[發(fā)明專利]一種氫燃料電池氫氣加濕系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110734485.7
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113363531A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董佳怡;范永剛;潘興民
• 申請（專利權(quán)）人: 上海杰寧新能源科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04119;H01M8/0432;H01M8/04791
• 代理公司: 上海得民頌知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31379
• 代理人: 傅云

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種氫燃料電池氫氣加濕系統(tǒng)。本發(fā)明的氫燃料電池氫氣加濕系統(tǒng)，包括：儲氫罐、氣化罐、氫氣噴射器、燃料電池組、冷凝裝置、氣水分離裝置、回流泵和排水尾管；所述儲氫罐的出口與所述氣化罐的進(jìn)口相導(dǎo)通；所述氣化罐的出口與所述氫氣噴射器的進(jìn)口相導(dǎo)通；所述氫氣噴射器的出口與所述燃料電池組的進(jìn)氣口相導(dǎo)通；所述燃料電池組的出氣口與所述冷凝裝置的進(jìn)氣口相導(dǎo)通；所述冷凝裝置的出口與所述氣水分離裝置的進(jìn)口相導(dǎo)通；所述氣水分離裝置的氣態(tài)出口與所述回流泵的進(jìn)口相導(dǎo)通。本發(fā)明的氫燃料電池氫氣加濕系統(tǒng)一方面提高整體的能源利用率，另一方面實(shí)現(xiàn)對質(zhì)子交換膜的有效補(bǔ)水。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及氫燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氫燃料電池氫氣加濕系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氫燃料電池是一種新型的能量轉(zhuǎn)換裝置，它將氫氣等的化學(xué)能通過一系列的化學(xué)反應(yīng)，以電能的形式輸出。在氫燃料電池內(nèi)部，最核心的部件有質(zhì)子交換膜，它不僅具有阻隔作用，還具有傳導(dǎo)質(zhì)子的作用，是直接影響電池性能和發(fā)電成本的核心因素。

質(zhì)子交換膜在反應(yīng)過程中，需要保持良好的質(zhì)子電導(dǎo)性能和電化學(xué)穩(wěn)定性能，為此，在反應(yīng)過程中，一般需要對質(zhì)子交換膜進(jìn)行加濕，以保證質(zhì)子交換膜的正常工作。然而，目前的氫燃料電池在使用過程中，多是利用氫燃料電池自身反應(yīng)后生成的水作為補(bǔ)充水，這種情況下質(zhì)子交換膜并不能獲得充分的水分，且補(bǔ)水的效率很低，補(bǔ)水不充分，影響質(zhì)子交換膜的工作效率和使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種氫燃料電池氫氣加濕系統(tǒng)，針對上述問題，通過外循壞帶出氫燃料電池產(chǎn)生的水，并利用這部分水對氫氣進(jìn)行加水蒸氣和加熱，再通過氫氣代入水蒸氣，對質(zhì)子交換膜進(jìn)行補(bǔ)水，從而一方面提高整體的能源利用率，另一方面實(shí)現(xiàn)對質(zhì)子交換膜的有效補(bǔ)水。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種氫燃料電池氫氣加濕系統(tǒng)，包括：儲氫罐、氣化罐、氫氣噴射器、燃料電池組、冷凝裝置、氣水分離裝置、回流泵和排水尾管；

所述儲氫罐的出口與所述氣化罐的進(jìn)口相導(dǎo)通；

所述氣化罐的出口與所述氫氣噴射器的進(jìn)口相導(dǎo)通；

所述氫氣噴射器的出口與所述燃料電池組的進(jìn)氣口相導(dǎo)通；

所述燃料電池組的出氣口與所述冷凝裝置的進(jìn)氣口相導(dǎo)通；

所述冷凝裝置的出口與所述氣水分離裝置的進(jìn)口相導(dǎo)通；

所述氣水分離裝置的氣態(tài)出口與所述回流泵的進(jìn)口相導(dǎo)通，所述氣水分離裝置的液態(tài)出口與所述排水尾管相導(dǎo)通；

所述回流泵的出口設(shè)置在所述氫氣噴射器的進(jìn)口和所述氣化罐的出口之間。

采用該技術(shù)方案，一方面可以利用控制好濕度的分離氣體對未反應(yīng)的氫氣進(jìn)行加濕，另一方面利用從冷凝裝置中排出的廢氣將冷凝水帶走，既實(shí)現(xiàn)了對氫氣的加濕，也提高了對未利用氫氣的二次利用，同時(shí)也避免了單純冷凝過程所導(dǎo)致的液態(tài)水無法排出，實(shí)現(xiàn)一舉多得。

在一種可行的方案中，還包括：加熱裝置；

所述加熱裝置串聯(lián)在所述氣化罐的出口和所述氫氣噴射器的進(jìn)口之間。

采用該技術(shù)方案，是為了對待噴入氫燃料電池內(nèi)的氫氣進(jìn)行加熱，以提高氣化的效果和氣化后的溫度。

在一種可行的方案中，還包括：控制器、第一溫度感應(yīng)器和第一三通電磁閥；

所述第一溫度感應(yīng)器設(shè)置在所述氣水分離裝置上；

所述第一三通電磁閥的進(jìn)口設(shè)置在所述回流泵的出口處，所述第一三通電磁閥的第一出口與所述氫氣噴射器的進(jìn)口相導(dǎo)通，所述第一三通電磁閥的第二出口與所述加熱裝置的進(jìn)口相導(dǎo)通；

所述第一溫度感應(yīng)器、所述第一三通電磁閥分別與所述控制器電性連接。