[實用新型]一種基于水自循環(huán)的應(yīng)用在線供氫的燃料電池系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820835623.4
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN208939084U
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高錢;魏存弟;安琦;劉州;劉丹;徐少南
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: H01M8/0606
• 分類號: H01M8/0606
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標(biāo)代理有限公司 11012
• 代理人: 熊保

1.一種基于水自循環(huán)的應(yīng)用在線供氫的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料電池系統(tǒng)包括：

在線供氫單元，用于使待進行水解制氫的反應(yīng)物塊與水接觸進行水解制氫反應(yīng)，以提供氫氣；

燃料電池單元，用于以來自所述在線供氫單元的氫氣為燃料并將氫與氧反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；

水循環(huán)單元，用于將燃料電池單元發(fā)電后所排放的氣水混合物中的至少部分水回收，并作為水解制氫反應(yīng)用水送入所述在線供氫單元循環(huán)利用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述在線供氫單元包括：

反應(yīng)容器，用于使待進行水解制氫的反應(yīng)物塊與水接觸進行水解制氫反應(yīng)；和

氫氣緩沖容器，用于對來自所述反應(yīng)容器的氫氣進行儲存和緩沖。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述水循環(huán)單元包括：

氣液分離器，用于對來自所述燃料電池單元的氣水混合物進行氣液分離，以排出分離后的氣相物流并得到一次液態(tài)水；

換熱器，用于對所述氣液分離器排出的氣相物流進行進一步換熱冷卻以冷凝出二次液態(tài)水；

水容器，用于儲存來自所述氣液分離器的一次液體水和來自所述換熱器的二次液態(tài)水；

輸水裝置，用于將所述水容器內(nèi)的水作為水解制氫反應(yīng)用水送入所述反應(yīng)容器以循環(huán)利用；和

水容器出水管，用于將所述水容器內(nèi)的水送入所述輸水裝置的進水口。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)容器上部設(shè)有反應(yīng)容器進水管和反應(yīng)容器排氣管、下部設(shè)有反應(yīng)容器出水管、內(nèi)部設(shè)有置物架和過濾裝置；其中，所述置物架懸空固定在所述反應(yīng)器內(nèi)部，用于擱置待進行水解制氫的反應(yīng)物塊并使所述反應(yīng)物塊與所述反應(yīng)容器的底部之間留有距離；所述反應(yīng)容器出水管的第一端位于所述反應(yīng)容器內(nèi)、第二端連接至所述輸水裝置的進水口，用于將所述反應(yīng)容器下部匯集的水送入所述輸水裝置，所述過濾裝置設(shè)置于所述反應(yīng)容器出水管的第一端；所述反應(yīng)容器進水管的第一端連接至所述輸水裝置的出水口、第二端位于所述反應(yīng)容器內(nèi)置物架的上方，用于將來自所述輸水裝置的出水噴淋至所述置物架上的反應(yīng)物塊；所述反應(yīng)容器排氣管用于將反應(yīng)容器內(nèi)產(chǎn)生的氫氣送入所述氫氣緩沖容器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾裝置為套設(shè)在所述進水管第一端上的一層200目濾布。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)容器內(nèi)還沿縱向設(shè)有導(dǎo)流筒，所述置物架固定在所述導(dǎo)流筒的內(nèi)壁上，所述導(dǎo)流筒的上端高于所述置物架，所述導(dǎo)流筒的下部與所述反應(yīng)容器連通，以使進行水解制氫反應(yīng)后順導(dǎo)流筒而下的水可以流入反應(yīng)容器內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)流筒的下端連接至所述反應(yīng)容器的底端，所述導(dǎo)流筒下部的側(cè)壁上設(shè)有一個或多個開孔以便排水。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述置物架呈網(wǎng)狀或格柵狀。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)容器排氣管位于反應(yīng)容器內(nèi)的一端的正下方設(shè)有擋板，所述擋板的位置高于所述導(dǎo)流筒，用于使至少部分待排出的氫氣折流后再經(jīng)由所述反應(yīng)容器排氣管排出。

10.根據(jù)權(quán)利要求4-9中任一項所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)容器出水管和水容器出水管被配置為同時或分別向所述輸水裝置供水；

所述輸水裝置被配置為根據(jù)所述氫氣緩沖容器內(nèi)的氫氣量和/或壓力調(diào)節(jié)自身的輸水量。

11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)物塊為可進行水解制氫反應(yīng)的鋁鎵基合金，或者反應(yīng)物塊為可進行水解制氫反應(yīng)的鋁鎵銦錫合金。