[發(fā)明專利]一種拋擲式固態(tài)硼氫化鈉燃料電池供氫系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610801214.8
• 申請(qǐng)日: 2016-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN107799792B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡曉晶;賴平化;張浙閩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津新氫動(dòng)力科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/0606
• 分類號(hào): H01M8/0606;H01M8/04089
• 代理公司: 天津垠坤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12248
• 代理人: 于德江

本發(fā)明提供了一種拋擲式固態(tài)硼氫化鈉燃料電池供氫系統(tǒng)及方法，屬于航空航天器能源系統(tǒng)領(lǐng)域。該拋擲式固態(tài)硼氫化鈉燃料電池供氫系統(tǒng)包括產(chǎn)氫模塊、供氫模塊、廢罐拋擲模塊和控制模塊；所述產(chǎn)氫模塊包括N組能量罐組、注水電磁閥、供水電磁閥、水泵和水罐；每組能量罐組與一個(gè)注水電磁閥連接，各個(gè)注水電磁閥與供水電磁閥連接，供水電磁閥與水泵連接，水泵與水罐連接；每組能量罐組包括至少一個(gè)固態(tài)硼氫化鈉能量罐；所述供氫模塊包括氫氣集氣接頭、氫氣緩沖罐、供氫減壓閥、供氫電磁閥、氫氣壓力傳感器；所述氫氣集氣接頭設(shè)有多個(gè)進(jìn)氣口，每個(gè)進(jìn)氣口分別與一個(gè)硼氫化鈉能量罐的出氣管相連，所述氫氣集氣接頭的出氣口與所述氫氣緩沖罐相連。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空航天器能源系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種拋擲式固態(tài)硼氫化鈉燃料電池供氫系統(tǒng)及方法，可以用于無(wú)人機(jī)、無(wú)人飛行器等等。

背景技術(shù)

由于燃料電池發(fā)電效率高、氫氣燃料豐富可再生、排放無(wú)污染等特性，符合現(xiàn)代社會(huì)新能源發(fā)展需求，得到大力發(fā)展，作為新能源供電和新能源動(dòng)力應(yīng)用在微電網(wǎng)、基站、汽車等領(lǐng)域。傳統(tǒng)燃料電池氫源主要以高壓氫氣瓶為主，但無(wú)人機(jī)由于作業(yè)任務(wù)需要頻繁運(yùn)輸，隨機(jī)攜運(yùn)的高壓氫氣瓶存在泄漏易燃易爆等特性，需要充分的安全保障措施，因此導(dǎo)致工作量大大增加。

化學(xué)儲(chǔ)氫材料中，硼氫化鈉儲(chǔ)氫密度高，自身含氫量達(dá)到10.6％，約為常規(guī)金屬氫化物的5倍。硼氫化鈉在空氣中較穩(wěn)定，溶于水形成液態(tài)儲(chǔ)氫材料，沒有自燃、爆炸的危險(xiǎn)。啟動(dòng)時(shí)間短、反應(yīng)條件低，最低放氫溫度可達(dá)--40℃。與傳統(tǒng)化學(xué)氫化物的改質(zhì)相比(甲烷、甲醇等)，硼氫化鈉產(chǎn)氫流程簡(jiǎn)單，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，產(chǎn)氫速度可調(diào)，因此作為燃料電池氫源有很好的應(yīng)用前景。

專利201420095666.5提到了一種燃料電池供氫系統(tǒng)，由裝有硼氫化鈉溶液的儲(chǔ)液罐、多個(gè)子反應(yīng)罐和冷凝裝置構(gòu)成。但硼氫化鈉溶液配比需要大量水，很大程度上增加了燃料電池系統(tǒng)重量，不能滿足質(zhì)量要求嚴(yán)格的無(wú)人機(jī)的燃料電池氫源需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種拋擲式固態(tài)硼氫化鈉燃料電池供氫系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氫供氫一體化，減輕燃料電池系統(tǒng)及無(wú)人機(jī)載荷重量、增加無(wú)人機(jī)巡航時(shí)長(zhǎng)，并消除氫源儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的安全隱患。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種拋擲式固態(tài)硼氫化鈉燃料電池供氫系統(tǒng)，包括產(chǎn)氫模塊、供氫模塊、廢罐拋擲模塊和控制模塊；

所述產(chǎn)氫模塊包括N組能量罐組、注水電磁閥、供水電磁閥、水泵和水罐；每組能量罐組與一個(gè)注水電磁閥連接，各個(gè)注水電磁閥與供水電磁閥連接，供水電磁閥與水泵連接，水泵與水罐連接；每組能量罐組包括至少一個(gè)固態(tài)硼氫化鈉能量罐；

所述供氫模塊包括氫氣集氣接頭、氫氣緩沖罐、供氫減壓閥、供氫電磁閥、氫氣壓力傳感器；所述氫氣集氣接頭設(shè)有多個(gè)進(jìn)氣口，每個(gè)進(jìn)氣口分別與一個(gè)硼氫化鈉能量罐的出氣管相連，所述氫氣集氣接頭的出氣口與所述氫氣緩沖罐相連；所述供氫減壓閥的一端連接氫氣緩沖罐，另一端連接供氫電磁閥，供氫電磁閥的另一端與燃料電池反應(yīng)堆相連；所述氫氣壓力傳感器設(shè)置在氫氣集氣接頭上；

所述廢罐拋擲模塊包括支架和電磁底座，所述電磁底座固定在支架上，各個(gè)所述硼氫化鈉能量罐均安裝在電磁底座上，并能夠被電磁底座釋放；

所述控制模塊通過(guò)導(dǎo)線與水泵、供水電磁閥、注水電磁閥、供氫電磁閥、氫氣壓力傳感器、電磁底座相連。

在所述電磁底座上對(duì)應(yīng)每個(gè)硼氫化鈉能量罐均設(shè)有至少兩個(gè)磁金屬環(huán)，對(duì)應(yīng)每個(gè)磁金屬環(huán)，設(shè)有至少一個(gè)彈簧；

在每個(gè)所述硼氫化鈉能量罐的下部均設(shè)有溝槽，每個(gè)溝槽對(duì)應(yīng)一個(gè)磁金屬環(huán)，所述磁金屬環(huán)的內(nèi)側(cè)與所述硼氫化鈉能量罐的外表面形狀吻合，并與溝槽等寬，所述磁金屬環(huán)的外側(cè)與彈簧的一端連接，彈簧的另一端與支架連接。