本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于乙醇的高溫燃料電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著對(duì)新能源技術(shù)的重視，氫燃料電池的研究也經(jīng)開(kāi)展很久，現(xiàn)有技術(shù)中的氫燃料電池的原料通常是純氫氣或者是甲醇經(jīng)過(guò)重整反應(yīng)生成氫氣再經(jīng)過(guò)電堆發(fā)電。直接使用純氫氣作為原料的方案，因?yàn)榧儦錃獾闹迫〕杀疽约按鎯?chǔ)成本非常高，這就限制了使用純氫氣作為原料的氫燃料電池的應(yīng)用范圍，使用甲醇作為氫燃料電池的原料的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但是甲醇本身的熱值相對(duì)乙醇較低，另外甲醇具有一定的毒性，使得利用甲醇燃料電池制成的便攜式供電裝置具有一定的安全隱患，因此，本發(fā)明人提出一種以乙醇為原料的高溫燃料電池系統(tǒng)，特別適用于便攜式供電裝置的制作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種安全、方便攜帶以及發(fā)電量更高的基于乙醇的高溫燃料電池系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種基于乙醇的高溫燃料電池系統(tǒng)，包括模塊化設(shè)置的電堆發(fā)電模塊、重整制氫模塊、乙醇供給模塊以及水供給模塊，所述乙醇供給模塊與水供給模塊連接至重整制氫模塊，所述重整制氫模塊連接至電堆發(fā)電模塊。

優(yōu)選的，所述重整制氫模塊與電堆發(fā)電模塊之間設(shè)置有CO去除裝置。

優(yōu)選的，所述重整制氫模塊包括重整室以及設(shè)置在重整室內(nèi)的催化劑，所述重整制氫模塊包括用于加熱汽化乙醇的蒸發(fā)部以及重整室的電加熱裝置。

優(yōu)選的，所述電加熱裝置為氮化硅電加熱片。

優(yōu)選的，所述電堆發(fā)電模塊包括排氣口，所述排氣口連接有換熱器，所述換熱器為重整制氫模塊的加熱汽化乙醇提供熱量。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)，利用甲醇無(wú)毒和方便攜帶的特性作為高溫燃料電池的原料，其具有比甲醇更好的攜帶性，更加容易獲取，且其本身含有的熱值高，能量密度比甲醇高。其中電堆發(fā)電模塊、重整制氫模塊、乙醇供給模塊以及水供給模塊為主體部件，采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠方便更換和攜帶，因?yàn)榛谝掖嫉母邷厝剂想姵叵到y(tǒng)需要的溫度較高，其中重整制氫模塊的總體反應(yīng)為C₂H₃OH+ 3H₂O→6H₂+2CO₂，其相比甲醇能夠產(chǎn)生更多的氫氣，因此，能夠產(chǎn)生更多的電能。乙醇供給模塊與水供給模塊可以采用自阻斷注入口設(shè)計(jì)，能夠方便快速的注入乙醇和水，使得整個(gè)方案更加方便攜帶。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種基于乙醇的高溫燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、電堆發(fā)電模塊；2、重整制氫模塊；3、乙醇供給模塊；4、水供給模塊；5、CO去除裝置；6、重整室；7、電加熱裝置；8、排氣口；9、換熱器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種基于乙醇的高溫燃料電池系統(tǒng)，包括模塊化設(shè)置的電堆發(fā)電模塊1、重整制氫模塊2、乙醇供給模塊3以及水供給模塊4，所述乙醇供給模塊3與水供給模塊4連接至重整制氫模塊2，所述重整制氫模塊2連接至電堆發(fā)電模塊1。

本發(fā)明的一種基于乙醇的高溫燃料電池系統(tǒng)，利用甲醇無(wú)毒和方便攜帶的特性作為高溫燃料電池的原料，其具有比甲醇更好的攜帶性，更加容易獲取，且其本身含有的熱值高，能量密度比甲醇高。其中電堆發(fā)電模塊1、重整制氫模塊2、乙醇供給模塊3以及水供給模塊4為主體部件，采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠方便更換和攜帶，因?yàn)榛谝掖嫉母邷厝剂想姵叵到y(tǒng)需要的溫度較高，其中重整制氫模塊2的總體反應(yīng)為C₂H₃OH+ 3H₂O→6H₂+2CO₂，其相比甲醇能夠產(chǎn)生更多的氫氣，因此，能夠產(chǎn)生更多的電能。乙醇供給模塊3與水供給模塊4可以采用自阻斷注入口設(shè)計(jì)，能夠方便快速的注入乙醇和水，使得整個(gè)方案更加方便攜帶。

優(yōu)選的，所述重整制氫模塊2與電堆發(fā)電模塊1之間設(shè)置有CO去除裝置5。整制氫模塊的總體反應(yīng)為C₂H₃OH+ 3H₂O→6H₂+2CO₂，其中乙醇首先在催化劑的作用下發(fā)生裂解反應(yīng)CH₃OH→3H₂+CO，接著CO去除裝置5開(kāi)始發(fā)生反應(yīng)CO+H₂O→CO₂+H₂以及CO+3H₂→CH₄+H₂O，CO去除裝置5能夠有效去除CO，防止催化劑中毒，保證了重整反應(yīng)的進(jìn)行。

優(yōu)選的，所述重整制氫模塊2包括重整室6以及設(shè)置在重整室6內(nèi)的催化劑，所述重整制氫模塊2包括用于加熱汽化乙醇的蒸發(fā)部以及重整室6的電加熱裝置7。電加熱裝置7用來(lái)啟動(dòng)整個(gè)高溫電池系統(tǒng)時(shí)的加熱，使得乙醇能夠快速汽化，重整室6也能夠快速達(dá)到反應(yīng)所需的溫度，相較于采用燃燒供熱的方式，采用電加熱裝置7進(jìn)行供熱升溫提高了整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)速度。

優(yōu)選的，所述電加熱裝置7為氮化硅電加熱片。氮化硅電加熱片具有極速升溫的特性，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，使得乙醇溶液能夠快速汽化，重整室6能夠快速升溫。

優(yōu)選的，所述電堆發(fā)電模塊1包括排氣口8，所述排氣口8連接有換熱器9，所述換熱器9為重整制氫模塊2的加熱汽化乙醇提供熱量。

排氣口8以及換熱器9的設(shè)置是為了提高整個(gè)高溫燃料電池系統(tǒng)的熱利用率，在啟動(dòng)時(shí)，乙醇汽化以及重整室6加熱采用電加熱的方式，在正常工作時(shí)，電堆發(fā)電模塊1中余氣以及余熱能夠?qū)σ掖计约爸卣?的加熱提供充足的熱量，余氣中含有未反應(yīng)完全的氫氣，這部分氫氣可以在重整制氫模塊2處發(fā)生無(wú)焰燃燒來(lái)產(chǎn)生熱量，使得整個(gè)高溫燃料電池系統(tǒng)更加的節(jié)能環(huán)保。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。