[發(fā)明專利]一種具有脫硫功能的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)空氣濾清器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710159323.5
• 申請(qǐng)日: 2007-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101227006A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐洪峰;孫基文;侯中軍;明平文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新源動(dòng)力股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04
• 分類號(hào): H01M8/04;H01M8/02;H01M8/10
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 高永德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池領(lǐng)域，尤其涉及以空氣為氧化劑的燃料電池的發(fā)電系統(tǒng)空氣濾清器。

背景技術(shù)

質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)大多采用高壓純氫為燃料、空氣為氧化劑，空氣由空壓機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)提供。由于自然界的空氣含有灰塵或雜質(zhì)氣體，特別是道路周圍的空氣，硫化物含量高，主要硫化物是SO₂和H₂S兩種氣體。由于灰塵或雜質(zhì)氣體對(duì)燃料電池性能有影響，尤其SO₂和H₂S這兩種氣體對(duì)燃料電池性能影響更大，可使電池電極上的催化劑發(fā)生不能恢復(fù)的中毒。因此，質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)為避免灰塵或雜質(zhì)氣體進(jìn)入燃料電池，都在空氣供給系統(tǒng)中采用空氣濾清器。已有技術(shù)的空氣濾清器存在以下不足：

1、只能過(guò)濾灰塵，不能有選擇吸附有害氣體，特別是不能真對(duì)SO₂和H₂S這兩種氣體進(jìn)行吸附。

2、消音效果一般，不能在有限的體積內(nèi)做成阻、抗復(fù)合式消音。

3、做成異型比較困難。

4、價(jià)格較貴。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述空氣濾清器存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有脫硫功能的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)空氣濾清器，用于以空氣為氧化劑的燃料電池的氣體灰塵過(guò)濾和有害氣體的選擇性吸附。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種具有脫硫功能的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)空氣濾清器，由脫硫活性炭和添加劑構(gòu)成。其特征在于：所述的脫硫活性炭是用高溫水蒸汽活化法制成的表面含有堿性氧化物的顆粒活性炭，所述的添加劑包括有機(jī)硅樹脂、造孔劑、氧化鎂和氧化鐵粉，所述的空氣濾清器是由脫硫活性炭和添加劑經(jīng)過(guò)混合后加溫固化成型制得。

本發(fā)明所述的一種具有脫硫功能的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)空氣濾清器，其特征在于：所述的空氣濾清器的脫硫活性炭和添加劑的組成比例為：脫硫活性炭：65％～70％，有機(jī)硅樹脂：24％～26％，造孔劑：4％～5％，氧化鎂和氧化鐵粉：2％～4％，其中氧化鎂和氧化鐵粉按1∶1配加。

本發(fā)明所述的一種具有脫硫功能的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)空氣濾清器，其特征在于：所述的空氣濾清器的添加劑中的造孔劑是碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鋰、草酸胺、氯化胺、尿素中的任意一種。

本發(fā)明所述的一種具有脫硫功能的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)空氣濾清器，其特征在于：所述的空氣濾清器的加溫固化成型的工藝方法是：將顆?；钚蕴?、有機(jī)硅樹脂、造孔劑、氧化鎂和氧化鐵粉混合，攪拌均勻后，灌入胎具，在230～250℃的溫度下固化2～3小時(shí)成形后取出。

空氣濾清器的結(jié)構(gòu)和形狀，根據(jù)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)對(duì)空氣阻力分布的要求和過(guò)濾灰塵的能力要求以及氣流噪音的特性來(lái)確定，并以此制作空氣濾清器的灌制胎具。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)為：

1、在過(guò)濾灰塵的同時(shí)，能有選擇吸附H₂S、SO₂氣體。

2、在空間有限的條件下，根據(jù)氣流噪音的特性，可做成阻、抗復(fù)合式消音，達(dá)到最佳消音效果。

3、容易做成異型。

4、價(jià)格便宜，宜批量生產(chǎn)。

5、無(wú)毒無(wú)味，孔隙發(fā)達(dá)，具有較強(qiáng)吸附能力。

具體實(shí)施方式

以用于50kW燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的空氣濾清器為例，以4kg的脫硫活性炭和添加劑為原料制成的空氣濾清器，其中脫硫活性炭按65％加入，加入2.6公斤，有機(jī)硅樹脂按26％加入，加入1.04公斤，用碳酸銨作造孔劑按5％加入，加入0.2公斤，氧化鎂和氧化鐵粉按4％加入，加入0.16公斤，其中氧化鎂和氧化鐵粉各加入0.08公斤。將以上原料混合，攪拌均勻后，灌入胎具，在250℃的溫度下固化3小時(shí)成形后取出。該空氣濾清器在空氣質(zhì)量為三類區(qū)使用，按三類區(qū)的三級(jí)空氣標(biāo)準(zhǔn)1小時(shí)平均SO₂濃度為0.7mg/m3的條件試驗(yàn)，經(jīng)本發(fā)明的脫硫空氣濾清器過(guò)濾、吸附的后，經(jīng)檢測(cè)SO2濃度降為0.03mg/m3。將50kW燃料電池應(yīng)用于轎車，在正常行駛情況(一般用功率的2/3)時(shí)需用空氣量100m3/h，每日按行駛4小時(shí)計(jì)算，每日應(yīng)吸附268mg?SO2，脫硫活性炭的脫SO2值為39mg/g，4kg脫硫活性炭和添加劑為原料制成的空氣濾清器，可使用9個(gè)半月，考慮其它不利因素，也可使用半年以上，半年后進(jìn)行脫附處理后，可再次使用。