[發明專利]一種雙向可逆燃料電池系統

有效

• 申請號: 201710631167.1
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107546401B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 邱殿凱;彭林法;邵恒;易培云;來新民
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04186;H01M8/0656;H01M8/2457
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 王小榮

1.一種雙向可逆燃料電池系統，其特征在于，該系統包括可逆燃料電池模塊(1)、分別與可逆燃料電池模塊(1)相連通的氫氣儲存模塊(2)、氧氣儲存模塊(3)、儲水模塊(4)以及與可逆燃料電池模塊(1)電連接的電源轉換模塊(5)，所述的可逆燃料電池模塊(1)包括多個相互串聯的單電池(6)，所述的單電池(6)包括分別與氧氣儲存模塊(3)及儲水模塊(4)相連通的雙流道氧氣側極板、與氫氣儲存模塊(2)相連通的氫氣側極板以及設置在雙流道氧氣側極板與氫氣側極板之間的膜電極組件；

所述的雙流道氧氣側極板包括氧氣側極板基體(7)以及開設在氧氣側極板基體(7)內的雙流道，該雙流道包括開設在氧氣側極板基體(7)內并與氧氣儲存模塊(3)相連通的氧氣流道(8)、開設在氧氣側極板基體(7)內并與儲水模塊(4)相連通的水流道(9)以及設置在氧氣流道(8)與水流道(9)之間的微細管道(10)，所述的氧氣流道(8)通過微細管道(10)與水流道(9)相連通；

所述的膜電極組件包括設置在雙流道氧氣側極板與氫氣側極板之間的質子交換膜，該質子交換膜與雙流道氧氣側極板之間設有氣體擴散層(11)及催化劑層(12)，所述的氣體擴散層(11)與雙流道氧氣側極板相貼合，所述的催化劑層(12)與質子交換膜相貼合；

所述的氣體擴散層(11)上均勻開設有多個孔洞，所述的孔洞的內壁上設有電活性聚合物薄膜。

2.根據權利要求1所述的一種雙向可逆燃料電池系統，其特征在于，所述的電活性聚合物薄膜為含氟摻雜類聚合物有序薄膜。

3.根據權利要求1所述的一種雙向可逆燃料電池系統，其特征在于，所述的催化劑層(12)內設有催化劑，該催化劑為負載Pt的IrO_x/SrIrO₃。

4.根據權利要求1所述的一種雙向可逆燃料電池系統，其特征在于，所述的氫氣側極板內設有氫氣流道。

5.根據權利要求1所述的一種雙向可逆燃料電池系統，其特征在于，所述的可逆燃料電池模塊(1)還包括一對相對設置的端板(13)以及將兩端板(13)固定連接在一起的夾緊元件(14)，所述的單電池(6)設置在兩端板(13)之間，并且所述的單電池(6)與端板(13)之間設有絕緣層(15)。

6.根據權利要求5所述的一種雙向可逆燃料電池系統，其特征在于，所述的端板(13)上開設有分別與氧氣儲存模塊(3)相連通的氧氣進口(16)及氧氣出口(17)、分別與儲水模塊(4)相連通的水進口(18)及水出口(19)、分別與氫氣儲存模塊(2)相連通的氫氣進口(20)及氫氣出口(21)，所述的氧氣進口(16)與氧氣儲存模塊(3)之間、水進口(18)與儲水模塊(4)之間、氫氣進口(20)與氫氣儲存模塊(2)之間均設有減壓調節模塊(22)，所述的氧氣出口(17)與氧氣儲存模塊(3)之間、水出口(19)與儲水模塊(4)之間、氫氣出口(21)與氫氣儲存模塊(2)之間均設有增壓調節模塊(23)。

7.根據權利要求6所述的一種雙向可逆燃料電池系統，其特征在于，所述的氧氣儲存模塊(3)與氧氣進口(16)及氧氣出口(17)之間、儲水模塊(4)與水進口(18)及水出口(19)之間、氫氣儲存模塊(2)與氫氣進口(20)及氫氣出口(21)之間均設有電磁開關(24)及流量調節模塊(25)。