[發明專利]一種燃料電池系統的供氫裝置及其運行方法

有效

• 申請號: 201810448704.3
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN110474071B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 顧志軍
• 申請（專利權）人: 江蘇清能新能源技術股份有限公司;海盛氫能汽車有限公司
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/04955
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 鄒玲

本發明公開了一種可以保護燃料電池，延長燃料電池使用壽命的供氫裝置及其運行方法。該供氫裝置包括大容量儲氫裝置，第一關斷閥，小容量儲氫裝置，第二關斷閥，減壓閥等。所述的小容量儲氫裝置在燃料電池工作時自動被充滿燃料氣體，當燃料電池處于待機條件時，通過控制第二關斷閥的開關時間和周期，將燃料氣體輸送進入燃料電池內，來實現對燃料電池的保護，延長燃料電池壽命。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，更具體地涉及一種燃料電池的供氫裝置及其運行方法。

背景技術

燃料電池，能以較高的效率將氫氣與氧氣(通常是空氣中的氧氣)直接轉化為電能，反應副產品是純水。因此具有節能、環保等優點。而燃料電池系統待機時燃料電池的保護，對于燃料電池的壽命有非常大的影響。由于燃料電池系統待機的時候，外部大容量的儲氫裝置關閉，無法維持陽極的氫氣的供應，燃料電池自身不是完全的密封，導致系統內部陽極的氫氣會慢慢被陰極的空氣置換，導致每次重新開機的時候，陽極充滿空氣，當氫氣進入陽極時，燃料電池的壽命就會受到影響。因此，本領域急需開發一種新的能夠保護燃料電池，增加燃料電池壽命的供氫裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種在燃料電池待機時能夠維持燃料電池內部供氫的供氫裝置。

在本發明中，本發明提供了一種燃料電池的供氫裝置及其運行方法。

在本發明的第一方面，本發明提供了一種燃料電池系統的供氫裝置。所述供氫裝置設于燃料電池堆之前，所述裝置包括包含大容量儲氫裝置、第一關斷閥、小容量儲氫裝置、第二關斷閥以及減壓裝置，所述大容量儲氫裝置與所述第一關斷閥連接，所述小容量儲氫裝置設在所述大容量儲氫裝置與燃料電池堆之間；

所述大容量儲氫裝置、第一關斷閥、小容量儲氫裝置、第二關斷閥以及所述減壓裝置通過氫氣管路相互連接；

其中，所述小容量儲氫裝置的儲氫量小于等于所述大容量儲氫裝置的儲氫量的千分之一。

使用時，所述小容量儲氫裝置的壓力小于所述大容量儲氫罐內的壓力。

在另一優選例中，所述第一關斷閥和所述小容量儲氫裝置之間設有第一減壓裝置。

在另一優選例中，所述小容量儲氫裝置和燃料電池電堆之間設有第二減壓裝置。

優選地，所述大容量儲氫裝置為高壓儲氫罐，所述高壓儲氫罐的最高儲氫壓力為35兆帕-70兆帕。

優選地，所述小容量儲氫裝置為低壓儲氫罐，所述低壓儲氫罐的最高儲氫壓力為0.2兆帕到4兆帕。

優選地，所述小容量儲氫裝置中包括氫氣吸附材料，所述氫氣吸附材料用于在壓力、溫度等環境條件發生變化時吸附或釋放氫氣。

在另一優選例中，所述小容量儲氫裝置包括過濾器，所述過濾器用于防止氫氣吸附材料進入燃料電池堆或氫氣管路。

在另一優選例中，所述小容量儲氫裝置和所述第二關斷閥串聯在所述大容量儲氫裝置和所述第一關斷閥之后，設于燃料電池堆之前。

在另一優選例中，所述小容量儲氫裝置和所述第二關斷閥并聯在從所述大容量儲氫裝置到燃料電池堆和所述減壓裝置之前的氫氣管路上。

所述氫氣吸附材料為碳納米管或金屬儲氫合金。

所述氫氣吸附材料能夠在零下30度到零上70度范圍內吸附和釋放氫氣。

所述大容量儲氫裝置用于為主負載供氫，所述小容量儲氫裝置用于輔助功能的供氫。

所述輔助功能在主負載不運行時運行。

在本發明的第二方面，本發明提供了一種燃料電池的供氫裝置的運行方法，所述方法包括以下步驟：

(a)提供一燃料電池堆；