[發明專利]具有空氣濕度調節功能的氫氣發電系統

在審

• 申請號: 201410621889.5
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104332644A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 向華
• 申請（專利權）人: 廣東合即得能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產權代理有限公司 44272
• 代理人: 何恒韜

技術領域

本發明涉及一種氫氣發電系統，特別涉及一種具有空氣濕度調節功能的氫氣發電系統。

背景技術

氫，是一種21世紀最理想的能源之一，在燃燒相同重量的煤、汽油和氫氣的情況下，氫氣產生的能量最多，而且它燃燒的產物是水，沒有灰渣和廢氣，不會污染環境；而煤和石油燃燒生成的主要是CO₂和SO₂，可分別產生溫室效應和酸雨。煤和石油的儲量是有限的，而氫主要存于水中，燃燒后唯一的產物也是水，可源源不斷地產生氫氣，永遠不會用完。氫的分布很廣泛，水就是氫的大“倉庫”，其中含有11%的氫。泥土里約有1.5%的氫；石油、煤炭、天然氣、動植物體內等都含有氫。氫的主體是以化合物水的形式存在的，而地球表面約70%為水所覆蓋，儲水量很大，因此可以說，氫是“取之不盡、用之不竭”的能源。如果能用合適的方法從制取氫，那么氫也將是一種價格相當便宜的能源。

氫的用途很廣，適用性強，其中，先進的氫-氧燃料電池發電系統還可以把氫能直接轉化成電能，使氫能的利用更為方便。目前，這種氫氣發電系統已在移動通信基站等領域得到使用。在燃料電池的陽極：2H₂→4H⁺+4e^-，H₂分裂成兩個質子和兩個電子，質子穿過質子交換膜（PEM），電子通過陽極板，通過外部負載，并進入陰極雙極板；在燃料電池的陰極：O₂+4e^-+4H⁺→2H₂O，質子、電子和O₂重新結合以形成H₂O。在現有技術中，上述H₂來源于制氫設備或氫氣儲存裝置，而上述O₂則直接來源于外界空氣。

經實驗證明，在指定的空氣進氣口氣溫（例如40°C）下，空氣濕度在0%?至90%?之間的情況下，進行操作演示后，發現電池組效能隨著空氣濕度增加而上升。此外，當燃料電池啟動時的空氣濕度過低，則啟動效能會遠差于基準效能，造成相當長的啟動時間才能達至最大額定功率（正常啟動10?至20?秒便可達到最大功率相比，電池組最長可能需要3?分鐘才能達至最大功率）。然而，在現有技術中，由于外界空氣是直接進入燃料電池，而外界空氣濕度差別非常大，若是陰雨天，外界空氣濕度可以達到60%以上，但若是晴朗的天氣，或者北方的冬天，則空氣濕度非常低，甚至不足10%的濕度，這樣，會嚴重影響到燃料電池的效能，進而影響負載（例如移動通信基站）工作。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術中的不足，提供一種具有空氣濕度調節功能的氫氣發電系統，該氫氣發電系統能將進入燃料電池的空氣調節至75%～90%的濕度，使燃料電池能在短時間內使啟動效能達到基準效能，并能使燃料電池工作效能達到最高。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種具有空氣濕度調節功能的氫氣發電系統，包括燃料電池，還包括空氣濕度控制裝置及空氣泵，所述空氣濕度控制裝置具有一容置空間，該容置空間中的空氣濕度為75%～90%，該容置空間中安裝有空氣濕度調節管道，該空氣濕度調節管道包括透水不透氣的管道；外界空氣在空氣泵的驅動下，經空氣濕度調節管道進入至燃料電池。

所述容置空間中的空氣濕度為80%。

所述燃料電池包括水氣排放通道，所述空氣濕度控制裝置設有水氣輸入通道，水氣排放通道與水氣輸入通道相連通；在燃料電池內，氫氣與空氣中的氧氣發生電化學反應，生成水，該生成的水及余下的空氣從水氣排放通道排出后，經水氣輸入通道進入空氣濕度控制裝置，該空氣濕度控制裝置接收來自燃料電池的水及空氣后，可控制容置空間中的空氣濕度為75%～90%，多余空氣和水排出。

所述氫氣發電系統還包括空氣過濾器，該空氣過濾器設置于空氣泵前端，用于過濾外界空氣中的灰塵雜質。

所述燃料電池還包括空氣輸入通道及氫氣輸入通道，所述空氣輸入通道與空氣濕度調節管道相連通，所述氫氣輸入通道用于輸入氫氣。

所述氫氣發電系統還包括制氫裝置，該制氫裝置與燃料電池的氫氣輸入通道相連通。