CN113629275A - 一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统 - Google Patents

一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113629275A
CN113629275A CN202110872603.0A CN202110872603A CN113629275A CN 113629275 A CN113629275 A CN 113629275A CN 202110872603 A CN202110872603 A CN 202110872603A CN 113629275 A CN113629275 A CN 113629275A
Authority
CN
China
Prior art keywords
anode
cathode
fuel cell
ejector
water
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.)
Granted
Application number
CN202110872603.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113629275B (zh
Inventor
涂正凯
刘洋
赵俊杰
龚骋原
范丽欣
常华伟
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.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
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 Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN202110872603.0A priority Critical patent/CN113629275B/zh
Publication of CN113629275A publication Critical patent/CN113629275A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113629275B publication Critical patent/CN113629275B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H01M8/04164—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal by condensers, gas-liquid separators or filters
    • 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
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04126—Humidifying
    • H01M8/04141—Humidifying by water containing exhaust gases
    • 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
    • H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
    • 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
    • H01M8/04276—Arrangements for managing the electrolyte stream, e.g. heat exchange
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0438—Pressure; Ambient pressure; Flow
    • H01M8/04388—Pressure; Ambient pressure; Flow of anode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • 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
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04746—Pressure; Flow
    • H01M8/04753—Pressure; Flow of fuel cell reactants
    • 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

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明提供了一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统，属于质子交换膜燃料电池技术领域，具体为：阳极水汽分离器和阴极水汽分离器分离去除电堆阳极和阴极尾气中的液态水；阳极减压阀和阴极减压阀分别将氢气和氧气的压力下降至压力预设值；阳极电磁阀和阴极电磁阀用于定期执行脉冲式开关动作，排除电堆两侧的积水和杂质；阳极单向阀和阴极单向阀防止排气瞬间外部空气进入循环回路；阳极引射器和阴极引射器用于分别接收氢气和氧气至混合室，混合室内的低压区域将未反应完的尾气卷吸进入，氢气或氧气与尾气进行动量和质量交换后进入电堆中。本发明较大程度避免循环引起的水淹，可以提升燃料电池性能与延长寿命。

Description

一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统
技术领域
本发明属于质子交换膜燃料电池技术领域，更具体地，涉及一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统。
背景技术
氢能是重要的新能源，具有来源广泛、清洁无污染、储运方便和利用率高等特点，被誉为21世纪最具发展前景的二次能源。质子交换膜燃料电池是一种将燃料(氢气、氧气)的化学能转化为电能的能源转化装置，质子交换膜燃料电池以能量转化效率高、运行可靠、无污染物排放、运动部件少，无噪声以及反应过程不受卡诺循环的限制等优势而被认为是最有前景并可替代传统化石能源的绿色能源转化装置。除此之外，电池可以在低温下工作，这使质子交换膜燃料电池具有而其它采用液态聚合物为电解质燃料电池没有的低温快速启动优势。其次，由于质子交换膜燃料电池各个组件都很薄，电池在装配时可以获得非常紧凑的结构。这使得质子交换膜燃料电池具有能量密度高的特点。质子交换膜燃料电池的独有优势使其应用范围极为广泛，非常适合用于交通运输行业和其它可移动设施的电源，也可应用于发电或备用电站、基站等固定设施。除了普通领域之外，质子交换膜燃料电池也适用于航空航天、无人机以及深海潜艇等特殊高精尖领域。
质子交换膜燃料电池在反应发电过程中其内部是一个很复杂的体系，其中，水管理是燃料电池中非常富有挑战性的综合性工程问题，尤其是对于氢氧燃料电池。水分布对燃料电池性能影响至关重要。若反应气体加湿不足，引起膜脱水，将增加质子传导阻力，膜干燥易出现针孔、脆裂等现象而使得电池性能变差或失效。若加湿度过高，析出液态水，会增加电池排水负担。电池运行过程中，反应会产生水，并随尾气排出电池。若产生的水得不到及时排出，会在电池内不断的累积，引起电池产生“水淹”现象。液态水堵塞流道，影响气体分配，堵塞气体扩散层，影响了气体传输，覆盖在催化层反应区域，限制反应气体与催化层接触进行反应。因此，合理有效的水管理，对提高燃料电池性能与寿命具有重要意义。
为了提高燃料的利用率，普遍做法是采用闭口脉冲运行，或者在燃料电池中增加氢气循环子系统，使氢气在电池内强制循环流动。但是阳极闭口运行很容易导致电池水淹，影响燃料电池性能。除此之外，还有另一种气体管理方法可以兼顾提升氢气利用率和促进排水作用，即尾气再循环系统。引射器是一种很有前途的尾气循环系统装置，它可以将高压储气罐的压力势能转化为动能，实现阳极出口氢气的回收再利用。与传统机械循环泵相比，引射器具有体积小、维护成本低等优点。
但是，现有的基于引射器的燃料电池发电机系统的水管理系统也存在以下的缺点：(1)大多数都只考虑氢空燃料电池，很少涉及氢氧燃料电池电堆；(2)大多数系统仅考虑阳极引射循环，考虑阴极引射循环辅助排水的技术较少；考虑阴阳极入口加湿控制方法的技术也较少。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统，旨在解决现有的燃料电池水管理技术缺少考虑阴极引射循环辅助排水，导致现有燃料电池经常出现水淹状态，进而影响燃料电池性能与寿命的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统，包括：阳极减压阀、阴极减压阀、阳极引射器、阴极引射器、阳极电磁阀、阴极电磁阀、阳极单向阀、阴极单向阀、阴极水汽分离器和阳极水汽分离器；
阳极水汽分离器设置在阳极引射器回流入口端与质子交换膜燃料电池电堆的阳极出口间；阳极单向阀和所述阳极电磁阀设置在质子交换膜燃料电池电堆的阳极出口端旁侧；阳极减压阀设置在阳极引射器的入口；阴极水汽分离器设置在阴极引射器回流入口端与质子交换膜燃料电池电堆的阴极出口间；阴极单向阀和阴极电磁阀设置在质子交换膜燃料电池电堆的阴极出口端旁侧；阴极减压阀设置在阴极引射器的入口；
阳极水汽分离器和阴极水汽分离器分别用于分离去除质子交换膜燃料电池堆阳极和阴极尾气中的液态水；阳极减压阀和所述阴极减压阀分别用于将氢气和氧气的压力下降至压力预设值；阳极电磁阀和所述阴极电磁阀用于定期执行脉冲式开关动作，排除质子交换膜燃料电池堆两侧的积水和杂质；阳极单向阀和所述阴极单向阀用于防止排气瞬间外部空气进入循环回路；阳极引射器和阴极引射器用于分别接收氢气和氧气至混合室，混合室内的低压区域将未反应完的尾气卷吸进入，氢气或氧气与尾气进行动量和质量交换后进入质子交换膜燃料电池堆中。
优选地，质子交换膜燃料电池双引射器循环系统还包括：阳极入口压力传感器和阳极出口压力传感器；
阳极入口压力传感器设置在阳极引射器的出口端与质子交换膜燃料电池电堆的阳极入口间；阳极出口压力传感器设置在质子交换膜燃料电池电堆的阳极出口处；
阳极入口压力传感器和阳极出口压力传感器分别用于实时监测阳极入口压力和阳极出口压力；电堆阳极进出口压力差用于判断质子交换膜燃料电池堆是否处于水淹状态。
优选地，质子交换膜燃料电池双引射器循环系统还包括：阴极冷凝器和阳极冷凝器；阴极冷凝器设置在阴极水汽分离器与阴极引射器回流入口端间；阳极冷凝器设置在阳极水汽分离器与阳极引射器回流入口端；当质子交换膜燃料电池堆发生水淹时，阳极冷凝器和阴极冷凝器辅助尾气除水，若质子交换膜燃料电池堆未发生水淹，则阳极冷凝器和阴极冷凝器停止工作。
优选地，判断水淹状态的方法为：
当电堆阳极进出口压力差大于设定压降判断阈值时，则判断质子交换膜燃料电池堆发生水淹；否则，质子交换膜燃料电池堆未发生水淹。
优选地，阳极引射器的尺寸大小根据电堆额定运行功率以及阳极引射器入口压力确定。
优选地，阴极引射器的尺寸大小根据电堆额定运行功率以及阴极引射器入口压力确定。
优选地，阴极电磁阀和阳极电磁阀为气用电磁阀，气用电磁阀开关时间与时间间隔由编程控制。
优选地，阳极水汽分离器采用氢气专用水汽分离器，具有防爆功能。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提供的质子交换膜燃料电池双引射器循环系统中在质子交换膜燃料电池堆阳极和阴极的出口分别连接阳极水汽分离器和阴极水汽分离器，能够将质子交换膜燃料电池堆尾气中的液态水分离出去，较大程度避免了循环引起的水淹，可以提升燃料电池性能与延长寿命。
本发明在质子交换膜燃料电池堆的阴极和阳极分别设置了阴极引射器和阳极引射器，引射器可以充分利用高压气罐与电堆入口之间的压力差，将压力势能转换为动力势能，同时在引射器内产生低压区域，卷吸电堆出口为反应的气体，可以实现剩余尾气的回收和增压。此外，不同于气体循环泵，引射器是一种无源装置，不需要消耗电能，还可以减少系统额外功率消耗。
本发明通过设置冷凝器、阳极入口压力传感器和阳极出口压力传感器，可以实现电堆除水和电堆入口加湿两种功能。阴极引射器和阳极引射器可以利用高压储气罐与电堆入口之间巨大的压力差以回收未反应的尾气。通过阳极进出口压降以判断电堆是否处于膜干状态，当燃料电池膜干时，冷凝器不工作，湿润的尾气重新进入电堆入口，实现入口加湿；当电堆在高电流密度下运行时，电池处于水淹状态，阳极引射器和阴极引射器增加了电堆内反应气体的流速，实现电堆的辅助排水，同时冷凝器可以将尾气中水蒸气冷凝，减少入口加湿。
附图说明
图1是本发明实施例提供的质子交换膜燃料电池双引射器循环系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的燃料电池阴阳极双引射系统电堆水淹状态判断流程示意图；
图3是本发明实施例提供的燃料电池两种模式下性能对比图；
图4是本发明实施例提供的燃料电池两种模式运行100小时后阴极催化剂电化学活性面积对比图；
标记说明：
101-高纯氢气罐；102-高纯氧气罐；201-阳极减压阀；202-阴极减压阀；301-阳极引射器；302-阴极引射器；401-阳极入口压力传感器；501-阳极出口压力传感器；402-阴极入口压力传感器；502-阴极出口压力传感器；601-阳极单向阀；602-阴极单向阀；701-阳极电磁阀；702-阴极电磁阀；801-阳极冷凝器；802-阴极冷凝器；901-阳极水汽分离器；902-阴极水汽分离器；10-氢氧燃料电池电堆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
本实施例提供了一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统的结构示意图。高纯氢气罐101释放氢气；高纯氧气罐102释放氧气，氢气和氧气分别经过阳极减压阀201和阴极减压阀202后压力下降到压力预设值，作为入射流体分别进入阳极引射器301和阴极引射器302，随后分别进入阳极引射器301的混合室和阴极引射器302的混合室，两个引射器内部形成低压区域，将未反应完的尾气卷吸进入两引射器，然后在引射器内混合进行动量和质量交换后进入氢氧燃料电池堆；氢氧燃料电池堆阳极和阴极出口分别连接阳极水汽分离器901和阴极水汽分离器902，把尾气中液态水分离出去，阳极水汽分离器901和阴极水汽分离器902分别可以有效去除氢氧燃料电池堆阳极和阴极尾气中的液态水，避免循环引起的水淹；
氢氧燃料电池堆阴极和阳极出口处均设置有一旁路，用于定期排除电堆内的积水和杂质气体，阳极旁路包括阳极单向阀601和阳极电磁阀701；阴极旁路包括阴极单向阀602和阴极电磁阀702；阳极电磁阀701和阴极电磁阀702用于定期执行脉冲式开关动作；阳极单向阀601和阴极单向阀602用于防止排气瞬间外部空气进入循环回路；
阳极入口压力传感器401设置在阳极入口处，用于实时监测阳极入口压力；阴极入口压力传感器402设置在阴极入口处，用于实时监测阴极入口压力；电堆阳极进出口压力差用于判断氢氧燃料电池堆是否处于水淹状态；
氢氧燃料电池堆的阴极回路和阳极回路分别设置有阴极冷凝器802和阳极冷凝器801；当燃料电池质子交换膜过干时，关闭阴极冷凝器802和阳极冷凝器801；两引射器卷吸回路中湿润的尾气与高速流动工作流体混合，共同进入电堆入口，实现电堆加湿；当燃料电池水淹时，开启阴极冷凝器802和阳极冷凝器801，除去尾气中的气态水，从而保证氢氧燃料电池堆入口没有加湿；
如图2所示，本实施例提供的质子交换膜燃料电池双引射器循环系统，根据阳极入口压力传感器401和阳极出口压力传感器501测量得到氢氧燃料电池堆的阳极压降，判断氢氧燃料电池堆的水淹状态；当压降大于某一设定的压降判断阈值时，则判断氢氧燃料电池堆发生水淹，此时阳极冷凝器801和阴极冷凝器802辅助尾气除水，氢氧燃料电池堆入口无加湿；当压降小于某一设定的压降判断阈值时，则判断氢氧燃料电池堆未发生水淹，此时，阳极冷凝器801和阴极冷凝器802停止工作，氢氧燃料电池堆入口处于加湿状态。在燃料电池系统阳极和阴极循环子系统中都加入引射器、水汽分离器和冷凝器，除了可以实现剩余尾气的回收和增压外，还可以减少额外功率消耗。此外，还可以实现氢氧燃料电池堆除水和氢氧燃料电池堆入口加湿两种功能。
优选地，阳极引射器301的尺寸大小根据电堆额定运行功率以及阳极引射器301入口压力确定。
优选地，阴极引射器302的尺寸大小根据电堆额定运行功率以及阴极引射器302入口压力确定。
优选地，阴极电磁阀702和阳极电磁阀701为气用电磁阀，气用电磁阀开关时间与时间间隔由编程控制。
优选地，阳极水汽分离器901采用氢气专用水汽分离器，具有防爆功能。
图3和图4是本实施例燃料电池性能对比以及100小时持续运行后阴极催化层电化学活性面积对比，可以看出本实施例燃料电池阴阳极双引射器系统具有更好的性能，且持续运行寿命衰减更少。
本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统，其特征在于，包括：阳极减压阀、阴极减压阀、阳极引射器、阴极引射器、阳极电磁阀、阴极电磁阀、阳极单向阀、阴极单向阀、阴极水汽分离器和阳极水汽分离器；
所述阳极水汽分离器设置在阳极引射器回流入口端与质子交换膜燃料电池电堆的阳极出口间；所述阳极单向阀和所述阳极电磁阀设置在质子交换膜燃料电池电堆的阳极出口端旁侧；所述阳极减压阀设置在阳极引射器的入口；所述阴极水汽分离器设置在阴极引射器回流入口端与质子交换膜燃料电池电堆的阴极出口间；所述阴极单向阀和所述阴极电磁阀设置在质子交换膜燃料电池电堆的阴极出口端旁侧；所述阴极减压阀设置在阴极引射器的入口；
所述阳极水汽分离器和阴极水汽分离器分别用于分离去除质子交换膜燃料电池堆阳极和阴极尾气中的液态水；所述阳极减压阀和所述阴极减压阀分别用于将氢气和氧气的压力下降至压力预设值；所述阳极电磁阀和所述阴极电磁阀用于定期执行脉冲式开关动作，排除质子交换膜燃料电池堆两侧的积水和杂质；所述阳极单向阀和所述阴极单向阀用于防止排气瞬间外部空气进入循环回路；所述阳极引射器和所述阴极引射器用于分别接收氢气和氧气至混合室，混合室内的低压区域将未反应完的尾气卷吸进入，氢气或氧气与尾气进行动量和质量交换后进入质子交换膜燃料电池堆中。
2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双引射器循环系统，其特征在于，还包括：阳极入口压力传感器和阳极出口压力传感器；
所述阳极入口压力传感器设置在阳极引射器的出口端与质子交换膜燃料电池电堆的阳极入口间；所述阳极出口压力传感器设置在质子交换膜燃料电池电堆的阳极出口处；
所述阳极入口压力传感器和所述阳极出口压力传感器分别用于实时监测阳极入口压力和阳极出口压力；电堆阳极进出口压力差用于判断质子交换膜燃料电池堆是否处于水淹状态。
3.根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池双引射器循环系统，其特征在于，还包括阴极冷凝器和阳极冷凝器；
所述阴极冷凝器设置在所述阴极水汽分离器与所述阴极引射器回流入口端间；所述阳极冷凝器设置在所述阳极水汽分离器与所述阳极引射器回流入口端间；当质子交换膜燃料电池堆发生水淹时，所述阳极冷凝器和所述阴极冷凝器辅助尾气除水，若质子交换膜燃料电池堆未发生水淹，则所述阳极冷凝器和所述阴极冷凝器停止工作。
4.根据权利要求2所述的质子交换膜燃料电池双引射器循环系统，其特征在于，判断水淹状态的方法为：
当电堆阳极进出口压力差大于设定压降判断阈值时，则判断质子交换膜燃料电池堆发生水淹；否则，质子交换膜燃料电池堆未发生水淹。
5.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双引射器循环系统，其特征在于，所述阳极引射器的尺寸大小根据电堆额定运行功率以及阳极引射器入口压力确定；所述阴极引射器的尺寸大小也根据电堆额低运行功率以及阴极引射器入口压力确定。
6.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双引射器循环系统，其特征在于，所述阴极电磁阀和阳极电磁阀为气用电磁阀，所述气用电磁阀的开关时间与时间间隔由编程控制。
7.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池双引射器循环系统，其特征在于，所述阳极水汽分离器采用氢气专用水汽分离器，具有防爆功能。
CN202110872603.0A 2021-07-30 2021-07-30 一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统 Active CN113629275B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110872603.0A CN113629275B (zh) 2021-07-30 2021-07-30 一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110872603.0A CN113629275B (zh) 2021-07-30 2021-07-30 一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113629275A true CN113629275A (zh) 2021-11-09
CN113629275B CN113629275B (zh) 2023-03-24

Family

ID=78381851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110872603.0A Active CN113629275B (zh) 2021-07-30 2021-07-30 一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113629275B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113823816A (zh) * 2021-11-19 2021-12-21 苏州氢澜科技有限公司 一种燃料电池系统智能算法控制器
CN114838014A (zh) * 2022-04-27 2022-08-02 北京昆腾迈格技术有限公司 燃料电池供气系统模拟检测装置
CN115172805A (zh) * 2022-07-21 2022-10-11 中汽创智科技有限公司 一种燃料电池供氢系统以及控制方法
CN117080504A (zh) * 2023-10-13 2023-11-17 成都岷山绿氢能源有限公司 一种燃料电池系统以及控制方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001268867A1 (en) * 2000-06-13 2002-03-14 Hydrogenics Corporation Water recovery in the anode side of a proton exchange membrane fuel cell
JP2002260698A (ja) * 2001-02-27 2002-09-13 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2005346951A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2009151999A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
WO2015170416A1 (ja) * 2014-05-09 2015-11-12 日産自動車株式会社 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法
CN106058284A (zh) * 2016-06-22 2016-10-26 清华大学 再循环燃料电池系统
CN107799789A (zh) * 2016-09-05 2018-03-13 北京晟泽科技有限公司 一种无人机用燃料电池反应水管理系统
CN108832157A (zh) * 2018-06-01 2018-11-16 武汉理工大学 一种质子交换膜燃料电池氢气回收装置
CN109266396A (zh) * 2018-11-15 2019-01-25 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种采用超临界co2底循环的整体煤气化燃料电池发电系统及方法
CN111063916A (zh) * 2019-12-27 2020-04-24 电子科技大学 燃料电池阳极水管理系统与控制方法
CN111692406A (zh) * 2020-05-30 2020-09-22 同济大学 一种排水电磁阀、燃料电池冷启动系统及冷启动方法
CN112635794A (zh) * 2020-11-30 2021-04-09 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种质子交换膜燃料电池氢气循环系统及其杂质尾排控制方法
CN112820902A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 华中科技大学 一种应用于氢氧燃料电池的零气体排放系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6541141B1 (en) * 2000-06-13 2003-04-01 Hydrogenics Corporation Water recovery in the anode side of a proton exchange membrane fuel cell

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001268867A1 (en) * 2000-06-13 2002-03-14 Hydrogenics Corporation Water recovery in the anode side of a proton exchange membrane fuel cell
JP2002260698A (ja) * 2001-02-27 2002-09-13 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2005346951A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
JP2009151999A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システム
WO2015170416A1 (ja) * 2014-05-09 2015-11-12 日産自動車株式会社 燃料電池システム及び燃料電池システムの制御方法
CN106058284A (zh) * 2016-06-22 2016-10-26 清华大学 再循环燃料电池系统
CN107799789A (zh) * 2016-09-05 2018-03-13 北京晟泽科技有限公司 一种无人机用燃料电池反应水管理系统
CN108832157A (zh) * 2018-06-01 2018-11-16 武汉理工大学 一种质子交换膜燃料电池氢气回收装置
CN109266396A (zh) * 2018-11-15 2019-01-25 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种采用超临界co2底循环的整体煤气化燃料电池发电系统及方法
CN111063916A (zh) * 2019-12-27 2020-04-24 电子科技大学 燃料电池阳极水管理系统与控制方法
CN111692406A (zh) * 2020-05-30 2020-09-22 同济大学 一种排水电磁阀、燃料电池冷启动系统及冷启动方法
CN112635794A (zh) * 2020-11-30 2021-04-09 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种质子交换膜燃料电池氢气循环系统及其杂质尾排控制方法
CN112820902A (zh) * 2020-12-31 2021-05-18 华中科技大学 一种应用于氢氧燃料电池的零气体排放系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113823816A (zh) * 2021-11-19 2021-12-21 苏州氢澜科技有限公司 一种燃料电池系统智能算法控制器
CN114838014A (zh) * 2022-04-27 2022-08-02 北京昆腾迈格技术有限公司 燃料电池供气系统模拟检测装置
CN115172805A (zh) * 2022-07-21 2022-10-11 中汽创智科技有限公司 一种燃料电池供氢系统以及控制方法
CN117080504A (zh) * 2023-10-13 2023-11-17 成都岷山绿氢能源有限公司 一种燃料电池系统以及控制方法
CN117080504B (zh) * 2023-10-13 2024-01-26 成都岷山绿氢能源有限公司 一种燃料电池系统以及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113629275B (zh) 2023-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113629275B (zh) 一种质子交换膜燃料电池双引射器循环系统
CN109216734B (zh) 一种有助于燃料电池增湿和低温启动的辅助系统
CN108832157B (zh) 一种质子交换膜燃料电池氢气回收装置
CN110911712A (zh) 一种燃料电池系统及其停机启动时吹扫和排水的方法
KR101704223B1 (ko) 연료전지 시스템의 운전압력 제어 방법
CN104733748A (zh) 一种中高温燃料电池集成运行系统
CN203674322U (zh) 一种中高温燃料电池集成运行系统
CN104393322B (zh) 一种能够自主排水进气的燃料电池堆
CN111969227A (zh) 一种车载燃料电池水管理系统及其控制方法
CN102437357B (zh) 燃料电池的水平衡系统
CN104577165A (zh) 一种质子交换膜燃料电池停机控制装置及方法
CN112701324A (zh) 一种带有比例阀的燃料电池引射装置的控制方法
CN110797548A (zh) 无阴极气体扩散层的泡沫燃料电池
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
CN100470908C (zh) 氢氧型质子交换膜燃料电池及其供气、排水方法
CN110931831A (zh) 一种燃料电池动态性能测试系统
CN217280877U (zh) 一种质子交换膜燃料电池系统
CN109728326B (zh) 一种燃料电池的燃料气系统及车辆
CN212750936U (zh) 一种燃料电池系统
CN213232516U (zh) 一种制备高压高纯氢气的电化学氢泵系统
CN1280936C (zh) 带有空气部分循环的质子交换膜燃料电池系统
CN209526158U (zh) 燃料电池测试装置
CN108963307B (zh) 具有微通道的微型直接甲醇燃料电池及微通道的处理方法
US11552314B2 (en) Fuel cell system
JP7435506B2 (ja) 燃料電池システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant