[發明專利]氣體體積測量裝置及燃料電池組件

在審

• 申請號: 201710153078.0
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106949943A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 汪廣進;劉海;文勝;龔春麗;程凡;汪杰;鄭譞;鄭根穩;張松;楊寬;張丙青;舒宏暉
• 申請（專利權）人: 湖北工程學院
• 主分類號: G01F22/00
• 分類號: G01F22/00;H01M8/0438
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 金相允

技術領域

本發明涉及實驗設備領域，具體地，涉及一種氣體體積測量裝置及燃料電池組件。

背景技術

質子交換膜燃料電池(proton exchange membrane fuel cell，即PEMFC)是一種燃料電池，在原理上相當于水電解的“逆”裝置。其單電池由陽極、陰極和質子交換膜組成，陽極為氫燃料發生氧化的場所，陰極為氧化劑還原的場所，兩極都含有加速電極電化學反應的催化劑，質子交換膜作為傳遞H⁺的介質，只允許H⁺通過，而H₂失去的電子則從導線通過；工作時相當于一個直流電源，陽極即電源負極，陰極即電源正極。

PEMFC由于其環境友好性，能量轉換率高、無噪聲、響應快速等優點，被認為今后重點發展的新能源發電裝置。PEMFC運行時其排氫方式分為脈沖排氫和常排，試驗過程中需要收集排氫量，計算燃料電池氫氣利用率和系統效率。

現有的測試燃料電池的排氫量主要分為兩種：

其一是采用高精密氣體流量計對燃料電池排放的氫氣進行測量，但由于燃料電池排除氫氣的同時帶有水汽，因此需要對尾排氫氣進行除濕，因此需要增加干燥裝置對排放的氫氣進行干燥，然而增加干燥裝置會帶有一定流阻，而燃料電池運行時對氫氣路需要進行壓力控制，對渦街、靶式、孔板型氣體流量計來說，測試低流量值的脈沖排氫的燃料電池時，氫氣流量的測試結果將會非常不準確。

其二是采用排水法收集燃料電池尾排氫氣含量，此種方法測試成本低，方便操作；但是傳統排水法測試的缺點是容易因為操作導致測試量偏差，影響數據準確性。同時氫氣是危險氣體，傳統排水法測試氫氣排放量帶有一定危險性。

發明內容

為了改善現有技術的不足，本發明的目的在于提供了一種氣體體積測量裝置，以解決現有技術中存在的采用高精密氣體流量計對燃料電池排放的氫氣進行測量，但由于燃料電池排除氫氣的同時帶有水汽，需要對尾排氫氣進行除濕，因此需要增加干燥裝置對排放的氫氣進行干燥，然而增加干燥裝置會帶有一定流阻，會對氫氣流量的測試結果造成影響；采用排水法收集燃料電池尾排氫氣含量，容易因為操作導致測試量偏差，影響數據準確性，同時氫氣是危險氣體，傳統排水法測試氫氣排放量帶有一定危險性的技術問題。

在本發明的實施例中提供了一種氣體體積測量裝置，所述氣體體積測量裝置包括有相對位置關系固定的第一容器和第二容器，所述第一容器用于放置液體，所述第一容器和第二容器均設置有開口；所述第二容器的開口位于所述第一容器內，且在所述第一容器內的液面下，且所述第一容器的容器腔與所述第二容器的容器腔相連通；所述第二容器上還設置有進氣口，且所述進氣口上設置有進氣閥門，用于控制所述進氣口的開閉。

優選地，所述第一容器的側面設置有水位指示柱，水位指示柱上設置有刻度線，所述水位指示柱用于顯示放置于所述第一容器內液體的液面高度值。

優選地，所述第二容器上還設置有排氣口，所述排氣口上設置有排氣閥門，用于控制所述排氣口的開閉。

優選地，所述排氣口外設置有稀釋機構，用于對從所述排氣口中排出的氣體進行稀釋后在排入空氣中。

優選地，所述稀釋機構為設置有排氣口外的風扇，所述風扇轉動產生大量氣流對從所述排氣口排出的氣體進行稀釋。

優選地，所述氣體體積測量裝置上還設置有計時單元，所述計時單元用于計算所述氣體體積測量裝置的使用時間。

優選地，所述氣體體積測量裝置還包括有計算單元，所述計算單元能夠獲取水位指示柱的差值和計時單元的計時結果，并得到單位時間內水位指示柱的差值結果。

優選地，所述第一容器上還設置有排水口，所述排水口用于將所述氣體體積測量裝置內的液體從所述第一容器和第二容器內排出；所述排水口上設置有排水閥門，用于控制所述排水口的開閉。

優選地，所述第二容器上還設置有循環氣路出口，所述進氣口與燃料電池的氫循環泵出口相接，所述循環氣路出口與燃料電池的單向閥相接；所述循環氣路出口上設置有循環氣路出口閥門，用于控制所述循環氣路出口的開閉。

在本發明的實施例中提供了一種燃料電池組件，包括燃料電池和上所述的氣體體積測量裝置，所述燃料電池的排氫管路與所述進氣口相接。