[實用新型]一種氫氣凈化裝置及包含其的氫氧燃料電池系統

有效

• 申請號: 201821156560.6
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN208723001U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 李海龍
• 申請（專利權）人: 深圳亞華偉翌科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/0662;H01M8/1007
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 尹力

本實用新型提供了一種氫氣凈化裝置及包含其的氫氧燃料電池系統。該氫氣凈化裝置設置第一回流單元，能起到初步過濾水霧并回流冷凝液的目的；接著，與第一回流單元連通設置至少一級散熱單元，氫氣經第一回流單元進入散熱單元中，通過散熱單元使氫氣快速散熱，隨著氫氣溫度的迅速降低，氫氣中的氣霧迅速冷凝，極大地減少了氫氣中水和鹽堿等雜質的含量；再者，與散熱單元連通設置過濾干燥單元，從散熱單元出來的氫氣進入過濾干燥單元中，通過過濾干燥單元去除氫氣中的水蒸氣、SO₂等雜質，最終通過第一回流單元、散熱單元和過濾干燥單元使整個氫氣凈化裝置的冷凝效率高和凈化效果好，經測試，氫氣純度可以達到99.9999％。

技術領域

本實用新型屬于氫氧燃料電池技術領域，具體涉及一種氫氣凈化裝置及包含其的氫氧燃料電池系統。

背景技術

燃料電池是一種很有發展前途的新的動力電源，一般以氫氣、碳、甲醇、硼氫化物、煤氣或天然氣為燃料，并作為負極，用空氣中的氧作為正極。其中常見的一種便是質子交換膜燃料電池(PEMFC)，其能量密度和能量轉換效率高、清潔無污染，而且工作溫度低、啟動快。其以氫氣作為燃料，并使用高壓氫氣瓶等作為氫氣源。

目前，氫氣的制備方法眾多，可以通過化學方法對化合物進行重整、分解來制氫，也可以通過電解水、微生物等方式來制氫，但是這些制備方法不能滿足產氫量大、純凈、裝置體積小的要求。而金屬氫化物在儲氫量上具有其他材料難以比擬的優勢，通過簡單的水解反應就能大量產氫，NaBH₄、LiBH₄、LiH等都可常溫下與水迅速反應，而且反應生成的氫氣不僅來源于金屬氫化物本身，而是包含了水中的氫。

雖然，金屬氫化物能滿足產氫量大的需求，但是，在實際反應中，由于較快的反應速度和較大的熱效應，氫氣從溶液中逸出過程中會攜帶大量的水蒸氣和溶液的霧狀液滴，例如約有5％～10％的溶液在反應過程中會被氫氣攜帶出去。若直接將其用于氫氧燃料電池，如質子交換膜燃料電池，其中的含有的Na⁺、OH^－、BH_4－及B(OH)_4－等堿性離子雜質會嚴重影響氫氧燃料電池的性能及壽命。

因此，在使用氫氣之前，需要對其進行凈化處理，目前，氫氣凈化一般采用干燥、吸附或者設置氫氣凈化閥的方式來凈化氫氣，如中國專利文獻CN 102668211A就是采用氫氣凈化閥來處理，但是面對含有大量的Na⁺、OH^－、BH_4－及B(OH)_4－等堿性離子雜質的氫氣時，其凈化效果并不理想。

實用新型內容

因此，本實用新型要解決的技術問題在于克服現有技術中的氫氣凈化不徹底，進而影響氫氧燃料電池的性能及壽命的缺陷，從而提供一種氫氣凈化裝置及包含其的氫氧燃料電池系統。

本實用新型所提供的氫氣凈化裝置，包括，

第一回流單元，以過濾水霧并回流冷凝液；

至少一級散熱單元，與所述第一回流單元連通，以使氫氣經所述第一回流單元進入所述散熱單元中；

過濾干燥單元，與所述散熱單元連通，以使從所述散熱單元出來的氫氣進入所述過濾干燥單元中。

進一步地，還包括第二回流單元，設置于所述散熱單元與所述過濾干燥單元之間，以防止冷凝液進入所述過濾干燥單元中。

進一步地，所述第一回流單元包括第一殼體、靠近所述第一殼體底部設置其上的進氣口及靠近所述第一殼體頂部設置其上的出氣口；

導流層，靠近所述進氣口設置于所述第一殼體內，以防止冷凝液被氫氣沖出所述第一殼體，并引導冷凝液回流。

進一步地，所述導流層為泡沫鎳層；