CN1567626A - 燃料电池的燃料桶更换时间通知装置 - Google Patents
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Abstract
一种燃料电池的燃料桶更换时间通知装置，它主要包括燃料电池组、燃料供应部和空气供应部。燃料电池组包括电解质膜、燃料极和空气极。燃料极和空气极位于电解质膜两侧，在其两侧形成叠层，燃料供应部它主要包括燃料供应管、燃料桶、燃料泵和燃料浓度检测器。燃料供应管以闭环形状连接在燃料电池组的燃料极；燃料桶可以拆卸地设置在燃料供应管的中间；燃料泵设置在燃料桶的出口侧；燃料浓度检测器设置在燃料桶的周边，用于检测燃料的浓度。空气供应部连接在燃料电池组的空气极。本发明通过电导度传感器和与之相连的燃料桶中的显示器，检测并显示使用中的燃料的浓度，使燃料时常保持适当浓度，预防燃料电池系统的工作效率降低。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池，尤其涉及其燃料桶。
背景技术
人类使用的能量中大部分来自化石燃料。但是化石燃料的使用会导致大气污染、酸雨、地球温室化等对环境带来恶劣的影响，并且能量利用效率也很低等问题。
燃料电池与一般的电池(2次电池)不同，取代上述化石燃料，向阴极(anode)供应燃料(氢气或者碳氢气体)，从外部向阳极(cathode)供应氧气，进行水的电解逆反应的电化学反应，产生电和热量的电池系统，也可以看作是发电装置。
通过燃料电池的发电方法是，在不经过燃料的燃烧(氧化)反应，经过氢气和氧气的电化学反应，利用反应前后的能量差直接转换成电能的方法。
燃料电池按照电解质的类型进行分类，则有在200℃附近工作的磷酸型燃料电池、在60～110℃工作的碱性电解质型燃料电池、在常温～80℃工作的高分子电解质燃料电池、在500～700℃的高温下工作的熔融碳酸盐电解质燃料电池、还有在1000℃以上的高温状态下工作的固体氧化物燃料电池等。
下面参照后附图纸，对现有技术的燃料电池进行简单说明。
如图1所示，现有燃料电池一般包括燃料电池组(10)、燃料供应部(20)、空气供应部(30)和电能输出部(图中未示)。燃料电池组(10)具有燃料极(13)和空气极(14)，用于通过氢气和氧气的电化学反应产生电能；燃料供应部(20)用于将包含有氢气水溶液状态的硼化氢((BH4)，实际上为硼化氢钠(NaBH4))供应给燃料极(13)；空气供应部(30)用于将包含有氧气的空气供应给空气极(14)；电能输出部(图中未示)将燃料电池组(10)产生的电能供应给负荷。
燃料供应部(20)包括燃料供应管(21)和燃料桶(22)以及燃料泵(23)。燃料供应管(21)以闭环形状连接在燃料电池组(10)的燃料极(13)，并将燃料循环供应给燃料极(13)；燃料桶(22)可以拆卸地连接在燃料供应管(21)的中间，燃料桶(22)内装有一定量的硼化氢钠；燃料泵(23)设置在燃料桶(22)和燃料电池组(10)的燃料极(13)之间的燃料供应管(21)上，用于将燃料抽运到燃料电池组的燃料极(13)。
图纸中未说明的符号(11)是单电池，(12)是电解质膜，(15)和(16)是分隔板，(17)和(18)是集电板，(31)是空气供应管，(32)是空气泵。
下面对具有上述结构的现有技术燃料电池供应燃料时产生电能的过程进行说明。
也就是说，燃料泵(23)按照控制部的指令驱动，从燃料桶(22)抽运作为燃料的水溶液状态的BH4，然后供应给燃料电池组(10)的燃料极(13)，燃料与供应到空气极(14)的氧气进行电化学反应，产生水的同时在两个电极之间生成电流。
进一步说明则，燃料极(13)侧燃料的电化学氧化反应为 ，电解质膜(12)传递通过氧化/还原反应生成的离子；在空气极(14)，空气(氧气)的电化学还原反应为 。
于是，燃料极(13)和空气极(14)之间产生的电动势，通过叠加有多个单电池(11)的燃料电池组(10)的两端的集电板(17、18)输出电动势，输出到集电板(17、18)上的电流供应到负荷。
但是具有上述结构的现有技术燃料电池却有如下问题。
也就是说，由于继续反应，使得燃料的浓度变得很稀，降低了燃料电池的性能，所以必需要在适当的时间更换燃料桶(22)；又因没有通知燃料桶(22)更换时间的装置，使得上述燃料电池不能有效、充分利用。除此之外，在需要电压的时候不能生产出所需要量的电压，也给各种电子产品使用带来了不便。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述缺点，本发明提供一种燃料电池的燃料桶更换时间通知装置，以能感知在反应中燃料的浓度，并能通知燃料桶的更换时间。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种燃料电池的燃料桶更换时间通知装置，它主要包括燃料电池组、燃料供应部和空气供应部；所述燃料电池组包括电解质膜、燃料极和空气极；所述燃料极和空气极设在所述电解质膜两侧，在其两侧形成叠层，使得通过包含有氢气的燃料和氧气的电化学反应产生电能；所述燃料供应部它主要包括燃料供应管、燃料桶、燃料泵；所述燃料供应管以闭环形状连接在所述燃料电池组的燃料极，并将燃料循环供应给所述燃料极；所述燃料桶可以拆卸地设置在所述燃料供应管的中间，所述燃料桶内装有水溶液状态的硼化氢钠(BH4)；所述燃料泵设置在所述燃料桶的出口侧，用于抽运燃料；所述空气供应部连接在所述燃料电池组的空气极，用于供应空气；其特征在于，它还包括有浓度检测器；所述燃料浓度检测器设置在燃料桶的周边，用于检测燃料的浓度。
所述的燃料电池的燃料桶更换时间通知装置，其中所述燃料浓度检测器就是电导度传感器，所述电导度传感器检测出燃料的电导度，通过所述检测出的燃料的电导度换算出燃料的浓度。
所述的燃料电池的燃料桶更换时间通知装置，其中燃料浓度检测器将检测部设置在燃料桶的内部。
所述的燃料电池的燃料桶更换时间通知装置，其中燃料供应部还包括显示器，所述显示器与所述燃料浓度检测器相连接，当所述燃料浓度检测器检测出的值低于设定值的时候，能够将检测值显示给外部。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有技术燃料电池一实施例的系统图。
图2是本发明燃料电池一实施例的系统图。
图3是本发明燃料电池的燃料浓度检测部的示意图。
图中标号说明：
21：燃料供应管 22：燃料桶
23：燃料泵 100：燃料浓度检测部
110：电导度传感器 120：显示器
具体实施方式
下面参照后附图纸，对本发明燃料电池一实施例的燃料桶更换时间通知装置进行详细说明。
如图2、3所示，本发明的燃料电池它主要包括燃料电池组(10)、燃料供应部(20)、空气供应部(30)和电能输出部(图中未示)。上述燃料电池组(10)具有燃料极(13)和空气极(14)，用于通过氢气和氧气的电化学反应产生电能；上述燃料供应部(20)用于将包含有氢气水溶液状态的硼化氢钠(NaBH4))供应给上述燃料极(13)，并且具有燃料更换时间的显示功能；上述空气供应部(30)用于将包含有氧气的空气供应给上述空气极(14)；上述电能输出部(图中未示)将上述燃料电池组(10)产生的电能供应给负荷。
上述燃料供应部(20)它主要包括燃料供应管(21)、燃料桶(22)、燃料泵(23)和燃料浓度检测部(100)。上述燃料供应管(21)以闭环形状连接在上述燃料电池组(10)的燃料极(13)，并将燃料循环供应给上述燃料极(13)；上述燃料桶(22)可以拆卸地连接在上述燃料供应管(21)的中间，上述燃料桶(22)内装有一定量的硼化氢钠；上述燃料泵(23)设置在上述燃料桶(22)和燃料电池组(10)的燃料极(13)之间的燃料供应管(21)上，用于将燃料抽运到上述燃料电池组(10)的燃料极(13)；上述燃料浓度检测部(100)设置在上述燃料桶(22)的内部，检测燃料的硼化氢钠的浓度。
如图3所示，燃料浓度检测部(100)由电导度传感器(110)和显示器(120)构成。上述电导度传感器(110)设置在上述燃料桶(22)的内部，通过测定燃料的电导度检测硼化氢钠的浓度；上述显示器(120)连结在上述电导度传感器(110)上，并且设置在上述燃料桶(22)的外部，通过测定值和设定值的差值，将上述燃料桶(22)的更换时间通知给外部。
图中与现有技术相同的部分赋予相同的符号。
图中未说明的符号(11)是单电池，(12)是电解质膜，(15)和(16)是分离板，(17)和(18)是集电板，(31)是空气供应管，(32)是空气泵。
具有上述结构的本发明燃料电池的燃料桶更换时间通知装置具有如下作用效果。
也就是说，将包含有氢气的硼化氢钠(NaBH4)供应给燃料极(13)的同时，将包含有氧气的空气供应给空气极(14)，然后与电解质膜(12)中的水进行反应，形成离子。离子在产生电化学反应形成水的过程中，在上述燃料极(13)生成的电子，移向空气极(14)，而产生电流。
进一步说明则，燃料极(13)侧燃料的电化学氧化反应为 ，在电解质膜(12)传递通过氧化/还原反应生成的离子；在空气极(14)，空气(氧气)的电化学还原反应为 。
在继续进行上述反应过程中，燃料循环于燃料桶(22)和燃料电池组(10)，逐渐降低了燃料的硼化氢钠(NaBH4)的浓度。上述过程使设置在燃料桶(22)上的电导度传感器(110)根据经过时间的增加感知电导度的减少，检测出燃料的浓度，当检测出的值降到事先设定值以下的时候，判断需要更换燃料桶(22)，并通过显示器(120)显示出声音或者颜色。通过上述过程，可以使使用者从燃料供应管(21)上取下使用中的燃料桶(22)，然后安装新的燃料桶，重新驱动燃料电池，提高上述燃料电池的工作效率。
通过上述结构，在使用燃料的时候，继续检测出燃料的浓度，使得燃料电池的燃料时常保持适当浓度，预先防止因燃料的浓度不足或者过浓导致系统效率降低，提高使用中的各种电子产品的工作可靠性。
发明的效果
本发明提供可以带来如下效果的燃料电池的燃料桶更换时间通知装置：通过电导度传感器设置在燃料桶上，电导度传感器与显示器相连接，继续检测使用中的燃料的浓度，并及时更换燃料桶，使得燃料时常保持适当浓度，预先防止燃料电池系统的工作效率降低和各种电子产品的工作可靠性降低。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1、一种燃料电池的燃料桶更换时间通知装置，它主要包括燃料电池组、燃料供应部和空气供应部；
所述燃料电池组包括电解质膜、燃料极和空气极；所述燃料极和空气极设在所述电解质膜两侧，在其两侧形成叠层，使得通过包含有氢气的燃料和氧气的电化学反应产生电能；
所述燃料供应部它主要包括燃料供应管、燃料桶、燃料泵；所述燃料供应管以闭环形状连接在所述燃料电池组的燃料极，并将燃料循环供应给所述燃料极；所述燃料桶可以拆卸地设置在所述燃料供应管的中间，所述燃料桶内装有水溶液状态的硼化氢钠(BH4)；所述燃料泵设置在所述燃料桶的出口侧，用于抽运燃料；所述空气供应部连接在所述燃料电池组的空气极，用于供应空气；其特征在于，它还包括有浓度检测器，所述燃料浓度检测器设置在燃料桶的周边，用于检测燃料的浓度。
2、根据权利要求1所述的燃料电池的燃料桶更换时间通知装置，其特征在于所述燃料浓度检测器就是电导度传感器，所述电导度传感器检测出燃料的电导度，通过所述检测出的燃料的电导度换算出燃料的浓度。
3、根据权利要求1或2所述的燃料电池的燃料桶更换时间通知装置，其特征在于所述燃料浓度检测器将检测部设置在燃料桶的内部。
4、根据权利要求1所述的燃料电池的燃料桶更换时间通知装置，其特征在于所述燃料供应部还包括显示器，所述显示器与所述燃料浓度检测器相连接，当所述燃料浓度检测器检测出的值低于设定值的时候，能够将检测值显示给外部。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA031300308A CN1567626A (zh) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 燃料电池的燃料桶更换时间通知装置 |
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| CNA031300308A CN1567626A (zh) | 2003-06-17 | 2003-06-17 | 燃料电池的燃料桶更换时间通知装置 |
Publications (1)
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| CN1567626A true CN1567626A (zh) | 2005-01-19 |
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| CN (1) | CN1567626A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101611297B (zh) * | 2006-12-22 | 2011-12-28 | 昂斯特罗姆动力公司 | 装料状态指示器及其相关方法 |
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2003
- 2003-06-17 CN CNA031300308A patent/CN1567626A/zh active Pending
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| CN101611297B (zh) * | 2006-12-22 | 2011-12-28 | 昂斯特罗姆动力公司 | 装料状态指示器及其相关方法 |
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