一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置的制作方法

本技术涉及车载制氢，特别是一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置。

背景技术：

1、目前等离子体制氢装置普遍采用滑动电弧的放电模式，主要通过高速气流推动电弧在电极上快速滑动，从而形成大面积放电区域的产生暖等离子体方式。但该方式放电过程较难控制，产生的等离子放电体时间短暂、不稳定，并且反应气体温度高，产生的大量的焦耳热量会向环境耗散损失，易产生较大的热损失，能量效率较低，并且高温环境对车载系统也提出了苛刻的运行环境，不利于汽车安全运行，同时过高的温度也对电极也会产生腐蚀。

2、对此，有必要提出一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置，产生冷等离子体，克服传统滑动电弧放电温升高、能量利用效率低的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置，包括高压高频纳秒脉冲电源和等离子体反应器，所述等离子反应器包括石英流动管、平板型接地电极和平板型高压电极，所述平板型接地电极设于所述石英流动管的末端一侧上，所述平板型高压电极相对设于所述石英流动管的末端另一侧上，所述高压高频纳秒脉冲电源用于在所述平板型接地电极和平板型高压电极之间产生激发低温等离子体的放电区域，所述石英流动管的前端为入口段，所述入口段的前端连接有进料装置，所述放电区域的末端设有热电偶，所述热电偶的一端与温度检测系统连接。

3、作为本实用新型的进一步改进：所述放电区域内填充有硅橡胶垫。

4、作为本实用新型的进一步改进：所述热电偶面涂覆有氧化镁涂层。

5、作为本实用新型的进一步改进：所述入口段和放电区域之间为预热段，所述预热段外部缠绕有加热系统。

6、作为本实用新型的进一步改进：所述平板型接地电极和平板型高压电极均为铜电极板。

7、作为本实用新型的进一步改进：所述进料装置包括载气供应器、质量流量控制器、鼓泡罐，所述载气供应器与入口段之间设有质量流量控制器，所述鼓泡罐与入口段之间也设有质量流量控制器。

8、作为本实用新型的进一步改进：所述石英流动管的管内流通截面从入口段的圆形过渡到预设段和放电区域的矩形。

9、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

10、基于纳秒脉冲电源的平板-平板型的介质阻挡放电结构，可以为车载制氢系统提供大规模的均匀等离子放电体，该等离子体的无丝状放电结构，不会产生局部热点，热效应弱(热电偶测量温升为70k)，电源供给能量绝大部分都馈入到电子动能，为最有效的能量激发模式，能极大地提高制氢的能量利用效率。

11、弱温升的反应温度，更适应于车载环境，不会对车辆系统各电子模块等部件造成高温破坏。平板型介质阻挡放电的方式，容易产生均匀稳定的低温非平衡等离子体，克服传统滑动电弧放电温升高、能量利用效率低的问题。

技术特征：

1.一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置，其特征在于，包括高压高频纳秒脉冲电源和等离子体反应器，所述等离子体反应器包括石英流动管、平板型接地电极和平板型高压电极，所述平板型接地电极设于所述石英流动管的末端一侧上，所述平板型高压电极相对设于所述石英流动管的末端另一侧上，所述高压高频纳秒脉冲电源用于在所述平板型接地电极和平板型高压电极之间产生激发低温等离子体的放电区域，所述石英流动管的前端为入口段，所述入口段的前端连接有进料装置，所述放电区域的末端设有热电偶，所述热电偶的一端与温度检测系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置，其特征在于，所述放电区域内填充有硅橡胶垫。

3.根据权利要求1所述的一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置，其特征在于，所述热电偶面涂覆有氧化镁涂层。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置，其特征在于，所述入口段和放电区域之间为预热段，所述预热段外部缠绕有加热系统。

5.根据权利要求4所述的一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置，其特征在于，所述平板型接地电极和平板型高压电极均为铜电极板。

6.根据权利要求1所述的一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置，其特征在于，所述进料装置包括载气供应器、质量流量控制器、鼓泡罐，所述载气供应器与入口段之间设有质量流量控制器，所述鼓泡罐与入口段之间也设有质量流量控制器。

7.根据权利要求5或6所述的一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置，其特征在于，所述石英流动管的管内流通截面从入口段的圆形过渡到预设段和放电区域的矩形。

技术总结本技术公开了一种基于高压纳秒脉冲电源的等离子体制氢装置，包括高压高频纳秒脉冲电源和等离子体反应器，等离子反应器包括石英流动管、平板型接地电极和平板型高压电极，平板型接地电极设于石英流动管的末端一侧上，平板型高压电极相对设于石英流动管的末端另一侧上，高压高频纳秒脉冲电源用于在平板型接地电极和平板型高压电极之间产生激发低温等离子体的放电区域，石英流动管的前端为入口段，入口段的前端连接有进料装置，放电区域的末端设有热电偶，热电偶的一端与温度检测系统连接。本技术基于纳秒脉冲电源和介质阻挡放电，产生等离子体的温升效应小，内部放电来不及发展成为电弧放电，弱温升的反应温度，更适应于车载环境。技术研发人员：廖汉东,李昭强受保护的技术使用者：昇辉新能源有限公司技术研发日：20230331技术公布日：2024/6/2