[發明專利]空冷型氫燃料電池尾氣處理系統和空冷型氫燃料電池系統

在審

• 申請號: 202210770015.0
• 申請日: 2022-07-01
• 公開（公告）號: CN115000474A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 陸維;孫源敏;耿珺;陳洵;胡皓然;魏剛;葉軒
• 申請（專利權）人: 國家電投集團氫能科技發展有限公司
• 主分類號: H01M8/0662
• 分類號: H01M8/0662;H01M8/04291;H01M8/2465
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廉世坤

本發明公開了一種空冷型氫燃料電池尾氣處理系統、空冷型氫燃料電池系統和設備，所述空冷型氫燃料電池尾氣處理系統包括電堆、氣液分離裝置和氫氣緩沖器，氣液分離裝置的進口與電堆的尾氣出口管道連通，氫氣緩沖罐具有進氣口和排放口，進氣口通過連通管與氣液分離裝置的出口連通，排放口可打開和關閉。本發明的空冷型氫燃料電池尾氣處理系統可以提高氫氣利用率的同時，避免電堆積水，且結構簡單，重量、體積及系統功耗小。

技術領域

本發明涉及空冷型氫燃料電池技術領域，具體地，涉及一種空冷型氫燃料電池尾氣處理系統、空冷型氫燃料電池系統和設備。

背景技術

空冷型氫燃料電池是一種采用空氣作為冷卻介質與氧化劑，氫氣作為燃料，空氣與氫氣發生電化學反應的發電裝置，具有系統結構簡單、重量輕、供電反應迅速、清潔無污染等優點，常在小功率電源領域被廣泛推廣與應用。

氫氣在空冷型氫燃料電池的發電過程中，通常是無法完全消耗的，反應尾氣中剩余氫氣排放至大氣環境中，造成氫燃料的浪費，同時存在氫氣利用率低的問題。

相關技術中提出了燃料電池電堆氫氣尾氣處理系統，以將尾氣中的氫氣提純后重新輸出至回流泵，從而對氫氣進行回收利用，但是，相關技術中的燃料電池電堆氫氣尾氣處理系統結構較為復雜、重量、體積以及系統功耗較大，不適合運用在對體積、重量、及系統功耗要求較高的空冷堆上。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的實施例提出一種空冷型氫燃料電池尾氣處理系統，該空冷型氫燃料電池尾氣處理系統可以提高氫氣利用率的同時，避免電堆積水，且結構簡單，重量、體積及系統功耗小。

本發明的實施例還提出一種空冷型氫燃料電池系統。

本發明的實施例還提出一種設備。

本發明實施例的空冷型氫燃料電池尾氣處理系統包括：電堆；氣液分離裝置，所述氣液分離裝置的進口與所述電堆的尾氣出口管道連通；氫氣緩沖罐，所述氫氣緩沖罐具有進氣口和排放口，所述進氣口通過連通管與所述氣液分離裝置的出口連通，所述排放口可打開和關閉。

本發明實施例的空冷型氫燃料電池尾氣處理系統，氣液分離裝置與電推的尾氣出口管道連通，氫氣緩沖罐與氣液分離裝置的出口連通，且氫氣緩沖罐具有排放口，由此，隨著未反應氫氣持續流入氫氣緩沖罐，氫氣緩沖罐內壓強增大，兩者壓差減小，氫氣流速逐漸減緩，直至壓差減小至零，尾部未參與反應的氫氣被迫聚集在電堆中繼續參與反應，隨著反應的進行，雜質氣體及水蒸氣的分壓不斷增大，攜帶液態水的雜質氣體和水蒸氣能夠從陽極尾氣排出口順利排出，氣液分離裝置能夠吸收液態水，雜質氣體和水蒸氣進入氫氣緩沖罐凝結、沉積，最終可從氫氣緩沖罐的排放口排出，從而可以避免電堆積水的同時，最大化提高氫氣的利用率。且本申請的空冷型氫燃料電池尾氣處理系統相較于傳統尾氣處理方案，無需設置諸如循環泵和回流管路等結構，結構簡單，重量、體積以及系統功耗小。

在一些實施例中，空冷型氫燃料電池尾氣處理系統還包括第一控制閥和控制器，所述第一控制閥設于所述尾氣出口管道上，所述控制器與所述第一排氣閥連接以控制所述第一控制閥打開或關閉所述尾氣出口管道。

在一些實施例中，空冷型氫燃料電池尾氣處理系統還包括第二控制閥，所述第二控制閥設于所述排出口處，所述控制器與所述第二控制閥連通以控制所述排出口的打開和關閉。

在一些實施例中，空冷型氫燃料電池尾氣處理系統還包括液位計，所述液位計設于所述氫氣緩沖罐內以用于檢測所述氫氣緩沖罐內的液面高度，所述控制器可根據所述液位計的檢測信息控制所述第二控制閥動作。

本發明實施例的空冷型氫燃料電池尾氣處理系統包括：電堆；氫氣緩沖罐，所述氫氣緩沖罐具有進氣口和排放口，且所述氫氣緩沖罐的外壁上設有散熱片，所述進氣口與所述電堆的尾氣出口管道連通，所述排放口可打開和關閉。