[發(fā)明專利]一種燃料電池中壓氫氣穩(wěn)態(tài)循環(huán)利用的系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111933972A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫士琦;袁飛;陳濤;曹立權(quán);侯向理
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江高成綠能科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04119;H01M8/0438;H01M8/04492;H01M8/04746;H01M8/04828;H01M8/0662
• 代理公司: 浙江千克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 楊學(xué)強

1.一種燃料電池中壓氫氣穩(wěn)態(tài)循環(huán)利用的系統(tǒng)，其特征在于：包括依次通過管道連接的減壓閥（1）、比例閥（2）、進氫閥（3）、燃料電池（4）和水汽分離器（5）；所述水汽分離器（5）設(shè)有出氣口和出液口，所述出氣口與所述進氫閥（3）的入口通過回用管路（12）相連，并且所述回用管路（12）上依次設(shè)有緩沖罐（6）和循環(huán)泵（7）；所述出液口與排水管路（13）連通，并且所述排水管路（13）上依次設(shè)有儲水罐（9）和排水閥（10）；所述緩沖罐（6）還與設(shè)有輔助閥（8）的排氫管路（14）連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池中壓氫氣穩(wěn)態(tài)循環(huán)利用的系統(tǒng)，其特征在于：所述燃料電池（4）后端還設(shè)有與所述水汽分離器（5）所在管路并聯(lián)的尾排管路（15），所述尾排管路（15）上設(shè)置有備用閥（11）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池中壓氫氣穩(wěn)態(tài)循環(huán)利用的系統(tǒng)，其特征在于：所述排水管路（13）和排氫管路（14）的末端接至所述尾排管路（15），且接至備用閥（11）的后端。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池中壓氫氣穩(wěn)態(tài)循環(huán)利用的系統(tǒng)，其特征在于：所述進氫閥（3）、輔助閥（8）、排水閥（10）和備用閥（11）均為電磁閥。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池中壓氫氣穩(wěn)態(tài)循環(huán)利用的系統(tǒng)，其特征在于：所述緩沖罐（6）與排氫管路（14）的接口位于緩沖罐（6）的底部；所述緩沖罐（6）與回用管路（12）的接口位于緩沖罐（6）的中上部。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池中壓氫氣穩(wěn)態(tài)循環(huán)利用的系統(tǒng)，其特征在于：所述進氫閥（3）的入口端設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述比例閥（2）電性連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的燃料電池中壓氫氣穩(wěn)態(tài)循環(huán)利用的系統(tǒng)，其特征在于：所述進氫閥（3）的入口端設(shè)有濕度計。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池中壓氫氣穩(wěn)態(tài)循環(huán)利用的系統(tǒng)，其特征在于：所述儲水罐（9）內(nèi)部設(shè)有液位傳感器。

9.一種燃料電池中壓氫氣穩(wěn)態(tài)循環(huán)利用的方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.將中壓氫氣通過減壓閥（1），使壓力降至10-16bar；再由比例閥（2）對氫氣進行壓力和流量調(diào)控，調(diào)至0-1.2bar的燃料電池使用壓力及燃料電池所需流量；

S2：氫氣進入燃料電池（4），和陽極的氧氣發(fā)生反應(yīng)后，反應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)剩余物從燃料電池（4）出來，經(jīng)過水汽分離器（5）,將濕氫氣依次通過緩沖罐（6）和循環(huán)泵（7）后經(jīng)進氫閥（3）返至燃料電池（4）再利用；將水依次通過儲水罐（9）和排水閥（10）排走；

S3：當(dāng)燃料電池（4）出口氫氣量過大時，調(diào)節(jié)設(shè)于緩沖罐（6）后端的輔助閥（8）對氫氣進行分流，減輕循環(huán)泵（7）的壓力；當(dāng)燃料電池（4）進口氫氣濕度超出規(guī)定范圍時，通過調(diào)整循環(huán)泵（7）的轉(zhuǎn)速和排水閥（10）的開啟頻次對濕度進行調(diào)節(jié)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃料電池中壓氫氣穩(wěn)態(tài)循環(huán)利用的方法，其特征在于：步驟S3中，當(dāng)排水閥（10）無法及時將水排出時，打開設(shè)于燃料電池（4）后端的與水汽分離器（5）所在管路并聯(lián)的尾排管路（15）上的備用閥（11）。