[發明專利]具有沖洗裝置的燃料電池系統及其運行方法

有效

• 申請號: 200710149588.7
• 申請日: 2007-09-12
• 公開（公告）號: CN101150202A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 安鎮九;金周龍;李圣哲;韓萬錫;李勇杰;李贊鎬;利奧尼德·戈羅賓斯凱
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M8/24
• 分類號: H01M8/24;H01M8/04;H01M8/06;H01M8/00
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐江華;王珍仙

1.一種燃料電池系統，包括：

重整裝置，其包括用于產生富氫的轉化氣的重整單元；

熱或廢氣源單元，其用于產生燃燒熱和廢氣；

燃料電池堆，其用于通過所述富氫的轉化氣與氧化劑之間的電化學反應產生電能，并且該燃料電池堆包括陽極和陰極，所述富氫的轉化氣提供到該陽極，所述氧化劑提供到該陰極；和

沖洗裝置，當阻斷所述富氫的轉化氣和氧化劑進入燃料電池堆時，其用于將所述廢氣提供到燃料電池堆內部來沖洗所述燃料電池系統。

2.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中所述重整裝置與熱或廢氣源單元合并以使所述重整單元能利用所述熱能。

3.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中當所述燃料電池堆的運行停止時，所述沖洗裝置阻斷富氫轉化氣和氧化劑進入燃料電池堆。

4.根據權利要求2所述的燃料電池系統，其中所述熱或廢氣源單元包括用于調節進入所述熱或廢氣源單元的空氣流量的空氣調節器。

5.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中所述沖洗裝置進一步包括冷凝來自所述熱或廢氣源單元的廢氣中的水蒸汽的冷凝器。

6.根據權利要求5所述的燃料電池系統，其中所述燃料電池堆包括干型聚合物電解質膜。

7.根據權利要求6所述的燃料電池系統，其中所述聚合物電解質膜包括浸漬磷酸的聚合物電解質膜。

8.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中所述燃料電池堆包括需要濕潤的聚合物電解質膜。

9.根據權利要求8所述的燃料電池系統，其中所述需要濕潤的聚合物電解質膜包括Nafion電解質膜。

10.根據權利要求4所述燃料電池系統，其中所述空氣調節器將氧化劑提供到燃料電池堆的陰極和熱或廢氣源單元。

11.根據權利要求4所述燃料電池系統，其中所述燃料電池系統包括第一場開關，其安裝在連接熱或廢氣源單元的排氣孔到排出轉化氣的重整裝置的出口和燃料電池堆的陽極入口的通路上；和第二場開關，其安裝在連接熱或廢氣源單元的排氣孔和燃料電池堆的陰極入口的通路上。

12.根據權利要求11所述的燃料電池系統，其中所述第一和第二場開關是三通閥。

13.根據權利要求11所述的燃料電池系統，進一步包括第三場開關，其連接到所述熱或廢氣源單元的排氣孔，并在運行所述系統時排出熱或廢氣源單元中的廢氣。

14.根據權利要求13所述的燃料電池系統，其中所述空氣調節器是將氧化劑提供到燃料電池堆的空氣供給系統，并由燃料電池控制器控制；

進一步包括第四場開關，當正在停止和/或沖洗燃料電池系統時，所述第四場開關阻斷向所述燃料電池堆的氧化劑的提供，并將氧化劑提供給所述熱或廢氣源單元。

15.根據權利要求4所述的燃料電池系統，其中進一步包括連接所述熱或廢氣源單元、空氣調節器和燃料電池堆的陰極入口的第五場開關。

16.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中所述燃料電池堆包括多個單元電池，其中每個單元電池包括：

陽極，其具有金屬催化劑層和擴散層；

聚合物電解質膜；和

陰極，其具有金屬催化劑層和擴散層，

其中所述陽極和陰極被所述聚合物電解質膜分隔開，所述聚合物電解質膜在陽極側和陰極側具有大致相等的壓力，并且

所述燃料電池堆進一步包括分隔所述多個單元電池的板。

17.根據權利要求16所述燃料電池系統，其中所述分隔多個單元電池的板進一步包括雙極板。