[發(fā)明專利]一種燃料電池系統(tǒng)的儲氣結(jié)構(gòu)及其使用方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810034843.8
• 申請日: 2008-03-19
• 公開（公告）號: CN101540406A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱旭明;顧志軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海清能燃料電池技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;H01M8/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 薛 琦;朱水平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料電池系統(tǒng)的儲氣結(jié)構(gòu)及其使用方法。

背景技術(shù)

中國專利200510111373.7披露了一種氫動力玩具車的總體結(jié)構(gòu)，其儲氫裝置包括至少一個氣囊，至少一個氫氣的進出口，氫氣儲氣裝置的氣囊的體積是隨著內(nèi)部氫氣容量的增加而增加，減少而減少。

上述現(xiàn)有技術(shù)具有零件較少，結(jié)構(gòu)緊湊，小巧，速度快，既可作為玩具，又可作為教具的優(yōu)點。但是，其缺點在于：

所述氣囊總有一個充氣前的基本容積，所述氫氣進出口與氣囊、燃料電池之間的管道也有一定的容積，燃料電池的陽極區(qū)域也有一定的容積。上述氫動力玩具車長期放置后，空氣通過氣囊及管道的壁緩慢滲入，充滿上述容積。當再次充氫使用時，氫氣與空氣混合，純度下降。雖然由于容積極小而不必擔心爆炸危害，但是空氣中的氮氣隨著氫氣流入燃料電池，在陽極表面富集，導(dǎo)致氫氣活度下降，能斯特電壓下降，從而顯著影響玩具車的運行性能。

雖然可以在充滿氫氣以后排氫，經(jīng)過多次循環(huán)以后，使得氫氣的純度有所提高。但是由于包括氣囊在內(nèi)的所述儲氣結(jié)構(gòu)，其未被充氣時的容積，與完全充氣時的容積之比，大于50％，甚至大于70％，對空氣的稀釋效率不夠理想。同時，由于只有一個氫氣進出口，或者雖然有兩個氫氣進出口，但是拓補結(jié)構(gòu)上位置相近，排氫時后進先出，也使得稀釋效率不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服上述背景技術(shù)由于氫氣純度下降而運行性能不良的缺陷，提供一種燃料電池系統(tǒng)的儲氣結(jié)構(gòu)及其使用方法。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：

一種燃料電池系統(tǒng)的儲氣結(jié)構(gòu)，包括至少一個氣囊，至少兩個氫氣接口閥，所述氣囊的體積隨著內(nèi)部氫氣容量的增加而增加，減少而減少；其特征在于：所述的儲氣結(jié)構(gòu)，還包括所述燃料電池的陽極氣室，以及連接所述燃料電池陽極氣室、所述氣囊及所述氫氣接口閥的管路；包括氣囊在內(nèi)的所述儲氣結(jié)構(gòu)，其未被充氣時的容積，與完全充氣時的容積之比，小于50％；所述的至少兩個氫氣接口閥，在拓補學(xué)上處于所述儲氣結(jié)構(gòu)的兩端。

所述氣囊內(nèi)，可以充填有一種在常溫常壓下與氫氣不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料。對上一段中容積的定義，無論是未被充氣時的容積，還是完全充氣時的容積，均不包括所述的充填材料，應(yīng)該理解為有效的氣體容積。

所述的一種在常溫常壓下與氫氣不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料，可以是塑料。

所述的塑料，可以是ABS。

所述氣囊與所述儲氣結(jié)構(gòu)除氣囊以外部分的連接，可以有兩個接口，所述的兩個接口在氣囊內(nèi)部的對應(yīng)開口可以位于所述氣囊的兩端。

一種子方案是：所述的兩個接口位于所述氣囊的兩端，每個接口在氣囊內(nèi)部的對應(yīng)開口與該接口位于所述氣囊的同一端。

另一種子方案是：所述的兩個接口位于所述氣囊的同一端，其中一個接口在氣囊內(nèi)部的對應(yīng)開口與該接口位于所述氣囊的同一端，另一個接口在氣囊內(nèi)部的對應(yīng)開口與該接口位于所述氣囊的兩端。

所述燃料電池的陽極氣室與所述儲氣結(jié)構(gòu)除燃料電池陽極氣室以外部分的連接，可以有兩個接口，并且設(shè)置于所述燃料電池陽極氣室的兩端。

向所述的兩個氫氣接口閥中的任意一個充入氫氣，直至所述氣囊被部分或全部充滿；然后打開所述的兩個氫氣接口閥中的另一個，直至所述氣囊縮小至未被充氣時的容積；再次向所述的第一個氫氣接口閥充入氫氣以備使用或再次排氣。

由于充氣容積是未充氣容積的兩倍以上，并且由于兩個氫氣進出口在拓補學(xué)上處于所述儲氣結(jié)構(gòu)的兩端，所以第一次充排氣以后，原有的雜質(zhì)氣體已經(jīng)基本被排出。但是由于氣體的擴散，以及某些角落中殘存的雜質(zhì)氣體，所述儲氣結(jié)構(gòu)中的氫氣純度還不一定能夠達到充氫氣源的純度。經(jīng)過第二次充排氣的清洗作用之后，所述儲氣結(jié)構(gòu)中的氫氣純度基本達到充氫氣源的純度。

本發(fā)明的積極進步效果在于：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案，具有充氣以后氫氣的純度高，排氣時清洗雜質(zhì)氣體的效果好，運行時的能斯特電壓比較穩(wěn)定的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的儲氣結(jié)構(gòu)的第1實施例的示意圖。

圖2為本發(fā)明的儲氣結(jié)構(gòu)的第2實施例的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進一步詳細描述，但并不限制本發(fā)明。

實施例1

如圖1所示，包括氫氣接口閥1，氫氣接口閥2，氣囊3，燃料電池5。

氣囊3具有伸縮性，充入氣體后能夠膨脹；氣囊3中填充有塑料塊4；由于塑料塊4占據(jù)了相當大的容積，所以實現(xiàn)了發(fā)明內(nèi)容中所提及的小于50％的特點。