[發明專利]氫氧燃料電池與固態堿性金屬硼氫化物一體化制氫及發電系統

有效

• 申請號: 201810814565.1
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN109286032B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 張兄文;何麗美;張強
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01M8/0606
• 分類號: H01M8/0606;H01M8/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種氫氧燃料電池與固態堿性金屬硼氫化物一體化制氫及發電系統，其特征在于，包括氫氣發生器(5)、氫氣預熱器(7)、燃料電池(2)、冷凝器(4)、引風機(3)、空氣預熱器(1)、電加熱器(13)及蓄電池系統；

氫氣發生器(5)的氣體出口(2E)與氫氣預熱器(7)的吸熱側入口相連通，氫氣預熱器(7)的吸熱側出口與燃料電池(2)的陽極氣體入口相連通，燃料電池(2)的陽極氣體出口與氫氣預熱器(7)的放熱側入口相連通，氫氣預熱器(7)的放熱側出口與冷凝器(4)的管側入口相連通，冷凝器(4)的管側出口與氫氣發生器(5)的液體入口(2F)相連通；

引風機(3)的氣體出口與冷凝器(4)的殼側入口相連通，冷凝器(4)的殼側出口與空氣預熱器(1)的吸熱側入口相連通，空氣預熱器(1)的吸熱側出口與電加熱器(13)的氣體入口相連通，電加熱器(13)的氣體出口與燃料電池(2)的陰極氣體入口相連通，燃料電池(2)的陰極氣體出口與空氣預熱器(1)的放熱側入口相連通，空氣預熱器(1)的放熱側出口與外界相連通；燃料電池(2)的正極及負極與蓄電池系統相連接；

氫氣發生器(5)為殼體側壁開口的中空箱體結構，其中，開口的位置處覆蓋有密封蓋板(2D)，密封蓋板(2D)通過法蘭及密封圈與殼體相連接，殼體內設置有燃料盒(2B)及超聲波液體霧化器(2A)，燃料盒(2B)內裝有固體燃料(2C)，燃料盒(2B)的上下側壁上開設有若干孔洞，以便燃料盒(2B)內外保持連通，燃料盒(2B)的外部空間為氣液混流腔體(201)，氣體在燃料盒(2B)內與氣液混流腔體(201)之間能夠自由流動，燃料盒(2B)與密封蓋板(2D)之間通過楔形插槽固定連接，殼體的底部與燃料盒(2B)之間有間隙，液體位于殼體的底部，超聲波液體霧化器(2A)的入口與殼體底部的液體相連通，氣體出口(2E)及液體入口(2F)均位于殼體的頂部，氣體出口(2E)處設置有透氣閥，通過透氣閥阻止液體通過。

2.根據權利要求1所述的氫氧燃料電池與固態堿性金屬硼氫化物一體化制氫及發電系統，其特征在于，蓄電池系統包括DC-DC轉換器(16)、第一電阻(18)、第二電阻(19)、穩壓二極管(17)、三極管(20)及蓄電池(15)；

燃料電池(2)的正極及負極與DC-DC轉換器(16)的輸入端連接，第一電阻(18)的一端與燃料電池(2)的負極相連接，第一電阻(18)的另一端與第二電阻(19)的一端及穩壓二極管(17)的陽極相連接，穩壓二極管(17)的陰極與燃料電池(2)的負極相連接，第二電阻(19)的另一端與三極管(20)的基極相連接，三極管(20)的集電極與蓄電池(15)相連接，三極管(20)的發射極接地，DC-DC轉換器(16)的輸出端與蓄電池(15)相連接。

3.根據權利要求1所述的氫氧燃料電池與固態堿性金屬硼氫化物一體化制氫及發電系統，其特征在于，氫氣發生器(5)的氣體出口(2E)連通有安全閥(10)。

4.根據權利要求3所述的氫氧燃料電池與固態堿性金屬硼氫化物一體化制氫及發電系統，其特征在于，還包括PIC微型控制器(21)、用于檢測氫氣發生器(5)氣體出口(2E)處氫氣溫度的第一溫度傳感器(8)、用于檢測氫氣發生器(5)氣體出口(2E)處氫氣壓力的壓力傳感器(9)、用于檢測燃料電池(2)輸出電壓的電壓傳感器(11)、用于檢測燃料電池(2)輸出電流的電流傳感器(12)、用于檢測氫氣發生器(5)液體入口(2F)處水溫的第二溫度傳感器(6)以及用于檢測電加熱器(13)空氣入口處空氣溫度的第三溫度傳感器(14)，PIC微型控制器(21)的輸入端與第一溫度傳感器(8)、第二溫度傳感器(6)、第三溫度傳感器(14)、壓力傳感器(9)、電流傳感器(12)及電壓傳感器(11)相連接，PIC微型控制器(21)的輸出端與引風機(3)的控制端、安全閥(10)的控制端、電加熱器(13)的控制端及DC-DC轉換器(16)的電流控制端相連接。

5.根據權利要求1所述的氫氧燃料電池與固態堿性金屬硼氫化物一體化制氫及發電系統，其特征在于，燃料電池(2)為固體氧化物燃料電池、堿性燃料電池或熔融碳酸鹽燃料電池。