CN110165262A - 一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，该系统氢源系统放出的氢气进入氢燃料电池，氢燃料电池产生的尾气和部分空气进入水汽冷却装置，水汽冷却装置冷凝下来的冷却水通过出水管路和进水管路注入氢源系统中；本发明采用轻质元素氢化物(轻质元素氢化物床层)，并将氢气电化学反应之后产生的水回收，返回到氢源系统中与轻质元素氢化物进行水解反应产氢，省去了反应物水的重量从而提高了系统的质量储氢量，在相同的放氢效果下，减小了系统质量。

Description

一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统

【技术领域】

本发明属于氢能应用技术领域，具体涉及一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统。

【背景技术】

化石燃料的大量使用，一方面造成了人们对未来可能出现的能源危机的担忧，另一方面产生严重的环境污染，如雾霾、酸雨、全球变暖等。氢能清洁环保，且在地球上储量丰富，是一种非常理想的替代能源。但是目前氢气储存方式还存在较大的问题，限制了氢能的发展。按储氢方式分类，目前氢动力系统主要有以下几种：

(1)高压储氢动力系统，使用气瓶储存压力高达70MPa的氢气，高压氢气经过减压阀后向燃料电池供氢。该氢动力系统简单易行，但由于高压储氢的质量储氢量和体积密度都较小，当储氢量较大时，往往需要较大的高压储氢罐，造成氢动力系统装置过重或过大，且所用的罐体材料在承受高压时普遍使用碳纤维等昂贵材料，成本高，不适合应用于移动式的氢动力系统；(2)低温液态储氢动力系统，将氢气在低温下液化以提高储氢密度。但由于对装置绝热要求高，额外增加了蒸发气体收集和压缩回流装置，增大了系统体积，增加了成本，该系统主要用于航空工业；(3)有机液态储氢动力系统，该装置具有结构简单、储氢量较高、体积密度大，操作方便的优点，但操作过程中额外添加了加热装置和泵等设备，成本高；(4)金属氢化物储氢动力系统，具有较高的储能密度，但是由于金属氢化物本身质量大以及使用过程中需要换热装置，其系统重量较重，降低了系统质量储氢量，而且热管理对储氢效果影响大，因此不适用于要求质量轻的便携式场合。

由以上可知，各类储氢方式及其应用的系统均存在一定的缺陷，主要表现为工作条件要求高以及系统的质量储氢密度或体积密度低，因此需要使用新的储氢材料，并根据储氢材料的特点设计出对应的动力系统。氨硼烷、硼氢化钠、硼氢化锂、铝氢化钠、铝氢化锂等轻质元素氢化物具有质量储氢量高、常温下热稳定性好的优点，以氨硼烷为例，氨硼烷(NH₃BH₃)以其高质量储氢量、热稳定性适中、释氢温度低而成为最具潜力的储氢材料之一。理论计算，氨硼烷的储氢量能够达到19.6wt％，该类轻质元素氢化物通过与水发生水解反应放氢，且该反应条件温和、放氢性能好，非常适合于便携式场合，但是由于水也是反应过程中的反应物，系统储氢量计算时需计入水的质量，而水的有效质量储氢量仅为5.5wt％，使得水解的氨硼烷的储氢量较低，影响了其出储氢性能。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统；该动力系统，通过轻质元素氢化物的水解产氢过程，使得轻型固态储氢动力系统不需要计入低有效储氢量的反应物水，从而提高了系统的储氢量，能够更好地用于无人机、机器人等便携式场合。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，其特征在于，包括氢源装置、氢燃料电池和水汽冷却装置、氢源装置的供氢管路和氢燃料电池的阳极入口连接，氢燃料电池的尾气输出端和水汽冷却装置的进气端连接，水汽冷却装置的出水管路和氢源装置的进水管路连接；氢源装置内设置有轻质元素氢化物床层；当氢燃料电池为碱性燃料电池时，氢燃料电池的阳极出口通过阳极排气管路和水汽冷却装置连通。

本发明的进一步改进在于：

优选的，氢源装置包括反应器壳体，轻质元素氢化物床层设置在反应器壳体内的下半部分，反应器壳体内的上半部分为气体缓冲区；反应器壳体的上壁设置有进水管路，侧壁设置有供氢管路。

优选的，反应器壳体的侧壁上设置有压力测量管路，压力测量管路和气体缓冲区连通，压力测量管路上设置有压力开关；当气体缓冲区内的压力大于设定压力值A时，压力开关将信号传递给水汽冷却装置和进水管路，水汽冷却装置停止冷却，进水管路停止向氢源装置输送冷却水；当气体缓冲区内的压力小于设定压力值B时，压力开关将信号传递给水汽冷却装置和进水管路，水汽冷却装置开始冷却，进水管路开始向氢源装置输送冷却水；设定压力值A大于设定压力值B。

优选的，氢燃料电池和水汽冷却装置之间设置有排抽气装置，排抽气装置内设置有排气风扇。

优选的，水汽冷却装置包括冷却装置壳体，冷却装置壳体的两端分别为气体入口和气体出口，气体入口的横截面积大于气体出口的横截面积；气体入口和抽排气装置连通，气体出口将气体排出；冷却装置壳体的外侧包裹有半导体制冷片；出水管路设置在冷却装置壳体的下部。

优选的，冷却装置壳体的内部固定设置有上部肋片和下部肋片，上部肋片和冷却装置壳体的上壁固定连接，下部肋片和冷却装置壳体的下壁固定连接；沿冷却装置壳体的轴线方向，上部肋片和下部肋片交错布置，且每一个上部肋片和下部肋片之间有缝隙。

优选的，下部肋片底部和冷却装置壳体相交线的中间位置设置有排水孔。

优选的，上部肋片和下部肋片的外侧均涂覆有疏水涂层；上部肋片和下部肋片的横截面均为三角形。

优选的，所述轻质元素氢化物床层的材料为氨硼烷、硼氢化钠、硼氢化锂、铝氢化钠或铝氢化锂。

优选的，氢源装置的进水管路上设置有泵和单向阀；氢源装置的供氢管路上设置有第一阀门和流量控制器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，该系统氢源系统放出的氢气进入氢燃料电池，氢燃料电池产生的尾气和部分空气进入水汽冷却装置，水汽冷却装置冷凝下来的冷却水通过出水管路和进水管路注入氢源系统中；本发明采用轻质元素氢化物(轻质元素氢化物床层)，并将氢气电化学反应之后产生的水回收，返回到氢源系统中与轻质元素氢化物进行水解反应产氢，省去了反应物水的重量从而提高了系统的质量储氢量，在相同的放氢效果下，减小了系统质量；且因为使用轻质元素氢化物储氢量高，热稳定性好，释氢温度低，与水反应条件温和，能够保证应用过程中对装置的材料及加工要求低，能够保证系统的便携性和安全性；本发明基于轻质元素氢化物搭建的氢动力系统，该系统非常适合用于无人机、机器人等便携式场合。

进一步的，氢源装置内下部为轻质元素氢化物床层，上部为气体缓冲区，便于轻质元素氢化物床层产生氢气后，氢气的回收和排出。

进一步的，反应器壳体的侧壁上设置有压力测量管路，压力测量管路上设置有测量气体缓冲区内压力的压力开关，通过压力开关可以控制水汽冷却装置中水流向氢源系统的速率，从而使得反应器内部的压力维持在一个较小值(设定值)，反应器内部的压力较低，保证安全性；同时若反应器内部的压力过高时，能够使水汽冷却装置停止冷却，进而使得氢源系统内停止反应；当压力低于某一设定值时，反应器内继续反应，避免泵的频繁启停。

进一步的，氢燃料电池和水汽冷却装置之间设置排抽气装置，能够达到使空气流入燃料电池阴极、推动富含水分的气体进入水汽冷却装置的目的，减少了装置数目和体积，简化了系统。

进一步的，气体入口的横截面积大于气体出口的横截面积，使得沿气体的排出方向，水汽冷却装置为渐缩的壳体，一方面能够因为壳体横截面的缩小，增加气体的流速，另一方面，冷却水能够沿着壳体流出水汽冷却装置；冷却装置壳体的外侧包裹有半导体制冷片，用于提供冷源。

进一步的，轻质元素氢化物床层内的材料为氨硼烷、硼氢化钠、硼氢化锂、铝氢化钠、铝氢化锂等常见的轻质储氢材料。

进一步的，冷却装置壳体内部设置有交错设置的肋片，肋片的上下交互状态让裹挟有液滴的气体曲折前行，延长裹挟有液滴的气体和肋板的接触行程和时间，起到让气液相快速分离的目的。

进一步的，下部肋片的中心处设置有排水孔，便于冷却水的聚集和排出。

进一步的，肋片表面涂覆有输水涂层，同时横截面为三角形，可以使得水汽的冷却过程处在珠状凝结状态，也能够使得液滴快速降落，提高了换热效率和冷却水的产率；具有疏水涂层的肋片能够减小冷却装置的体积，三角形的肋片有助于水珠的迅速成形和排出。

进一步的，在反应器与水汽冷却装置之间设置单向阀，防止氢源系统内的氢气通过供水管路进入水汽冷却装置，提高了氢动力系统的安全性，有利于在便携式场合应用。

【附图说明】

图1为本发明一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统结构图；

图2为本发明氢源装置结构示意图；

图3为本发明水冷却装置示意图(图1的A-A截面)；

图4为本发明肋片涂层示意图(图1的B处细节图)；

图5为燃料电池为碱性燃料电池时的动力系统结构图。

其中：1为氢源装置；2为第一阀门；3为流量控制器；4为阳极入口；5为滤网；6为氢燃料电池；7为阳极出口；8为抽排气装置；9为水汽冷却装置；10为冷却装置壳体；11为半导体制冷片；12为出水管路；13为泵；14为单向阀；15为压力开关；16为放氢控制装置；17为反应器壳体；18为轻质元素氢化物床层；19为气体缓冲区；20为供氢管路；21为进水管路；22为压力测量管路；23为排水孔；24为下部肋片；25为上部肋片；26为气体出口；27为气体入口；28为疏水涂层；29为外壳；30为排气风扇；31-阴极、32-阳极；33-阳极排气管路。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述

参见图1，本发明公开了一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，主要装置包括氢源装置1、氢燃料电池6、抽排气装置8和水汽冷却装置9。

参见图1，氢源装置1的氢气输出端和氢燃料电池6的阳极入口4连接，连接管路上设置有第一阀门2和流量控制器3，氢燃料电池6的尾气输出端和抽排气装置8的输入端连接，抽排气装置8内的输出端和水汽冷却装置9连接，水汽冷却装置9的出水管路12和氢源装置1的进水管路21连接；出水管路12和进水管路21之间设置有泵13和单向阀14。

该系统的基本工作原理为：氢源装置1放出的氢气经过第一阀门2和流量控制器3进入氢燃料电池6，氢燃料电池6产生的尾气和部分空气在抽排气装置8作用下进入水汽冷却装置9，水汽冷却装置9冷凝下来的水从出水管路12通过泵13加压注入氢源装置1。

参见图2，氢源装置1包括反应器壳体17、轻质元素氢化物床层18、气体缓冲区19、供氢管路20、进水管路21和压力测量管路22；反应器壳体17为封闭的筒状结构，其内部下半部分设置有轻质元素氢化物床层18，内部上半部分为气体缓冲区19，反应器壳体17的侧壁上设置有供氢管路20和压力测量管路22，反应器壳体17的上部设置有进水管路21；轻质元素氢化物床层18的材料为轻质元素氢化物，所述轻质元素氢化物为质量轻，储氢量高的材料，如氨硼烷、硼氢化钠、硼氢化锂、铝氢化钠、铝氢化锂等。

氢燃料电池6为常见的氢燃料电池，如质子交换膜燃料电池或碱性燃料电池，质子交换膜燃料电池和碱性燃料电池以其反应条件较为温和而在便携式设备有较为广泛的应用，质子交换膜燃料电池阳极向阴极输送质子，从而在阴极生成水并随空气一起排出，碱性燃料电池氢气在阳极生成水；因为氢燃料电池的种类不同，本发明中的轻型固态储氢动力系统结构也略微不同，下面根据不同的氢燃料电池，结合具体的实施例进行阐述。

实施例1

供氢管路20和质子交换膜燃料电池的阳极入口4连接，从供氢管路20到氢燃料电池阳极入口4，供氢管路20上依次设置有第一阀门2和流量控制器3；进水管路21连接到水汽冷却装置9的出水管路12，从进水管路21到出水管路12，进水管路21上依次设置有单向阀14和泵13；压力测量管路22上连接有压力开关15，压力测量管路22和气体缓冲区19连通，使得压力开关15能够实时测得气体缓冲区19内的压力，压力开关15将压力信号传递到半导体制冷片11和泵13，构成放氢控制装置16；通过压力开关15控制泵13的抽水速率进而控制水汽冷却装置9中水流向氢源系统的速率及冷却水的流通和停止，从而使得反应器内部的压力维持在一个较小值(设定值)，反应器内部的压力较低，保证安全性；同时若反应器内部的压力过高时，能够使水汽冷却装置停止冷却，进而使得氢源系统内停止反应，具体为，当气体缓冲区19内的压力大于设定压力值A时，压力开关15将信号传递给水汽冷却装置9和进水管路21，水汽冷却装置9停止冷却，进水管路21停止向氢源装置1输送冷却水；当气体缓冲区19内的压力小于设定压力值B时，压力开关15将信号传递给水汽冷却装置9和进水管路21，水汽冷却装置9开始冷却，进水管路21开始向氢源装置1输送冷却水；设定压力值A大于设定压力值B。

质子交换膜燃料电池内的空气进口端设置有滤网5，防止杂物进入质子交换膜燃料电池的内部，内部设置有阳极入口4和阳极出口7；阳极入口4和氢源装置1的氢气出口连通；

抽排气装置8包括外壳29和排期风扇30，外壳29的两端分别为第一端面和第二端面，因为质子交换膜燃料电池的尾气从阴极产生，因此阴极的尾气输出端直接和第一端面周围的外壳29连接，则从阴极排出的带有水滴的尾气能够直接排入至水汽冷却装置9中；第二端面和水汽冷却装置9的第三端面连通。

参加图1和图3，水汽冷却装置9包括冷却装置壳体10、气体入口27、气体出口26、半导体制冷片11、储水管路12、排水孔23、下部肋片24、上部肋片25和疏水涂层28；冷却装置壳体10为方形渐扩壳体，其两端分别第三端面和第四端面，第三端面的横截面积大于第四端面的横截面积，第三端面为气体入口27，第四端面为气体出口26，第三端面和第二端面连通，即气体入口27和抽排气装置8的气体出口连接，第三端面周围的冷却装置壳体10和第二端面周围的外壳29固定连接，且第三端面周围的冷却装置壳体10和第二端面周围的外壳29形状、横截面尺寸均相同，壳体材料为导热性能较好的材料，如铜或铝；气体出口27将去除水滴的气体和空气排出；出水管路12设置在靠近第三端面的冷却装置壳体10的下部，保证各个肋片滴落的冷却水均能够流出，而不会在抽排气装置8内滞留；冷却装置壳体10的外部包裹有半导体制冷片11，优选的，上壁和下壁的外部铺设有半导体制冷片11作为整个水汽冷却装置9的冷源，半导体制冷片11通有电源，作为冷源使得冷却装置壳体10冷却；上壁和下壁的内部分别布置有上部肋片25和下部肋片24，上部肋片25和下部肋片24均垂直于冷却装置壳体10的轴线，上部肋片25和冷却装置壳体10的上壁内部固定连接，下部肋片24和冷却装置壳体10的下壁内部固定连接，且上部肋片25和下部肋片24的两个侧边均和冷却装置壳体10的侧壁内侧接触，使得气体只能从上部肋片25的下方或下部肋片24的上方穿过；上部肋片25和下部肋片24沿冷却装置壳体10的轴线方向交错布置，且每一个上部肋片25和下部肋片24之间沿冷却装置壳体10的轴线方向均不接触，使得在水汽冷却装置9内形成弯曲的气体通路，延长裹挟有水滴的气体和肋片的接触行程和时间；半导体制冷片11作为冷源使得冷却装置壳体10的冷却，进而将上部肋片25和下部肋片24冷却，使得裹挟有水滴的气体接触到肋片时，能够预冷凝结形成水滴。

参见图4，上部肋片25和下部肋片24表面具涂覆有疏水涂层28，上部肋片25和下部肋片24的截面优选为三角形；疏水涂层28的材料选用常用的输水材料，如聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物等；三角形的底边和冷却装置壳体10的上壁或下壁接触，尖部朝向冷却装置壳体10的中间，便于水滴的凝结和流出；下部肋片24底部与冷却装置壳体10相交线的中间位置设有排水孔23，冷凝的水滴沿着一个个排水孔23最终从出水管路12流出。

该系统的工作原理如下所示：

水汽冷凝装置9冷凝下来的水从出水管路12经过泵13和单向阀14，流入氢源装置1的进水管路21，再进入反应器壳体17，与反应器壳体17内部的轻质元素氢化物床层18发生反应，当轻质元素氢化物床层18内的材料为氨硼烷时，反应式如下式(1)所示，产生的氢气扩散进入气体缓冲区19，在经过供氢管路20进入质子交换膜燃料电池的阳极入口4即可为质子交换膜燃料电池提供氢气。反应器壳体17侧壁上设置有压力测量管路22，压力测量管路22上连接有压力开关15，共同构成放氢控制装置16；其可用于调节反应器壳体17内部的压力，当反应器壳体17内部的压力达到设定值(一般根据燃料电池的入口压力要求进行设定，小型氢燃料电池在0.2MPa左右)时，压力开关15动作，发出信号切断半导体制冷片11和泵13，这样水不再进入反应器壳体17，反应器壳体17内部压力不再升高，直到反应器壳体17内部压力降低到设定值以下。氨硼烷的储氢量大，在相同的放氢效果下需要的质量更少；而且使用压力开关调节反应压力后，内部反应的压力和温度均维持在较低的水平，因此对反应器壳体17的材料要求低，同样能够减少所使用材料的质量，为动力系统系统轻量化做出贡献。

氢源装置1提供的氢气从供氢管路20经过第一阀门2和流量控制器3后到达氢燃料电池阳极入口4，质子交换膜燃料电池内部的化学反应参见式(2)，反应产生的水以水汽的方式随进入质子交换膜燃料电池的空气流出，将质子交换膜燃料电池反应产生的水分回收进入氢源装置1，从而解决了因为计入低储氢量反应物水而降低系统质量储氢量的问题。

2H₂+O₂→2H₂O (2)

质子交换膜燃料电池产生的水汽随空气一起进入水汽冷却装置9；富含水分的气体由于受到抽排气装置8的推动，在上部肋片25和下部肋片24中间曲折前行，并在该过程中发生热量交换，水汽遇冷凝结下来，在重力的作用下下降到冷却装置壳体的下部，经过排水孔23汇集到水出口管路12，可用于向氢源装置1供水。水汽冷却装置9的上部肋片25和下部肋片24上均有疏水涂层28，使得冷凝的液滴快速流走，传热维持在核态凝结，提高了传热效率。最后将水汽冷却装置9、抽排气装置8和质子交换膜燃料电池三者依次连接，既满足了系统各方面的要求，也是的系统结构更加紧凑，适用于便携式场合。

实施例2

参见图5，相对于质子交换膜燃料电池水在燃料电池阴极生成，碱性燃料电池中水产生于燃料电池阳极32，其阳极反应方程式如式(3)所示。阳极32的后端为阴极31，阴极31的尾气输出端和抽排气装置8的第一端面固定连通，通过抽排气装置8，使得空气能够从阳极32流通至阴极，为阴极31供氧，同时能够推动从阴极31排出的空气进入水汽冷却装置9中；为回收阳极尾气中的水分，需要将燃料电池阳极尾气引入水汽冷却装置9，因此在燃料电池的阳极出口7和水汽冷却装置9中增设阳极排气管路33，阳极排气管路33和冷却装置壳体10的上壁固定连接，且靠近第三端面，阳极排气管路33将从阳极出口7排出的带有水汽的尾气通过阳极排气管路33进入水汽冷却装置9中，进入水汽冷却装置9中的阳极尾气冷却过程及水的凝结过程同实施例1相同；该装置中其他未描述的部分结构与实例1相同。

H₂+2OH^--2e^-→2H₂O (3)

综上所述，本发明公开的一种燃料电池尾气水分回收与轻质元素氢化物水解供氢耦合的氢动力系统，使用氨硼烷等轻质元素氢化物储氢，并回收燃料电池尾气中丰富的水分，继续作为反应物与轻质元素氢化物水解反应产生氢气，解决了由于低储氢量反应物水的计入而造成燃料电池动力系统质量储氢量降低的问题，提高了系统的储氢量。同时对水汽冷却装置、抽排气装置和氢燃料电池进行了紧凑化的结构设计，因此在相同的放氢效果下该动力系统的质量和体积更小，能够更好地适用于移动便携式场合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，其特征在于，包括氢源装置(1)、氢燃料电池(6)和水汽冷却装置(9)、氢源装置(1)的供氢管路(20)和氢燃料电池(6)的阳极入口(4)连接，氢燃料电池(6)的尾气输出端和水汽冷却装置(9)的进气端连接，水汽冷却装置(9)的出水管路(12)和氢源装置(1)的进水管路(21)连接；氢源装置(1)内设置有轻质元素氢化物床层(18)；当氢燃料电池(6)为碱性燃料电池时，氢燃料电池(6)的阳极出口(7)通过阳极排气管路(34)和水汽冷却装置(9)连通。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，其特征在于，氢源装置(1)包括反应器壳体(1)，轻质元素氢化物床层(18)设置在反应器壳体(1)内的下半部分，反应器壳体(1)内的上半部分为气体缓冲区(19)；反应器壳体(1)的上壁设置有进水管路(21)，侧壁设置有供氢管路(20)。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，其特征在于，反应器壳体(1)的侧壁上设置有压力测量管路(22)，压力测量管路(22)和气体缓冲区(19)连通，压力测量管路(22)上设置有压力开关(15)；当气体缓冲区(19)内的压力大于设定压力值A时，压力开关(15)将信号传递给水汽冷却装置(9)和进水管路(21)，水汽冷却装置(9)停止冷却，进水管路(21)停止向氢源装置(1)输送冷却水；当气体缓冲区(19)内的压力小于设定压力值B时，压力开关(15)将信号传递给水汽冷却装置(9)和进水管路(21)，水汽冷却装置(9)开始冷却，进水管路(21)开始向氢源装置(1)输送冷却水；设定压力值A大于设定压力值B。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，其特征在于，氢燃料电池(6)和水汽冷却装置(9)之间设置有排抽气装置(8)，排抽气装置(8)内设置有排气风扇(30)。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，其特征在于，水汽冷却装置(9)包括冷却装置壳体(10)，冷却装置壳体(10)的两端分别为气体入口(27)和气体出口(26)，气体入口(27)的横截面积大于气体出口(26)的横截面积；气体入口(27)和抽排气装置(8)连通，气体出口(26)将气体排出；冷却装置壳体(10)的外侧包裹有半导体制冷片(11)；出水管路(12)设置在冷却装置壳体(10)的下部。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，其特征在于，冷却装置壳体(10)的内部固定设置有上部肋片(25)和下部肋片(24)，上部肋片(25)和冷却装置壳体(10)的上壁固定连接，下部肋片(26)和冷却装置壳体(10)的下壁固定连接；沿冷却装置壳体(10)的轴线方向，上部肋片(25)和下部肋片(26)交错布置，且每一个上部肋片(25)和下部肋片(26)之间有缝隙。

7.根据权利要求6所述的一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，其特征在于，下部肋片(25)底部和冷却装置壳体(10)相交线的中间位置设置有排水孔(23)。

8.根据权利要求6所述的一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，其特征在于，上部肋片(25)和下部肋片(24)的外侧均涂覆有疏水涂层(28)；上部肋片(25)和下部肋片(24)的横截面均为三角形。

9.根据权利要求1所述的一种燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，其特征在于，所述轻质元素氢化物床层(18)的材料为氨硼烷、硼氢化钠、硼氢化锂、铝氢化钠或铝氢化锂。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的燃料电池尾气水分再利用的轻型固态储氢动力系统，其特征在于，氢源装置(1)的进水管路(21)上设置有泵(13)和单向阀(14)；氢源装置(1)的供氢管路(20)上设置有第一阀门(2)和流量控制器(3)。