CN106252688B - 一种燃料电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料电池装置，包括气化炉、二氧化碳分离器、双介质阻挡放电等离子装置，气化炉内反应生成二氧化碳和氢气，气化炉连通有气体排出端，气体排出端连通二氧化碳分离器的输入端，二氧化碳分离器分离出的氢气进入双介质阻挡放电等离子装置，双介质阻挡放电等离子装置还输入氧气，输入双介质阻挡放电等离子装置中氧气、氢气被电离并进行反应，反应生成的水通过进入气化炉中；双介质阻挡放电等离子装置中延伸出阳极，气化炉内设置有一端处于气化炉水面下方、另一端延伸到气化炉外的阴极。本发明反应过程中便于对分离出的二氧化碳进行集中收集处理，无其他污染产生，达到环保的要求；通过介质循环利用发电方式，发电效率高、效果好。

Description

一种燃料电池装置
技术领域
本发明涉及一种燃料电池装置。
背景技术
目前的一些电池装置由于结构设计的不合理，投入的设备多，成本高，且会产生污染物质，对环境造成污染，同时用于发电的原料不容易获得且较贵，无法循环利用，浪费资源。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种结构设计合理，能够循环产电、节省资源的燃料电池装置。
实现本发明目的的技术方案如下：
一种燃料电池装置，包括气化炉、二氧化碳分离器、及设有第一介质输入端、第二介质输入端的双介质阻挡放电等离子装置以及为双介质阻挡放电等离子装置供电的等离子电源；
所述气化炉内由外界输入的碳料与气化炉内的水形成反应生成二氧化碳和氢气，气化炉连通有将二氧化碳和氢气排出到外部的气体排出端，该气体排出端连通二氧化碳分离器的输入端，二氧化碳分离器的氢气排出端连通双介质阻挡放电等离子装置的第一介质输入端，双介质阻挡放电等离子装置的第二介质输入端输入氧气，输入双介质阻挡放电等离子装置中氧气、氢气被电离为H+、O3、O、e-，并进行如下反应：O3→O2+O+e-，H++O→H2O+e-，反应生成的水通过与气化炉连通的回流管进入气化炉中；
所述双介质阻挡放电等离子装置中延伸出阳极，气化炉内设置有一端处于气化炉水面下方、另一端延伸到气化炉外的阴极。
采用了上述技术方案，用电设备连接于阳极导体与阴极导体之间，等离子电源为双介质阻挡放电等离子装置进行交流供电，使通入其中的氧气与氢气进行电离并产生反应，在双介质阻挡放电等离子装置中介质会阻止放电从辉光向弧光的过渡，形成时空上随机分布的大量的微区放电，离子通过与电子碰撞从弧电子流量中获得的动量产生了过剩的能量；氢气通入到双介质阻挡放电等离子装置被电离成H+、氢氧自由基等高活性组分。氧和氢电离后反应生成的水循环进入气化炉中。在碳氢气化炉内，由料斗输入的燃料碳与水在一定的压力和温度下进行反应生成二氧化碳和氢气，二氧化碳和氢气送入到二氧化碳分离器进行二氧化碳和氢气分离，分离出二氧化碳集中回收，氢气送入双介质阻挡等离子装置中进行循环再利用。本发明中双介质阻挡放电等离子装置失去电子，发生氧化反应，从而形成与用电设备连接的阳极；气化炉内溶液得到电子，发生还原反应，形成与用电设备连接的阴极，用电设备用电时离子从正极流出，通过电解液流到负极，工作或放电时正极和负极发生相反的电化学反应，产生的电压降驱动外加负载，使用电设备运转工作。本发明投入的设备少，制造安装成本较低，便于操作和后期管理维护；反应过程中所产生的氢气和水能够进行循环利用，节省了资源，且反应中所采用的原料便于获得，使用成本低，反应过程中便于对分离出的二氧化碳进行集中收集处理，无其他污染产生，达到环保的要求；通过介质循环利用发电方式，发电效率高、效果好。
进一步地，所述双介质阻挡放电等离子装置包括两个面对设置的电极板，每个电极板内表面一一对应设置有陶瓷板，两陶瓷板之间形成放电空间，所述放电空间内设置有耐高温金属导体；所述第一介质输入端、第二介质输入端与放电空间连通；所述阳极与耐高温金属导体连接。
进一步地，所述气化炉内设置有对进入炉内的介质进行过滤的过滤装置。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1为气化炉，2为二氧化碳分离器，3为第一介质输入端，4为第二介质输入端，5为双介质阻挡放电等离子装置，6为等离子电源，7为添料端，8为气体排出端，9为氢气排出端，10为二氧化碳排出端，11为回流管，12为阳极，13为阴极，14为电极板，15为陶瓷板，16为放电空间，17为耐高温金属导体，18为过滤装置，19为排渣管，20为排渣阀，21为用电设备。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，一种燃料电池装置，包括气化炉1、二氧化碳分离器2、及设有第一介质输入端3、第二介质输入端4的双介质阻挡放电等离子装置5以及为双介质阻挡放电等离子装置供电的等离子电源6。
气化炉内由外界输入的碳料与气化炉内的水形成反应生成二氧化碳和氢气，即需要在气化炉上连通一个用于向炉内添加碳料的添料端7，气化炉连通有将二氧化碳和氢气排出到外部的气体排出端8，该气体排出端连通二氧化碳分离器的输入端，二氧化碳分离器的氢气排出端9连通双介质阻挡放电等离子装置的第一介质输入端，二氧化碳分离器的二氧化碳排出端10可以连接二氧化碳的使用设备或者处理设备，双介质阻挡放电等离子装置的第二介质输入端输入氧气，输入双介质阻挡放电等离子装置中氧气、氢气被电离为H+、O3、O、e-，并进行如下反应：O3→O2+O+e-，H++O→H2O+e-，反应生成的水通过与气化炉连通的回流管11进入气化炉中，进行循环使用。
双介质阻挡放电等离子装置中延伸出阳极12，气化炉内设置有一端处于气化炉水面下方、另一端延伸到气化炉外的阴极13。阴极与阳极之间连接有用电设备，反应过程中所产生的电供用电设备21使用。
双介质阻挡放电等离子装置包括两个面对设置的电极板14，电极板与等离子电源连接，每个电极板内表面一一对应设置有陶瓷板15，两陶瓷板之间形成放电空间16，放电空间内设置有耐高温金属导体17；放电空间上方的一侧输入氢气，另一侧输入氧气；阳极与耐高温金属导体连接，将电子传递给阳极。
在气化炉内设置有对进入炉内的介质进行过滤的过滤装置18，过滤装置可采用过滤网格栅来实现，避免外界杂质进入气化炉内对气化炉内造成影响。在气化炉底部设置有排渣管19及排渣阀20，以便气化炉内的杂质排出。

Claims (3)

1.一种燃料电池装置，其特征在于，该电池装置包括气化炉、二氧化碳
分离器、及设有第一介质输入端、第二介质输入端的双介质阻挡放电等离子装置以及为双介质阻挡放电等离子装置供电的等离子电源；
所述气化炉内由外界输入的碳料与气化炉内的水反应生成二氧化碳和氢气，气化炉连通有将二氧化碳和氢气排出到外部的气体排出端，该气体排出端连通二氧化碳分离器的输入端，二氧化碳分离器的氢气排出端连通双介质阻挡放电等离子装置的第一介质输入端，双介质阻挡放电等离子装置的第二介质输入端输入氧气，输入双介质阻挡放电等离子装置中氧气被电离为O3、O、e- ，氢气被电离为H+，并进行如下反应：O3→O2+O+e-，H++O→H2O+e-，反应生 成的水通过与气化炉连通的回流管进入气化炉中；
所述双介质阻挡放电等离子装置中延伸出阳极，气化炉内设置有一端处于气化炉水面下方、另一端延伸到气化炉外的阴极。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池装置，其特征在于，所述双介质阻挡放电等离子装置包括两个面对设置的电极板，每个电极板内表面一一对应设置有陶瓷板，两陶瓷板之间形成放电空间，所述放电空间内设置有耐高温金属导体；所述第一介质输入端、第二介质输入端与放电空间连通；所述阳极与耐高温金属导体连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种燃料电池装置，其特征在于，所述气化炉内设置有对进入炉内的介质进行过滤的过滤装置。
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