CN114094144A - 一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统，包括电解液箱、泵、电堆、沉淀物收集箱，所述电解液箱的出液端与泵的进液端连通，所述泵的出液端与电堆的进液端连通，所述电堆的出液端与沉淀物收集箱的进液端连通，所述沉淀物收集箱的出液端与电解液箱的进液端连通，所述沉淀物收集箱用于对电堆流出的电解液进行过滤，在传统燃料电池的基础上引入具有多层过滤结构的沉淀物收集箱，能够对大颗粒和小颗粒的不容物进行过滤，电解液再循环的过程中产生的不容物被提前过滤收集，不会留置在电解液箱中随电解液进入电堆影像后续反应，并且多层过滤结构为抽拉式，便于对不容物进行清理以及对过滤结构进行更换。
Description
技术领域
本发明属于金属空气电池技术领域，具体涉及一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统。
背景技术
铝空电池发展迅速，具有比功率高、比能量高、寿命长以及环保等优点，在燃料电池领域成为研究热点，是一种非常有发展前景的燃料电池。铝空电池以金属铝或者铝合金为阳极活性物质，以空气中的氧气作为阴极活性物质，以中性溶液或者碱性溶液作为电解质的一种新型燃料电池。虽然铝空电池发展迅速，但是仍然存在一些技术性问题尚未解决，如反应产物的过滤收集等，产物容易堆积在电池内，从而影响电池的工作效率，当反应结束后，需要人工处理反应沉淀物，该方法效率较低，且电解液具有一定的腐蚀性，存在一定的安全隐患。
因此，如何过滤并收集反应沉淀物，使得电解液可以循环使用，提高电池工作效率，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终追求的目标。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统，能够在电解液的循环过程中及时清理沉淀物防止沉淀物堆积导致电池工作效率降低。
本发明解决其技术问题的技术方案为：一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统，包括电解液箱、泵、电堆、沉淀物收集箱，所述电解液箱的出液端与泵的进液端连通，所述泵的出液端与电堆的进液端连通，所述电堆的出液端与沉淀物收集箱的进液端连通，所述沉淀物收集箱的出液端与电解液箱的进液端连通，所述沉淀物收集箱用于对电堆流出的电解液进行过滤。
所述电解液箱包括箱体、一级过滤网，所述箱体内部通过一级过滤网分为上下两层，所述电堆的出液端与箱体的上层连通，所述箱体的下层与电解液箱的进液端连通。
还包括二级过滤网，所述二级过滤网的过滤孔径小于一级过滤网的过滤孔径，所述二级过滤网设置在一级过滤网下方，所述一级过滤网、二级过滤网将箱体从上到下分为一层、二层、三层，所述电堆的出液端与箱体的一层连通，所述箱体的三层与电解液箱的进液端连通。
所述一级滤网的过滤孔径的直径为8mm。
所述二级滤网的过滤孔径的直径为2mm。
所述一级滤网、二级滤网为可抽拉式滤网。
还包括电解液补充装置，所述电解液补充装置用于为电解液箱补充电解液，所述电解液补充装置的出液端与电解液箱的进液端连通。
还包括浓度检测装置，所述浓度检测装置用于检测电解液箱的电解液浓度，所述浓度监测装置设置在电解液箱内部，所述浓度检测装置控制电解液补充装置的开闭。
还包括热交换系统，所述热交换系统包括热交换器、散热器、冷却箱，所述热交换器设置在电解液箱内，所述热交换器的热媒进口用于使需要降温的电解液进入，所述热交换器的热媒出口依次接散热器、冷却箱后与热交换器的冷媒进口连通，所述热交换器的冷媒出口用于将冷却后的电解液排入电解液箱。
本发明的有益效果为：
（一）：本发明在传统燃料电池的基础上引入沉淀物收集箱，沉淀物收集箱具有多层过滤结构，能够对大颗粒和小颗粒的不容物进行过滤，电解液再循环的过程中产生的不容物被提前过滤收集，不会留置在电解液箱中随电解液进入电堆影像后续反应，并且多层过滤结构为抽拉式，便于对不容物进行清理以及对过滤结构进行更换。
（二）：通过引入浓度检测装置和电解液补充装置实时对电解液箱中的电解液浓度进行检测并控制补充电解液以维持最佳浓度，反应效率高。
（三）：通过引入热交换系统，将高温电解液经热交换器、散热器、冷却箱冷却后再排入电解液箱内，维持了电解液反应的最佳温度，反应效率高。
附图说明
图1是本发明的原理图。
图2是本发明的电路原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
附图1中，箭头的方向代表电解液流动的方向。
实施例一：
如图1所示，本发明包括电解液箱1、泵2、电堆3、沉淀物收集箱4，所述电解液箱1的出液端与泵2的进液端连通，所述泵2的出液端与电堆3的进液端连通，所述电堆3的出液端与沉淀物收集箱4的进液端连通，所述沉淀物收集箱4的出液端与电解液箱1的进液端连通，所述沉淀物收集箱4用于对电堆3流出的电解液进行过滤。
所述电解液箱1包括箱体、一级过滤网，所述箱体内部通过一级过滤网分为上下两层，所述电堆3的出液端与箱体的上层连通，所述箱体的下层与电解液箱1的进液端连通。
还包括二级过滤网，所述二级过滤网的过滤孔径小于一级过滤网的过滤孔径，所述二级过滤网设置在一级过滤网下方，所述一级过滤网、二级过滤网将箱体从上到下分为一层411、二层412、三层413，所述电堆3的出液端与箱体的一层411连通，所述箱体的三层413与电解液箱1的进液端连通。
所述一级滤网401的过滤孔径的直径为8mm。
所述二级滤网402的过滤孔径的直径为2mm。
电解液箱1中的电解液经泵2输送至电堆3进行反应，反应后的电解液进入沉淀物收集箱4的一层411，经一级滤网401的过滤后，过滤掉颗粒比较大的碱性不容物后流入二层412，再经二级滤网402对小颗粒的不容物进行过滤后流入三层413，经三层413流入电解液箱1，经过两次过滤的电解液中几乎不含沉淀物。
实施例二：
如图1所示，与实施例一的区别在于所述一级滤网401、二级滤网402为可抽拉式滤网，一级滤网401、二级滤网402分别通过沉淀物收集箱4侧面开设的凹槽与沉淀物收集箱4抽拉式连接，便于更换滤网。
实施例三：
由于电解液属于消耗品，在循环的过程中电解液的浓度会下降，因此需要及时地补充电解液以保证反应的最佳状态，如图1所示，本实施例与实施例一的区别在于还包括电解液补充装置5，所述电解液补充装置5用于为电解液箱1补充电解液，所述电解液补充装置5的出液端与电解液箱1的进液端连通。
还包括浓度监测装置6，所述浓度监测装置6用于检测电解液箱1的电解液浓度，所述浓度监测装置设置在电解液箱1内部，所述浓度监测装置6控制电解液补充装置5的开闭。
浓度监测装置6实时对电解液箱1内的电解液浓度进行检测，通过设定浓度阈值，当浓度低于该阈值时，浓度监测装置6发送信号控制电解液补充装置5打开进行补充电解液操作，当浓度低于该阈值时，浓度监测装置6发送信号控制电解液补充装置5关闭不再补充电解液，浓度阈值根据实际的生产需求灵活设定。
实施例四：
本实施例与实施例一的区别在于还包括热交换系统，所述热交换系统包括热交换器7、散热器8、冷却箱9，所述热交换器7设置在电解液箱1内，所述热交换器7的热媒进口701用于使需要降温的电解液进入，所述热交换器7的热媒出口702依次接散热器8、冷却箱9后与热交换器7的冷媒进口703连通，所述热交换器7的冷媒出口704用于将冷却后的电解液排入电解液箱1。
由于在反应的过程中，电解液会升温，产生很大的热量，为了维持反应的最佳温度，需要对电解液进行降温，当需要降温时，高温的电解液经热交换器7的热媒进口701进入热交换器7，经热媒出口702流入散热器8、冷却箱9后经冷媒进口703流入热交换器7，再经冷媒出口704流出至电解液箱1，完成电解液的降温。
本发明的有益效果为：
（一）：本发明在传统燃料电池的基础上引入沉淀物收集箱，沉淀物收集箱具有多层过滤结构，能够对大颗粒和小颗粒的不容物进行过滤，电解液再循环的过程中产生的不容物被提前过滤收集，不会留置在电解液箱中随电解液进入电堆影像后续反应，并且多层过滤结构为抽拉式，便于对不容物进行清理以及对过滤结构进行更换。
（二）：通过引入浓度检测装置和电解液补充装置实时对电解液箱中的电解液浓度进行检测并控制补充电解液以维持最佳浓度，反应效率高。
（三）：通过引入热交换系统，将高温电解液经热交换器、散热器、冷却箱冷却后再排入电解液箱内，维持了电解液反应的最佳温度，反应效率高。
Claims (9)
1.一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统，其特征在于：包括电解液箱、泵、电堆、沉淀物收集箱，所述电解液箱的出液端与泵的进液端连通，所述泵的出液端与电堆的进液端连通，所述电堆的出液端与沉淀物收集箱的进液端连通，所述沉淀物收集箱的出液端与电解液箱的进液端连通，所述沉淀物收集箱用于对电堆流出的电解液进行过滤。
2.根据权利要求1所述的一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统，其特征在于：所述电解液箱包括箱体、一级过滤网，所述箱体内部通过一级过滤网分为上下两层，所述电堆的出液端与箱体的上层连通，所述箱体的下层与电解液箱的进液端连通。
3.根据权利要求2所述的一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统，其特征在于：还包括二级过滤网，所述二级过滤网的过滤孔径小于一级过滤网的过滤孔径，所述二级过滤网设置在一级过滤网下方，所述一级过滤网、二级过滤网将箱体从上到下分为一层、二层、三层，所述电堆的出液端与箱体的一层连通，所述箱体的三层与电解液箱的进液端连通。
4.根据权利要求2所述的一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统，其特征在于：所述一级滤网的过滤孔径的直径为8mm。
5.根据权利要求3所述的一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统，其特征在于：所述二级滤网的过滤孔径的直径为2mm。
6.根据权利要求3所述的一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统，其特征在于：所述一级滤网、二级滤网为可抽拉式滤网。
7.根据权利要求1所述的一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统，其特征在于：还包括电解液补充装置，所述电解液补充装置用于为电解液箱补充电解液，所述电解液补充装置的出液端与电解液箱的进液端连通。
8.根据权利要求6所述的一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统，其特征在于：还包括浓度检测装置，所述浓度检测装置用于检测电解液箱的电解液浓度，所述浓度监测装置设置在电解液箱内部，所述浓度检测装置控制电解液补充装置的开闭。
9.根据权利要求1所述的一种具有沉淀物过滤功能的燃料电池电解液循环系统，其特征在于：还包括热交换系统，所述热交换系统包括热交换器、散热器、冷却箱，所述热交换器设置在电解液箱内，所述热交换器的热媒进口用于使需要降温的电解液进入，所述热交换器的热媒出口依次接散热器、冷却箱后与热交换器的冷媒进口连通，所述热交换器的冷媒出口用于将冷却后的电解液排入电解液箱。
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Address after: 450001 No.50 Dongqing street, high tech Development Zone, Zhengzhou City, Henan Province Applicant after: Zhengzhou Foguang power generation equipment Co.,Ltd. Applicant after: Henan University of Technology Address before: 450001 No.50 Dongqing street, high tech Development Zone, Zhengzhou City, Henan Province Applicant before: ZHENGZHOU FOGUANG POWER GENERATION EQUIPMENT Co.,Ltd. Applicant before: Henan University of Technology |
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| CB02 | Change of applicant information |