АВТОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕКОМБИНАТОР ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА

Область техники.
Полезная модель относится к устройствам для рекомбинации водорода и кислорода и может быть использована для стартового разогрева низкотемпературных топливных элементов при отрицательных температурах окружающей среды.
Уровень техники.
Известны автокаталитические рекомбинаторы водорода и кислорода, используемые для удаления из закрытых помещений водорода с целью обеспечения взрывобезопасности (например, полезная модель РФ №52244). Однако они не могут быть использованы для разогрева топливных элементов из-за их низкой активности при отрицательных температурах.
Автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода в полезной модели РФ №77488 (опубл. 20.10.2008 бюллетень «Изобретения. Полезные модели» №29), принятый за прототип, содержит корпус, внутри которого помещены параллельно друг другу плоские каталитические элементы с металлическим пористым покрытием, выполненным в виде сетки плотного плетения. Как следует из описания катализатора, он будет неработоспособным при отрицательных температурах, т.к. образующаяся при рекомбинации вода при отрицательных температурах сразу же будет образовывать пленку льда на поверхности пористого покрытия и, следовательно, блокировать дальнейший процесс рекомбинации. Для того, чтобы процесс рекомбинации не остановился, необходима такая структура пористого покрытия, чтобы выделяющееся тепло нагревало его до плюсовой температуры при образовании первого же монослоя воды. Следовательно, недостатком прототипа является несовершенная структура пористого покрытия, препятствующая его использованию при отрицательных температурах.
Раскрытие полезной модели.
Техническим результатом заявленной полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик автокаталитического рекомбинатора, заключающееся в его эффективном использовании при отрицательных температурах окружающей среды, что позволяет применять его для стартового разогрева низкотемпературных топливных элементов, например, с твердым полимерным электролитом.
Технический результат достигается тем, что металлическое пористое покрытие выполнено в виде сталактитовой структуры с диаметром сталактитов 50÷100 нм и высотой в 5÷10 раз больше диаметра.
Краткое описание графических материалов.
Признаки и сущность заявленной полезной модели поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом фигурами 1-4, где показано следующее.
На фиг. 1 и 2 приведена схема заявленного автокаталитического рекомбинатора водорода и кислорода, где:
1 - корпус рекомбинатора,
2 - каталитические элементы с металлическим пористым покрытием,
3 - фланец корпуса.
На фиг. 3 представлено графическое изображение сталактитовой структуры пористого покрытия каталитического элемента, а на фиг. 4 - фотография этого покрытия вид сверху.
Осуществление полезной модели.
Автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода содержит корпус 1, снабженный фланцами 3, внутри корпуса помещены параллельно друг другу плоские каталитические элементы 2 с металлическим пористым покрытием, причем металлическое пористое покрытие выполнено магнетронным напылением платины в виде сталактитовой структуры с диаметром сталактитов 50÷100 нм и высотой в 5÷10 раз больше диаметра.
Заявленный автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода работает следующим образом. Внутрь корпуса рекомбинатора 1 через фланец 3 подается смесь воздуха с водородом, которая омывает каталитические элементы 2 с металлическим пористым покрытием. Водород и кислород воздуха рекомбинируют на поверхности катализатора с выделением тепла, причем, если структура катализатора выполнена в виде сталактитовой структуры с диаметром сталактитов 50÷100 нм и высотой в 5÷10 раз больше диаметра, то выделяющегося тепла при рекомбинации одного монослоя достаточно, чтобы нагреть катализатор до положительных температур и этим обеспечить дальнейшую рекомбинацию с выделением тепла. Таким образом, в предлагаемом техническом решении за счет создания заявляемой структуры катализатора обеспечивается выделение тепла, необходимого для стартового разогрева низкотемпературных топливных элементов при отрицательных температурах окружающей среды.