CN109244508B - 可产生稳定电流的氢燃料电池 - Google Patents
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Abstract
本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种可产生稳定电流的氢燃料电池。本发明，包括壳体，壳体内具有电解质溶液、负极和正极，壳体靠近负极的一侧设有氢气入口和氢气出口，氢气入口和氢气出口通过氢气反应腔连通，氢气反应腔与负极相贴合，壳体靠近正极的一侧设有氧气入口和排水口，氧气入口和排水口通过氧气反应腔连通，氧气反应腔与正极相贴合，电解质溶液内设有两端分别贯穿壳体外表面与外界连通的热交换管道，还包括设置在氢气出口内的压力控制器，压力控制器可打开或闭合氢气出口。本发明所提供的氢燃料电池通过控制电解质溶液的温度和氢气压强以控制反应速率，控制电子的产生速率，从而稳定氢燃料电池的电流。
Description
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种可产生稳定电流的氢燃料电池。
背景技术
目前的储能电池均存在钳卫特性，即对输入电流和电压的识别具有一定的区间值，而前端的氢燃料电池由于受环境温度等因素的影响，发电状态总是处于波动状态，故需要一种能产生稳定电流的氢燃料电池，使其一直处于蓄电池可识别的最佳状态，以实现充电效率最大化。
例如，中国实用新型专利公开了一种基于氢燃料电池组充电的移动充电车[申请号：201720465262.4]，该实用新型专利包括车厢、顶盘和底盘，所述车厢设置在所述顶盘与所述底盘之间，所述顶盘上设有磁性太阳能充电板，所述车厢内设有维修保养车间、氢气存储箱、控制值班室、空调系统、电动汽车充电车箱、应急充电车箱、市电充电接口和控制系统，所述维修保养车间内设有车漆修复工装和保养工装，所述氢气存储箱内设有多个氢气存储器，所述电动汽车充电车箱和所述应急充电车箱内均设有充电电源选择旋钮、充电电量显示区、三角接入充电接口、充电车充电接口、圆形输出充电接口和收缩电缆线，所述控制系统包括控制器、通讯单元、人机操作界面、数据存储单元、氢燃料电池、氢气选通开关、电容组、充电车充电开关、第二直流电变换器、交流电源变换器和第一直流电变换器。
该实用新型专利采用的即是现有技术中常用的氢燃料电池，故仍具有上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种可产生稳定电流的氢燃料电池。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种可产生稳定电流的氢燃料电池，包括壳体，壳体内具有电解质溶液、负极和正极，所述壳体靠近负极的一侧设有氢气入口和氢气出口，所述氢气入口和氢气出口通过氢气反应腔连通，所述氢气反应腔与负极相贴合，所述壳体靠近正极的一侧设有氧气入口和排水口，所述氧气入口和排水口通过氧气反应腔连通，所述氧气反应腔与正极相贴合，所述电解质溶液内设有两端分别贯穿壳体外表面与外界连通的热交换管道，还包括设置在氢气出口内的压力控制器，所述压力控制器可打开或闭合氢气出口。
在上述的可产生稳定电流的氢燃料电池中，所述压力控制器包括通过弹簧弹性连接的固定板和滑动板，所述固定板与壳体固定连接，所述滑动板与氢气出口内表面密封连接，且滑动板较固定板更靠近氢气反应腔，所述氢气出口侧壁具有向外突起的泄压腔，所述泄压腔与氢气出口连通，且位于固定板和滑动板之间。
在上述的可产生稳定电流的氢燃料电池中，所述热交换管道呈螺旋状。
在上述的可产生稳定电流的氢燃料电池中，所述负极包括电极板主体，所述电极板主体的侧面突出有若干翅片，每片翅片之间相互平行。
在上述的可产生稳定电流的氢燃料电池中，所述翅片表面具有向翅片内部凹陷的气体附着槽。
在上述的可产生稳定电流的氢燃料电池中，所述电极板主体内还具有若干个相互平行的微通道，所述微通道的两端分别贯通电极板主体两侧的表面。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明所提供的氢燃料电池通过控制电解质溶液的温度和氢气压强以控制反应速率，控制电子的产生速率，从而稳定氢燃料电池的电流。
2、本发明的负极具有更大的比表面积，故在同等条件下，可减小负极的体积，从而节省用于制作负极所需的材料，降低成本。
附图说明
图1是本发明的剖视图；
图2是负极的结构示意图；
图中：壳体1、电解质溶液2、负极3、正极4、氢气入口5、氢气出口6、氢气反应腔7、氧气入口8、排水口9、氧气反应腔10、热交换管道11、压力控制器12、弹簧13、固定板14、滑动板15、泄压腔16、电极板主体31、翅片32、气体附着槽33、微通道34。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，一种可产生稳定电流的氢燃料电池，包括壳体1，壳体1内具有电解质溶液2、负极3和正极4，所述壳体1靠近负极3的一侧设有氢气入口5和氢气出口6，所述氢气入口5和氢气出口6通过氢气反应腔7连通，所述氢气反应腔7与负极3相贴合，所述壳体1靠近正极4的一侧设有氧气入口8和排水口9，所述氧气入口8和排水口9通过氧气反应腔10连通，所述氧气反应腔10与正极4相贴合，所述电解质溶液2内设有两端分别贯穿壳体1外表面与外界连通的热交换管道11，还包括设置在氢气出口6内的压力控制器12，所述压力控制器12可打开或闭合氢气出口6。
本发明，使用时，氢气由氢气入口5进入氢气反应腔7中，氧气由氧气入口8进入氧气反应腔10中，氢气反应腔7中的氢气在负极3上失去电子，被氧化，氧气反应腔10中的氧气在正极4上得到电子，被还原，从而在连接正极4和负极3的外接电路中产生电流，在正极4上反应产生的水从排水口9排出，未反应的氢气由氢气出口6排出，氢气出口6内设有的压力控制器12在氢气反应腔7内氢气压强较大时被压开，使得氢气出口6处于打开状态，反之处于关闭状态，换热介质流经热交换管道11与电解质溶液2发生热交换，从而带走反应产生的热，保证温度的稳定，故本发明所提供的氢燃料电池通过控制电解质溶液2的温度和氢气反应腔7内的氢气压强以控制反应速率，控制电子的产生速率，从而稳定氢燃料电池的电流。
优选地，所述热交换管道11呈螺旋状，这样能增大换热面积，减少换热所需时间，从而进一步保证电解质溶液2温度的恒定。
具体的说，所述压力控制器12包括通过弹簧13弹性连接的固定板14和滑动板15，所述固定板14与壳体1固定连接，所述滑动板15与氢气出口6内表面密封连接，且滑动板15较固定板14更靠近氢气反应腔7，所述氢气出口6侧壁具有向外突起的泄压腔16，所述泄压腔16与氢气出口6连通，且位于固定板14和滑动板15之间。
使用时，当氢气反应腔7内的氢气压强增大时，则作用在滑动板15上的压力增大，弹簧13被压缩，滑动板15发生靠近固定板14的滑动，当滑动板15滑动至泄压腔16处时，氢气出口6通过泄压腔16被打开，即氢气反应腔7内的氢气可通过泄压腔16，经由氢气出口6被排出，此时氢气反应腔7内的氢气压强减小，弹簧13复原使滑动板15发生远离固定板14的滑动，当滑动板15滑离泄压腔16时，氢气出口6被关闭，从而实现控制氢气反应腔7内的氢气压强的目的。
结合图1和图2所示，所述负极3包括电极板主体31，所述电极板主体31的侧面突出有若干翅片32，每片翅片32之间相互平行，电极板主体31的侧面延伸出的翅片32可增大负极3的比表面积，故在同等条件下，可减小负极3的体积，从而节省用于制作负极3所需的材料，降低成本，所述翅片32表面具有向翅片32内部凹陷的气体附着槽33，气体附着槽33可增强氢气附着在翅片32的能力。
优选地，所述电极板主体31内还具有若干个相互平行的微通道34，所述微通道34的两端分别贯通电极板主体31两侧的表面，微通道34呈圆柱形，其可进一步增大负极3的比表面积。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了壳体1、电解质溶液2、负极3、正极4、氢气入口5、氢气出口6、氢气反应腔7、氧气入口8、排水口9、氧气反应腔10、热交换管道11、压力控制器12、弹簧13、固定板14、滑动板15、泄压腔16、电极板主体31、翅片32、气体附着槽33、微通道34等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (2)
1.一种可产生稳定电流的氢燃料电池，包括壳体（1），壳体（1）内具有电解质溶液（2）、负极（3）和正极（4），所述壳体（1）靠近负极（3）的一侧设有氢气入口（5）和氢气出口（6），所述氢气入口（5）和氢气出口（6）通过氢气反应腔（7）连通，所述氢气反应腔（7）与负极（3）相贴合，所述壳体（1）靠近正极（4）的一侧设有氧气入口（8）和排水口（9），所述氧气入口（8）和排水口（9）通过氧气反应腔（10）连通，所述氧气反应腔（10）与正极（4）相贴合，其特征在于：所述电解质溶液（2）内设有两端分别贯穿壳体（1）外表面与外界连通的热交换管道（11），还包括设置在氢气出口（6）内的压力控制器（12），所述压力控制器（12）可打开或闭合氢气出口（6）；
所述压力控制器（12）包括通过弹簧（13）弹性连接的固定板（14）和滑动板（15），所述固定板（14）与壳体（1）固定连接，所述滑动板（15）与氢气出口（6）内表面密封连接，且滑动板（15）较固定板（14）更靠近氢气反应腔（7），所述氢气出口（6）侧壁具有向外突起的泄压腔（16），所述泄压腔（16）与氢气出口（6）连通，且位于固定板（14）和滑动板（15）之间；
所述负极（3）包括电极板主体（31），所述电极板主体（31）包括两个相对设置的第一表面和两个相对设置的第二表面，所述第一表面上设有与电极板主体（31）固定连接的翅片（32），每片翅片（32）之间相互平行；所述翅片（32）表面具有向翅片（32）内部凹陷的气体附着槽（33）；所述电极板主体（31）内还具有若干个相互平行的微通道（34），所述微通道（34）的两端分别贯通位于电极板主体（31）两侧的第二表面。
2.如权利要求1所述的可产生稳定电流的氢燃料电池，其特征在于：所述热交换管道（11）呈螺旋状。
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