CN109818017A - 直接甲醇燃料电池系统 - Google Patents
直接甲醇燃料电池系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109818017A CN109818017A CN201910190490.9A CN201910190490A CN109818017A CN 109818017 A CN109818017 A CN 109818017A CN 201910190490 A CN201910190490 A CN 201910190490A CN 109818017 A CN109818017 A CN 109818017A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fuel cell
- gas
- cell system
- pile
- liquid
- 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
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明实施例公开了一种直接甲醇燃料电池系统，其包括：电堆、混液桶、气液分离器和换热器，所述混液桶向所述电堆输送甲醇溶液，所述电堆将甲醇溶液反应产生的反应物排至所述气液分离器，所述气液分离器对所述反应物进行气液分离，并将分离的液体输送至所述换热器的热流体侧，分离液体经换热器散热降温后排至所述混液桶。利用本发明实施例能够减小待散热反应物的体积，降低散热量，从而减小散热设备的体积，减小直接甲醇燃料电池系统的体积，满足车辆的使用要求，还可实现水的循环再利用，节约生产成本，而且结构简单，方便维修和装配。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种直接甲醇燃料电池系统。
背景技术
直接甲醇燃料电池是指直接使用甲醇为阳极活性物质的燃料电池，直接甲醇燃料电池采用的氧化剂为空气。
在现有技术中，甲醇反应产生的水，以及二氧化碳、未参与化学反应的氮气等气体都需要经过散热后排出，散热量大。为满足散热量大的需求，需要将散热设备的体积做的很大，导致现有的直接甲醇燃料电池系统体积庞大，很难满足车辆使用要求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提出一种直接甲醇燃料电池系统，以解决上述技术问题。
本发明实施例提出一种直接甲醇燃料电池系统，其包括：电堆、混液桶、气液分离器和换热器，所述混液桶向所述电堆输送甲醇溶液，所述电堆将甲醇溶液反应产生的反应物排至所述气液分离器，所述气液分离器对所述反应物进行气液分离，并将分离的液体输送至所述换热器的热流体侧，分离液体经换热器散热降温后排至所述混液桶，不仅可减小待散热反应物的体积，降低散热量，从而减小散热设备的体积，减小直接甲醇燃料电池系统的体积，满足车辆的使用要求，还可实现水的循环再利用，节约生产成本，而且结构简单，方便维修和装配。
可选地，还包括冷却泵和铝制散热器，所述冷却泵将所述换热器冷流体侧内的冷流体抽至铝制散热器，散热后的冷流体回流至所述换热器冷流体侧内。通过设置冷却泵和铝制散热器，可增加铝制散热器内冷流体的散热效率，提高换热器的换热效率。
可选地，还包括尾排燃烧器，所述气液分离器分离的气体经所述尾排燃烧器排出。通过设置尾排燃烧器，可保证尾排气体安全无害，保护环境。
可选地，所述电堆通过阳极输出管路和阴极输出管路与气液分离器连接，所述阴极输出管路向所述气液分离器输送水汽和未参加反应的空气，所述阳极输出管路向所述气液分离器输送反应产生的二氧化碳和液体水。通过设置阳极输出管路和阴极输出管路，可方便气液分离，方便水的循环利用。
可选地，还包括补水箱和甲醇箱，所述补水箱向所述混液桶内供水，所述甲醇箱向所述混液桶供甲醇。通过设置补水箱和甲醇箱，不仅能够持续不断地提供水和甲醇，还可保证混液桶内的甲醇浓度在一定范围内，保证直接甲醇燃料电池系统的正常工作，而且补水箱内还具有一定吸收热量的作用，吸收一部分由换热器排放的分离液体的热量，进一步地降低散热量。
可选地，所述甲醇桶内存放甲醇浓度大于95％的纯甲醇，所述补水箱内存放的为去离子纯水，可使直接甲醇燃料电池系统能够高效工作。
可选地，所述换热器为板式换热器，分离液体与冷流体在板式换热器内进行热量交换，不仅可方便隔离甲醇，还可进一步地减小直接甲醇燃料电池系统的体积。
可选地，还包括空气滤清器，空气经所述空气滤清器进入所述电堆，以减小杂质进入电堆，进一步地保证甲醇燃料电池系统能够高效工作。
可选地，还包括鼓风机，所述空气滤清器过滤后的空气经所述鼓风机鼓入电堆，可提高空气的输入效率，进一步地保证甲醇燃料电池系统能够高效工作。
可选地，还包括过滤器和混液泵，所述混液泵将混液桶内的甲醇溶液抽至电堆内，所述过滤器设置在混液泵与电堆的连接管路上，不仅可保证甲醇溶液的输入速度，还可对甲醇溶液进行过滤，避免杂质进入电堆，进一步地保证甲醇燃料电池系统能够高效工作。
本发明实施例提供的直接甲醇燃料电池系统通过设置电堆、混液桶、气液分离器和换热器，气液分离器接收电堆反应后的反应物进行气液分离后，将分离的液体输送至换热器的热流体侧进行散热后再输送至混液桶内，与现有技术中对电堆产生的全部反应物进行散热降温相比，不仅可减小待散热反应物的体积，降低散热量，从而减小散热设备的体积，减小直接甲醇燃料电池系统的体积，满足车辆的使用要求，还可实现水的循环再利用，节约生产成本，而且结构简单，方便维修和装配。
附图说明
图1是本发明实施例的直接甲醇燃料电池系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
图1示出了本发明实施例的直接甲醇燃料电池系统的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的直接甲醇燃料电池系统，其包括：电堆14、混液桶5、气液分离器4和换热器3。
混液桶5内存放甲醇溶液，并向电堆14内输送甲醇溶液。电堆14上具有用于向电堆14提供助燃气体的入气口。助燃气体，可以采用空气、氧气等气体。
电堆14将甲醇溶液与助燃气体发生化学反应产生的反应物排至所述气液分离器3。
所述气液分离器3对所述反应物进行气液分离，并将分离的液体输送至所述换热器3的热流体侧。
气液分离器3分离的液体经所述换热器3散热降温后排至混液桶5内。
直接甲醇燃料电池系统工作时，混液桶5向电堆14内输送甲醇溶液，入气口向电堆14内供入空气。
电堆14内的甲醇溶液与空气发生化学反应产生电能，并随之产生反应物。
电堆14将反应物输送至气液分离器3。气液分离器3对所述反应物进行气液分离，并将分离的液体输送至所述换热器3的热流体侧。
气液分离器3将从反应物中分离出的气体直接排出，例如未参加反应的氮气、反应生成的二氧化碳等。
分离的液体在换热器3内散热降温后，排至混液桶5内。
本发明实施例提供的直接甲醇燃料电池系统通过设置电堆、混液桶、气液分离器和换热器，气液分离器接收电堆反应后的反应物进行气液分离后，将分离的液体输送至换热器的热流体侧进行散热后，再输送至混液桶内，与现有技术中对电堆产生的全部反应物进行散热降温相比，不仅可减小待散热反应物的体积，降低散热量，从而减小散热设备的体积，减小直接甲醇燃料电池系统的体积，满足车辆的使用要求，还可实现水的循环再利用，节约生产成本，而且结构简单，方便维修和装配。
进一步地，直接甲醇燃料电池系统还包括冷却泵2和铝制散热器1，所述冷却泵2将所述换热器3冷流体侧内的冷流体抽至铝制散热器1内，进行散热，散热后的冷流体回流至所述换热器3冷流体侧内。
通过设置冷却泵2和铝制散热器1，可增加铝制散热器1内冷流体的散热效率，提高换热器3的换热效率。在本实施例中，冷流体可采用水。
在本实施例中，换热器3可采用板式换热器，分离液体与冷流体分别位于板式换热器内的两个通道内，在板式换热器内只进行热量交换，不仅能够方便隔离甲醇，还可进一步地减小直接甲醇燃料电池系统的体积。
由于甲醇对散热器材质的要求，现有技术中采用对全部反应物进行降温，因此，铝制散热器不能应用，一般采用不锈钢散热器。
而在本发明实施例中，采用散热高效且体积小的板式换热器以及高导热性质的铝制散热器代替不锈钢散热器，可大大减小直接甲醇燃料电池系统的体积。
较佳地，直接甲醇燃料电池系统还包括尾排燃烧器13，所述气液分离器4分离的气体经所述尾排燃烧器13排出。
通过设置尾排燃烧器13，可保证尾排气体安全无害，保护环境。在本实施例中，尾排燃烧器13可采用火排燃烧器。
优选地，所述电堆14通过阳极输出管路和阴极输出管路与气液分离器4连接，所述阴极输出管路向气液分离器4输送水汽和未参加反应的空气，所述阳极输出管路向气液分离器4输送二氧化碳和液体水。
通过设置阳极输出管路和阴极输出管路，可方便气液分离，方便水的循环利用。
可选地，直接甲醇燃料电池系统还包括补水箱12和甲醇箱10，所述补水箱12向所述混液桶5内供水，所述甲醇箱10向所述混液桶5供甲醇。
通过设置补水箱12和甲醇箱10，不仅能够持续不断地提供水和甲醇，还可保证混液桶5内的甲醇浓度在一定范围内，保证直接甲醇燃料电池系统的正常工作，而且补水箱12内还具有一定吸收热量的作用，吸收一部分由换热器3排放的分离液体的热量，进一步地降低散热量。
在本发明的一个优选实施例中，所述甲醇桶10内存放甲醇浓度大于95％的纯甲醇，所述补水箱12内存放的为去离子纯水，可使直接甲醇燃料电池系统能够高效工作。
其中，去离子水：是指去掉了水中的除氢离子、氢氧根离子外的其他由电解质溶于水中电离所产生的全部离子。
进一步地，直接甲醇燃料电池系统还包括甲醇泵11，所述甲醇箱10通过所述甲醇泵11向所述混液桶5供甲醇。
通过甲醇泵11将甲醇箱10内的纯甲醇抽至混液桶5，可提高向混液桶5内的供液速度，保证甲醇燃料电池系统能够高效工作。
较佳地，直接甲醇燃料电池系统还包括空气滤清器6，所述空气经空气滤清器6进入所述电堆14，以减小杂质进入电堆，进一步地保证甲醇燃料电池系统能够高效工作。
进一步地，直接甲醇燃料电池系统还包括鼓风机7，所述鼓风机7设置所述空气滤清器6与所述电堆14的连接管路上。
鼓风机7将空气滤清器6过滤的空气鼓入电堆14，可提高空气的输入效率，进一步地保证甲醇燃料电池系统能够高效工作。
更进一步地，直接甲醇燃料电池系统，还包括过滤器9和混液泵8，所述混液泵8将混液桶5内的甲醇溶液抽至电堆14内，所述过滤器9设置在混液泵8与电堆14的连接管路上。
通过设置过滤器9和混液泵8，甲醇溶液经过滤器9过滤后再进入电堆14内，不仅可保证甲醇溶液的输入速度，还可对甲醇溶液进行过滤，避免杂质进入电堆14，进一步地保证甲醇燃料电池系统能够高效工作。
以上，结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种直接甲醇燃料电池系统，其特征在于，包括：电堆、混液桶、气液分离器和换热器，所述混液桶向所述电堆输送甲醇溶液，所述电堆将甲醇溶液反应产生的反应物排至所述气液分离器，所述气液分离器对所述反应物进行气液分离，并将分离的液体输送至所述换热器的热流体侧，分离液体经换热器散热降温后排至所述混液桶。
2.如权利要求1所述的直接甲醇燃料电池系统，其特征在于，还包括冷却泵和铝制散热器，所述冷却泵将所述换热器冷流体侧内的冷流体抽至铝制散热器，散热后的冷流体回流至所述换热器冷流体侧内。
3.如权利要求1所述的直接甲醇燃料电池系统，其特征在于，还包括尾排燃烧器，所述气液分离器分离的气体经所述尾排燃烧器排出。
4.如权利要求1所述的直接甲醇燃料电池系统，其特征在于，所述电堆通过阳极输出管路和阴极输出管路与气液分离器连接，所述阴极输出管路向所述气液分离器输送水汽和未参加反应的空气，所述阳极输出管路向所述气液分离器输送反应产生的二氧化碳和液体水。
5.如权利要求1所述的直接甲醇燃料电池系统，其特征在于，还包括补水箱和甲醇箱，所述补水箱向所述混液桶内供水，所述甲醇箱向所述混液桶供甲醇。
6.如权利要求5所述的直接甲醇燃料电池系统，其特征在于，所述甲醇桶内存放甲醇浓度大于95％的纯甲醇，所述补水箱内存放的为去离子纯水。
7.如权利要求1所述的直接甲醇燃料电池系统，其特征在于，所述换热器为板式换热器。
8.如权利要求1-7任一所述的直接甲醇燃料电池系统，其特征在于，还包括空气滤清器，空气经所述空气滤清器进入所述电堆。
9.如权利要求8所述的直接甲醇燃料电池系统，其特征在于，还包括鼓风机，所述空气滤清器过滤后的空气经所述鼓风机鼓入电堆。
10.如权利要求1-7任一所述的直接甲醇燃料电池系统，其特征在于，还包括过滤器和混液泵，所述混液泵将混液桶内的甲醇溶液抽至电堆内，所述过滤器设置在混液泵与电堆的连接管路上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910190490.9A CN109818017A (zh) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | 直接甲醇燃料电池系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910190490.9A CN109818017A (zh) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | 直接甲醇燃料电池系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109818017A true CN109818017A (zh) | 2019-05-28 |
Family
ID=66608891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910190490.9A Pending CN109818017A (zh) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | 直接甲醇燃料电池系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109818017A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1670996A (zh) * | 2004-03-15 | 2005-09-21 | 株式会社东芝 | 燃料电池系统 |
| CN103208638A (zh) * | 2012-01-11 | 2013-07-17 | 三星电子株式会社 | 在燃料电池系统中提供气液分离功能的混合消音器 |
| CN106910914A (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-30 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种直接液体燃料电池系统 |
| CN108390082A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-08-10 | 中科军联（张家港）新能源科技有限公司 | 一种用于直接液体进料燃料电池的分离器 |
| CN209434312U (zh) * | 2019-03-13 | 2019-09-24 | 苏州奥加华新能源有限公司 | 直接甲醇燃料电池系统 |
-
2019
- 2019-03-13 CN CN201910190490.9A patent/CN109818017A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1670996A (zh) * | 2004-03-15 | 2005-09-21 | 株式会社东芝 | 燃料电池系统 |
| CN103208638A (zh) * | 2012-01-11 | 2013-07-17 | 三星电子株式会社 | 在燃料电池系统中提供气液分离功能的混合消音器 |
| CN106910914A (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-30 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种直接液体燃料电池系统 |
| CN108390082A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-08-10 | 中科军联（张家港）新能源科技有限公司 | 一种用于直接液体进料燃料电池的分离器 |
| CN209434312U (zh) * | 2019-03-13 | 2019-09-24 | 苏州奥加华新能源有限公司 | 直接甲醇燃料电池系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7276308B2 (en) | Fuel cell system with recuperative heat exchanger | |
| US5976722A (en) | Process for operating a fuel cell installation and fuel cell installation for carrying out the process | |
| US6835484B2 (en) | Supersonic vapor compression and heat rejection cycle | |
| CN108417861A (zh) | 船用氢燃料电池系统 | |
| CN108400353A (zh) | 船用氢燃料电池系统 | |
| JP4361788B2 (ja) | 一体化されたカソード排気凝縮器及びスタック冷却器を組み込んだ燃料電池システム | |
| CN113278992B (zh) | 一种水蒸气涡轮增压的燃料电池电解槽系统及其工作方法 | |
| CN211829043U (zh) | 车用燃料电池的空气系统和车用燃料电池 | |
| CN114243056A (zh) | 一种具有能量回收模块的燃料电池系统 | |
| CN107819139A (zh) | 一种基于可再生燃料电池/膨胀机混合循环的冷热电联供系统 | |
| CN111106364A (zh) | 一种燃料电池发电系统 | |
| CN209434312U (zh) | 直接甲醇燃料电池系统 | |
| JP2008269844A (ja) | 燃料電池システム | |
| CN106910914A (zh) | 一种直接液体燃料电池系统 | |
| CN113067014B (zh) | 用于氢燃料电池的氢气循环供应方法 | |
| CN111785991A (zh) | 一种低压质子交换膜氢燃料电池发电系统 | |
| CN108825378B (zh) | 一种基于水蒸气等离子体的水下热电混合动力系统 | |
| CN112582638A (zh) | 一种风冷型燃料电池系统 | |
| CN213988945U (zh) | 燃料电池的阳极子系统及燃料电池系统 | |
| CN109818017A (zh) | 直接甲醇燃料电池系统 | |
| JP7131493B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| CN104716356A (zh) | 具有喷射器的燃料电池系统 | |
| JP2011208259A (ja) | 水電解システム | |
| CN101447573A (zh) | 一种燃料电池生成水回收的装置 | |
| KR102595244B1 (ko) | 연료전지용 가습냉각 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190529 Address after: Room 402, No. 99 Jinjihu Avenue, Suzhou Industrial Park, Wuzhong District, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Suzhou Ogawa New Energy Co., Ltd. Address before: Room 510-1, 77 Laigang Road, Qingpu District, Shanghai, 2010 Applicant before: Weima smart travel technology (Shanghai) Co. Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |