[實用新型]一種燃料電池供氧系統

有效

• 申請號: 201520483920.3
• 申請日: 2015-07-08
• 公開（公告）號: CN204793043U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 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

本實用新型涉及發電設備技術領域，特別涉及一種燃料電池供氧系統。

背景技術

目前，氫-氧燃料電池發電系統可以把氫能直接轉化成電能。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。

燃料電池在上述電化學反應產生電的過程中，O₂的供應是通過空氣輸送系統供應，該空氣輸送系統包括空氣泵，外界空氣在空氣泵的壓縮和驅動作用下，從燃料電池之空氣進口進入，在燃料電池內，空氣中的氧氣與氫氣發生電化學反應產生電能，并生成水汽，然后，剩余的空氣及水汽再從燃料電池之空氣出口排出。

然而，采用空氣泵壓縮和驅動空氣進入燃料電池的方式還具有如下缺失：其一、由于空氣泵噪音非常大，因而不利于燃料電池發電設備的整體降噪；其二、空氣泵的使命壽命較短，難以保障持續穩定的工作，當空氣泵發生故障時，燃料電池因缺O₂而不能繼續發電，將影響相關用電設備的供電；其三、空氣泵的電耗高，效率低，不利于節能減排。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是針對上述現有技術中的不足，提供一種無噪音、壽命長、效率高的燃料電池供氧系統。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種燃料電池供氧系統，包括燃料電池、壓縮空氣/氧氣容器及射流減壓調節子系統，其中：燃料電池，用于氫氣與空氣中的氧氣發生電化學反應產生電能；壓縮空氣/氧氣容器，其內儲存有壓縮空氣/氧氣；射流減壓調節子系統，包括壓縮空氣/氧氣輸入通道、外界空氣輸入通道及混合空氣輸出通道，壓縮空氣/氧氣輸入通道與壓縮空氣/氧氣容器相連通，外界空氣輸入通道與外界相連通；該壓縮空氣/氧氣輸入通道的末端具有噴射口，該噴射口可向混合空氣輸出通道噴射壓縮空氣/氧氣；該噴射口與外界空氣輸入通道相配合，在壓縮空氣/氧氣經噴射口向混合空氣輸出通道噴射時，在噴射口處形成噴射氣流，該噴射氣流吸取外界空氣輸入通道中的空氣，兩股氣流混合后，通過混合空氣輸出通道輸出混合空氣，并供應給燃料電池；該壓縮空氣/氧氣與外界空氣的重量比為1：0.1～1：20。

優選地，所述燃料電池供氧系統還包括空氣加濕子系統，該空氣加濕子系統設置于射流減壓調節子系統與燃料電池之間，用于對從混合空氣輸出通道輸出的混合空氣進行加濕處理。所述空氣加濕子系統有兩種優選結構：第一種優選結構是：所述空氣加濕子系統包括水汽輸入通道、水汽排放通道及加濕空間；在燃料電池發生電化學反應產生電能時，生成水汽，該水汽及未反應的空氣從燃料電池排出后，經水汽輸入通道進入加濕空間，再從水汽排放通道排出；所述加濕空間中設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，所述混合空氣進入空氣濕度調節管道后，吸收加濕空間中的水汽，再輸出至燃料電池。進一步，所述空氣濕度調節管道包括進氣管、出氣管及若干根并列的空氣濕度交換管，所述混合空氣依次經進氣管、若干根并列的空氣濕度交換管及出氣管后，進入至燃料電池，所述空氣濕度交換管為透水不透氣的管道；所述空氣濕度交換管的管壁，從內至外包括多孔支撐管及全氟磺酸膜層。第二種優選結構是：所述空氣加濕子系統包括加濕器、水容器及加濕水泵，所述混合空氣從加濕器一側進入，再從加濕器另一側輸出，同時，所述水容器中的水在加濕水泵的驅動作用下，從加濕器之進水端進入，再從加濕器之出水口回流至水容器中，以便對混合空氣進行加濕。