[發(fā)明專利]一種快速啟動(dòng)的甲醇燃料電源系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410211433.1
• 申請(qǐng)日: 2014-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN104779408A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李然;史佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李然
• 主分類號(hào): H01M8/04
• 分類號(hào): H01M8/04;H01M8/06
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;陳士騫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氫能源領(lǐng)域，具體而言，涉及一種快速啟動(dòng)的甲醇燃料電源系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

目前，傳統(tǒng)通信基站采用油機(jī)和鉛酸蓄電池作為備用電源，但具有工作效率低、噪音環(huán)境污染嚴(yán)重、功率密度低等問(wèn)題。燃料電池技術(shù)能夠克服傳統(tǒng)通信基站備用電源的缺點(diǎn)，作為新型的備用電源技術(shù)在備用電源保障領(lǐng)域受到越來(lái)越多的重視。?

燃料電池發(fā)電技術(shù)必須有合適的燃料。在目前技術(shù)階段，相比純氫燃料而言，甲醇重整現(xiàn)場(chǎng)制氫和純化技術(shù)是具有現(xiàn)實(shí)意義的燃料電池氫源。這種氫源能量密度高、能量轉(zhuǎn)換效率大，并且液體燃料容易運(yùn)輸、補(bǔ)充和儲(chǔ)存，在經(jīng)濟(jì)性等方面也具有很明顯的優(yōu)勢(shì)。然而，如何提供穩(wěn)定的氫源仍是亟需解決的問(wèn)題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種快速啟動(dòng)的甲醇燃料電源系統(tǒng)，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個(gè)問(wèn)題。?

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種快速啟動(dòng)的甲醇燃料電源系統(tǒng)，包括：燃料供給子系統(tǒng)、燃料處理子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)和外接氫氣存儲(chǔ)裝置，其中：?

所述燃料供給子系統(tǒng)包括相連接的燃料罐和輸送泵，用于儲(chǔ)存和輸運(yùn)甲?醇水溶液燃料至所述燃料處理子系統(tǒng)；?

所述燃料處理子系統(tǒng)包括平衡組件、重整器、氫氣凈化膜和氫氣緩沖罐，所述平衡組件連接在所述輸送泵和所述重整器之間，所述氫氣凈化膜連接在所述重整器和所述氫氣緩沖罐之間，用于將來(lái)自所述燃料供給子系統(tǒng)經(jīng)過(guò)重整后的含有氫氣的蒸汽進(jìn)行提純和干燥，得到純凈的氫氣，并存儲(chǔ)在所述氫氣緩沖罐中；?

所述發(fā)電子系統(tǒng)通過(guò)第一電磁閥與所述燃料處理子系統(tǒng)相連接，所述發(fā)電子系統(tǒng)通過(guò)第二電磁閥與所述外接氫氣存儲(chǔ)裝置相連接，其中，所述外接氫氣存儲(chǔ)裝置出口處的管線上設(shè)置有減壓閥，所述減壓閥和所述第二電磁閥之間的管線上還設(shè)置有第一手動(dòng)閥門，所述氫氣緩沖罐與所述第一電磁閥之間的管線上還設(shè)置有第二手動(dòng)閥門，這些閥門將燃料處理子系統(tǒng)中的氫氣緩沖罐或所述外接氫氣存儲(chǔ)裝置中的氫氣送入電堆發(fā)電；?

其中，當(dāng)所述重整器處于預(yù)熱階段還未產(chǎn)生氫氣時(shí)，此時(shí)如果要求該電源系統(tǒng)發(fā)電，可以關(guān)閉所述第一電磁閥，開啟所述第二電磁閥，由所述外接氫氣存儲(chǔ)裝置為所述發(fā)電子系統(tǒng)提供氫氣進(jìn)行發(fā)電。?

進(jìn)一步地，所述外接氫氣存儲(chǔ)裝置為炭纖維纏繞鋁內(nèi)膽氫氣瓶。?

進(jìn)一步地，所述發(fā)電子系統(tǒng)的氫氣入口之前的管線上還設(shè)置有減壓閥。?

進(jìn)一步地，所述氫氣緩沖罐與所述發(fā)電子系統(tǒng)的電堆之間的供氫管路上還設(shè)置有三通管，所述三通管一端連接所述第一電磁閥，一端連接所述第二電磁閥，一端連接所述減壓閥。?

本發(fā)明在系統(tǒng)準(zhǔn)備預(yù)熱或正在預(yù)熱過(guò)程中，此時(shí)重整器還未產(chǎn)生氫氣，氫氣緩沖罐中還沒有足夠的氫氣能夠向電堆輸出時(shí)，市電突然掉電，通過(guò)本發(fā)明的快速啟動(dòng)方案可保證立即有氫氣進(jìn)入電堆開始發(fā)電，向外輸出穩(wěn)定電力，保障負(fù)載不間斷運(yùn)行，滿足不同的應(yīng)急情況需求。?

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。?

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的快速啟動(dòng)的甲醇燃料電源系統(tǒng)示意圖；?

圖2為圖1實(shí)施例中氫氣管道連接結(jié)構(gòu)放大圖；?

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的快速啟動(dòng)的甲醇燃料電源系統(tǒng)應(yīng)用示意圖。?

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。?

以下先介紹本發(fā)明的快速啟動(dòng)的甲醇燃料電源系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理。?

燃料電池是一種將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。氫燃料電池以氫氣為燃料，空氣或純氧為氧化劑，工作溫度一般為60～100℃。其最大特點(diǎn)是發(fā)電效率高(50％～70％)、環(huán)境友好、可以室溫啟動(dòng)和具有高的比功率和比能量。?

甲醇重整燃料電池以甲醇水溶液作為燃料。燃料通過(guò)甲醇重整裝置被轉(zhuǎn)化為氫氣和其它氣體，氫氣經(jīng)過(guò)分離、提純與干燥后存儲(chǔ)在緩沖罐，由緩沖罐提供氫氣通過(guò)燃料電池與空氣中的氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成電流并對(duì)外輸出電力。?