循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于燃料電池領(lǐng)域，涉及一種燃料電池，具體涉及一種循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池(Fuel Cell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置；將燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被奇妙地生產(chǎn)出來。質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)是一種燃料電池，在原理上相當(dāng)于水電解的“逆”裝置，其單電池由陽極、陰極和質(zhì)子交換膜組成，陽極為氫燃料發(fā)生氧化的場所，陰極為氧化劑還原的場所，兩極都含有加速電極電化學(xué)反應(yīng)的催化劑，質(zhì)子交換膜作為傳遞H+的介質(zhì)，只允許H+通過；工作時相當(dāng)于一直流電源，陽極即電源負(fù)極，陰極即電源正極。
[0003]燃料電池的反應(yīng)式為:陽極2H2— 4H ++4e_;陰極O 2+4H++4e_— 2H 20 ;整體2H2+02—2H20+能量。由于燃料電池在陰極上會形成水份，因此未參與反應(yīng)的氧氣在導(dǎo)出時會帶有高溫的水蒸氣，現(xiàn)有的燃料電池系統(tǒng)雖然具有熱交換系統(tǒng)，但是未能實現(xiàn)對未參與反應(yīng)氧氣的循環(huán)利用，這樣無形中增加了成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)，它包括:
[0006]燃料電池組，所述燃料電池組包括電堆、對應(yīng)設(shè)置在所述電堆兩側(cè)的陽極和陰極，所述電堆具有電堆出口和電堆入口，所述陽極具有陽極出口和陽極入口，所述陰極具有陰極出口和陰極入口；
[0007]氫氣混合裝置，所述氫氣混合裝置與所述陽極入口相連接且與所述陽極出口相連通；
[0008]氫氣瓶組，所述氫氣瓶組與所述氫氣混合裝置相連通；
[0009]氧氣混合裝置，所述氧氣混合裝置與所述陰極入口相連接；
[0010]氧氣瓶組，所述氧氣瓶組與所述氧氣混合裝置相連通；
[0011 ] 冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)具有與所述電堆出口相連接的熱媒入口以及與所述電堆入口相連接的熱媒出口；
[0012]氣液分離器，所述氣液分離器與所述陰極出口相連接并與所述氧氣混合裝置相連通。
[0013]優(yōu)化地，它還包括與所述氣液分離器相連通的熱交換器以及與所述熱交換器相連通的水箱。
[0014]優(yōu)化地，所述氧氣混合裝置與所述陰極入口之間安裝有質(zhì)子膜過濾器。
[0015]進(jìn)一步地，所述氣液分離器和所述氧氣混合裝置之間連通有壓縮機(jī)。
[0016]優(yōu)化地，所述氫氣混合裝置與所述陽極入口之間安裝有壓縮泵。
[0017]由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:本實用新型循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)，一方面將氫氣混合裝置與陽極出口相連通，使得經(jīng)陽極出口流出的氫氣能夠循環(huán)使用；另一方面將氣液分離器與陰極出口相連接，使得氣液分離后的氧氣能夠循環(huán)使用，這樣極大地提高了氫氣、氧氣的利用率，從而降低了氣體的使用成本。
【附圖說明】
[0018]附圖1為本實用新型循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]其中，1、燃料電池組；2、氫氣瓶組；3、氫氣混合裝置；4、壓縮泵；5、氧氣瓶組；6、氧氣混合裝置；7、質(zhì)子膜過濾器；8、壓縮機(jī)；11、陽極；12、電堆；13、陰極；14、冷卻系統(tǒng)；15、氣液分離器；16、熱交換器；17、水箱。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合附圖對本實用新型優(yōu)選實施方案進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0021]如圖1所示的循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)，它主要包括燃料電池組1、氫氣瓶組2、氫氣混合裝置3、氧氣瓶組5、氧氣混合裝置6以及氣液分離器15等部件。
[0022]其中，燃料電池組I包括電堆12、陽極11和陰極13，陽極11和陰極13對應(yīng)設(shè)置在電堆12的兩側(cè)；電堆12具有電堆出口和電堆入口，陽極11具有陽極出口和陽極入口，陰極13具有陰極出口和陰極入口。氫氣混合裝置3與陽極11的陽極入口相連接，并且通過其它管道與陽極11的陽極出口相連通，從而將陽極11內(nèi)未反應(yīng)的氫氣再傳導(dǎo)至氫氣混合裝置3內(nèi)，實現(xiàn)氫氣的循環(huán)使用。氫氣瓶組2由多個氫氣瓶連接而成，它與氫氣混合裝置3相連通，用于向其輸送氫氣。氧氣混合裝置6與陰極13的陰極入口相連接，氧氣瓶組5與氧氣混合裝置6相連通，從而實現(xiàn)將氧氣瓶組5中儲存的氧氣輸入陰極13中。冷卻系統(tǒng)14具有與電堆12出口相連接的熱媒入口以及與電堆入口相連接的熱媒出口，從而避免電堆溫度過高而影響到整個燃料電池系統(tǒng)的安全性。氣液分離器15與陰極13的陰極出口相連接，并且與氧氣混合裝置6相連通，這樣可以將陰極13中未參與反應(yīng)的氧氣再傳導(dǎo)至氧氣混合裝置6中，從而實現(xiàn)氧氣的循環(huán)使用。這樣極大地提高了氫氣、氧氣的利用率，從而降低了氣體的使用成本。
[0023]在本實施例中，循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)還包括與氣液分離器15相連通的熱交換器16以及與熱交換器16相連通的水箱17，充分利用電堆12產(chǎn)生的熱能，間接提高轉(zhuǎn)化效率。氧氣混合裝置6與陰極13的陰極入口之間安裝有質(zhì)子膜過濾器7，用于過濾氧氣中可能存在的雜質(zhì)和水汽。液分離器15和氧氣混合裝置6之間連通有壓縮機(jī)8，氫氣混合裝置3與陽極入口之間安裝有壓縮泵4，從而確保氧氣、氫氣的循環(huán)效果。
[0024]上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，它包括: 燃料電池組(I)，所述燃料電池組(I)包括電堆(12)、對應(yīng)設(shè)置在所述電堆(12)兩側(cè)的陽極(11)和陰極(13)，所述電堆(12)具有電堆出口和電堆入口，所述陽極(11)具有陽極出口和陽極入口，所述陰極(13)具有陰極出口和陰極入口 ； 氫氣混合裝置(3)，所述氫氣混合裝置(3)與所述陽極入口相連接且與所述陽極出口相連通； 氫氣瓶組(2)，所述氫氣瓶組(2)與所述氫氣混合裝置(3)相連通； 氧氣混合裝置￠)，所述氧氣混合裝置(6)與所述陰極入口相連接； 氧氣瓶組(5)，所述氧氣瓶組(5)與所述氧氣混合裝置(6)相連通； 冷卻系統(tǒng)(14)，所述冷卻系統(tǒng)(14)具有與所述電堆出口相連接的熱媒入口以及與所述電堆入口相連接的熱媒出口； 氣液分離器(15)，所述氣液分離器(15)與所述陰極出口相連接并與所述氧氣混合裝置(6)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)，其特征在于:它還包括與所述氣液分離器(15)相連通的熱交換器(16)以及與所述熱交換器(16)相連通的水箱(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)，其特征在于:所述氧氣混合裝置(6)與所述陰極入口之間安裝有質(zhì)子膜過濾器(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)，其特征在于:所述氣液分離器(15)和所述氧氣混合裝置(6)之間連通有壓縮機(jī)(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)，其特征在于:所述氫氣混合裝置(3)與所述陽極入口之間安裝有壓縮泵(4)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種循環(huán)式燃料電池系統(tǒng)，它包括：燃料電池組，所述氫氣混合裝置與所述陽極入口相連接且與所述陽極出口相連通；氫氣瓶組，所述氫氣瓶組與所述氫氣混合裝置相連通；氧氣混合裝置，所述氧氣混合裝置與所述陰極入口相連接；氧氣瓶組，所述氧氣瓶組與所述氧氣混合裝置相連通；冷卻系統(tǒng)；氣液分離器，所述氣液分離器與所述陰極出口相連接并與所述氧氣混合裝置相連通。一方面將氫氣混合裝置與陽極出口相連通，使得經(jīng)陽極出口流出的氫氣能夠循環(huán)使用；另一方面將氣液分離器與陰極出口相連接，使得氣液分離后的氧氣能夠循環(huán)使用，這樣極大提高改了氫氣、氧氣的利用率，從而降低了氣體的使用成本。
【IPC分類】H01M8-04
【公開號】CN204497323
【申請?zhí)枴緾N201520280634
【發(fā)明人】高東青, 王飛
【申請人】上海博暄能源科技有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月29日