[實用新型]一種氫氣電池

有效

• 申請號: 201520133672.X
• 申請日: 2015-03-09
• 公開（公告）號: CN204577516U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 黃曉東;雷敏宏;王建文
• 申請（專利權）人: 上海萬寅安全環保科技有限公司;德富立宇氫能源科技集圑有限公司;碧氫科技開發股份有限公司
• 主分類號: H01M8/22
• 分類號: H01M8/22;H01M8/04;H01M8/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于新能源技術領域，具體涉及一種氫氣電池。

背景技術?

質子交換膜燃料電池（PEMFC，Proton?Exchange　Membrane?Fuel?Cell）技術是一種能將氫氣與空氣中的氧氣化合成潔凈水并釋放出電能的技術，氫氣通過管道或導氣板到達陽極，在陽極催化劑作用下，氫分子解離為帶正電的氫離子（即質子）并釋放出帶負電的電子。氫離子穿過電解質（質子交換膜）到達陰極；電子則通過外電路到達陰極。電子在外電路形成電流，通過適當連接可向負載輸出電能。在電池另一端，氧氣（或空氣）通過管道或導氣板到達陰極；在陰極催化劑作用下，氧與氫離子及電子發生反應生成水和熱量。這些小的電池單體可以組成電池堆，以滿足大功率的要求。只要能保證燃料和氧化劑的供給，排出反應產物，排除一定廢熱，燃料電池就可以連續不斷地產生電能，簡稱燃料電池系統。燃料電池的最佳燃料是氫氣，但由于目前氫氣儲存、輸送、分配及加注等環節尚存在諸多技術難點，因此無法滿足各種規模的燃料電池對分散氫源的需求；而醇類、烴類等富氫燃料通過重整的方式移動或現場制氫可以為燃料電池提供氫源。但是醇類在常溫是液態，因此使用時須先行汽化為氣態再進入噴火槍與空氣混合燃燒以提升燃燒效率。市售的甲醇汽化裝置大都以內建的電熱方式直接加熱煮沸甲醇，將甲醇蒸汽導入燃燒裝置與空氣于鼓風機混合進入噴嘴燃燒，或采用外部間接式加熱，先將水浴的水加熱，再由水浴加熱甲醇，并通入適量的空氣吹驅甲醇蒸汽一并進入噴嘴燃燒。這兩種類型的汽化裝置，因為將空氣與甲醇混合在自動燃燒濃度的范圍內，或所謂的爆炸濃度的范圍，都有安全的顧忌。另外，將容器內全部甲醇燃料直接加熱的方式很難靈敏控制甲醇蒸氣的進料量。當需要變動甲醇燃料的進料量以調整火焰的強度時，難于隨心所欲加以控制。而且，直接加熱的方式將電熱器與甲醇直接接觸，如果電熱設備的絕緣體一旦出現破損，就有安全危險。當停止加熱時，容器內的全部甲醇仍維持在沸騰溫渡，繼續蒸發并保溫，造成能源的浪費。間接加熱方式依賴水浴的加熱，一方面無法靈敏調整蒸發溫渡及速度，另一方面停止加熱時水浴塭度仍維持高溫更難立即降溫，并造成更大的能源浪費。

實用新型內容?

為了解決上述問題，本實用新型提出一種氫氣電池，實現以醇類作為制氫的主要原料，制得高純度的氫氣，提供給燃料電池發電的目的。

一種氫氣電池，包括醇類汽化裝置、產氫器及燃料電池，三者之間通過管道連接，其特征在于，所述醇類汽化裝置包括蒸發器，所述蒸發器包括本體，在本體內部設置多排圓管，在圓管內放置加熱觸媒，在所述圓管周圍設置許多微孔，所述微孔內裝填鋼珠，液體醇類流經所述微孔受到加熱觸媒釋放的熱能而汽化得到氣態醇。

進一步，所述本體是鋁合金本體。

進一步，所述加熱觸媒包括多孔性金屬載體、氮化硼促進劑和金屬觸媒層，所述金屬觸媒層是貴金屬層或貴金屬合金層。

進一步，所述圓管的直徑是15-30mm，優選是20mm。

進一步，所述微孔的直徑是8-12mm，優選是10mm。

進一步，所述鋼珠的直徑是5-8mm，優選是6mm。

進一步，所述本體的尺寸為(300-450)X(200-350)X(450-750)mm。所述本體的尺寸根據燃燒器對于甲醇汽化量的需求調整。所述甲醇進行汽化的量為30-130kg/hr。

進一步，所述本體的尺寸為360X220X500mm，適用于43kg（38.7L）/hr的甲醇汽化。

進一步，所述產氫器將氣態醇經過重整器重整后為燃料電池提供氫源。

進一步，所述燃料電池包括燃料電池堆和逆變器，在燃料電池堆和逆變器之間連接有蓄電池。

所述醇類包括甲醇、乙醇、異丙醇、及其混合物。

所述醇類汽化裝置的操作溫度是68-180℃。

本實用新型的效果是醇類汽化裝置以整塊高導熱性的鋁合金一體成型蒸發器本體，以確保連續材質內熱傳遞速度的快速。本體內有許多圓管，在圓管內放置加熱觸媒，熱能的釋放量可通過進料泵隨時調整，以適應醇類的汽化量變化。微孔內的鋼珠一方面協助液體分散形成醇類薄膜以加速汽化，另一方面降低汽化設備內的液體醇類容量，以降低汽化所要的熱能，提昇汽化效率。所述汽化量的調整快速而靈敏，可隨心所欲變化醇類汽化的強度。所述微孔的孔壁或鋼珠表面形成的醇類薄膜實現了高效率蒸發目的（88.6％）。

附圖說明?

圖1為本實用新型醇類汽化裝置的結構圖。

具體實施方式?

下面結合附圖，對本實用新型進一步詳細說明。