[實用新型]一種純氫純氧高溫電池系統

有效

• 申請號: 201620093105.0
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN205335352U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 沈建躍;陳剛
• 申請（專利權）人: 博源燃料電池（上海）有限公司
• 主分類號: H01M8/1231
• 分類號: H01M8/1231;H01M8/04007;H01M8/04089;H01M8/0606
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及燃料電池領域，特別涉及一種純氫純氧高溫電池系統。

背景技術

現有的車載用燃料電池的原料是空氣和甲醇，甲醇蒸發后在重整室發生重整反應產生氫氣，氫氣與空氣中的氧進入電堆進行反應后發電。這種形式的燃料電池的發電效率還可以得到提高，而且在使用中大量的余熱沒有得到利用。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本實用新型的主要目的在于提供一種可實現在車載燃料電池中實現利用重整器的余熱來自制純氫純氧以進行高效率發電的高溫電池系統。

為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案：一種純氫純氧高溫電池系統，包括純氫產生模塊、純氧產生模塊以及高溫質子交換膜電堆，所述純氫產生模塊包括順序連接的甲醇泵、甲醇過濾器、甲醇重整器以及氫氣分離器，所述純氧產生模塊包括與甲醇重整器連接的氧氣發生器，所述氫氣分離器與氧氣發生器分別與高溫質子交換膜電堆連接，所述純氫產生模塊中設置有用于過濾甲醇水的甲醇過濾器。

優選的，所述氫氣分離器設置在氧氣發生器中。

優選的，所述氫氣分離器中設置有鈀復合膜。

優選的，所述甲醇過濾器包括受熱蒸發模塊以及與受熱蒸發模塊連接的冷凝模塊，所述受熱蒸發模塊包括與甲醇重整器連接的傳熱原件以及承載甲醇水原料的料箱，甲醇受熱蒸發后從料箱進入冷凝模塊，所述冷凝模塊包括冷凝原件與收集室，甲醇蒸汽經過冷凝原件液化后進入收集室。

本實用新型相對于現有技術具有如下優點，甲醇泵從甲醇桶中將甲醇水泵入甲醇過濾器中，甲醇水受熱蒸發得到純度大約99%的甲醇，純甲醇進入甲醇重整器并與氧氣發生器產生的氧氣發生部分氧化以及氧化重整反應得到氫氣、一氧化碳和二氧化碳，此反應為放熱反應，得到的氫氣、一氧化碳和二氧化碳進入氫氣分離器進行提純，在本實用新型中，氫氣分離器設置在氧氣發生器中，這樣設置的好處是，因為分離氫氣需要在480℃的溫度下進行，分離氧氣需要在600℃的溫度下進行，將氫氣分離器設置在氧氣發生器中，可以充分利用氧氣發生器中的熱量，不需要再額外設置加熱器。甲醇水的過濾提純、氧氣發生器中氧氣的分離、氫氣分離器中的氫氣的分離這三個步驟中所有的熱量都是來自甲醇重整器中重整反應所產生的熱量，本實用新型利用甲醇重整器產生的余熱來得到純氫純氧，使得可以在車載燃料電池中得到應用，極大地提高了燃料電池的發電效率。

附圖說明

圖1為本實用新型的純氫純氧高溫電池系統的流程圖；

圖2為本實用新型的甲醇過濾器的結構示意圖。

圖中：1、純氫產生模塊；2、純氧產生模塊；3、電堆；4、受熱蒸發模塊；41、傳熱原件；42、料箱；5、冷凝模塊；51、冷凝原件；52、收集室。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，一種純氫純氧高溫電池系統，包括純氫產生模塊1、純氧產生模塊2以及高溫質子交換膜電堆3，所述純氫產生模塊1包括甲醇重整器，所述純氧產生模塊2與甲醇重整器連接，所述甲醇重整器中發生部分氧化以及氧化重整反應釋放熱量為純氫產生模塊1以及純氧產生模塊2提供熱動力，所述純氫產生模塊1中設置有用于過濾甲醇水的甲醇過濾器。

純氫產生模塊1包括順序連接的甲醇泵、甲醇過濾器、甲醇重整器以及氫氣分離器，所述純氧產生模塊2包括與甲醇重整器連接的氧氣發生器，所述甲醇重整器為甲醇過濾器、氧氣發生器以及氫氣分離器提供熱量，所述氫氣分離器與氧氣發生器分別與高溫質子交換膜電堆3連接。

氫氣分離器設置在氧氣發生器中。因為分離氫氣的溫度要求在480℃左右，分離氧氣的溫度要求在600℃左右，單獨對這兩部分進行加熱來進行分離氧氣和氫氣其成本很高而且效率較低，利用甲醇重整器中釋放的熱量來同時進行氧氣和氫氣的分離提純，效率非常高，而且節能環保。

氫氣分離器中設置有鈀復合膜。鈀復合膜具有很高的透氫速率和透氫選擇性以及良好的化學和熱穩定性，非常適合氫氣的提純。