[發明專利]一種新型低溫醇類重整燃料電池系統

在審

• 申請號: 202010547483.2
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111668510A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 余皎;沈建躍
• 申請（專利權）人: 蘇州氫潔電源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04014
• 分類號: H01M8/04014;H01M8/0612;H01M8/1011
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種新型低溫醇類重整燃料電池系統。本發明的技術方案是：包括燃料制備系統模塊、重整器、CO優先選擇氧化器和低溫電堆，燃料制備系統模塊包括控制器、甲醇水混合箱、與甲醇水混合箱連接甲醇供給單元以及水供給單元，甲醇水混合箱連接混合液計量泵，甲醇水混合箱、甲醇箱以及水箱能夠發送液位信號至控制器，控制器能夠發送驅動信號至甲醇計量泵、水計量泵以及混合液計量泵；所述混合液計量泵連接重整器，重整器的氫氣混合氣的出口連接能夠去除CO的CO優先氧化反應器所述換熱器輸送75~80℃的低溫混合氣進入低溫電堆。本發明提供的方案能夠實現水溶液自供給、甲醇水配比靈活調整且能夠提高燃料電池續航里程。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，特別涉及一種新型低溫醇類重整燃料電池系統。

背景技術

重整反應以甲醇為例主要方程式為：CH3OH+H2O→CO2+3H2，重整反應燃料為一定質量濃度的醇類水溶液。現行甲醇重整燃料電池系統燃料供應裝置為類似燃油汽車的燃油箱，燃料已經按照比例配合好。反應完畢后，生成的水與其它氣體一同排到大氣中，沒有被循環利用。

由于燃料電池中的化學反應：3H2+1.5O2→3H2O，反應完畢會生成水，將燃料電池反應過程中生成的水凝結回收1/3，即可滿足甲醇重整所需要的水量。由于燃料電池反應生成的水量多于甲醇重整過程需要的水量，因此這在理論上說明我們的系統循環回收水是可行的。

現有甲醇重整燃料電池系統存在以下缺點及不足：1.配備甲醇水混合箱大，增加車輛重量，減少車輛負載能力。由于箱體中有大量水，甲醇水箱容積大，質量相應增加，導致車輛續航里程減少，而且加注頻繁；2.相對現行直接注入按配合比配合完成的醇類水溶液，由于重整反應響應范圍較大，如果需要對醇類水溶液配合比進行調整，現行產品由于原料配合比已經固定，所以無法進行調節。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的主要目的在于提供一種能夠實現水溶液自供給、甲醇水配比靈活調整且能夠提高燃料電池續航里程的新型低溫醇類重整燃料電池系統。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種新型低溫醇類重整燃料電池系統，其特征在于：包括燃料制備系統模塊、重整器、CO優先選擇氧化器和低溫電堆，所述燃料制備系統模塊包括控制器、甲醇水混合箱、與甲醇水混合箱連接甲醇供給單元以及水供給單元，所述甲醇供給單元包括依次連接的甲醇箱與甲醇計量泵，所述水供給單元包括依次連接的水箱與水計量泵，所述甲醇水混合箱連接混合液計量泵，所述甲醇水混合箱、甲醇箱以及水箱能夠發送液位信號至控制器，所述控制器能夠發送驅動信號至甲醇計量泵、水計量泵以及混合液計量泵，所述混合液計量泵連接重整器，所述重整器的氫氣混合氣的出口連接能夠去除CO的CO優先氧化反應器，氫氣混合氣經過CO優先氧化反應器后進入換熱器，所述換熱器輸送75~80℃的低溫混合氣進入低溫電堆，所述低溫電堆排出低溫水到去離子器，所述去離子器連接水泵，所述水泵連接三通調節閥，所述三通調節閥一端連接水箱，另一端為排水端。

優選的，從所述CO優先氧化反應器排出的混合氣的溫度在300℃左右。

優選的，所述水箱以及甲醇箱分別連接有液位計。

本發明相對于現有技術具有如下優點，低溫電堆反應產物為75~80℃之間的液態水可直接通入去離子器除去離子，通過水泵和三通調節閥泵入水箱，充分利用水資源。

正常工作時，甲醇箱和水箱一次注入完成，電堆系統啟動。水箱水量漸漸減少，通過此系統可充分利用電堆反應生成的高溫水回收利用，逐漸補充水箱水量，三通調節閥是否外排由水箱內的液位計的參數控制。充分利用換熱器的熱量用以提供重整器入口甲醇水氣化需要的熱量，達到能量完全利用。

附圖說明

圖1為本發明的一種新型低溫醇類重整燃料電池系統的結構框圖。