входит в газообразную фазу;
реакционную камеру (40), имеющую впускное отверстие (43), сообщающееся по текучей среде с упомянутым выпускным отверстием (51) блока нагревания жидкости посредством управляющего клапана (52), причем упомянутый управляющий клапан (52) управляется блоком (10) управления, при этом упомянутая реакционная камера (40) содержит твердый реагент (47) и адаптирована для приема нагретого реагента (90) из упомянутого блока (50) нагревания жидкости, причем
упомянутый нагретый реагент (90) диспергируется через упомянутый твердый реагент (47), вследствие чего получается газообразный продукт, при этом упомянутый газообразный продукт является смесью, содержащей газообразный водород и избыточный упомянутый нагретый реагент (90), который не прореагировал с твердым реагентом (47), и при этом упомянутый газообразный продукт испускается из реакционной камеры (40) через газовыпускное отверстие (42); и
средство (53) теплопередачи, выполненное с возможностью передачи тепла из упомянутой реакционной камеры (40) в упомянутый блок (50) нагревания жидкости;
блок конденсации (70), имеющий впускное отверстие (71) для приема упомянутого газообразного продукта из упомянутой реакционной камеры (40), выпускное отверстие (72) для направления газообразного водорода наружу из упомянутого блока (70) конденсации, причем упомянутый блок (70) конденсации выполнен с возможностью конденсации упомянутого нагретого реагента (90), при этом система дополнительно содержит буферную емкость (82), находящуюся ниже по течению от упомянутого блока (70) конденсации, причем упомянутая буферная емкость выполнена с возможностью приема и аккумулирования газообразного водорода,
при этом упомянутая буферная емкость снабжена средством (83) измерения давления, и при этом давление в упомянутой буферной емкости используют для того, чтобы убедиться в начале и прекращении упомянутой реакции генерирования газообразного водорода.
2. Система по п. 1, дополнительно содержащая блок (80) фильтрации, выполненный с возможностью фильтрации упомянутого преимущественно газообразного водорода и тем самым удаления нежелательных частиц из упомянутого преимущественно газообразного водорода.
3. Система по п. 1, дополнительно содержащая блок (64) приведения жидкости в движение, предусмотренный между упомянутым выпускным отверстием (63) резервуара жидкости и упомянутым впускным отверстием (55) блока нагревания и адаптированный для продвижения жидкого реагента (91) из упомянутого резервуара (60) жидкости в упомянутый блок (50) нагревания жидкости, причем упомянутым блоком (64) приведения жидкости в движение управляет упомянутый блок (10) управления.
4. Система по п. 1, дополнительно содержащая управляющий клапан (52), выполненный с возможностью обеспечения выделения упомянутого нагретого реагента (90) из упомянутого блока (50) нагревания жидкости, причем упомянутым управляющим клапаном (52) управляет упомянутый блок (10) управления.
5. Система по п. 1, в которой упомянутый блок (50) нагревания жидкости, выполненный с возможностью аккумулирования упомянутого нагретого реагента (90).
6. Система по п. 1, дополнительно содержащая топливный элемент (30), выполненный с возможностью производства электроэнергии из источника упомянутого газообразного водорода, причем упомянутый топливный элемент находится ниже по течению от упомянутой буферной емкости (82), и аккумулятор (13) энергии, выполненный с возможностью приема и аккумулирования электрической энергии из упомянутого топливного элемента (30), при этом уровень аккумулирования в упомянутом аккумуляторе (13) энергии ретранслируется в упомянутый блок (10) управления.
7. Система генерирования водорода по п. 6, в которой газообразный водород, аккумулированный в упомянутой буферной емкости (82), выделяется и посылается в упомянутый топливный элемент (30), когда упомянутый уровень аккумулирования в упомянутом аккумуляторе (13) энергии снижается до предварительно заданного уровня.
8. Система по п. 1, дополнительно содержащая средство гарантирования того, что упомянутый жидкий реагент (91) вытекает из резервуара (60) жидкости, пока в упомянутом резервуаре (60) жидкости достаточно жидкого реагента (91).
9. Система по п. 1, в которой упомянутое средство гарантирования того, что упомянутый жидкий реагент (91) вытекает из резервуара (60) жидкости, содержит гибкий шланг (65) с первым концом, соединенным с поплавковым устройством (67), и вторым концом, сообщающимся по текучей среде с упомянутым выпускным отверстием (63) резервуара жидкости, так что упомянутое поплавковое устройство (67) оказывается адаптированным для удержания упомянутого первого конца гибкого шланга (65) под поверхностью упомянутого жидкого реагента (91), пока в резервуаре (60) жидкости достаточно жидкого реагента (91).
10. Система по п. 1, в которой упомянутый жидкий реагент (91) включает в себя любое вещество из: воды, кислотной жидкости, щелочной жидкости, органической или неорганической жидкостей либо их комбинации.
11. Система по п. 1, в которой упомянутый твердый реагент (47) состоит из смеси водородного топлива и катализатора на основе металла.
12. Система по п. 11, в которой упомянутое водородное топливо является борогидридом натрия.
13. Система по п. 12, в которой упомянутое водородное топливо является любым из: гидрида бора, гидрида азота, гидрида углерода, гидрида металла, боразотного гидрида, боруглеродного гидрида, азот-углеродного гидрида, борогидрида металла, азотного гидрида металла, углеродного гидрида металла, боразотного гидрида металла, боруглеродного гидрида металла, углерод-азотного гидрида металла, боразотного гидрида углерода, боразот-углеродного гидрида металла или их комбинации.
14. Система по п. 12, в которой упомянутое водородное топливо является любым из: NaH, LiBH4, LiH, СаН2, Са(BH4)2, MgBH4, KBH4, Al(ВН3)3 или их комбинации.
15. Система по п. 12, в которой упомянутым твердым реагентом могут быть различные соединения, имеющие формулу BxNyHz, выбранные из: H3BNH3, Н2В(NH3)2ВН3, NH2BH2, B3N3H6, и соединения морфолинборан (C4H12BNO), композиционный материал (СН2)4O, В2Н4 или их комбинации.
16. Система по п. 15, в которой упомянутые различные соединения включают в себя: H3BNH3, Н2В(NH3)2ВН3, NH2BH2, B3N3H6.
17. Система по п. 12, в которой упомянутый катализатор на основе металла является любым из: оксида на основе кобальта, борида, твердой кислоты, соли или их комбинации.
18. Система по п. 17, в которой упомянутая соль является соединением ионов любого из: рутения (Ru), кобальта (Со), никеля (Ni), меди (Cu), железа (Fe) или их комбинации.
19. Система по п. 1, дополнительно содержащая средство (81) регулирования газа, размещенное после упомянутой буферной емкости (82) и перед топливной ячейкой (30), причем упомянутое средство (81) регулирования газа адаптировано для регулирования давления и расхода газа, проходящего через это средство.
20. Система по п. 1, в которой реакционная камера (40) является легко извлекаемой из системы и снабженной средством временного закрывания впускного отверстия (43) и газовыпускного отверстия (42) во время извлечения камеры.
21. Система по п. 1, в которой возможно электрическое возбуждение нагревательных элементов (56) посредством резистивного нагрева или индуктивного нагрева.
22. Система по п. 1, в которой упомянутый блок (70) конденсации дополнительно содержит отверстие (73) для избыточной жидкости, предназначенное для направления конденсата упомянутого нагретого реагента (90) наружу из упомянутого блока (70) конденсации и обратно в упомянутый резервуар (60) жидкости.
23. Система по п. 1, дополнительно содержащая средство (14) измерения давления для снятия показаний давления в упомянутой реакционной камере (40) и ретрансляции упомянутых показаний давления в упомянутый блок (10) управления, причем упомянутый блок управления останавливает генерирование газообразного водорода в реакционной камере (40), если упомянутые показания давления в упомянутой реакционной камере превышают предварительно заданное значение.
24. Система по п. 1, дополнительно содержащая средство (170) измерения температуры для снятия показаний температуры в упомянутой реакционной камере (40) и ретрансляции упомянутых показаний температуры в упомянутый блок (10) управления, причем упомянутый блок управления останавливает генерирование газообразного водорода в реакционной камере (40), если упомянутые показания температуры в упомянутой реакционной камере превышают предварительно заданное значение.
25. Способ генерирования газообразного водорода, включающий в себя следующие этапы, на которых:
а) обнаруживают уровень давления в буферной емкости (82), который находится между 0,1 МПа (1 бар) и 10 МПа (100 бар);
б) если упомянутый уровень давления снизился, активируют блок (64) приведения жидкости в движение, который продвигает жидкий реагент (91) из резервуара (60) жидкости в блок (50) нагревания жидкости;
в) активируют нагревательные элементы (56) в упомянутом блоке (50) нагревания жидкости таким образом, что, по меньшей мере, порция упомянутого жидкого реагента (91) нагревается;
д) позволяют нагретым реагентам (90) диспергироваться внутри реакционной камеры (40), содержащей некоторое количество твердого реагента (47), причем контакт между упомянутыми нагретым реагентом (90) и твердым реагентом (47) приводит к получению газообразного водорода;
е) конденсируют нагретый реагент (90), смешанный с упомянутым газообразным водородом, чтобы отделить его от упомянутого газообразного водорода;
ж) передают тепло, генерируемое в упомянутой реакционной камере (40), в упомянутый блок (50) нагревания жидкости;
з) возвращают упомянутый конденсированный нагретый реагент (90) в упомянутый резервуар (60) жидкости;
и) фильтруют упомянутый газообразный водород, удаляя нежелательные частицы; и
к) аккумулируют упомянутый газообразный водород в упомянутой буферной емкости (82).
26. Способ по п. 25, дополнительно предусматривающий следующий этап, на котором: регулируют давление и расход упомянутого газообразного водорода.
| US 5702491 A1, 30.12.1997 | |||
| US 20060225350 A1, 12.10.2006 | |||
| US 20160023897 A1, 28.01.2016 | |||
| WO 2008030277 A2, 13.03.2008 | |||
| СИСТЕМА КОНТРОЛИРУЕМОЙ ВЫРАБОТКИ ВОДОРОДА НА МЕСТЕ ПО НЕОБХОДИМОСТИ ПРИ ПОМОЩИ ВТОРИЧНОГО ЖИДКОГО МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РЕАГЕНТА И СПОСОБ, ИСПОЛЬЗОВАННЫЙ В СИСТЕМЕ | 2011 |
|
RU2555022C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ | 1940 |
|
SU60508A1 |
