[實用新型]一種氫燃料電池的尾氣回收利用裝置

有效

• 申請號: 201820187885.4
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN207834460U
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 陳麗鮮;劉雷;韓彬;童路攸;尹佳
• 申請（專利權）人: 浙江衡遠新能源科技有限公司;山東衡遠新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;H01M8/04029;H01M8/04014;H01M8/04746;H01M8/04828
• 代理公司: 臺州市方圓專利事務所(普通合伙) 33107
• 代理人: 周小姣

本實用新型提供了一種氫燃料電池的尾氣回收利用裝置，屬于燃料電池技術領域。它解決了現有的技術沒有對陽極尾氣和陰極尾氣的熱量進行回收利用的問題。本氫燃料電池的尾氣回收利用裝置包括氫燃料電池、氣體混合器和加熱增濕器，加熱增濕器內設置有儲水室、熱交換管以及與熱交換管連接的陰極尾氣分配室，儲水室入口與陽極尾氣出口連接，陰極尾氣分配室連接氫燃料電池的陰極尾氣出口，氣體混合器包括混合腔以及分別與混合腔連接的氫氣回收管路、加濕氣入口管路、氫氣入口管路和混合氣出口管路，混合氣出口管路與氫燃料電池的陽極燃料入口連接，氫氣回收管路與加熱增濕器的出口連接。本尾氣回收利用裝置能夠實現陽極氫氣和陰極熱量的有效回收利用。

技術領域

本實用新型屬于燃料電池技術領域，涉及一種氫燃料電池的尾氣回收利用裝置。

背景技術

燃料電池是一種將化學能轉化成電能的新型能量轉換裝置。一般由三部分組成:陽極、陰極和電解質。其中，陽極發生的是氧化反應，氫氣失電子，變成氫離子，氫離子通過質子交換膜移動到陰極，而電子則通過外部電路運動到陰極，同時，陰極的氧氣得到電子發生還原反應，與氫離子結合生成水。在這個過程中，由于電子的不斷定向運動產生電流，為外部用電器供電。

為了維持燃料電池正常平穩的工作，陰陽極往往需要分別通入過量的經加濕過的空氣氧化劑和氫氣燃料，因此在燃料電池的尾氣中仍存在較多燃料和氧化劑原料，在現有的工藝中尾氣直接排入大氣中，造成資源的浪費，同時高通量H₂排入大氣存在一定的安全隱患。此外，燃料電池內部會因化學反應具有較高的溫度，燃料氣體和氧化劑氣體在經過此高溫區域后將攜帶大量的熱量，若尾氣直接排入大氣，這部分熱量也會直接損失。

針對上述存在的問題，現有中國專利文獻公開了一種氫燃料電池用的排放物回收循環制氫系統【申請號：CN201621128881.6】。所述系統包括制氫反應器、水箱、燃料電池，所述制氫反應器通過第一管道與所述水箱連通；所述水箱通過第二管道與所述制氫反應器連通；所述水箱通過第三管道與所述燃料電池的陽極連通；所述燃料電池的排水口與所述水箱通過第四管道連通。該方案將制氫結構與燃料電池結構相互結合，省去燃料電池內氫氣的潤濕部件，雖然此裝置實現了陽極分離水自動回收和氫氣的安全隔離排放，但是該方案是將分離后的氣體排入到尾氣收集裝置中，沒有對氫氣進行循環再利用，氫燃料的損失問題沒有得到解決，另外，沒有對陰極尾氣的熱量進行回收利用，造成了浪費。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術中存在的上述問題，提出了一種氫燃料電池的尾氣回收利用裝置，該氫燃料電池的尾氣回收利用裝置所要解決的技術問題是：如何實現陽極氫氣和陰極熱量的有效回收利用。

本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現：一種氫燃料電池的尾氣回收利用裝置，包括氫燃料電池、氣體混合器和加熱增濕器，其特征在于，所述加熱增濕器內設置有儲水室、設置在儲水室內的熱交換管以及與熱交換管連接的陰極尾氣分配室，所述儲水室入口與氫燃料電池的陽極尾氣出口連接，所述陰極尾氣分配室連接氫燃料電池的陰極尾氣出口，所述氣體混合器包括混合腔以及分別與混合腔連接的氫氣回收管路、加濕氣入口管路、氫氣入口管路和混合氣出口管路，所述混合氣出口管路與氫燃料電池的陽極燃料入口連接，所述氫氣回收管路與加熱增濕器的出口連接。