[發明專利]高分子氫燃料電池的制氫裝置及控制系統

有效

• 申請號: 201010272356.2
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN101938003A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 樸廷泰;王紀忠
• 申請（專利權）人: 王紀忠
• 主分類號: H01M8/06
• 分類號: H01M8/06;H01M8/04;C01B3/34
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種高分子燃料電池的制氫裝置，尤其是一種用于高分子氫燃料電池的化學制氫裝置，還涉及高分子氫燃料電池的控制裝置，屬于新能源技術領域。

背景技術

氫燃料電池作為一種無污染、零排放的清潔新能源應用越來越廣泛。氫燃料電池能將高分子氫燃料的化學能通過電極反應直接轉化為電能，利用轉換裝置將沼氣或城市煤氣等天然氣體燃料轉換出氫氣，輸送給高分子氫燃料電池使之產生電流。但是，沼氣或城市煤氣等高分子氣體燃料轉換之后，會有二氧化碳等副產物的排放，不能真正達到零排放，也不符合低碳要求。氫氣可儲藏在金屬氫氣儲藏合金中，通過氫氣儲藏合金中的氫氣向燃料電池供給氫氣，運轉燃料電池。氫氣儲藏合金填充的氫氣來自高壓氫氣儲藏罐，填充氫氣比較困難。如果想填充大量的氫氣，氫氣儲藏合金必定較重，氫氣儲藏合金還需高架設置，影響其應用于燃料電池，且必須以10MPa以上的高壓填充氫氣，危險性較大。現有技術的高分子氫燃料電池的控制系統、高分子氫燃料電池本體和制氫裝置分開設置，如沒有外部電源供給，制氫裝置無法直接驅動。

發明內容

本發明的目的是提供一種能連續產生氫氣供給高分子氫燃料電池發電、氫氣發生裝置和高分子氫燃料電池、控制系統形成一體結構的裝置。該裝置無需任何外部電源，且可移動。

本發明通過以下技術方案予以實現。

一種高分子氫燃料電池的制氫裝置及控制系統，包括供水水槽、反應釜、氫氣提純及干燥裝置、數個連通的儲氫罐、氫燃料電池、真空泵和控制系統，外部水源通過氣動兩通閥Ⅰ、連接管道與供水水槽連接，供水水槽底部通過連接管道、氣動兩通閥Ⅱ與反應釜頂部連接，反應釜底部設有氣動兩通閥Ⅳ，反應釜上部通過氣動兩通閥Ⅲ、單向閥、連接管道與氫氣提純及干燥裝置輸入端連接，氫氣提純及干燥裝置輸出端通過防逆火閥、連接管道與儲氫罐上端連接，儲氫罐一端依次通過氣動兩通閥Ⅶ、氫氣壓力調壓閥、氫氣流量調節器、防逆火閥、連接管道與氫燃料電池輸入端連接；所述真空泵通過真空調壓閥、連接管道分成兩路，一路通過氣動兩通閥Ⅴ與反應釜頂部連接；另一路通過氣動兩通閥Ⅵ與儲氫罐頂部連接；所述控制系統包括交流/直流變換器、蓄電池、氫氣燃料電池、第一直流/直流變換器，交流/直流變換器的直流輸出端與蓄電池的正極和負極連接，蓄電池的正極和負極連接于高分子氫氣燃料電池的工作電源輸入端，所述高分子氫氣燃料電池的電源輸出端接第一直流/直流變換器的輸入端，第一直流/直流變換器的輸出端接蓄電池的正極和負極。

本發明的目的還可以通過以下技術措施來進一步實現。

前述的燃料電池的制氫裝置及控制系統，其中所述氫氣提純及干燥裝置包括順次連接的第一罐體、第二罐體、第三罐體，其中第一罐體的底部設有排水閥。

前述的高分子氫燃料電池的制氫裝置及控制系統，其中所述反應釜分別接有真空計、氫氣壓力計、溫度傳感器和安全閥，反應釜底部設有用于排水的氣動兩通閥Ⅳ。所述反應釜內液體為普通水或海水，所述反應釜內的壓力為0.2-0.4MPa；所述儲氫罐內的壓力為0.8-1.0MPa。

本發明將高分子氫燃料電池的制氫裝置及控制系統整合成可移動的一體化結構，無需外部電源供電即可自行啟動高分子氫燃料電池工作；本發明的反應釜內的液體為普通水或海水，降低了制氫裝置的制氫成本，擴大了使用范圍；本發明的反應釜在0.2-0.4MPa的低壓下制造氫氣、儲氫罐內壓力僅為0.8-1.0MPa，提高了制氫和儲氫的安全性。本發明還解決了二次電池和燃料電池混合連接時，二次電池有自發性的釋電現象的技術問題。

本發明的優點和特點，將通過下面優選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋，這些實施例，是參照附圖僅作為例子給出的。

附圖說明

圖1是本發明的結構原理圖；

圖2是本發明的主視圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是是本發明控制系統的電路原理圖；

具體實施方式

下面結合附圖和1kW的氫燃料電池系統的實施例對本發明作進一步說明。

如圖1所示，本實施例包括供水水槽2、反應釜9、氫氣提純及干燥裝置11、2個儲氫罐17、高分子氫氫燃料電池21、真空泵22和控制系統300，外部水源通過氣動兩通閥Ⅰ1、連接管道與供水水槽2連接，供水水槽2的最大容積為23升，供水水槽2內設有上水位傳感器31、下水位傳感器32，用來控制供水水槽2內加水的液位。