1.无催化剂速率可控水解制氢装置,其特征在于,包括制氢罐(1)、速率控制单元(2)、电源单元(3)、压力传感器(4)、流量传感器(5);所述制氢罐(1)包括第一电极(101)、第二电极(102)、金属粉(103)、水(104)、罐体(108);所述第一电极(101)、第二电极(102)没有极性限制;所述速率控制单元(2)用于控制流过第一电极(101)、第二电极(102)之间的电流;所述速率控制单元(2)根据检测压力传感器(4)、流量传感器(5)得到的反馈参数,通过控制流过第一电极(101)、第二电极(102)之间电流的幅值和持续时间来控制制氢的速率;所述电源单元(3)为速率控制单元(2)提供电能。
2.如权利要求1所述的无催化剂速率可控水解制氢装置,其特征在于,所述速率控制单
元(2)与第一电极(101)、第二电极(102)通过导体连接,用于在制氢罐(1)里的反应物中产生电流;速率控制单元(2)通过第一电极(101)、第二电极(102)发出连续电流或者脉冲电流,通过控制电流的脉冲幅值大小或者作用时间长短来控制制氢速率;速率控制单元(2)通过第一电极(101)、第二电极(102)发出连续电流或者脉冲电流,用于给反应物加温。
3.如权利要求1所述的无催化剂速率可控水解制氢装置,其特征在于,所述第一电极
(101)、第二电极(102)、金属粉(103)、水(104)均可以不含有额外的催化剂或者添加剂。
4.如权利要求1所述的无催化剂速率可控水解制氢装置,其特征在于,所述制氢罐(1)
还包括第一滤网(105),第二滤网(106),漏斗(107),输气管(109),顶盖(110),连接头(111),换热器(112),出气管(113),风扇(114),外壳(115),底盖(116),温度传感器(117);
所述在罐体(108)两端有顶盖(110)和底盖(116),里面装有金属粉(103)和水(104);所述底盖(116)上安装有包括第一电极(101)、第二电极(102);所述第一滤网(105)安装在第二电极(102)上端;所述漏斗(107)安装在输气管(109)和第一滤网(105)之间,用于将液体集中引导到罐体(108)下部,漏斗(107)下端安装有第二滤网(106);所述输气管(109)安装在顶盖(110)上,其上端通过连接头(111)与换热器(112)相连,换热器的出口通过出气管(113)将氢气引出;所述风扇(114)安装于换热器(112)顶端,给换热器(112)和罐体(108)通风散热;所述部件均安装在外壳(115)内;所述温度传感器(117)安装在罐体(108)下部侧壁上,检测所得到反应温度信号传递给速率控制单元(2)。
5.如权利要求5所述的无催化剂速率可控水解制氢装置,其特征在于,所述制氢罐(1)
中的第一电极(101)为柱形,第二电极(102)为桶形,第一电极(101)安装在第二电极(102)中间。
6.如权利要求5所述的无催化剂速率可控水解制氢装置及其控制方法,其特征在于,所
述制氢罐(1)中的顶盖(110)为锥形,有利于冷却空气流动;所述输气管(109)安装在顶盖(110)顶部中央。
7.如权利要求5所述的无催化剂速率可控水解制氢装置及其控制方法,其特征在于,所
述制氢罐(1)中的罐体(108)外有散热筋(1081);所述制氢罐(1)中的外壳(115)上有散热孔(1151)。
8.如权利要求5所述的无催化剂速率可控水解制氢装置及其控制方法,其特征在于,所
述制氢罐(1)中的换热器(112)安装位置高于罐体(108)。
9.如权利要求1所述的无催化剂速率可控水解制氢装置,其特征在于,所述速率控制单
元(2)通过第一电极(101)、第二电极(102)发出连续电流或者脉冲电流,用于击破金属粉(103)表面产生的钝化层。
10.基于权利要求1-9中任意一项所述的无催化剂速率可控水解制氢装置的控制方法,
其特征在于,实现步骤如下:
步骤1:打开底盖(116),将水(104)和金属粉(103)先后倒入罐体(108)中,使整体液面高度低于第一滤网(105);
步骤2:速率控制单元(2)通过压力传感器(4)、流量传感器(5)检测制氢状态,进行反应控制参数计算;如果压力或者流量超过设定值,则减小速率控制单元(2)通过第一电极(101)、第二电极(102)所发出电流的幅值大小或者频率;反之,增加所发出电流的幅值大小或者频率;
步骤4:通过温度传感器(117)检测罐体(108)的反应温度,如果温度超过设定值,速率控制单元(2)控制风扇(114)增加转速,加速冷却;反之降低风扇(114)转速,直至在低温环境中停止冷却;
步骤5:当压力传感器(4)检测压力持续低于设定值时,停止第一电极(101)、第二电极(102)发出电流,控制风扇(114)转速达到最大给系统冷却,直到压力传感器(4)检测压力达到安全值后,可以按照步骤1更换反应物:水(104)和金属粉(103)。