[發明專利]具有排氣系統的PEM燃料電池動力設備

無效

• 申請號: 200580052389.3
• 申請日: 2005-12-23
• 公開（公告）號: CN101366140A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發明（設計）人: R·達林;T·斯基巴
• 申請（專利權）人: UTC電力公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊楷

1.在具有燃料電池(4)的PEM燃料電池動力設備中，所述燃料電池在動力設備運轉期間產生潤濕的氣體反應物排出流，反應物排出流處理系統，包括：

a)管道(30)，被構造為使所述潤濕的氣體反應物排出流從所述燃料電池流走；

b)冷凝器(16)，用于使水從所述潤濕的氣體反應物排出流中冷凝出來，以便產生包含氣體和冷凝水的冷凝器排出流；

c)分離器(20)，被構造用于將所述冷凝器排出流中的水與氣體分離；和

d)排出口(24)，被構造用于從所述分離器裝置排出所述氣體，所述排出口包括防凍劑層(40)，所述分離器中的氣體能夠通過所述防凍劑層到周圍環境。

2.根據權利要求1所述的處理系統，其特征在于：所述防凍劑層具有可變的高度，所述可變的高度可操作用于可變地控制反應物背壓。

3.根據權利要求1所述的處理系統，還包括水傳送裝置(26)，所述水傳送裝置被構造為將水從所述分離器傳送到所述燃料電池中的水冷卻劑流場(12)。

4.根據權利要求1所述的處理系統，還包括：防凍劑儲備源(44)；以及第一傳送裝置(46、48)，被構造用于選擇性地將防凍劑從所述防凍劑儲備源傳送到所述排出口中的所述防凍劑層。

5.根據權利要求4所述的處理系統，還包括第二傳送裝置(42、43)，被構造用于選擇性地將防凍劑從所述排出口中的所述防凍劑層傳送到所述防凍劑儲備源。

6.根據權利要求1所述的處理系統，其特征在于：所述反應物排出流中的水的至少一部分，是利用從水冷卻劑流場蒸發到反應物流中的水在所述燃料電池的陰極側上對燃料電池進行蒸發冷卻的產物。

7.根據權利要求1所述的處理系統，其特征在于：所述防凍劑和冷凝水是不混溶的，使得水與所述排出口中的所述防凍劑分離。

8.根據權利要求1所述的處理系統，其特征在于：所述排出口包括支撐所述防凍劑層的疏水多孔材料層，所述材料層允許氣體從所述材料層通過，但阻止液體從所述材料層通過，由此來自所述分離器的氣體穿過所述材料層進入到所述防凍劑層中。?

9.一種用于從PEM燃料電池動力設備電池組中產生的潤濕的反應物排出流去除空氣的方法，所述方法包括以下步驟：?

a)使水從所述潤濕的反應物排出流中冷凝出來，以便產生空氣-水混合物；?

b)將所述空氣-水混合物中的水成分與空氣成分分離；以及?

c)通過使所述空氣成分經由防凍劑層排出到周圍環境中，將所述分離的空氣成分從所述分離的水成分去除。?

10.根據權利要求9所述的方法，包括進一步的步驟：將所述分離的水成分傳送到燃料電池組的水冷卻劑源。?

11.根據權利要求9所述的方法，包括進一步的步驟：響應于動力設備工作條件選擇性地從所述防凍劑層去除和/或為所述防凍劑層添加防凍劑，以便改變所述防凍劑層的尺寸。?

12.根據權利要求9所述的方法，其特征在于：所述防凍劑是與水不混溶的；并且包括進一步的步驟：冷凝所述防凍劑層中的所述分離的空氣成分中剩余的所有水蒸汽。?

13.根據權利要求9所述的方法，包括進一步的步驟：通過支撐所述防凍劑層的疏水多孔板使所述分離的空氣成分進入到所述防凍劑層中。?

14.根據權利要求9所述的方法，包括進一步的步驟：改變所述防凍劑層的高度以便選擇性地改變反應物背壓。?