CN1694289A - 燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池系统，包括：重整器，利用化学催化反应和热能从含有氢的燃料产生氢气；至少一个电力发生器，通过所述氢气与氧气的电化学反应产生电能；燃料供送组件，将燃料供送给重整器；氧气供送组件，将氧气供送给所述至少一个电力发生器；以及热交换器，与重整器和所述至少一个电力发生器连接，并且在系统的初始运行过程中向所述至少一个电力发生器供送重整器的热能，从而预热所述至少一个电力发生器。

Description

燃料电池系统
技术领域
本发明涉及一种燃料电池系统，尤其是一种具有提高整个系统的燃料效率的结构的燃料电池系统。
背景技术
燃料电池是用来产生电力的系统。在燃料电池中，氧与包含在诸如甲醇、乙醇和天然气的烃类材料中的氢之间的化学反应能直接转化成电能。
根据在燃料电池中使用的电解质类型，将燃料电池划分为不同类型：磷酸盐燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池和聚合物电解质(polymer electrolyte)燃料电池或者碱性燃料电池。虽然每个不同类型的燃料电池使用相同的原理，但所使用的燃料、催化剂和电解质的类型、以及驱动温度不同。
最近推出了一种聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)。与其它燃料电池相比，PEMFC具有优良的输出特性、低操作温度以及快速启动和响应的特性。PEMFC可用作汽车电源，在家庭、建筑和电子器件中用作电源。因此PEMFC具有广泛的应用范围。
PEMFC的基本组件是堆叠、重整器、燃料罐和燃料泵。堆叠形成燃料电池的主体。燃料泵将存储在燃料罐中的燃料供送给重整器。重整器重整燃料以产生氢气，并将氢气供送给堆叠。因此，PEMFC通过运行燃料泵将燃料罐中的燃料送到重整器。燃料在重整器中被重整以产生氢气，该氢气与堆叠中的氧气反应从而产生电能。
在上述燃料电池系统中，堆叠构建成包括几个至几十个利用薄膜电极组件(MEA)实现的单元小室，分隔件设置在薄膜电极组件的两侧。在MEA中，阳极电极和阴极电极彼此相对设置，其间夹置着电解质层。而且，分隔件利用公知的双极板实现，并且分隔件用来分隔每个MEA。分隔件也用来提供通道，燃料反应所需的氢气和氧气经过该通道被供送给MEA的阳极电极和阴极电极。另外，分隔件用作用于串联连接各MEA的阳极电极和阴极电极的导体。因此经由分隔件将氢气供送给阳极电极，将氧气供送给阴极电极。氢气的氧化反应在阳极电极中发生，氧气的还原反应在阴极电极中发生。在该过程中通过电子的运动发电。也产生了热量和湿气。
在上述燃料电池系统中，必须将堆叠连续保持在合适的温度以确保电解质层的稳定性，并防止性能下降。为此，传统的燃料电池系统通常包括空冷冷却装置以利用比从所述堆叠辐射的热量冷的空气冷却所述堆叠。通常也使用以水来降低堆叠温度的水冷冷却装置。
但是，使用这种空冷或者水冷系统的传统燃料电池的缺点在于在冷却堆叠之后被加热的空气或水被简单排放。这样极大地浪费了能源。
另外，供送给阴极电极的空气中只有一部分发生反应，而其余部分作为在发电过程中生成的潮湿高温蒸汽被排放。当水被从堆叠排放到温度较低的大气中时，水与大气接触从而产生凝结。因此，水从电子器件外壳逃逸，从而使用户感到不适。
而且，在传统的燃料电池系统中，重整器和堆叠经常在首次启动系统时要预热。实施这一预热使用的能量降低了系统的总效率。
最后，传统燃料电池系统使用通过对堆叠发电所需的燃料单独加热和气化来经由重整器产生氢气的结构。在重整器中将燃料加热到所需温度使用的能量再次使系统的总效率降低。
发明内容
在本发明的一示例性实施例中提供了一种燃料电池系统，该燃料电池系统具有将在发电过程中产生的热量和水再次用作驱动系统的能量源的结构，从而提高了整个系统的性能和效率。
在本发明的一示例性实施例中，一种燃料电池系统包括：重整器，利用化学催化反应和热能从含有氢的燃料产生氢气；至少一个电力发生器，通过所述氢气与氧气的电化学反应产生电能；燃料供送组件，将燃料供送给重整器；氧气供送组件，将氧气供送给电力发生器；以及第一热交换器，与重整器和电力发生器连接，并且在系统的初始运行过程中供送重整器的热能以预热电力发生器。
所述重整器包括利用燃料和氧气的氧化反应产生热能的第一反应器。燃料供送组件包括存储燃料的第一罐、以及连接到第一罐的第一泵。第一罐和第一反应器通过第一供送管线互连。
氧气供送组件包括用于引入空气的空气泵。该空气泵和第一反应器通过第二供送管线互连。
设置多个电力发生器，通过以相邻结构安装所述电力发生器形成一堆叠。而且，所述堆叠包括安装在相邻电力发生器之间的通道组件，并且所述通道组件具有供热能通过的通道。
第一热交换器包括：喷嘴部件，与所述通道的一端相连，从而使第一反应器和所述通道互连；回收部件，与所述通道的另一端相连，从而与喷嘴部件连通。第一反应器和喷嘴部件通过第三供送管线互连。
通道组件为板形式的高温传导部件。该高温传导部件由从铝、铜和钢中选取的传导材料制成。
每个电力发生器包括膜电极组件和安装在所述膜电极组件的相对侧上的分隔件。所述通道组件在相邻分隔件中形成通道。
在另一方面，一种燃料电池系统包括：重整器，利用化学催化反应和热能从含有氢的燃料产生氢气；至少一个电力发生器，通过所述氢气与氧气的电化学反应产生电能；燃料供送组件，将燃料供送给重整器；氧气供送组件，将氧气供送给电力发生器；以及第二热交换器，在电力发生器中循环燃料，以便减少在正常运行过程中在电力发生器中产生的热量，并且向重整器供送在循环通过电力发生器时被加热的预热燃料。
所述氧气供送组件包括用于引入空气的空气泵。该空气泵和电力发生器通过第四供送管线互连。
设置多个电力发生器，通过以相邻结构安装所述电力发生器形成一堆叠。所述堆叠包括安装在相邻电力发生器之间的通道组件，并且所述通道组件具有供热能通过的通道。
第二热交换器包括：喷嘴部件，与所述通道的一端相连，从而使所述燃料供送组件和所述通道互连；回收部件，与所述通道的另一端相连，从而与喷嘴部件连通。
所述燃料供送组件包括：第一罐，存储包含氧的液体燃料；第二罐，存储水；以及第一泵，分别与所述第一罐和第二罐相连。所述第一和第二罐与喷嘴部件通过第五供送管线互连。
重整器包括：第一反应器，通过燃料和氧气的氧化反应来产生热能；第二反应器，利用所述热能蒸发燃料-水的混合物；以及第三反应器，通过蒸发重整催化反应从蒸发的混合物中产生氢气。所述回收部件和所述第二反应器通过第六供送管线相连。
所述通道组件为高温传导部件，包括通道，并且介于相邻电力发生器之间。
每个所述电力发生器包括膜电极组件和安装在所述膜电极组件的相对侧上的分隔件。所述通道组件在相邻分隔件中形成通道。
所述重整器还包括至少一个用于减少氢气中所含一氧化碳浓度的反应器。
所述重整器包括：第四反应器，利用水气转换催化反应(aqueous gasconversion catalytic reaction)来实现氢气中所含一氧化碳浓度的首次减少；第五反应器，利用选择氧化催化反应(selective oxidation catalytic reaction)来实现氢气中所含一氧化碳浓度的二次减少。所述第五反应器和电力发生器通过第七供送管线互连。
每个反应器包括板形主体、形成在该主体的上表面上以允许流体流过的流道、以及与各流道相连的通道孔。重整器具有通过所述主体的组合形成的叠置结构。所述重整器包括与最上部主体相连的盖。
所述电力发生器包括水排放部件，用于排出在氢和氧的化合反应中产生的高温水，以未反应状态被包含在该水中的氧气，并且所述电力发生器还包括氢气排放部件，用于排出未与氧气反应的氢气。重整器包括通过燃料和氧气的氧化反应产生热能的第一反应器。
所述燃料电池系统还包括：第三热交换器，用来冷凝通过水排放部件排出的包含有未反应氧气的水，从而分别产生水和氧气；以及第一循环部分，将第三热交换器产生的水供送给燃料供送组件，将氧气供送给第一反应器。
第三热交换器包括：冷凝器，与水排放部件相连；以及第八供送管线，与水排放部件和冷凝器连接。第一循环部分包括使冷凝器和燃料供送组件互连的第九供送管线、以及使冷凝器与第一反应器互连的第十供送管线。
所述燃料电池系统还包括第二循环部分，用于将从氢气排放部件排出的未反应氢气供送给第一反应器。第二循环部分包括使氢气排放部件与第一反应器互连的第十一供送管线。
在本发明的另一方面，一种燃料电池系统包括：重整器，利用化学催化反应和热能从含有氢的燃料产生氢气；至少一个电力发生器，通过所述氢气与氧气的电化学反应产生电能；燃料供送组件，将燃料供送给重整器；氧气供送组件，将氧气供送给电力发生器；第一热交换器，在系统的初始运行过程中供送重整器的热能以预热电力发生器；以及第二热交换器，在电力发生器中循环燃料，以便减少在正常运行过程中在电力发生器中产生的热量，并且向重整器供送在循环通过电力发生器时被加热的预热燃料。
所述电力发生器包括水排放部件，用于排出在氢和氧的化合反应中产生的高温水，和以未反应状态被包含在该水中的氧气，并且所述电力发生器还包括氢气排放部件，用于排出未与氧气反应的氢气。重整器包括通过燃料和氧气的氧化反应产生热能的第一反应器。
所述燃料电池系统还包括：第三热交换器，用来冷凝通过水排放部件排出的包含有未反应氧气的水，从而分别产生水和氧气；以及第一循环部分，将第三热交换器产生的水供送给燃料供送组件，将氧气供送给第一反应器。
所述燃料电池系统还包括第二循环部分，用于将从氢气排放部件排出的未反应氢气供送给第一反应器。
所述燃料电池系统还包括第四热交换器，用于蒸发从第一反应器排出的排气。该第四热交换器包括用于加热排气的加热器，所述加热器和第一反应器通过第十二供送管线互连。
所述重整器包括：第二反应器，利用热能蒸发燃料-水混合物；第三反应器，从所蒸发的燃料混合物中通过蒸发重整催化反应产生氢气；以及至少一个用于减小该氢气中一氧化碳浓度的反应器。
所述燃料电池系统还包括第一辅助燃料供送组件，用于将一氧化碳浓度减小的氢气供送给第一反应器。该第一辅助燃料供送组件包括第十三供送管线，用于将从重整器向电力发生器供送氢气的供送管线与从电力发生器向第一反应器供送未反应氢气的供送管线互连起来。
所述燃料电池系统还包括第二辅助燃料供送组件，用于另外将燃料供送给第一反应器。该第二辅助燃料供送组件包括：第十四供送管线，将燃料供送组件与第一反应器互连起来；第二泵，与该第十四供送管线相连。
在又一方面，一种燃料电池系统包括：至少一个电力发生器，通过氢气与氧气的电化学反应产生电能；燃料供送组件，将燃料供送给电力发生器；氧气供送组件，将氧气供送给电力发生器；以及第五热交换器，经过外部负载循环燃料，以便减少外部负载产生的热量。
所述第五热交换器包括冷却板，该冷却板具有通道并且与负载接触。燃料供送组件和所述通道通过第十五供送管线互连。
所述燃料电池系统还包括重整器，通过化学催化反应利用热能从燃料产生氢气，所述重整器安装在所述电力发生器和燃料供送组件之间并且与所述电力发生器和燃料供送组件相连。
所述燃料电池系统使用聚合物电解质膜燃料电池方法或者直接甲醇燃料电池方法。
附图说明
参照结合附图的下述详细说明，本发明的更完整的评价以及其它优点将变得明了，同时也得到更深入理解。在附图中相同的附图标记指代相同或者相似的部件，其中：
图1是根据本发明一示例实施例的燃料电池系统的示意图；
图2是图1中的重整器的分解透视图；
图3是以装配状态示出的图1中的重整器的透视图；
图4是图1中的堆叠的分解透视图；
图5是根据本发明的一修改示例的堆叠的分解透视图；
图6是图1中的第一热交换器和相关元件的示意图；
图7是图6中的喷嘴部件和回收部件的分解透视图；
图8是图1中的第二热交换器和相关元件的示意图；
图9是图1中的第三热交换器和相关元件的示意图；
图10是图1中的第一循环部分和相关元件的示意图；
图11是图1中的第二循环部分和相关元件的示意图；
图12是图1中的第四热交换器和相关元件的示意图；
图13是图1中的第一辅助燃料供送组件和相关元件的示意图；
图14是图1中的第二辅助燃料供送组件和相关元件的示意图；
图15是根据本发明另一示例性实施例的燃料电池系统的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述根据本发明的示例性实施例。
图1是根据本发明一示例性实施例的燃料电池系统的示意图。
在该实施例中，用于发电的燃料要包括包含氢气的燃料，诸如甲醇、乙醇或者天然气。在下文中，使用所述燃料，假定为液体形式，也许还和水混合。
而且，在根据本发明一示例性实施例的燃料电池系统100中，要与包含在燃料中的氢气反应的氧气可以是存储在独立存储容器中的纯氧气，或者只简单地为空气中所包含的氧气。在下文中，假定使用空气中所包含的氧气。
参见图1，燃料电池系统100包括：用于从燃料产生氢气的重整器30；堆叠10，用于将氢气和空气中所包含的氧气的化学反应能量转化成电能从而发电；燃料供送组件50，用于将燃料供送给重整器30；以及氧气供送组件70，用于将空气供送给堆叠10。
在带有上述基础结构的燃料电池系统100中，使用聚合物电极膜燃料电池(PEMFC)方法，其中由重整器30产生氢气，将氢气供送给堆叠10从而通过在氧气和氢气之间的电化学反应产生电能。
燃料供送组件50包括：第一罐51，用于存储液体燃料；第二罐53，用于存储水；以及第一泵55，与第一罐51和第二罐53连接。燃料供送组件50还可包括：第一阀57，安装在使第一罐51和第二罐53互连的管线上；以及第二阀59，安装在使第二罐53和第一泵55互连的管线上。第一阀57和第二阀59是传统的两路阀，可利用第一泵55的泵送力来选择开闭其所在的管线。
氧气供送组件70包括使用小泵送力实现空气吸入的空气泵71。
图2是重整器30的分解透视图，图3是在装配状态下示出的重整器30的透视图。
参照图1-3，重整器30利用化学催化反应来产生氢气，并且减小氢气中含有的一氧化碳浓度。重整器30通过蒸汽重整、部分氧化或者自然反应的催化反应从液体燃料生成氢气。而且，重整器30使用诸如水气转化方法或者选择氧化方法的催化反应、或者使用分离层的精炼氢气的方法来减小氢气中所包含的一氧化碳浓度。
在示例性实施例中，重整器30包括顺序叠置的第一至第五反应器31-35，这些反应器通过液体燃料与氧气之间的氧化反应产生热能，利用该能量通过上述化学催化反应从混合燃料生成氢气，并且减小氢气中的一氧化碳浓度。
更具体地，重整器30包括：第一反应器31，用于产生化学催化反应所需的反应热；第二反应器32，用于利用由第一反应器31产生的热能蒸发混合燃料；第三反应器33，用于通过重整(SR)催化反应从蒸发的混合气体中产生氢气；第四反应器34，用于通过水-气转换(WGS)催化反应来产生额外的氢气，并且实现氢气中所含一氧化碳浓度的首次减少；第五反应器35，用于通过优选的CO氧化(PROX)催化反应实现氢气中所含一氧化碳浓度的二次减少。
在该示例实施例中，重整器30构建成第一反应器31位于中央，第三反应器33和第四反应器34顺序叠置在第一反应器31的一侧面上，第二反应器32和第五反应器35顺序叠置在第一反应器31的另一侧面上。流道31a-35a和通道孔31d、31e，32c、32d、33b-33d、34b和34c形成在各第一至第五反应器31-35的上侧面上(图2和图3中)，从而使流体流过。而且，可将盖36安装在远离第三反应器33的第四反应器34的一侧面上。第一至第五反应器31-35可以是具有预定长度和宽度的四边形板，可由具有导热性的金属制成，诸如铝、铜和钢。
第一反应器31是加热元件，该加热元件产生生成氢气所需的热能，并且预热整个重整器30。第一反应器31通过液体燃料与空气之间的氧化催化反应进行燃烧。
第一反应器31包括四边形板形式的第一主体31p。第一流道31a在第一主体31p中形成，以使燃料和空气流动。第一流道31a具有起始端和终止端，并且形成在与第二反应器33相邻的第一主体31p的一侧上。而且，催化剂层(未示出)形成在第一流道31a中，用于实现对于燃料和空气的氧化反应的催化操作。
而且，第一进入孔31b形成在第一反应器31的第一主体31p中，通过该进入孔31b将液体燃料和空气供送给第一流道31a。第一排出孔31c也形成在第一反应器31的第一主体31p中，通过该排出孔31c将在经过第一流道31a时经过氧化并且燃烧的燃烧后气体排出。第一进入孔31b与第一流道31a的起始端相连，第一排出孔31d与第一流道31a的终止端相连。而且，第一通道孔31d和第二通道孔31e形成在第一排出孔31c的区域中。第一进入孔31b通过第一供送管线111与燃料供送组件50的第一罐51相连，并且通过第二供送管线72与氧气供送组件70的空气泵71相连。第三阀75安装在第二供送管线72上。
第二反应器31接收供送的混合燃料，来产生氧气。第二反应器32接收来自第一反应器31的热能来蒸发混合气体。
第二反应器32包括四边形板形式的第二主体32p。第二流道32a形成在第二主体32p中，从而使混合燃料流动。第二流道32a具有起始端和终止端，并且形成在与第一反应器31相邻的第二主体32p的一侧面上。催化剂层(未示出)形成在第二流道32a中，用来加快混合燃料的蒸发。
而且，第二进入孔32b形成在第二反应器32的第二主体32p中，通过该第二进入孔32b将混合燃料供送给第二流道32a。第二进入孔32b与第二流道32a的起始端相连。而且与第一反应器31的第一通道孔31d连通的第三通道孔32c形成在第二主体32p中，与第一反应器31的第二通道孔31e连通并且连接到第二流道32a的第四通道孔32d形成在第二主体32p中。
如上所述，第三反应器33通过SR催化反应从蒸发混合气体生成氢气。第三反应器33包括四边形形式的第三主体33p。第三流道33a形成在该第三主体33p中，从而使混合燃料流动。第一流道33a具有起始端和终止端，并且形成在与第四反应器34相邻的第三主体33p的一侧面上。而且，催化剂层(未示出)形成在第三流道33a中，用来加快在蒸发混合燃料上进行的重整反应操作。
为了接收来自第二反应器32的蒸发混合燃料，在第三反应器33的第三主体33p中形成与第一反应器31的第二通道孔31e连通的第五通道孔33b、与第三流道33a的终止端连接的第六通道孔33c、以及与第一反应器31的第一通道孔31d连通的第七通道孔33d。
如上所述，第四反应器34通过WGS催化反应产生氢气(除了在第三反应器33中产生的氢气以外)，并且实现氢气中所含一氧化碳浓度的首次减少。
第四反应器34包括四边形板形式的第四主体34p。第四流道34a形成在第四主体34p中，从而使氢气流动。第四流道34a具有起始端和终止端，并且形成在与盖36相邻的第四主体34p的一侧面上。并且，催化剂层(未示出)形成在第四流道34a中，用于加快氢气的转化反应。
而且在第四反应器34的第四主体34p中形成与第三反应器33的第六通道孔33c连通的第八通道孔34b、与第四流道34a的终止端连接并且与第三反应器33的第七通道孔33d连通的第九通道孔34c。
第五反应器35通过空气与在第四反应器34中产生的氢气的选择PROX催化反应来实现氢气中所含一氧化碳浓度的二次减少。
第五反应器包括四边形板形式的第五主体35p。第五流道35a形成在第五主体35p中，从而使在第四反应器34中生成的氢气流动。第五流道35a具有起始端和终止端，并且形成在与第二反应器32相邻的第五主体35p的一侧面上。催化剂层(未示出)形成在第五流道35a中，用来加快上述选择氧化反应。
而且，在第五反应器35的第五主体35p中形成用于将空气供送到第五流道35a的第三进入孔35b、以及用于将最终生成的氢气供送到堆叠10的第二排出孔35c。第三进入孔35b与第五流道35a的起始端相连，第二排出孔35c与第五流道35a的终止端相连。第三进入孔35b通过第七供送管线73与氧气供送组件70的空气泵71相连。第四阀76安装在第七供送管线73上。而且，第二排出孔35c通过氢气供送通道175与堆叠10相连。
分别为四边形板的第一至第五反应器31-35的第一至第五主体31p-35p的形式是这些部件的可形成形状中的一个示例。允许第一至第五主体31p-35p堆叠的其它结构也是可以使用的。
图4是堆叠10的分解透视图。
参见图1和4，堆叠10包括至少一个电力发生器11，用于通过由重整器30生成的氢气与空气中包含的氧气的氧化/还原反应来产生电能。每个电力发生器11(在多于一个的情况下)通过将膜电极组件(MEA)12置于两个分隔件16之间形成发电的最小单元小室。多个这样的单元小室结合形成了具有堆叠结构的示例性实施例的堆叠10。压板13安装到多个电力发生器11的相对最外层上。但是在本发明中，在配置中没有设置压板13的情况下，位于所述相对最外层上的分隔件16可代替压板13使用。当使用压板13时，压板13可具有除了与所述多个电力发生器11挤压在一起以外的功能。即，如在下文所解释的，压板13可作用使得分隔件16具有一特定的功能。
阳极电极和阴极电极安装在每个MEA12的相对表面上，并且电解质层位于该阳极电极与阴极电极之间。阳极电极实施氢气的氧化反应，转化的电子被向外吸引，从而由穿过电解质层向阴极电极移动氢离子的电子流产生电流。阴极电极实施氢离子、电子和氧气的转化反应，实现向水的转化。而且，所述电解质层向阴极电极移动在阳极电极中产生的氢离子。
每个分隔件16用作将MEA12的氧化/还原反应所需的氢气和空气供送到阳极和阴极的路径。每个分隔件16也用作串联连接相应阳极电极和阴极电极的导体。具体地说，每个分隔件16提供流道17来在紧密接触相应MEA12中阳极电极的表面上形成路径，用来将氢气输送到阳极，在紧密接触相应MEA12中阴极电极的表面上形成路径，用来将空气输送到阴极。
压板13包括：用于将氢气输送到相应分隔件16的氢气路径的第一灌输部件13a；第二灌输部件13b，用于将空气供送给相应分隔件16的空气路径；第一排放部件13c，用于排出在相应MEA12的阳极电极中发生反应之后残余的氢气；以及第二排放部件13d，用于在相应MEA12的阴极中氢和氧的结合反应产生的氢气和水的反应之后排出残余的空气。
第一灌输部件13a可通过氢气供送通道175连接。第二灌输部件13b可通过第四供送管线74连接到氧气供送组件70的空气泵71。第五阀77安装在第四供送管线74上。
具有上述的结构的堆叠10也可包括通道组件21，该通道组件22包括至少一个通道22。通道组件21位于相邻电力发生器22之间。在一个实施例中，通道组件21包括高温传导部件23，为位于两个或三个电力发生器11之间的板的形式。高温传导部件23由热传导金属材料制成，能容易地传递在电力发生器11中产生的热量。所述金属材料的示例包括铝、铜和钢。
图5是根据本发明一修改示例的堆叠的分解透视图。
参见图5，在根据本发明一修改示例的该堆叠中，具有至少一个通道22的通道组件21形成在电力发生器11的分隔件16中。每个通道组件21包括在相邻分隔件16中形成的凹槽22a。当相邻分隔件16紧密接触时，凹槽22a结合从而形成通道22。
在本发明的燃料电池系统100(图1)中，在重整器30中产生的热能被供送给堆叠10的电力发生器11(图4和5)以提高性能和热效率。用于进行操作以便预热电力发生器11的第一热交换器110(图1)位于燃料电池系统100中。
图6是第一热交换器110的示意图。
参见图1、2和4至6，第一热交换器110具有用来将液体燃料和空气供送到重整器30的第一反应器31的结构，从而将通过氧化反应生成的热能提供给堆叠10的电力发生器11。即，第一热交换器110将从第一反应器31排出的较高温度的排气供送给电力发生器11，从而预热电力发生器11。
第一热交换器110通过第一供送管线111与第一罐51和第一反应器31的第一进入孔31b连接，并且通过第二供送管线72与空气泵71和第一进入孔31b连接。
第一热交换器110包括：喷嘴部件114，用于向电力发生器11喷洒从第一反应器31发出的排气；以及回收部件117，用于在排气通过电力发生器11之后回收排气。
图7是图6中喷嘴部件114和回收部件117的分解透视图。
参见图4至7，喷嘴部件114将从第一反应器31发出的排气供送给堆叠10的通道组件21，从而预热与通道组件21紧密接触的电力发生器11。喷嘴部件114与通道部件21的通道22连接。喷嘴部件114包括多个与通道22连通的喷嘴孔115，并且为一端开口、相对端封闭的管子形式。喷嘴孔115从喷嘴部件114突出以能以紧密接触的方式插入通道22。开口的喷嘴部件114的端部是被供送排气所通过的入口116。入口116与第一反应器31的第一排出孔31c的连接。
回收部件117收集利用喷嘴部件114的操作穿过通道组件21的排气，将排气排放到系统100的外部或者将排气供送给第一反应器31。回收部件117与通道组件21的通道22连接。回收部件117包括多个与通道22连接的回收孔118，并且为一端开口、相对端封闭的管子形式。回收孔118从回收部件117突出以能以紧密接触的方式在与插入喷嘴孔115的端部相对的端部处插入通道22中。开口的回收部件117的所述端部是出口119，排气通过该出口排出。出口119与第六阀112连接，如图1所示。
具有上述结构的燃料电池系统100在电力发生器11通过第一热交换器110预热的状态下实现普通操作。在电力发生器11中，电能通过氢气与空气中的氧气之间的电化学反应产生。氢气和氧气之间在电力发生器11中的化学反应还额外产生热量。
在本发明的示例性实施例中，液体燃料和水的混合物在堆叠10中循环，从而减少了在电力发生器11中产生的热量。第二热交换器120设置用来向重整器30提供在冷却堆叠10时被加热的混合燃料。
图8是第二热交换器120和相关元件的示意图。
参见图1和8，第二热交换器120通过第五供送管线121连接燃料供送组件50和堆叠10的通道组件21，并且通过第六供送管线123连接通道组件21和重整器30的第二反应器32。
第二热交换器120包括：喷嘴部件114，用于向电力发生器11喷洒从第一罐51发出的液体燃料和从第二罐53发出的水的混合物；以及回收部件117，用于在该混合物通过电力发生器11之后回收该混合物，并将该混合物供送给第二反应器32。
参见图6至7，喷嘴部件114将排气供送给堆叠10的通道组件21，从而减少在电力发生器11中产生的热量。喷嘴部件114与通道部件21的通道22连接。喷嘴部件114包括多个与通道22连通的喷嘴孔115，并且为一端开口、相对端封闭的管子形式。喷嘴孔115从喷嘴部件114突出以能以紧密接触的方式插入通道22。开口的喷嘴部件114的端部是供送燃料混合物所通过的入口116。入口116与第一罐51和第二罐53通过第五供送管线121连接。
回收部件117收集利用喷嘴部件114的操作穿过通道组件21的混合气体，将该混合气体排放到第二反应器32。回收部件117与通道组件21的通道22连接。回收部件117包括多个与通道22连接的回收孔118，并且为一端开口、相对端封闭的管子形式。回收孔118从回收部件117突出以能以紧密接触的方式在与插入喷嘴孔115的端部相对的端部处插入通道22中。开口的回收部件117的所述端部是出口119，混合气体通过该出口供送到重整器30的第二反应器32。出口119通过第六供送管线123与第二反应器32的第二进入孔32b相连。
在具有上述结构的本发明的燃料电池系统100运行期间，电力发生器11中氢气和氧气的接触反应产生高温湿气，没有与氢气发生反应的含有湿气的空气被从堆叠10的第二排放部件13d排出。
在本发明的示例实施例中包括第三热交换器130，用来冷凝以与未反应空气混合的状态通过堆叠10的第二排放部件13d发出的湿气，并且生成独立状态的水和空气。
图9是第三热交换器130和相关元件的示意图。
参见图1和9，第三热交换器130包括用于进行水冷凝的冷凝器131。第二排放部件13d和冷凝器13由第八供送管线133连接。冷凝器131冷凝包含高温湿气的未反应空气，从而产生水和空气。将由冷凝器131产生的水和空气通过第一循环部分140分别供送到燃料供送组件50和重整器30。
图10是第一循环部分140和相关元件的示意图。
参见图1和10，第一循环部分140包括第九供送管线141，该第九供送管线141将冷凝器131和燃料供送组件50的第二罐53互连，用来将水供送给第二罐53。第一循环部分140还包括第十供送管线143，该第十供送管线143将冷凝器131和第一反应器31的第一进入孔31b互连，用来将空气供送给重整器30的第一反应器31。
在具有上述结构的本发明的燃料电池系统100的运行过程中，在电力发生器11中反应之后残余的氢气被从堆叠10的第一排放部件13c排出。
在本发明的该示例性实施例中包括第二循环部分150，以便将未反应的氢气供送给重整器30的第一反应器31。
图11是第二循环部分150和相关部件的示意图。
参见图1和11，第二循环部分150包括第十一供送管线151，该第十一供送管线151将堆叠10的第一排放部件13c和第一反应器31的第一进入孔31b互连。
在具有上述结构的本发明的燃料电池系统100的运行过程中，通过第二循环部分150再次供送给重整器30的第一反应器31的未反应氢气中的一部分进行反应，其余氢气以未反应状态被排出。
在本发明的该示例性实施例中包括第四热交换器160，用来加热排放气体并且向外排出该气体。
图12是第四热交换器160和相关元件的示意图。
参见图1和12，第四热交换器160包括加热器161，用于加热排放气体。加热器161和第一反应器31的第一排放孔31c通过第十二供送管线163互连。加热器161与安装在第十二供送管线163上的第十一阀165连接。
本发明的燃料电池系统100包括第一和第二辅助燃料供送组件170和180，分别用于进一步增加在重整器30的第一反应器31中产生的热能。
图13是第一辅助燃料供送组件170和相关元件的示意图，图14是第二辅助燃料供送组件180和相关元件的示意图。
参见图1和13，第一辅助燃料供送组件170构建成使得从重整器30的第五反应器35供送到堆叠10的第一灌输部件13a的氢气被再次供送给第一反应器31。
第一辅助燃料供送组件170包括第十三供送管线171，用于使氢气供送管线175和第二循环部分150的第十一供送管线151互连，该氢气供送管线175连接第五反应器35的第二排出孔35c和堆叠10的第一灌输部件13a。
参见图1和14，第二辅助燃料供送组件180构建成使得存储在燃料供送组件50的第一罐51中的液体燃料直接被供送给第一反应器31。
第二辅助燃料供送组件180包括第十四供送管线181，该第十四供送管线将燃料供送组件50的第一罐51和第一反应器31的第一进入孔31b互连，并且第二辅助燃料供送组件180还包括安装在第十四供送管线181上的第二泵183。
下面将详细描述根据带有上述结构的示例实施例的燃料电池系统100的运行。
在燃料电池系统100的初始运行过程中，第一泵55运行，从而将存储在第一罐51中的液体燃料通过第一供送管线供送给第一反应器31。同时，空气泵71运行，从而将空气通过第二供送管线72供送给第一反应器31。液体燃料和空气通过第一反应器31的第一进入孔31b被供送到第一流道31a。
接着，液体燃料和空气沿着第一反应器31的第一流道31a移动以便进行催化氧化反应。因此，预定温度的反应热通过这种氧化反应在第一反应器31中产生。因此，在第一反应器31中产生的热能被传递给第二反应器32、第三反应器33、第四反应器34和第五反应器35，从而预热整个重整器30。
在这一运行过程中，将在第一反应器31中生成的燃烧气体通过第一排出孔31放出。因此，排气保持相对较高的温度，并且通过第三供送管线113被喷入喷嘴部件114的入口116中。
随后，将排气通过喷嘴部件114的喷嘴孔115反射到通道部件21的通道22。因此，当排气通过通道22时，排气自身的热量被传递给分隔件16，从而预热电力发生器11。
接着，将通过通道22的排气经由回收部件117排放到燃料电池系统100的外部，或者供送给重整器30的第一反应器31。
在以该方式完成对重整器30和电力发生器11的预热之后，第一泵55运行，从而将存储在第一罐51中的液体燃料和存储在第二罐53中的水通过燃料供送管线58供送到第二反应器32。第二反应器32接收在第一反应器31中产生的热量，从而被预热到预定温度。
在上述操作之后，液体燃料和水的混合物在流经第二反应器32的第二流道32a的同时被其加热蒸发。蒸发的燃料混合物顺序通过第二反应器32的第四通道孔32d、第一反应器31的第二通道孔31e、第三反应器33的第五通道孔33b，从而流过第三反应器33的第三流道33a。因此，第三反应器33从蒸发的燃料混合物中通过蒸发重整催化反应产生氢气。即，混合燃料的分解反应和一氧化碳的变性反应(degeneration reaction)同时在第三反应器33的蒸发重整催化反应中出现，因此产生包含一氧化碳和氢的氢气。在这一过程中，第三反应器33难以完全实现一氧化碳的变性反应，因此生成包含少量一氧化碳作为次产物的氢气。
接着，氢气通过第三反应器33的第六通道孔33c和第四反应器34的第八通道孔34b沿着第四反应器34的第四流道34a流动。因此，第四反应器34通过水气转化催化反应产生另外的氢气，并且实现了在氢气中包含的一氧化碳浓度的首次减少。
随后，通过第四反应器34的第四流道34a的氢气经由第四反应器34的第九通道孔34c、第三反应器的第七通道孔33d、第一反应器31的第一通道孔31d、以及第二反应器32的第三通道孔32c流入第五反应器35的第五流道35a。
同时，空气泵71运行，从而将空气通过第七供送管线73喷入第五反应器35的第三进入孔35b。因此，第五反应器35通过选择氧化催化反应实现氢气中所包含的一氧化碳浓度的二次减少。
接着，将氢气通过气体供送管线175供送给堆叠的第一灌输部件13a。同时，空气泵71运行，从而将空气通过第四供送管线74供送给堆叠10的第二灌输部件13b。因此，将氢气经由分隔件16的空气路径供送给MEA12的阳极电极。另外，将空气经由分隔件16的空气路径供送给MEA12的阴极电极。
因此，通过在阳极电极处的氧化反应将氢气分解为电子和质子(氢离子)。另外，质子穿过电解质层向阴极电极移动，并且由于电子不能穿过该电解质层，因此电子穿过分隔件16朝向MEA12的相邻阴极电极移动。在该运行中电子流产生电流。而且，通过移动的质子、电子和氢的还原反应另外产生出水和热量。在电力发生器11中产生的热量被通过分隔件16传递给通道组件21。在该过程中，第一泵55运行，从而将存储在第一罐51中的液体燃料和存储在第二罐53中的水通过第五供送管线121供送给喷嘴部件114的入口116。
接着，液体燃料和水的混合物被通过喷嘴部件114的喷嘴孔115供送给通道部件21的通道22。因此，混合燃料通过通道22以减少由电力发生器11产生的热量。接着，通过通道22的混合燃料由回收部件117收集。同时，混合燃料冷却电力发生器11，并且并加热到预定温度。
随后，将预热后的混合燃料通过第六供送管线123供送给第二反应器32。混合燃料通过喷嘴部件114在第一泵55的泵送力的作用下被喷洒到通道组件21中，并且由回收部件117收集以供送给第二反应器32的第二进入孔32b。接着，重整器30利用上述连续操作产生氢气，并且将氢气供送给堆叠10的第一灌输部件13a。
在电力发生器11发电的过程中，通过分隔件16供送给MEA12的部分空气发生反应，剩余的空气通过第二排放部件13d以包含高温湿气的状态排出，该高温湿气由氢和氧结合反应产生。
接着，包含未反应空气的湿气通过第八供送管线133被供送给冷凝器131。因此，湿气通过经由冷凝器131而被转化为水。水通过第九供送管线141返回到第二罐53，并且空气通过第十供送管线143返回到第一反应器31。
而且，通过分隔件16供送到MEA12的阳极电极的部分氢气在电力发生器11发电的过程中发生反应，剩余氢气未反应，并且通过第一排放部件13c排出。
接着，未反应的氢气通过第十一供送管线151被供送给第一反应器31。此时，被再次供送给第一反应器31的未反应氢气中的一部分发生反应，剩余部分以未反应状态通过第一反应器31的第一排出孔31c被排出。因此，排气通过第十二供送管线163被供送给加热器161，以便被加热。加热后的排气通过第十一阀165排放到燃料电池系统100的外部。
另外，将从重整器30的第五反应器35被供送给堆叠10的第一灌输部件13a的氢气通过第十三供送管线171再次供送给第一反应器31。因此，在燃料电池系统100的重整器30上起作用的热能进一步增加。而且作为另外一种增加在重整器30上起作用的热能的方法，可运行第二泵183，从而将存储在第一罐51中的液体燃料通过第十四供送管线181供送给第一反应器31。
图15是根据本发明另一示例实施例的燃料电池系统的示意图。相同的附图标记指代与图1所示部件相同的部件。
根据本发明另一示例实施例的燃料电池系统200使用图1所示燃料电池系统的基础结构，但构建用来减小由诸如膝上型计算机或移动电话的电子器件的负载199产生的热量。负载199安装在电子器件中，并且包括应用燃料电池系统200中产生的电能的中央处理单元(CPU)、各种电路元件等。
燃料电池系统200包括循环存储在燃料供送组件50的第一罐51和第二罐53中的液体燃料、水和/或液体燃料与水的混合物(下文中简称“燃料”)的第五热交换器190。所述燃料穿过负载199循环，从而减少在负载199处产生的热量。燃料电池系统200应用聚合物电极膜燃料电池(PEMFC)方法，其中氢气通过重整器30产生，该氢气被供送给电力发生器11，以便通过与氧进行电化学反应来产生电能。可选地，燃料电池系统200可使用直接甲醇燃料电池(DMFC)方法，其中将燃料直接供送给电力发生器11来产生电力。DMFC方法的燃料电池可将重整器30从燃料电池系统200中去除，这与使用PEMFC方法时不同。在下文中，假定燃料电池系统200使用PEMFC方法。应该明白，本发明在产生电力的方法上没有限制。
第五热交换器190包括具有通道191的冷却板193，该冷却板接触负载199。燃料供送组件50和通道191通过第十五供送管线195互连。
在该示例性实施例的燃料电池系统200中，存储在第一罐51和第二罐53中的燃料通过第十五供送管线195被供送给通道191。在负载199中产生的热量传递到冷却板193。因此，燃料在流过通道191时冷却冷却板199。而且将在冷却负载199时被加热的燃料供送给电力发生器11和重整器30。
本发明的燃料电池系统具有在系统的初始运行过程中能预热重整器和堆叠的结构，因此整个系统的热效率提高。
而且，在正常运行过程中，发电所需的燃料用来减少由堆叠产生的热量，从而冷却堆叠，并且预热后的燃料被供送给重整器。因此，系统的冷却效率提高，冷却堆叠时的热损失减少，利用堆叠的放热满足了重整器运行的预热需求。
另外，从堆叠排出的未反应空气作为水和蒸气回收，该水和蒸气用作产生氢气的燃料。因此，不会从堆叠泄漏水，系统的整个热效率提高，燃料罐的容量减小，从而整个系统更紧凑。
最后，由于从堆叠排出的未反应氢气用作重整器的能量源，因此整个系统的热效率额外提高。
虽然已经结合特定的示例性实施例详细描述了本发明的实施例，但应该明白本发明不局限于所公开的示例性实施例，相反本发明旨在覆盖包括在本发明所附权利要求限定的精神和范围内的各种修改和/或等效设置。

Claims (47)

1、一种燃料电池系统，包括：
重整器，利用化学催化反应和热能从含有氢的燃料产生氢气；
至少一个电力发生器，通过所述氢气与氧气的电化学反应产生电能；
燃料供送组件，将燃料供送给重整器；
氧气供送组件，将氧气供送给所述至少一个电力发生器；以及
热交换器，与重整器和所述至少一个电力发生器连接，并且在系统的初始运行过程中向所述至少一个电力发生器供送重整器的热能，从而预热所述至少一个电力发生器。
2、如权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述重整器包括利用燃料和氧气的氧化反应产生热能的反应器。
3、如权利要求2所述的燃料电池系统，其中燃料供送组件包括：
存储燃料的第一罐；
连接到第一罐的泵；以及
第一供送管线，将所述第一罐和反应器互连。
4、如权利要求3所述的燃料电池系统，其中氧气供送组件包括用于引入空气的空气泵；所述系统还包括使该空气泵和反应器互连的第二供送管线。
5、如权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述重整器包括通过燃料和氧气的氧化反应产生热能的反应器；
所述至少一个电力发生器包括多个电力发生器，通过以相邻结构安装这些电力发生器形成一堆叠；并且，
其中所述堆叠包括安装在相邻电力发生器之间的通道组件，并且所述通道组件具有供热能通过的通道。
6、如权利要求5所述的燃料电池系统，其中所述热交换器包括：
喷嘴部件，与所述通道的一端相连，从而使所述反应器和所述通道互连；以及
回收部件，与所述通道的另一端相连，从而与喷嘴部件连通。
7、如权利要求6所述的燃料电池系统，其中还包括使所述反应器和喷嘴部件互连的第三供送管线。
8、如权利要求5所述的燃料电池系统，其中通道组件为板形式的高温传导部件。
9、如权利要求8所述的燃料电池系统，其中该高温传导部件由从铝、铜和钢中选取的传导材料制成。
10、如权利要求5所述的燃料电池系统，其中每个电力发生器包括：
膜电极组件；和
连接在所述膜电极组件的相对侧上的分隔件；
其中所述通道组件在相邻分隔件中形成所述通道。
11、一种燃料电池系统，包括：
重整器，利用化学催化反应和热能从含有氢的燃料产生氢气；
至少一个电力发生器，通过所述氢气与氧气的电化学反应产生电能；
燃料供送组件，将燃料供送给重整器；
氧气供送组件，将氧气供送给所述至少一个电力发生器；以及
第一热交换器，用于在所述至少一个电力发生器中循环燃料，以便减少在正常运行过程中在所述至少一个电力发生器中产生的热量，并且向重整器供送在循环通过所述至少一个电力发生器时被加热的预热燃料。
12、如权利要求11所述的燃料电池系统，其中所述氧气供送组件包括用于引入空气的空气泵，并且其中该空气泵和所述至少一个电力发生器通过供送管线互连。
13、如权利要求11所述的燃料电池系统，其中所述至少一个电力发生器包括多个电力发生器，通过以相邻结构安装这些电力发生器形成一堆叠，并且其中所述堆叠包括安装在相邻电力发生器之间的通道组件，并且所述堆叠具有供热能通过的通道。
14、如权利要求13所述的燃料电池系统，其中所述第一热交换器包括：
喷嘴部件，与所述通道的一端相连，从而使所述燃料供送组件和所述通道互连；以及
回收部件，与所述通道的另一端相连，从而与喷嘴部件连通。
15、如权利要求14所述的燃料电池系统，其中所述燃料供送组件包括：
第一罐，存储包含氧的液体燃料；
第二罐，存储水；以及
第一泵，分别与所述第一罐和第二罐相连。
16、如权利要求15所述的燃料电池系统，还包括使所述第一和第二罐与喷嘴部件相连的供送管线。
17、如权利要求13所述的燃料电池系统，其中所述重整器包括：
第一反应器，通过燃料和氧气的氧化反应来产生热能；
第二反应器，利用所述热能蒸发燃料-水的混合物；以及
第三反应器，通过蒸发重整催化反应从蒸发的燃料-水的混合物中产生氢气。
18、如权利要求17所述的燃料电池系统，其中所述第二反应器通过一供送管线与回收部件相连。
19、如权利要求13所述的燃料电池系统，其中所述通道组件为高温传导部件，包括通道，并且介于相邻电力发生器之间。
20、如权利要求13所述的燃料电池系统，其中每个所述电力发生器包括：
膜电极组件；和
安装在所述膜电极组件的相对侧上的分隔件；
其中所述通道组件在相邻分隔件中形成通道。
21、如权利要求11所述的燃料电池系统，其中所述重整器包括用于减少氢气中所含一氧化碳浓度的至少一个反应器。
22、如权利要求21所述的燃料电池系统，其中所述至少一个反应器包括：
第一反应器，利用水气转换催化反应来实现氢气中所含一氧化碳浓度的首次减少；和
第二反应器，利用选择氧化催化反应来实现氢气中所含一氧化碳浓度的二次减少；
其中所述第二反应器和所述至少一个电力发生器通过一供送管线互连。
23、如权利要求22所述的燃料电池系统，其中每个反应器包括板形主体、形成在该主体的上表面上以允许流体流过的流道、以及与各流道相连的通道孔。
24、如权利要求23所述的燃料电池系统，其中所述重整器具有由所述板形主体的组合构成的叠置结构。
25、如权利要求24所述的燃料电池系统，其中所述重整器包括与板形主体的最上部主体相连的盖。
26、如权利要求11所述的燃料电池系统，其中所述至少一个电力发生器包括：
水排放部件，用于排出在氢和氧的化合反应中产生的高温水，和以未反应状态被包含在该水中的氧气；和
氢气排放部件，用于排出未与氧气反应的氢气；并且
其中重整器包括通过燃料和氧气的氧化反应产生热能的一反应器。
27、如权利要求26所述的燃料电池系统，还包括：
第二热交换器，用来冷凝通过水排放部件排出的包含有未反应氧气的水，从而产生水和氧气；以及
第一循环部分，将第二热交换器产生的水供送给燃料供送组件，将氧气供送给所述反应器。
28、如权利要求27所述的燃料电池系统，其中所述第二热交换器包括：冷凝器，与水排放部件相连；以及与水排放部件和冷凝器连接的一供送管线。
29、如权利要求28所述的燃料电池系统，其中第一循环部分包括：
使冷凝器和燃料供送组件互连的第二供送管线；以及
使冷凝器与第一反应器互连的第三供送管线。
30、如权利要求27所述的燃料电池系统，还包括第二循环部分，用于将从氢气排放部件排出的未反应氢气供送给所述反应器。
31、如权利要求30所述的燃料电池系统，其中第二循环部分包括使氢气排放部件与第一反应器互连的一供送管线。
32、一种燃料电池系统，包括：
重整器，利用化学催化反应和热能从含有氢的燃料产生氢气；
至少一个电力发生器，通过所述氢气与氧气的电化学反应产生电能；
燃料供送组件，将燃料供送给重整器；
氧气供送组件，将氧气供送给所述至少一个电力发生器；
第一热交换器，在系统的初始运行过程中供送重整器的热能以预热所述至少一个电力发生器；以及
第二热交换器，在所述至少一个电力发生器中循环燃料，以便减少在正常运行过程中在所述至少一个电力发生器中产生的热量，并且向重整器供送在循环通过所述至少一个电力发生器时被加热的预热燃料。
33、如权利要求32所述的燃料电池系统，其中所述至少一个电力发生器包括：
水排放部件，用于排出在氢和氧的化合反应中产生的高温水，和以未反应状态被包含在该水中的氧气；
氢气排放部件，用于排出未与氧气反应的氢气；
其中所述重整器包括通过燃料和氧气的氧化反应产生热能的第一反应器。
34、如权利要求33所述的燃料电池系统，还包括：
第三热交换器，用来冷凝通过水排放部件排出的包含有未反应氧气的水，从而产生水和氧气；以及
第一循环部分，将第三热交换器产生的水供送给燃料供送组件，将氧气供送给第一反应器。
35、如权利要求34所述的燃料电池系统，还包括第二循环部分，用于将从氢气排放部件排出的未反应氢气供送给第一反应器。
36、如权利要求33所述的燃料电池系统，还包括第三热交换器，用于蒸发从第一反应器排出的排气。
37、如权利要求36所述的燃料电池系统，其中该第三热交换器包括用于加热排气的加热器，所述加热器和第一反应器通过一供送管线互连。
38、如权利要求33所述的燃料电池系统，其中所述重整器包括：
第二反应器，利用热能蒸发燃料-水混合物；
第三反应器，从所蒸发的燃料混合物中通过蒸发重整催化反应产生氢气；以及
用于减小该氢气中一氧化碳浓度的至少一个附加反应器。
39、如权利要求38所述的燃料电池系统，还包括第一辅助燃料供送组件，用于将一氧化碳浓度减小的氢气供送给第一反应器。
40、如权利要求39所述的燃料电池系统，其中所述第一辅助燃料供送组件包括用于将从重整器向电力发生器供送氢气的第二供送管线与从电力发生器向第一反应器供送未反应氢气的第三供送管线互连起来的第一供送管线。
41、如权利要求39所述的燃料电池系统，其中还包括第二辅助燃料供送组件，用于另外将燃料供送给第一反应器。
42、如权利要求41所述的燃料电池系统，其中所述第二辅助燃料供送组件包括将第二辅助燃料供送组件与第一反应器互连起来的一供送管线、以及与该供送管线相连的泵。
43、一种燃料电池系统，包括：
至少一个电力发生器，通过氢气与氧气的电化学反应产生电能；
燃料供送组件，将燃料供送给所述至少一个电力发生器；
氧气供送组件，将氧气供送给所述至少一个电力发生器；以及
热交换器，经过外部负载循环燃料，以便减少外部负载产生的热量。
44、如权利要求43所述的燃料电池系统，其中所述热交换器包括冷却板，该冷却板具有通道并且与负载接触，并且其中所述燃料供送组件和所述通道通过一供送管线互连。
45、如权利要求43所述的燃料电池系统，还包括重整器，通过化学催化反应利用热能从燃料产生氢气，所述重整器安装在所述至少一个电力发生器和燃料供送组件之间并且与所述至少一个电力发生器和燃料供送组件相连。
46、如权利要求43所述的燃料电池系统，其中使用聚合物电解质膜燃料电池方法作为电化学反应。
47、如权利要求43所述的燃料电池系统，其中使用直接甲醇燃料电池方法作为电化学反应。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101512815B (zh) * 2006-09-27 2011-06-08 松下电器产业株式会社 燃料电池系统
CN102810686A (zh) * 2012-08-06 2012-12-05 上海合既得动氢机器有限公司 一种醇水发电设备及方法
CN108054474A (zh) * 2016-08-17 2018-05-18 霍尼韦尔国际公司 混合燃料电池
CN111268144A (zh) * 2020-02-18 2020-06-12 北京红林投资管理有限公司 一种安全高效的长航时无人机氢燃料电池动力装置
CN114759212A (zh) * 2022-06-16 2022-07-15 爱德曼氢能源装备有限公司 一种燃料电池用双极板

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8318368B2 (en) * 2003-06-27 2012-11-27 UltraCell, L.L.C. Portable systems for engine block
US7763368B2 (en) * 2003-06-27 2010-07-27 Ultracell Corporation Efficient micro fuel cell systems and methods
US7666539B2 (en) * 2003-06-27 2010-02-23 Ultracell Corporation Heat efficient portable fuel cell systems
US7807313B2 (en) * 2004-12-21 2010-10-05 Ultracell Corporation Compact fuel cell package
KR20060080385A (ko) * 2005-01-05 2006-07-10 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템, 개질기, 반응 기판 및 그 반응 기판의제조 방법
KR100671671B1 (ko) * 2005-06-24 2007-01-19 삼성에스디아이 주식회사 연료개질 시스템 및 이를 구비한 연료전지 시스템
WO2007051010A2 (en) * 2005-10-28 2007-05-03 Andrei Leonida Fuel cell system suitable for complex fuels and a method of operation of the same
KR100762685B1 (ko) * 2005-11-10 2007-10-04 삼성에스디아이 주식회사 개질기 및 이를 채용한 연료전지 시스템
US20070111053A1 (en) * 2005-11-15 2007-05-17 Mihail Penev Split-stage recuperation fuel processor
JP4492534B2 (ja) * 2005-12-28 2010-06-30 カシオ計算機株式会社 反応装置および反応装置の製造方法
JP4994731B2 (ja) * 2006-06-20 2012-08-08 三星エスディアイ株式会社 燃料電池発電システム
DE102006037353A1 (de) * 2006-08-09 2008-02-14 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Durchführung einer chemischen Reaktion
KR100774574B1 (ko) 2006-11-06 2007-11-09 한국에너지기술연구원 보조전원 유닛용 고체산화물 연료전지 발전시스템과 그기동방법
KR100813275B1 (ko) 2007-01-23 2008-03-13 삼성전자주식회사 연료전지 시스템 및 그 운영방법
KR100979572B1 (ko) * 2007-09-03 2010-09-02 주식회사 엘지화학 연료 개질 시스템
KR20090025646A (ko) * 2007-09-06 2009-03-11 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지용 개질 촉매, 그 제조방법 및 이를 포함하는연료전지용 개질기 및 연료 전지 시스템
KR101367807B1 (ko) * 2007-10-29 2014-02-26 삼성전자주식회사 연료전지의 연료처리장치
KR20090079517A (ko) * 2008-01-18 2009-07-22 삼성전자주식회사 연료전지 및 연료전지 제어방법
MX352227B (es) 2013-11-06 2017-11-15 WATT Fuel Cell Corp Reformadores cpox de combustible liquido y metodo de reformacion cpox.
CA2929816C (en) 2013-11-06 2018-03-13 Watt Fuel Cell Corp. Chemical reactor with manifold for management of a flow of gaseous reaction medium thereto
EP3065857B1 (en) 2013-11-06 2022-06-08 Watt Fuel Cell Corp. Integrated gaseous fuel cpox reformer and fuel cell systems, and methods of producing electricity
CN105705227B (zh) 2013-11-06 2018-09-25 瓦特燃料电池公司 液体燃料催化部分氧化重整器和燃料电池系统、以及产生电力的方法
CA2929136C (en) 2013-11-06 2018-03-13 Watt Fuel Cell Corp. Reformer with perovskite as structural component thereof
WO2015069836A2 (en) 2013-11-06 2015-05-14 Watt Fuel Cell Corp. Gaseous fuel cpox reformers and methods of cpox reforming
CN109193006A (zh) * 2018-08-30 2019-01-11 航天新长征电动汽车技术有限公司 一种甲醇重整供氢燃料电池系统及房车
RU2722751C1 (ru) * 2019-12-10 2020-06-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Энергетическая установка с топливным элементом для арктической зоны

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4478918A (en) * 1981-12-25 1984-10-23 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Fuel cell stack
US5041344A (en) * 1984-12-14 1991-08-20 Fuji Electric Corporate Research And Development Ltd. Fuel cell cooling device
JPS61190865A (ja) * 1985-02-18 1986-08-25 Kawasaki Heavy Ind Ltd 燃料電池の起動方法およびその装置
JPS63289773A (ja) * 1987-05-20 1988-11-28 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池発電装置
US5229222A (en) 1990-11-14 1993-07-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Fuel cell system
JP3263129B2 (ja) * 1992-06-05 2002-03-04 本田技研工業株式会社 燃料電池システム
JPH0696788A (ja) 1992-09-10 1994-04-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 燃料電池
US5693201A (en) 1994-08-08 1997-12-02 Ztek Corporation Ultra-high efficiency turbine and fuel cell combination
US5863671A (en) * 1994-10-12 1999-01-26 H Power Corporation Plastic platelet fuel cells employing integrated fluid management
JPH08195211A (ja) * 1995-01-18 1996-07-30 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
JPH1064573A (ja) * 1996-08-13 1998-03-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 燃料電池排ガス系熱および水回収システム
US20020006535A1 (en) * 1996-11-01 2002-01-17 Richard Woods Integrated power module
US5976724A (en) 1997-07-15 1999-11-02 Niagara Mohawk Power Corporation Fuel cell power plant with electrochemical autothermal reformer
US6131851A (en) 1998-06-02 2000-10-17 Lockheed Martin Corporation Apparatus having an energy generating skin as an outer covering
JP2000203802A (ja) * 1999-01-13 2000-07-25 Toyota Motor Corp 改質器
JP4131309B2 (ja) 1999-02-18 2008-08-13 トヨタ自動車株式会社 燃料電池と内燃機関のハイブリッドシステム
JP3548043B2 (ja) 1999-03-31 2004-07-28 三洋電機株式会社 燃料電池発電システム
DE10015829B4 (de) 2000-03-30 2005-02-24 Fujitsu Siemens Computers Gmbh Kühlanordnung, für elektrische Geräte
JP3614110B2 (ja) 2001-02-21 2005-01-26 日産自動車株式会社 燃料電池システム
JP2002289227A (ja) 2001-03-23 2002-10-04 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池コージェネレーションシステム
GB0121191D0 (en) * 2001-08-31 2001-10-24 Innogy Plc A power generation apparatus
JP3700642B2 (ja) * 2001-12-11 2005-09-28 日産自動車株式会社 燃料電池
JP3976575B2 (ja) 2002-01-29 2007-09-19 三洋電機株式会社 燃料電池発電システム
US7067208B2 (en) 2002-02-20 2006-06-27 Ion America Corporation Load matched power generation system including a solid oxide fuel cell and a heat pump and an optional turbine
JP2004119214A (ja) 2002-09-26 2004-04-15 Aisin Seiki Co Ltd 燃料電池システム
DE10356012A1 (de) 2003-11-27 2005-06-30 Airbus Deutschland Gmbh Anordnung sowie Verfahren zur Erzeugung von Wasser an Bord eines Luftfahrzeuges

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101512815B (zh) * 2006-09-27 2011-06-08 松下电器产业株式会社 燃料电池系统
CN102810686A (zh) * 2012-08-06 2012-12-05 上海合既得动氢机器有限公司 一种醇水发电设备及方法
CN108054474A (zh) * 2016-08-17 2018-05-18 霍尼韦尔国际公司 混合燃料电池
US10756371B2 (en) 2016-08-17 2020-08-25 Honeywell International Inc. Hybrid fuel cell
CN111268144A (zh) * 2020-02-18 2020-06-12 北京红林投资管理有限公司 一种安全高效的长航时无人机氢燃料电池动力装置
CN114759212A (zh) * 2022-06-16 2022-07-15 爱德曼氢能源装备有限公司 一种燃料电池用双极板
CN114759212B (zh) * 2022-06-16 2022-09-16 爱德曼氢能源装备有限公司 一种燃料电池用双极板

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