燃料電池氫氣循環利用裝置的製作方法
2023-10-04 11:13:29
專利名稱：燃料電池氫氣循環利用裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及燃料電池氫氣循環利用裝置。
技術背景
電化學燃料電池是一種高效友好的發電裝置，它可以直接將燃料中的化學能轉化為電能 。並且具有發電效率高、環境汙染少、可靠性高和廢熱易排出等優點。這種裝置的最大特點 是反應過程中不涉及燃燒，因此其能量轉換效率不受卡諾循環的限制，理想能量轉換效率 高達80%以上，實際效率則是普通內燃機的2 倍。燃料電池技術的研究和開發受到各國政府 和大公司的重視，它被認為是21世紀首選的潔淨、高效的發電技術。
質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells'筒稱PEMFC.)旦
有壽命長、比能量大、工作溫度低、結構緊湊，並可對負荷變化快速響應等優點，在可攜式 電源、可移動動力電源等方面有著極為廣闊的應用前景。
氫燃料的循環利用效率是提高燃料電池燃料利用率的一個關鍵因素。
在燃料電池中的核心部件是膜電極(Me曲"ne Electrode Assembly;筒稱ME.A)三 合一組件，膜電極(MEA)由一張質子交換膜以及兩面附有多孔性的可導電材料組成。
在質子膜燃料電池的使用當中，氫氣燃料沒有得到充分的利用，故而在燃料電池的排出 氣體中仍含有部分沒被利用的氫氣，造成氫氣燃料使用效率不高。
發明內容
本實用新型提供了 一種循環利用燃料電池氫氣燃料的裝置。
在本實用新型中，通過如下技術方案實現目的燃料電池氫氣出口通過管路連接水氣分 離器，管路插入水氣分離器，水氣分離器內半透膜上方外接管路，外接管路上依次安裝有壓 力傳感器，流量控制元件，傳送元件，傳送元件通過管路連接燃料電池氫氣進入管路，氫 氣進入管路上設置有壓力傳感器。兩個壓力傳感器分別單向連接單片機，流量控制元件和傳 送元件分別雙向連接單片機。
傳送元件為軸流風機或微型氣泵。本實用新型中管路為密閉管路。流量控制元件為流量 調節閥和流量傳感器元件。
本實用新型中燃料電池電堆氫氣出口排出的氫氣氣體首先進入水氣分離器，氫氣通過水
氣分離器裝置中隔水透氣的半透膜進行水氣分離，不含水分的氫氣通過半透膜進入外接氣體 管路，管路上依次安裝壓力傳感器、流量控制元件、傳送元件和壓力傳感器。兩個壓力傳 感器分別單向連接單片機，流量控制元件和傳送元件分別雙向連接單片機。壓力傳感器中檢 測的信號分別傳輸給單片機，單片機再反饋控制下面兩個元件流量控制元件、軸流風機或 微型氣泵，從而實現氫氣的循環利用。
水氣分離器元件中的半透膜具有可以過濾除去水分而讓氫氣排出。
在整個循環過程中，本發明創造加入了單片機這種微型晶片的控制，使整個過程更加的 智能化，能起到自動調節的作用，避免了人為操作的幹擾。
有益效果通過採用單片機，可以使本裝置在10秒內達到瞬時響應平衡。很好的提高氫 氣利用率。由於加入了單片機功能，避免人為操作上的誤差，達到自動控制的功能，具有智 能儀器的效果。在質子膜燃料電池的使用中，避免由於空開造成的大量燃料浪費，用單片機 控制氫氣循環，使循環更有效，提高了氫氣的使用率，降低產電成本，節省體積。便於集成 於系統之中，更好的應用到產品。
圖l為氫氣循環利用裝置的示意圖2為氫氣循環利用裝置中的單片機各口連接示意圖。
具體實施方式
例1:結合圖1和圖2對本實用新型進行說明。
燃料電池電堆3的氫氣出口連接管路8，管路8連接水氣分離器4，管路8插入水氣分離器 ，管路9設置在水氣分離器內部半透膜7的上方，管路9上設置有壓力傳感器2，流量控制元件 6，軸流風機5，軸流風機通過管路10連接燃料電池氫氣輸入管路，氫氣輸入管路上安裝有壓 力傳感器l。壓力傳感器1和2，流量控制元件6，軸流風機5分別連接單片機11。單片機11A端 連接壓力傳感器l，單片機11B端連接壓力傳感器2，單片機11C端連接流量控制裝置6，單片 機11D端連接軸流風機5。
本例中，從壓力傳感器2可知通過水氣分離器4後氫氣的壓力，同時流量控制元件6中的 流量傳感器檢測氫氣的流量，隨後此壓力與流量信號傳入單片機ll。單片機通過流量傳感器 和壓力傳感器傳輸的兩項參數進行計算，從而調節軸流風機5電壓改變風機轉速，同時調節 流量調節閥6 (即改變流量)，以得到合適的壓力。
同時，壓力傳感器l起到監控作用，當氫氣進口的氫氣和氫氣循環氣體合併後流量過大 ，超過額定數值時，通過單片機控制，停止風機或泵的工作，進行保護。
權利要求1.一種燃料電池氫氣循環利用裝置，其特徵在於燃料電池氫氣出口管路(8)進入水氣分離器(4)，管路(9)上依次有壓力傳感器(2)、流量控制元件(6)、傳送元件(5)，傳送元件和燃料電池氫氣輸入管路連接，氫氣輸入管路設有壓力傳感器(1)，單片機(11)的(A)端連接壓力傳感器(1)，單片機(11)的(B)端連接壓力傳感器(2)，單片機(11)的(C)端連接流量控制元件(6)，單片機(11)的(D)端連接軸流風機(5)。
2.根據權利要求l所述的一種燃料電池氫氣循環利用裝置，其特徵在 於所述傳送裝置為軸流風機或微型氣泵。
3.根據權利要求l所述的一種燃料電池氫氣循環利用裝置，其特徵在 於所述的水氣分離器內設置半透膜。
專利摘要本實用新型公開一種燃料電池氫氣循環利用裝置，本實用新型採用單片機控制氫氣循環，燃料電池氫氣出口管路連接水氣分離器，從水氣分離器過濾得到氫氣在流量控制元件和軸流風機控制下實現循環利用，具有很好的氫氣利用效率，可以達到自動控制的功能。在質子膜燃料電池的使用當中，避免由於空開造成的大量燃料浪費，用單片機控制氫氣循環，使循環更有效。
文檔編號H01M8/06GK201191633SQ20082030065
公開日2009年2月4日 申請日期2008年4月30日 優先權日2008年4月30日
發明者侯曉峰, 迪 張 申請人:漢能科技有限公司