CN120379926A - 氢产生装置和反应箱 - Google Patents

Abstract

一种氢产生装置，包括：箱部201、氢载体供给部110、螺旋传送器202、液体供给部和氢收集部。氢载体供给部110向箱部201供给固体氢载体。螺旋传送器202设置在箱部201中，并且包括用于传送从氢载体供给部110供给的氢载体的螺旋叶片202a。液体供给部将包含水的液体供给到由螺旋传送器202传送的氢载体。氢收集部收集由螺旋传送器202上的氢载体与液体之间的反应产生的氢。由此，能够获得容易促进氢载体与含水液体之间的反应的氢产生装置。

Description

氢产生装置和反应箱

技术领域

本发明涉及一种氢产生装置，所述氢产生装置通过使用氢载体作为原料来产生氢，所述氢载体具有当向其上倾注含水液体时产生氢气的性质，并且涉及使液体与氢载体反应的反应箱(reaction case)。

背景技术

作为氢产生装置，提出了向硼氢化钠供给水和溶剂并通过硼氢化钠的水解产生氢气的装置(例如，专利文献1)。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开号2017-114708

发明内容

技术问题

这里，对于氢产生装置，期望稳定地进行氢载体如硼氢化钠的水解反应的构造。上述专利文献1仅描述了通过向反应部供给硼氢化钠、水和溶剂来产生氢，而没有描述如何在反应部中特别促进硼氢化钠的反应。

本发明的目的在于提供一种易于促进氢载体与含水液体之间的反应的氢产生装置。

问题的解决方案

本发明的氢产生装置包括：箱部；氢载体供给部，所述氢载体供给部被配置成向所述箱部供给固体氢载体；螺旋传送器，所述螺旋传送器设置在所述箱部中并且所述螺旋传送器包括用于传送由所述氢载体供给部供给的所述氢载体的螺旋叶片；液体供给部，所述液体供给部被配置成向由所述螺旋传送器传送的所述氢载体供给包含水的液体；以及氢收集部，所述氢收集部被配置成收集由所述螺旋传送器上的所述氢载体与所述液体之间的反应产生的氢。

另外，本发明的反应箱是配置成使固体的氢载体与含水的液体反应从而产生氢的反应箱，并且该反应箱包括：箱部，该箱部配备有用于供给所述氢载体的第一供给口、用于供给所述液体的第二供给口、和用于收集由所述氢载体与所述液体之间的反应产生的氢的收集口；以及螺旋传送器，所述螺旋传送器设置在所述箱部中并且包括螺旋叶片，所述螺旋叶片用于传送由所述第一供给口供给的所述氢载体并使传送的氢载体与从所述第二供给口供给的所述液体反应。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种氢产生装置，该氢产生装置能够容易地促进氢载体与含水液体之间的反应。

附图说明

图1是根据一个实施方案的氢产生装置的概念图。

图2是根据该实施方案的氢产生部的示意性构造透视图。

图3是根据该实施方案的第一不同实例的反应箱的示意性构造透视图。

图4是根据该实施方案的第二不同实例的反应箱的示意性构造透视图。

图5是示出根据该实施方案的氢载体储存箱的初始状态的示意性构造透视图。

图6是示出在根据该实施方案的氢载体储存箱中氢载体已经用完的状态下的示意性构造透视图。

图7是根据该实施方案的温度调节部的示意图。

图8是根据该实施方案的氢产生部的另一实例的示意性构造透视图。

具体实施方式

下面将参照图1至图8描述实施方案。首先，作为代替化石燃料的能源，氢正在引起关注。这是因为，与化石燃料不同，氢在燃烧时不产生例如二氧化碳，二氧化碳是一种引起全球变暖的温室气体。使用氢作为能源并且投入实际使用的系统的一个例子是燃料电池车辆。燃料电池车辆是通过使用氢作为原料来产生电并通过利用所产生的电驱动电动机而移动的汽车。大多数燃料电池车辆将充当能源的氢储存在氢罐中，并且通过将从氢罐排出的氢充入燃料电池来产生电。在氢罐中，在诸如70MPa(高达大气压力的700倍)的高压下以压缩状态储存氢。

氢气充当能源的问题是，其能量密度低。氢的体积能量密度是汽油的约1/3000，即使使用70MPa的氢罐，也只能获得相同体积汽油的约1/5的能量。因此，典型地，包括氢罐的燃料电池车辆需要比使用汽油的汽车更频繁地进行充能。

因此，作为能够以比氢罐更高的能量密度承载氢的材料(即，氢载体)，考虑了各种材料。例如，已知氨、甲基环己烷等为氢载体，并且在使用时进行氢载体而不是氢本身的传送并且从所述氢载体提取氢。

在这些氢载体材料中，金属氢化物如硼氢化钠是众所周知的，通过在其上倾注水可以容易地由其提取氢。作为通过硼氢化钠水解获得氢的方法，已知将硼氢化钠溶解在水中并作为水溶液使用其的方法。然而，在该方法的情形中，存在的问题是：需要的水量比反应式所表示的理论中需要的量更多，从而降低了实质体积能量密度。

因此，在本实施方案中，通过由如下所述配置的氢产生装置在固体氢载体上倾注含水液体来产生氢。另外，收集由所述氢载体和所述液体之间的反应产生的副产物。所述副产物可被恢复成所述氢载体。

[氢产生装置]

将通过使用图1来说明氢产生装置1的示意性构造。本实施方案的氢产生装置300包括：液体供给部301、氢产生部302、液体收集部303、氢收集部304和温度调节部305。液体供给部301是向氢产生部302供给含水液体的部分，并且由罐等构成。液体收集部303收集从氢产生部302输出的含水液体，通过过滤器除去异物，并使液体返回液体供给部301。氢收集部304通过使用硅胶等除去从氢产生部302302排出的气体中的水蒸气使得仅留下氢气，并将氢气供给到装置外部。温度调节部305通过例如使冷却水在氢产生部302中流动来调节氢产生部302的温度。如稍后将详细描述的，氢产生部302是通过使固体氢气载体与含水液体反应来产生氢气的部分。首先，将描述氢载体和含水液体。

[氢载体]

本实施方案中提到的“氢载体”没有特别限制，只要氢载体是将含水液体倾注于其上时产生氢气的固体氢载体。例如，可以单独或组合使用以下物质：固体金属氢化物，诸如硼氢化钠、硼氢化钾、硼氢化锂、硼氢化锌、氢化铝锂、氢化铝钠、氢化铝镁、氢化铝钙、氢化镁、氢化锂、氢化钠和氢化钙，以及金属粉体，诸如铝、锌、钙和镁。另外，可以含有诸如反应促进剂或干燥剂等添加剂。

另外，本实施方案的氢载体优选为固体诸如粉体或颗粒，但也可以使用片材、丸粒和糊料。作为粉体，更优选粒径为约10μm以上且10mm以下的粉体，粒径为10μm以上且3mm以下的粉体，以及粒径为10μm以上且100μm以下的粉体。另外，在以片材或丸粒的形式使用的情形中，从提高与含水液体的反应性的观点来看，优选进行表面粗糙化、造孔处理等以增加表面积并增加与含水液体的接触面积。

在本实施方案中，使用平均粒径为50μm的硼氢化钠粉体作为固体氢载体。应注意，固体氢载体的平均粒径不限于此。硼氢化钠粉体与水反应产生氢气。反应后的硼氢化钠转变成偏硼酸钠粉体，其为副产物。该反应由以下化学式表示。

NaBH₄ (硼氢化钠) + 2H₂O (水)→NaBO₂ (偏硼酸钠) + 4H₂ (氢) ... (1)

已知通过雷尼催化剂(Raney catalyst)来促进该反应(化学式(1))，所述雷尼催化剂由诸如镍、钴或铜的金属与诸如柠檬酸或乙酸的酸性溶液形成。即，氢载体不必由单一物质构成，并且可以包含具有不同作用的物质，诸如催化剂。例如，氢载体可以由充当产生氢的来源的硼氢化钠粉体和充当催化剂的雷尼镍粉体的混合物构成，在这种情况下，硼氢化钠与液体反应从而产生氢，并且雷尼镍在反应前后不发生变化。

[含水液体]

本实施方案中提到的“含水液体”没有特别限制，只要在倾注时该液体与氢载体反应并产生氢气即可。也就是说，含水液体可以是简单的水。另外，可以制备两种或更多种含水液体。通过制备两种或更多种含水液体，可以调节氢气的产生速度。

含水液体可以包括水溶性有机溶剂。其实例可以包括醇类、聚亚烷基二醇类、二醇醚类、含氮化合物和含硫化合物。选自这些的两种或多种也可以混合使用。通过含有水溶性有机溶剂，可以进行含水液体的表面张力的调节、沸点和熔点的调节，以便优化与氢载体的反应。

可以向含水液体中加入表面活性剂。通过使用表面活性剂，可以降低含水液体的表面张力，可以增加与氢载体的接触面积，因此可以进行有效的反应。

含水液体可以含有水溶性酸性物质。该酸性物质在含水液体和氢载体之间的反应中充当正催化剂。通过调节含有酸性物质的液体的量，可以调节氢气的产生速度。特别地，通过将从含水液体和氢载体获得的pH值设定为低于9.0，可以提高氢产生速度。其实例包括各种酸，诸如氯酸、硫酸、硝酸、硼酸和有机酸，但不限于这些。

含水液体可以包括水溶性碱性物质。在含水液体和氢载体之间的反应中所述碱性物质充当负催化剂。通过调节含有碱性物质的液体的量，可以调节氢气的产生速度。特别地，通过将从含水液体和氢载体获得的pH值设定为等于或高于9.0，可以降低氢产生速度。其实例包括碱，诸如氢氧化钠、氢氧化钾和氨水，但不限于这些。

含水液体可以包括缓冲液。缓冲液的作用是抑制含水液体和氢载体之间的反应中的pH波动。通过调节包含缓冲液的液体的量，可以调节氢气的产生速度。其实例包括各种缓冲液，诸如磷酸缓冲液、甘氨酸缓冲液、古德缓冲液(Good’s buffer liquid)、Tris缓冲液和氨缓冲液，但不限于这些。

除了上述成分以外，如果需要，所述含水液体还可以含有各种添加剂，诸如消泡剂、pH调节剂、粘度调节剂、防锈剂、防腐剂、抗真菌剂、抗氧化剂和抗还原剂。

[氢产生部]

接下来，将通过使用图2至图7说明本实施方案的氢产生部302。该氢产生部302包括氢载体储存箱101、反应箱200等。此外，通过从氢载体储存箱101向反应箱200中供给固体氢载体，并且从液体供给部301向反应箱200中供给含水液体，从而在反应箱200中产生氢。以下将描述细节。

如图2所示，氢产生部302包括充当料筒(cartridge)的氢载体储存箱101、氢载体供给部110、反应箱200和副产物收集部210。反应箱200是用于通过使固体氢载体与含水液体反应而产生氢气的箱体，并且包括箱部201和螺旋传送器202。此外，如稍后将详细说明的，反应箱200通过在箱部201中在通过螺旋传送器202传送氢载体的同时使螺旋传送器202上的氢载体与含水液体反应来产生氢气。另外，在反应箱200中，反应产生的副产物按原样被传送到螺旋传送器202。

氢载体储存箱101包括氢载体储存部101a、副产物积存部101b和充当分隔部件的分离膜102。氢载体储存部101a是储存要通过氢载体供给部110供给到箱部201的氢载体的部分。副产物积存部101b是用于积存由副产物收集部210收集的副产物的部分。分离膜102将氢载体储存部101a和副产物积存部101b彼此分隔。氢载体储存箱101可与箱部201附接和从其拆卸。即，氢载体储存箱101是可更换的料筒。

氢载体供给部110是将固体氢载体供给到箱部201的部分。氢载体供给部110将氢载体储存箱101的氢载体储存部101a与箱部201彼此连接，并将氢载体储存部101a供给到箱部201中。

副产物收集部210是收集由螺旋传送器202上的氢载体和液体之间的反应产生并由螺旋传送器202传送的副产物的部分。副产物收集部210将氢载体储存箱101的副产物积存部101b和箱部201彼此连接，并将氢载体从箱部201供给到副产物积存部101b。下面将详细描述每个元件。

[反应箱]

反应箱200包括如上所述的箱部201和螺旋传送器202。箱部201以大致圆柱形状形成，并且配备有用于供给氢载体的第一供给口201a、用于供给含水液体的第二供给口204和用于收集由氢载体与液体之间的反应产生的氢的第一收集口206。

在本实施方案中，如图2所示，箱部201被设置成使得圆柱体的中心轴线处于竖直方向，并且供给氢载体所通过的第一供给口(氢供给口)201a形成于竖直方向的下端侧部。另外，用以收集所述箱部201中产生的氢的第一收集口206形成于箱部201的上端表面中。第一收集口(氢收集口)206对应于连接到氢收集部304的第一连接口。第一收集口206配备具有透气性的透气性盖206a，以允许气体从其通过而不允许固体(在本实施方案中为粉体)从其通过。透气性盖206a由例如多孔陶瓷形成，在箱部201中产生的氢气通过所述透气性盖206a被供给到氢收集部304。

另外，在本实施方案中，在箱部201的侧表面中形成沿竖直方向布置的多个第二供给口(液体供给口)204。第二供给口204与液体供给部301连接，并将从液体供给部301供给的液体供给到箱部201中。在图2所示的构造中，以在箱部201的外壁中开口的多个口形成所述第二供给口204，但该构造不限于此，并且第二供给口204可被配置成任何形式，只要该形式允许将液体供给到箱部201中即可。

例如，作为图3中所示的第一不同实例，螺旋传送器202的旋转轴202b可具有第二供给口204。在图3中，液体供给部301连接到旋转轴202b的内部，并且在旋转轴202b的外周表面中形成多个第二供给口204。另外，如在图4所示的第二不同实例中，一个第二供给口204可以设置在箱部201的上部中。

另外，在箱部201中，形成用于收集由氢载体和液体之间的反应产生的副产物的第二收集口201b。第二收集口(副产物收集口)201b形成于在竖直方向的上端部侧。此外，在箱部201中形成排出口207，用于排出未用于反应从而残留的液体。排出口(液体排出口)207对应于与液体收集部303连接的第二连接口，并且从排出口207排出的液体被液体收集部303收集。形成排出口207以便在箱部201的下端表面中开口。

从第一供给口204供给到箱部201中的液体在螺旋传送器202上从上侧向下侧流动，并在此过程中引起上述的化学式(1)的反应。在该反应中产生偏硼酸钠和氢气，未用于反应从而残留的液体积存在箱部201的下部。因此，上述排出口207形成于所述箱部201的下部中。所述排出口207配备具有液体透过性的透液性盖207a，以允许液体从其通过而不允许固体从其通过。透液性盖207a由例如多孔陶瓷构成，积存在箱部201下部中的液体通过透液性盖207a被逐渐地供给到液体收集部303。由液体收集部303收集的液体被送至如上所述液体供给部301，并通过第二供给口204再次供给到箱部201中。

螺旋传送器202设置在箱部中，并且包括螺旋叶片202a，用于传送从第一供给口201a供给的氢并且使传送的氢载体与从第二供给口204供给的液体反应。即，螺旋传送器202包括旋转轴202b和以螺旋形状围绕旋转轴202b设置的叶片202a。在本实施方案中，对螺旋传送器202进行设置使得旋转轴202b大致平行于竖直方向，并且配置成从下侧向上侧传送氢载体。

旋转轴202b设置在圆柱形箱部201的中心轴线上。另外，围绕旋转轴202b提供的叶片202a被设置成其外周边缘部接近箱部201的内周表面。旋转轴202b连接到充当驱动部的马达203，并且螺旋传送器202通过受马达203驱动从而在由上方观察时的顺时针方向旋转。

另外，在本实施方案中，在传送氢载体的螺旋传送器202的叶片202a的表面上，可移动地设置用以促进氢载体和液体之间的反应的催化剂物质205。催化剂物质205被配置成具有金平糖(Konpeito)形状的球体，该球体设置有多个尖刺，并且其表面涂覆有催化剂物质例如雷尼镍。此外，也可用催化剂物质涂覆叶片202a的表面。

[氢载体储存箱]

如上所述，氢载体储存箱101储存氢载体并且积存副产物。氢载体储存箱101可以由任何材料形成，只要该材料能够储存粉体而不泄漏，并且例如由树脂形成。在本实施方案中，氢载体储存箱101储存作为氢载体的硼氢化钠粉体，并且积存作为反应后的副产物的偏硼酸钠粉体。氢载体储存箱101可以与氢产生装置300分离，并且承载硼氢化钠作为燃料。另外，在所有硼氢化钠用完之后可以储存偏硼酸钠粉体，因此可以承载作为废物的偏硼酸钠。

在氢载体储存箱101中提供划分内部区域的分离膜102。分离膜102具有将氢载体储存箱101的内部分成两个区域的作用，使得储存在各个区域中的粉体不会混合在一起。即，如上所述，分离膜102将氢载体储存箱101的内部分隔成氢载体储存部101a和副产物积存部101b。

以这种方式配置的分离膜102由柔软且弹性的材料形成，并且能够改变氢载体储存部101a和副产物积存部101b中的每一者的体积。即，在氢载体储存箱101的初始状态，即其内部被氢载体填充并且其中没有副产物积存的状态，分离膜102延伸到氢载体储存箱101的上部附近，如图5所示。在这种状态下，氢载体储存部101a的体积充分大于副产物积存部101b的体积，从而大量的氢载体可以储存在氢载体储存部101a中。

同时，在使用氢载体并且由氢产生装置300中的氢产生反应产生的副产物开始在副产物积存部101b中积存的情形中，氢载体储存部分101a中的氢载体开始减少，并且副产物积存部101b中的副产物开始增加。在该情形中，由于副产物在分离膜102的上表面处积存，所以分离膜102由于其重量而被向下拉伸。在该情形中，氢载体储存部101a的体积逐渐减小，副产物积存部101b的体积逐渐增加，因此更多的副产物可在副产物积存部101b中积存。此外，如图6所示，当内部的氢载体用完时，分离膜102被拉伸到箱部201的下部附近，副产物积存部101b的体积充分大于氢载体储存部101a的体积，并且大量副产物积存在副产物积存部101b中。在这种状态下，由于只有副产物储存在氢载体储存箱101中，所以将氢载体储存箱101更换。

应注意，虽然设想了氢载体储存箱101储存硼氢化钠和偏硼酸钠两者，但是也可以将硼氢化钠和偏硼酸钠分别储存在不同的料筒中。

[氢载体供给部]

如图2所示，氢载体供给部110包括粉体输送管111、设置在粉体输送管111中的螺杆(省略图示)、以及充当驱动螺杆的驱动部的马达112。粉体输送管111连接至氢载体储存箱101的下部，并且氢载体依靠重力从储存氢载体的氢载体储存部101a供给到粉体输送管111中。粉体输送管111的在粉体传送方向的下游端部连接到箱部201的第一供给口204a。

通过由马达112旋转螺杆，以这种方式配置的氢载体供给部110将从氢载体储存部101a供给到粉体输送管111的氢载体粉体传送至第一供给口204a。由此，将氢载体从氢载体储存箱101传送到箱部201中。

[副产物收集部]

如图2所示，副产物收集部210包括粉体输送管211、设置在粉体输送管211中的螺杆(省略图示)、以及充当驱动螺杆的驱动部的马达212。粉体输送管211的在粉体传送方向的上游端部连接到箱部201的第二收集口201b。在箱部201中产生的副产物由螺旋传送器202向上传送，并且通过第二收集口201b被送到粉体输送管211的上游端部。粉体输送管211的在粉体传送方向的下游端部连接到氢载体储存箱101的上部。在粉体输送管211中传送的副产物被供给到积存副产物的副产物积存部101b。

通过由马达212旋转螺杆，副产物收集部210将从箱部201通过第二收集口201b供给到粉体输送管211的氢载体粉体传送到氢载体储存箱101的副产物积存部101b。由此，副产物被从箱部201输送到氢载体储存箱101。

[温度调节部]

将通过使用图7来说明参照图1所述的温度调节部305的详细构造。这里，化学式(1)的反应是放热反应。因此，箱部201中的温度随着反应进行而升高。提供温度调节部305以便抑制这种情况，并将箱部中的温度调节在预定的温度范围内(例如，设定在高于0℃且等于或低于80℃范围内的温度范围)。

温度调节部305包括第一配管801、第二配管802、充当热交换器的散热器803、泵804、风扇805和温度传感器806。第一配管801是用于将散热器803和螺旋传送器202的旋转轴202b连接并且将热介质诸如水从散热器803供给到旋转轴202b的配管。第二配管802是用于将旋转轴202b与散热器803连接并且收集已穿过旋转轴202b的热介质的配管。第一配管801和第二配管802彼此成一体或彼此连接，并且被设置为穿过旋转轴202b和马达203。

散热器803执行从第二配管802送来的热介质与周围的空气之间的热交换，并将经历热交换的热介质送至第一配管801。泵804吸入并排出热介质，使得热介质在第一配管801、第二配管802以及散热器803中流动，在本实施方案中，将所述泵提供在第二配管802中。可以将所述泵提供在热介质的流动路径中的任何位置，并且可以提供在第一配管801中。

提供风扇805用以将空气送到散热器803。温度传感器806提供在箱部201中，并且检测箱部201的内部或外部的温度。当温度传感器806达到预先设定的下限温度时，未示出的控制器驱动泵804，从而使热介质在由第一配管801、第二配管802和散热器803构成的路径中沿一个方向流动。此时，风扇805也被驱动。热介质在箱部201中获得热量，所获得的热量被散热器803冷却，并且散热器803被风扇805冷却。然后，当温度传感器806达到预先设定的预定温度时，控制器停止泵804和风扇805的驱动。由此，将箱部201中的温度调节在预定温度范围内。

[氢产生装置的操作]

将对如上所述配置的氢产生装置300的操作进行说明。未示出的控制器驱动氢载体供给部110的马达112，从而通过粉体输送管111将氢载体从氢载体储存箱101供给到设置在反应箱200的下部的第一供给口204a。供给到第一供给口204a的氢载体通过由马达203驱动的螺旋传送器202从下部逐渐向上传送。与此同时，从液体供给部301向反应箱200的第二供给口204供给含水液体。然后，在箱部201中，由螺旋传送器202传送的氢载体和从第一供给口204a供给的液体反应，并产生氢气和副产物粉体。

在氢载体是硼氢化钠的情形中，在螺旋传送器202上向上移动的硼氢化钠向上移动，同时通过与从第二供给口204供给的液体反应转变成偏硼酸钠。偏硼酸钠的浓度随着从箱部201的最下部供给的硼氢化钠在箱部201中向上移动而增加，并且在最上部，全部为偏硼酸钠。

另外，通过螺旋传送器202的叶片202a的上表面传送氢载体，并且由于催化剂物质205存在于叶片202a的上表面上，所以促进了该反应。具有球形形状的多个催化剂物质205表现出促进化学式(1)的反应的催化功能，同时在叶片202a的上表面上自由移动。

在箱部201中产生的氢通过提供于箱部201的上部中的第一收集口206被氢收集部304收集。同时，与氢一起产生的副产物通过螺旋传送器202被向上传送，并通过提供于箱部201的上部中的第二收集口201b被送到副产物收集部210的粉体输送管211。供给到粉体输送管211的副产物通过由马达203驱动而旋转的螺杆被送到氢载体储存箱101，并积存在副产物积存部101b中。

应注意，从第二供给口204供给的液体在螺旋传送器202上从上侧向下侧流动，在此过程中导致化学式(1)的反应。未用于该反应从而残留的液体积存在箱部201的下部，然后从提供于箱部201的下部中的排出口207排出，并被液体收集部303收集。

重复该操作，并且当储存在氢载体储存箱101的氢载体储存部101a中的氢载体用完并且副产物积存在副产物积存部101b中时，更换所述氢载体储存箱101。将仅储存氢载体的氢载体储存箱101新连接到所述氢产生装置300，并且如上所述产生氢。

在以这种方式配置的本实施方案的情形中，在通过螺旋传送器202逐渐传送氢载体的同时通过供给液体，在箱部201中产生氢气。因此，能够提供容易促进氢载体与含水液体之间的反应的氢产生装置。

例如，在采用其中提供不旋转的螺形板(spiral plate)代替螺旋传送器202并且氢载体依靠重力沿着螺形板移动的构造的情形中，存在氢载体粉体停留在螺形板上并且不能连续地产生氢的可能性。相比之下，在本实施方案中，由于在通过螺旋传送器202传送氢载体的同时产生氢，因此即使氢载体是粉体，也能够连续地生成氢，因而能够容易地促进氢载体与含水液体之间的反应。

另外，在本实施方案中，氢载体被配置成由螺旋传送器202传送，因此与氢载体在螺形板上依靠重力移动的构造相比，该装置的形状和布局的灵活性高。例如，如图8所示的另一个实例所示，氢产生部302可以相对于重力方向倾斜设置。即，在以上描述中，氢载体储存箱101被配置成使副产物储存在其上部，氢载体储存在其下部，并且氢载体在箱部201中从下侧向上侧移动。因此，氢载体储存箱101、箱部201和螺旋传送器202沿着重力方向布置。

然而，本实施方案的氢产生装置300不限于这种形式。例如，如图8所示的其它实例中，氢载体储存箱101、箱部201和螺旋传送器202相对于重力方向倾斜布置，此外，它们也可以沿水平方向布置。

另外，将氢载体储存箱101和箱部201相互连接的粉体输送管111和211不限于直线形状，并且可被配置成包括弯曲部。因此，氢载体储存箱101和箱部201的在上下方向的位置关系不限于上述关系，并且可以竖向翻转。

另外，在本实施方案中，通过螺旋传送器202传送氢载体的优点在于，氢载体粉体在箱部201中螺旋地移动，因此能够确保长的路径作为氢载体与液体之间的反应的路径。另外，螺旋传送器202具有搅拌传送物质的性质，并且氢载体和液体之间的反应通过该性质得以促进。

另外，在本实施方案中，将副产物和氢载体分别储存在氢载体储存箱101的上部和下部的优点在于，可利用重力来充入副产物和排出氢载体，结果粉体不太可能堵塞路径，并且可以降低能耗。

另外，在本实施方案中，如上所述，由于可将氢载体储存箱101从装置主体拆卸，因此在氢载体用完的情况下，可通过用另一氢载体储存箱101进行更换而重新提取氢。拆下的氢载体储存箱101可以用作用于承载副产物的容器，并且例如偏硼酸钠可以被恢复成硼氢化钠并重新装入氢载体储存箱101中。

此外，在本实施方案中，可通过改变各个马达和液体供给量来控制氢气的产生速度。马达112、203和212可以各自独立地进行控制，并且例如可以执行控制使得马达203和212被驱动，直到在马达112的驱动停止时没有粉体残留在箱部201中，然后马达203和212停止。

工业应用性

根据本发明的氢产生装置优选用于通过使用氢载体作为原料来产生氢气的氢产生装置，所述氢载体具有在其上倾注含水液体时产生氢气的性质。另外，根据本发明的反应箱优选用于使液体与氢载体反应的反应箱。

附图标记列表

101：氢载体储存箱(料筒)

101a：氢载体储存部

101b：副产物积存部

110：氢载体供给部

200：反应箱

201：箱部

201a：第一供给口

202：螺旋传送器

202a：叶片

202b：转轴

204：第二供给口(供给口)

205：催化剂物质

206：第一收集口(第一连接口)

206a：透气性盖

207：排出口(第二连接口)

207a：透液性盖

210：副产物收集部

300：氢产生装置

301：液体供给部

302：氢产生部

303：液体收集部

304：氢收集部

305：温度调节部

Claims (15)

1.一种氢产生装置，包含：

箱部；

氢载体供给部，所述氢载体供给部被配置成向所述箱部供给固体氢载体；

螺旋传送器，所述螺旋传送器设置在所述箱部中并且所述螺旋传送器包括用于传送由所述氢载体供给部供给的所述氢载体的螺旋叶片；

液体供给部，所述液体供给部被配置成向由所述螺旋传送器传送的所述氢载体供给包含水的液体；以及

氢收集部，所述氢收集部被配置成收集由所述螺旋传送器上的所述氢载体与所述液体之间的反应产生的氢。

2.根据权利要求1所述的氢产生装置，其中，所述螺旋传送器被配置成从下侧向上侧传送所述氢载体。

3.根据权利要求1所述的氢产生装置，其中，在传送所述氢载体的所述叶片的表面上可移动地设置用于促进所述氢载体与所述液体之间的所述反应的催化剂物质。

4.根据权利要求1所述的氢产生装置，其中，传送所述氢载体的所述叶片的表面涂覆有用于促进所述氢载体与所述液体之间的所述反应的催化剂物质。

5.根据权利要求1所述的氢产生装置，其中所述箱部具有用于将从所述液体供给部供给的所述液体供给到所述箱部中的多个供给口。

6.根据权利要求1所述的氢产生装置，

其中，所述螺旋传送器包括其上配备有所述叶片的旋转轴，以及

其中，所述旋转轴具有用于将从所述液体供给部供给的所述液体供给到所述箱部中的供给口。

7.根据权利要求1所述的氢产生装置，

其中，所述箱部具有连接至所述氢收集部的第一连接口，以及

其中，所述第一连接口配备有透气性盖，所述透气性盖具有透气性以允许气体从其通过但不允许固体从其通过。

8.根据权利要求1所述的氢产生装置，还包含：

液体收集部，所述液体收集部被配置成从所述箱部收集所述液体，

其中，所述箱部具有连接至所述液体收集部的第二连接口，以及

其中，所述第二连接口配备有液体渗透性盖，所述液体渗透性盖具有液体透过性以允许液体从其通过而不允许固体从其通过。

9.根据权利要求8所述的氢产生装置，其中所述液体收集部被配置成将已经从所述箱部收集并且已经从中除去异物的所述液体供给到所述液体供给部。

10.根据权利要求1所述的氢产生装置，还包含：

氢载体储存箱，所述氢载体储存箱被配置成储存要由所述氢载体供给部供给到所述箱部的所述氢载体，

其中，所述氢载体储存箱体能够附接至所述箱部并且能够从所述箱部拆卸。

11.根据权利要求1所述的氢产生装置，还包含副产物收集部，所述副产物收集部被配置成收集由所述螺旋传送器上的所述氢载体与所述液体之间的反应产生并且由所述螺旋传送器传送的副产物。

12.根据权利要求11所述的氢产生装置，还包含：

料筒，所述料筒能够附接至所述箱部并且能够从所述箱部拆卸并且所述料筒包括：

氢载体储存部，所述氢载体储存部配置成储存要由所述氢载体供给部供给到所述箱部的所述氢载体；

副产物积存部，所述副产物积存部被配置成积存由所述副产物收集部收集的所述副产物；以及

分隔部件，所述分隔部件被配置成将所述氢载体储存部和所述副产物积存部彼此分隔，

其中，所述分隔部件具有弹性并且能够改变所述氢载体储存部和所述副产物积存部中的每一个的体积。

13.根据权利要求1所述的氢产生装置，还含温度调节部，所述温度调节部被配置成将所述箱部中的温度调节至预定温度。

14.根据权利要求13所述的氢产生装置，

其中，所述螺旋传送器包括配备有叶片的旋转轴，以及

其中所述温度调节部包括

第一配管，用于向所述旋转轴供给热介质，

第二配管，用于收集已经穿过所述旋转轴的所述热介质，以及

热交换器，所述热交换器被配置成在通过所述第二配管送至所述热交换器的所述热介质与其周围的空气之间进行热交换，并将经过所述热交换的所述热介质送至所述第一配管。

15.一种反应箱，所述反应箱被配置成使固体的氢载体与含水的液体反应从而产生氢，所述反应箱包含：

箱部，该箱部配备有用于供给所述氢载体的第一供给口、用于供给所述液体的第二供给口、和用于收集由所述氢载体与所述液体之间的反应产生的氢的收集口；以及

螺旋传送器，所述螺旋传送器设置在所述箱部中并且包括螺旋叶片，所述螺旋叶片用于传送由所述第一供给口供给的所述氢载体并使传送的氢载体与从所述第二供给口供给的所述液体反应。