[發明專利]一種自凈化的燃料電池系統及自凈化方法

有效

• 申請號: 201810671132.5
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108987768B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 劉潤寶;周宇昊;牟敏;林達;鄭夢超;趙大周;梁晶;劉心喜;劉麗麗;高為
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/04223
• 分類號: H01M8/04223
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

本發明涉及一種自凈化的燃料電池系統及自凈化方法，屬于新能源利用技術領域，具體用于燃料電池系統內部的自我凈化。本發明包括陽極和陰極，陽極和陰極之間形成一個用于存放電解質的容納空間，其結構特點在于：還包括電力負荷控制裝置、超聲波發生器、臭氧發生器、超聲波傳輸管道、臭氧傳輸管道、燃料傳輸管道和空氣傳輸管道，陽極和陰極均與電力負荷控制裝置連接，超聲波發生器通過超聲波傳輸管道與陽極連接，臭氧發生器通過臭氧傳輸管道與陽極連接，燃料傳輸管道與陽極連接，空氣傳輸管道與陰極連接。延長了燃料電池系統的生命周期，提高了系統運行效率。

技術領域

本發明涉及一種自凈化的燃料電池系統及自凈化方法，屬于新能源利用技術領域，具體用于燃料電池系統內部的自我凈化。

背景技術

燃料電池系統是一種高效清潔的電化學發電裝置，將燃料與氧化劑的化學能通過電化學反應直接轉換成電能。相比傳統的燃燒發電，燃料電池不受卡諾循環限制，理論效率甚至可接近100%，且由于運行溫度較低，氧化氮、氧化硫等燃燒副產物極少，大大降低了對大氣的污染。燃料電池已成功應用在航天、船舶、汽車、家用電源和充電設備等領域，然而，由于燃料反應過程中雜質產生及沉淀的原因，使得電極和電解液的狀況偏離預期設置，逐漸鈍化，效率降低，直至失效。

此外，由于負荷不穩定，燃料電池輸出也隨之變化。很多副產品是由于燃料電池反應不充分而產生的，頻繁地改變運行工況，也將使得燃料電池內部產生更多的雜質，加速了沉淀及鈍化的過程，使得這個問題更為嚴重。

綜上所述，目前還沒有一種燃料電池系統可以合理，經濟，高效的方法去解決電極和電解質鈍化的問題。

有鑒于此，在申請號為200610079896.2的專利文獻中公開了一種用于凈化燃料電池系統的方法，其包括：檢測用于停止該燃料電池系統運行的信號；切斷該燃料電池系統的電力輸出；驅動該燃料電池系統的燃料供應單元的蒸汽發生器一定時間，從而產生蒸汽；確認該燃料電池系統的凈化操作是否已完成；以及停止該燃料電池系統，其中該燃料電池系統通過使用由該蒸汽發生器產生的蒸汽進行凈化。上述對比文件存在電極和電解質易鈍化的缺點。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理的自凈化的燃料電池系統及自凈化方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：該自凈化的燃料電池系統，包括陽極和陰極，所述陽極和陰極之間形成一個用于存放電解質的容納空間，其結構特點在于：還包括電力負荷控制裝置、超聲波發生器、臭氧發生器、超聲波傳輸管道、臭氧傳輸管道、燃料傳輸管道和空氣傳輸管道，所述陽極和陰極均與電力負荷控制裝置連接，所述超聲波發生器通過超聲波傳輸管道與陽極連接，所述臭氧發生器通過臭氧傳輸管道與陽極連接，所述燃料傳輸管道與陽極連接，所述空氣傳輸管道與陰極連接。延長了燃料電池系統的生命周期，提高了系統運行效率。

進一步地，所述容納空間內裝有電解質。

進一步地，所述陽極、陰極和電解質組成燃料電池。

進一步地，所述超聲波發生器和臭氧發生器與一個或多個燃料電池連接。

進一步地，所述超聲波發生器和臭氧發生器與一個或多個陽極連接。

進一步地，所述電力負荷控制裝置與感應裝置連接。