CN102082283A - 燃料混合槽及燃料电池系统 - Google Patents

燃料混合槽及燃料电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102082283A
CN102082283A CN200910246383XA CN200910246383A CN102082283A CN 102082283 A CN102082283 A CN 102082283A CN 200910246383X A CN200910246383X A CN 200910246383XA CN 200910246383 A CN200910246383 A CN 200910246383A CN 102082283 A CN102082283 A CN 102082283A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
apotheca
communicated
supply line
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910246383XA
Other languages
English (en)
Inventor
王正
周柏圭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Young Green Energy Co
Original Assignee
Young Green Energy Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Young Green Energy Co filed Critical Young Green Energy Co
Priority to CN200910246383XA priority Critical patent/CN102082283A/zh
Priority to US12/850,646 priority patent/US20110129761A1/en
Publication of CN102082283A publication Critical patent/CN102082283A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H01M8/04208—Cartridges, cryogenic media or cryogenic reservoirs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

一种燃料混合槽，适于供应燃料至一燃料电池系统的一燃料电池单元。燃料混合槽包括一储存室、一供应管路及一燃料回收管路。储存室适于连通于燃料电池单元，用以供应燃料至燃料电池单元。供应管路用以供应燃料或水至储存室，并导热地邻接于储存室。燃料回收管路适于连通于燃料电池单元，用以回收来自燃料电池单元的燃料，并与供应管路于一汇集处连通至储存室。此种燃料混合槽具有良好的发电效率。

Description

燃料混合槽及燃料电池系统
【技术领域】
本发明是有关于一种电池系统，且特别是有关于一种燃料混合槽及燃料电池系统。
【背景技术】
燃料电池具有高效率、低噪音、无污染的优点，是符合时代趋势的能源技术。燃料电池可区分为多种类型，常见的为质子交换膜型燃料电池(proton exchange membrane fuel cell，PEMFC)以及直接甲醇燃料电池(direct methanol fuel cell，DMFC)。以直接甲醇燃料电池为例，直接甲醇燃料电池的燃料电池模组是由质子交换膜(proton exchange membrane)及分别设置于质子交换膜两侧的阴极(cathode)与阳极(anode)所组成。
燃料电池的性能对温度有很大的相依性。当反应温度低时，燃料电池的效能不佳。反之，当反应温度高时，燃料电池的效能也可相对提高。与燃料电池有关的专利例如：中国台湾新型专利编号M304116、M257015、中国台湾专利编号I232004、I227575、美国专利编号20060081130及20060286415。
【发明内容】
本发明提出一种燃料混合槽及燃料电池系统，其具有良好的发电效率。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提供一种燃料混合槽，适于供应燃料至一燃料电池系统的一燃料电池单元。燃料混合槽包括一储存室、一供应管路及一燃料回收管路。储存室适于连通于燃料电池单元，用以供应燃料至燃料电池单元。供应管路用以供应燃料或水至储存室，并导热地邻接于储存室。燃料回收管路适于连通于燃料电池单元，用以回收来自燃料电池单元的燃料，并与供应管路于一汇集处连通至储存室。
为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例还提供一种燃料电池系统，包括一燃料电池单元、一燃料供应槽、一水供应槽及一燃料混合槽。燃料混合槽包括一储存室、一供应管路及一燃料回收管路。储存室连通于燃料电池单元，用以供应燃料至燃料电池单元。供应管路连通于燃料供应槽或水供应槽，用以供应燃料或水至储存室，并导热地邻接于储存室。燃料回收管路连通于燃料电池单元，用以回收来自燃料电池单元的燃料，并与供应管路于一汇集处连通至储存室。
综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点，燃料电池系统借由在储存室中已混合且较高温的燃料来加热供应管路内的液体(例如高浓度燃料及水)，以使供应管路内的液体与回收的燃料在混合前即被预热，因而稳定在储存室中已混合的燃料的温度，进而提升燃料电池系统的发电效率。此外，储存室可透过与水供应槽连通而使储存室的水位不会剧烈地变动，进而可以较精准地控制储存室内燃料的浓度。再者，水供应槽还可具有一水位计，其可测量水供应槽的水位，用以补充水供应槽内的水。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
图1是依照本发明的一实施例的燃料电池系统的方块图。
图2是图1的燃料混合槽的示意图。
图3为图2的燃料混合槽沿着A-A线的剖面图。
图4为图2的燃料混合槽沿着B-B线的剖面图。
图5绘示图2的燃料混合槽与水供应槽相连通。
图6是依照本发明的另一实施例的燃料电池系统的方块图。
图7是依照本发明的又一实施例的燃料电池系统的方块图。
100、100A、100B：燃料电    142、142A、142B：第一供应管
池系统                     路
110：燃料电池单元          142a：第一供应埠
120：燃料供应槽            143：第二供应管路
130：水供应槽              143a：第二供应埠
132：水位计                144：燃料回收管路
140、140A、140B：燃料混    144a：回收埠
合槽                       144b：排气埠
141：储存室                145：汇集处
141a：输出埠               146：燃料混合管路
【具体实施方式】
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之多个实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。
图1是依照本发明的一实施例的燃料电池系统的方块图。请参考图1，燃料电池系统100包括一燃料电池单元110、一燃料供应槽120、一水供应槽130及一燃料混合槽140。燃料电池单元110用以执行化学反应，而燃料混合槽140用以混合并且储存燃料。在本实施例中，此燃料例如是甲醇(CH3OH)水溶液。
在本实施例中，燃料混合槽140包括一储存室141、一第一供应管路142、第二供应管路143及一燃料回收管路144。储存室141连通于燃料电池单元110，用以供应适当浓度的燃料至燃料电池单元110。第一供应管路142连通于燃料供应槽120，用以供应高浓度的燃料至储存室141，并导热地邻接于储存室141。第二供应管路143连通于水供应槽130，用以供应水至储存室141，并导热地邻接于储存室141。燃料回收管路144连通于燃料电池单元110，用以回收来自燃料电池单元110的低浓度的燃料，并与第一供应管路142、第二供应管路143于一汇集处145连通至储存室141。
当燃料电池单元110反应时，燃料回收管路144所回收的高温燃料会流经汇集处145而流至储存室141。因此，导热地邻接于储存室141的第一供应管路142与第二供应管路143可以被储存室141内的高温燃料加热，进而使第一供应管路142内部的燃料与第二供应管路143内部的水升温。因此，借由在储存室141中已混合且较高温的燃料来加热第一供应管路142内的高浓度燃料及第二供应管路143内的水，以使高浓度燃料及水与回收的燃料在混合前即被预热，因而稳定在储存室141中已混合的燃料的温度，进而提升燃料电池系统100的发电效率。
图2是图1的燃料混合槽的示意图。图3为图2的燃料混合槽沿着A-A线的剖面图。图4为图2的燃料混合槽沿着B-B线的剖面图。请参考图1至图4，在本实施例中，燃料混合槽140还可包括一燃料混合管路146，其连通至储存室141。燃料混合管路146导热地邻接燃料回收管路144，以接收燃料回收管路144内部高温燃料所产生的热，进而使燃料混合管路146内部的水与燃料升温。此外，燃料混合管路146可弯曲地延伸，以提升燃料混合管路146与燃料回收管路144内的液体之间的热接触机会，并可增加燃料混合均匀的效果。
同样地，第一供应管路142与第二供应管路143亦可弯曲地延伸，以分别增加与燃料混合管路146及储存室141之间的热接触机会。此外，第一供应管路142可具有一第一供应埠142a，而第二供应管路143可具有一第二供应埠143a。第一供应管路142可经由第一供应埠142a连通于燃料供应槽120，以供应燃料至储存室141。另一方面，第二供应管路143可经由第二供应埠143a连通于水供应槽130，以供应水至储存室141。
在本实施例中，储存室141可具有一输出埠141a，而储存室141可经由输出埠141a连通于燃料电池单元110。另一方面，燃料回收管路144可具有一回收埠144a，而燃料回收管路144可经由回收埠144a连通于燃料电池单元110。
此外，燃料回收管路144还可具有一排气埠144b，并可通气地直接连通至储存室141，用以排放出来自于燃料电池单元110的气体反应物(例如是二氧化碳或水蒸汽)。在另一未绘示实施例中，储存室同样地可以具有一排气埠，并可通气地直接连通至燃料回收管路。此外，在另一未绘示实施例中，水供应槽也可以具有一排气埠，并可通气地直接连通至储存室。
图5绘示图2的燃料混合槽与水供应槽相连通。请参考图1至图5，在本实施例中，储存室141与水供应槽130相连通，并借由连通管原理，以使储存室141的水位等于水供应槽130的水位。因此，水供应槽130内的水会依照连通管原理而自动补偿至储存室141，因而可以不必另外再配置泵浦。另外，水供应槽130还可具有一水位计132，其可测量水供应槽130的水位，用以补充水供应槽130内的水。
此外，在本实施例中，储存室141的容积还可小于水供应槽130的容积。因此，储存室141的水位不会剧烈地变动，进而可以较精准地控制储存室141内燃料的浓度。另外，储存室141的温度较不易散逸，可维持或提高储存室141内部燃料的温度，进而提升燃料电池系统100的发电效率。
图6是依照本发明的另一实施例的燃料电池系统的方块图。相较于图1的实施例，图6的实施例的燃料电池系统100A的燃料混合槽140A可具有第一供应管路142A，且第一供应管路142A可连通于燃料供应槽120，以供应燃料至储存室141。此外，水供应槽130则可直接连通于汇集处145。
图7是依照本发明的又一实施例的燃料电池系统的方块图。相较于图1的实施例，图7的实施例的燃料电池系统100B的燃料混合槽140B可具有第一供应管路142B，且第一供应管路142B可连通于水供应槽130，以供应水至储存室141。此外，燃料供应槽120则可直接连通于汇集处145。
综上所述，本发明的上述实施例至少具有以下其中一个优点，燃料电池系统借由在储存室中已混合且较高温的燃料来加热供应管路内的液体(例如高浓度燃料及水)，以使供应管路内的液体与回收的燃料在混合前即被预热，因而稳定在储存室中已混合的燃料的温度，进而提升燃料电池系统的发电效率。此外，储存室可透过与水供应槽连通而使储存室的水位不会剧烈地变动，进而可以较精准地控制储存室内燃料的浓度。再者，水供应槽还可具有一水位计，其可测量水供应槽的水位，用以补充水供应槽内的水。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。

Claims (30)

1.一种燃料混合槽，适于供应燃料至一燃料电池系统的一燃料电池单元，该燃料混合槽包括：
一储存室，适于连通于该燃料电池单元，用以供应燃料至该燃料电池单元；
一第一供应管路，用以供应燃料或水至该储存室，并导热地邻接于该储存室；以及
一燃料回收管路，适于连通于该燃料电池单元，用以回收来自该燃料电池单元的燃料，并与该第一供应管路于一汇集处连通至该储存室。
2.如权利要求1所述的燃料混合槽，其特征在于：还包括：
一燃料混合管路，连通至该储存室，其中该燃料回收管路与该第一供应管路于该汇集处连通至该燃料混合管路。
3.如权利要求2所述的燃料混合槽，其特征在于：该燃料混合管路弯曲地延伸。
4.如权利要求2所述的燃料混合槽，其特征在于：该燃料混合管路导热地邻接该燃料回收管路。
5.如权利要求1所述的燃料混合槽，其特征在于：该第一供应管路具有一第一供应埠，该第一供应管路经由该第一供应埠连通于该燃料电池系统的一燃料供应槽或一水供应槽。
6.如权利要求5所述的燃料混合槽，其特征在于：该第一供应管路弯曲地延伸。
7.如权利要求1所述的燃料混合槽，其特征在于：还包括：
一第二供应管路，该第一供应管路与该第二供应管路用以分别供应燃料及水至该储存室，并导热地邻接于该储存室，且该第二供应管路与该第一供应管路及该燃料回收管路于该汇集处连通至该储存室。
8.如权利要求7所述的燃料混合槽，其特征在于：还包括：
一燃料混合管路，连通至该储存室，其中该燃料回收管路、该第一供应管路与该第二供应管路于该汇集处连通至该燃料混合管路。
9.如权利要求7所述的燃料混合槽，其特征在于：该第一供应管路具有一第一供应埠，该第二供应管路具有一第二供应埠，该第一供应管路与该第二供应管路经由该第一供应埠及该第二供应埠分别连通于该燃料电池系统的一燃料供应槽及一水供应槽。
10.如权利要求7所述的燃料混合槽，其特征在于：该第二供应管路弯曲地延伸。
11.如权利要求1所述的燃料混合槽，其特征在于：该储存室具有一输出埠，且该储存室适于经由该输出埠连通于该燃料电池单元。
12.如权利要求1所述的燃料混合槽，其特征在于：该燃料回收管路具有一回收埠，且该燃料回收管路适于经由该回收埠连通于该燃料电池单元。
13.如权利要求1所述的燃料混合槽，其特征在于：该燃料回收管路还具有一排气埠，且该排气埠通气地直接连通至该储存室。
14.如权利要求1所述的燃料混合槽，其特征在于：该储存室还具有一排气埠，且该排气埠通气地直接连通至该燃料回收管路。
15.一种燃料电池系统，包括：
一燃料电池单元；
一燃料供应槽；
一水供应槽；
一燃料混合槽，包括：
一储存室，连通于该燃料电池单元，用以供应燃料至该燃料电池单元；
一第一供应管路，连通于该燃料供应槽或该水供应槽，用以供应燃料或水至该储存室，并导热地邻接于该储存室；以及
一燃料回收管路，连通于该燃料电池单元，用以回收来自该燃料电池单元的燃料，并与该第一供应管路于一汇集处连通至该储存室。
16.如权利要求15所述的燃料电池系统，其特征在于：该燃料混合槽还包括：
一燃料混合管路，连通至该储存室，其中该燃料回收管路与该第一供应管路于该汇集处连通至该燃料混合管路。
17.如权利要求16所述的燃料电池系统，其特征在于：该燃料混合管路弯曲地延伸。
18.如权利要求16所述的燃料电池系统，其特征在于：该燃料混合管路导热地邻接该燃料回收管路。
19.如权利要求15所述的燃料电池系统，其特征在于：该第一供应管路具有一第一供应埠，该第一供应管路经由该第一供应埠连通于该燃料供应槽或该水供应槽。
20.如权利要求15所述的燃料电池系统，其特征在于：该第一供应管路弯曲地延伸。
21.如权利要求15所述的燃料电池系统，其特征在于：该燃料混合槽还包括：
一第二供应管路，该第一供应管路与该第二供应管路用以分别供应燃料及水至该储存室，并导热地连接该储存室，且该第二供应管路与该第一供应管路及该燃料回收管路于该汇集处连通至该储存室。
22.如权利要求21所述的燃料电池系统，其特征在于：该燃料混合槽还包括：
一燃料混合管路，连通至该储存室，其中该燃料回收管路、该第一供应管路与该第二供应管路于该汇集处连通至该燃料混合管路。
23.如权利要求21所述的燃料电池系统，其特征在于：该第二供应管路弯曲地延伸。
24.如权利要求21所述的燃料电池系统，其特征在于：该第一供应管路具有一第一供应埠，该第二供应管路具有一第二供应埠，该第一供应管路与该第二供应管路经由该第一供应埠及该第二供应埠分别连通于该燃料供应槽及该水供应槽。
25.如权利要求15所述的燃料电池系统，其特征在于：该储存室具有一输出埠，且该储存室经由该输出埠连通于该燃料电池单元。
26.如权利要求15所述的燃料电池系统，其特征在于：该燃料回收管路具有一回收埠，且该燃料回收管路经由该回收埠连通于该燃料电池单元。
27.如权利要求15所述的燃料电池系统，其特征在于：该燃料回收管路还具有一排气埠，且该排气埠通气地直接连通至该储存室。
28.如权利要求15所述的燃料电池系统，其特征在于：该储存室还具有一排气埠，且该排气埠通气地直接连通至该燃料回收管路。
29.如权利要求15所述的燃料电池系统，其特征在于：该水供应槽具有一排气埠，且该排气埠通气地直接连通至该储存室。
30.如权利要求15所述的燃料电池系统，其特征在于：该储存室的容积小于该水供应槽的容积，该储存室的水位等于该水供应槽的水位，且该水供应槽还具有一水位计，用以测量该水供应槽的水位。
CN200910246383XA 2009-11-27 2009-11-27 燃料混合槽及燃料电池系统 Pending CN102082283A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910246383XA CN102082283A (zh) 2009-11-27 2009-11-27 燃料混合槽及燃料电池系统
US12/850,646 US20110129761A1 (en) 2009-11-27 2010-08-05 Fuel mixing tank and fuel cell system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910246383XA CN102082283A (zh) 2009-11-27 2009-11-27 燃料混合槽及燃料电池系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102082283A true CN102082283A (zh) 2011-06-01

Family

ID=44069151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910246383XA Pending CN102082283A (zh) 2009-11-27 2009-11-27 燃料混合槽及燃料电池系统

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20110129761A1 (zh)
CN (1) CN102082283A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107026276A (zh) * 2016-01-30 2017-08-08 中兴电工机械股份有限公司 燃料混合设备、燃料电池系统以及燃料混合及输送方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE311629B (zh) * 1966-02-17 1969-06-23 G Staaf
DE50209163D1 (de) * 2002-07-01 2007-02-15 Sfc Smart Fuel Cell Ag Fluidtrennvorrichtung
DE50208651D1 (de) * 2002-07-01 2006-12-21 Sfc Smart Fuel Cell Ag Regelung des Wasserhaushalts in Brennstoffzellensystemen
JP2006252953A (ja) * 2005-03-10 2006-09-21 Fujitsu Ltd 燃料電池装置及び電子機器
TWI334240B (en) * 2007-02-09 2010-12-01 Young Green Energy Co Fuel cell system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107026276A (zh) * 2016-01-30 2017-08-08 中兴电工机械股份有限公司 燃料混合设备、燃料电池系统以及燃料混合及输送方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20110129761A1 (en) 2011-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104835976B (zh) 一种利用相变冷却的燃料电池散热系统
US9991536B2 (en) Self-supplied hydrogen fuel cell system and working method thereof
CN206282931U (zh) 一种氢储能系统中的热控制系统
CN105977514A (zh) 一种污泥燃料电池
CN208173715U (zh) 一种燃料电池系统、燃料电池启动系统及车辆
CN100454646C (zh) 一种固体氧化物燃料电池热电冷联供和储能系统
CN104733746A (zh) 一种低温与中高温燃料电池联合运行系统
CN102082283A (zh) 燃料混合槽及燃料电池系统
CN209623153U (zh) 太阳能-燃料电池-热泵复合供能系统
CN110416572A (zh) 一种利用燃料电池余热加热甲酸反应器的加热系统及方法
CN204668398U (zh) 一种利用相变冷却的燃料电池散热系统
CN201154897Y (zh) 一种简易型便携式氢气发生器
CN203907723U (zh) 一种燃料电池建筑发电供暖系统
CN216038840U (zh) 一种太阳能用于污水处理厂的综合能源利用系统
CN210403905U (zh) 一种利用燃料电池余热加热甲酸反应器的加热系统
CN102104161A (zh) 一种直接液体燃料电池系统燃料进料方法
KR20160101548A (ko) 수증기 개질기 및 열 회수기를 갖는 연료전지용 열교환 장치
CN2931186Y (zh) 一种燃料电池城市客车顶部的安装结构
CN104485466A (zh) 一种便携式家用电器燃料电池电源
CN206599437U (zh) 一种液体有机储氢载体反应釜热综合利用系统
CN108808041A (zh) 生物质直接发电燃料电池和co2利用系统及其方法
CN218918959U (zh) 一种热电联供系统
CN104466218A (zh) 电动汽车便携式车载燃料电池充电电源
CN103939969A (zh) 一种燃料电池建筑发电供暖系统
US20100316925A1 (en) Fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110601