CN1797828A - 一种燃料电池 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池，该电池包括室状单元1，与室状单元1相通的阳极进口2，阳极出口3，阴极进口4和阴极出口5，所述阳极进口2分别通过管道9和管道10与氢源11和有机燃料源12相连，管道9和管道10分别安装有阀门13和14；在阳极出口安装有阀门20。该电池集现有以氢为燃料和以有机燃料为燃料的电池的优点于一身，可同时满足低功率和高功率运行对电池的双重要求，不仅成本较低，而且结构简单，易于实施。

Description

一种燃料电池
技术领域
本发明是关于一种电池，更具体地说是关于一种燃料电池。
背景技术
燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置。如图1所示，现有的燃料电池一般包括室状单元1，与室状单元1相通的阳极进口2，阳极出口3，阴极进口4和阴极出口5；阳极进口2通过管道21与燃料源22相连，在管道21上安装有阀门26；阳极出口3上安装有阀门20；阴极进口4通过管道23与氧化剂源24相连；室状单元1包括阳极6，阴极7和位于阳极6和阴极7之间的质子交换膜8。
阳极6是一种气体扩散电极，其支撑材料一般由导电的炭纤维或碳布组成。在阳极6和质子交换膜8之间为催化阳极反应的催化剂。该阳极催化剂一般为铂粉末、含铂的合金粉末、负载在载体上的铂或负载在载体上的含铂的合金粉末。所述含铂的合金含有铂和选自钌、锡、铱、锇、铼中的一种或几种。所述载体为具有较高的比表面且导电的载体，如活性炭。阳极的外侧为导流极板，该导流极板可以是石墨材料或金属材料。
阴极7也是一种气体扩散电极，其构成与阳极结构相同，差别在于阴极7与质子交换膜8之间的催化剂为催化剂阴极反应的催化剂。该阴极催化剂一般为铂粉末、负载在载体上的铂粉末。阴极的外侧也是导流极板，该导流极板可以是石墨材料或金属材料。
质子交换膜8是一种透水不透气的半透膜，它具有质子传导作用，还可以防止氧化剂和燃料发生混合爆炸。
以燃料分别为甲醇和氢气，氧化剂为空气或氧气为例，燃料自阳极进口2进入室状单元1的阳极一侧并经过阳极6，分别发生电化学反应。
当燃料为甲醇时，阳极6电化学反应如下：
                         (1)
当燃料为氢气时，阳极6电化学反应如下：
                                      (2)
反应生成的二氧化碳和未反应的燃料自阳极出口3排出。
与此同时，在阴极7发生如下电化学反应：
，                            (3)
单个电极发应(1)和(3)及(2)和(3)分别导致如下的总反应发生：
                          (4)
                                 (5)
阳极6和阴极7的上述电化学反应使阳极6和阴极7产生电位差，阳极6产生的电子通过阳极6外层的导流极板和外部导电体，最后被阴极捕获。阳极6产生的质子则透过质子膜直接传递给阴极7，这样就形成了电流。
所述燃料电池中的燃料不仅包括甲醇和氢气，还包括其它有机燃料。例如，所述有机燃料可以选自液体醇类、液体醚类和液体有机酸中的一种或几种，或者选自液体醇水溶液和液体酸水溶液中的一种或几种；优选为甲醇、乙醇、甲酸和乙醚中的一种或几种，或者甲醇水溶液、乙醇水溶液、甲酸水溶液中的一种或几种。。
所述燃料为有机燃料的电池具有污染小，噪声低，系统简单，便于携带，燃料来源广泛、易得等优点。并且由于有机燃料呈液态，具有很高的比能量，在储存上，无需采用压缩气瓶等方式，便于携带。同时，相对于易燃易爆的氢气来说，有机燃料具有更可信的安全性。
虽然，所述燃料为有机燃料的电池具有如上所述的优点，但是，也有自己的缺点。例如，它主要的缺点是含铂的催化剂对于有机燃料的催化效果不好，在有机燃料催化氧化过程中会生成一氧化碳的中间体，一氧化碳中间体会与催化剂中的铂结合，形成稳定的络合物，使催化剂失活。所以，相对以氢气作为燃料的电池来说，所述燃料为有机燃料的电池具有很低的单位面积电极功率密度。以所述有机燃料为甲醇为例，就目前报道的数据来看，以氢气作为燃料的电池的单位面积功率密度一般是所述燃料为甲醇的电池的单位面积功率密度的10倍以上。如果要达到相同的功率，使用有机燃料作为燃料的电池，其电极活性面积是以氢气作为燃料的电池的好几倍，催化剂中铂等贵金属的使用的量也会增加好几倍。这样使得当有机燃料作为电池燃料时，燃料电池的造价会大大提高。
一般的电子产品对于电池具有类似的要求，即电池一般都是以脉冲工况的形式运转。以手机为例，在长时间的待机过程中，其对于电池的功率要求很低，以低功率运行，但是，在短时间的通话过程中，对于电池的功率要求很高，以较高的功率运行，两者在功率上要求相差10倍左右。
采用氢气作为燃料，燃料电池可以具有很高的单位面积功率密度，其原因是含铂催化剂对于氢气具有很高的催化活性。因此，采用氢气作为燃料的电池虽然理论上可以同时满足长时间待机和短时间通话对电池功率上的双重要求，但是，使用氢气作为燃料的缺点是氢气具有易燃易爆性，并且在储存上目前还没有合适的方式，为了达到长时间待机的要求，必须携带大量的氢气，会造成安全隐患，会给电池携带人带来行动上的限制。
如果以有机燃料作为电池的燃料，为了达到短时间对电池功率的要求，燃料电池必须在体积和电池面积上都做得很大。这将会造成燃料电池的成本升高，体积变大。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于携带，价格低廉而且能同时满足低功率和高功率运行对电池双重要求的燃料电池。
本发明提供的电池包括室状单元1，与室状单元1相通的阳极进口2，阳极出口3，阴极进口4和阴极出口5；室状单元1包括阳极6，阴极7和位于阳极6和阴极7之间的质子交换膜8；阴极进口4通过管道23与氧化剂源24相连；其中，所述阳极进口2分别通过管道9和管道10与氢源11和有机燃料源12相连，管道9和管道10分别安装有阀门13和14；在阳极出口安装有阀门20。
本发明提供的电池集现有以氢为燃料的电池和以有机燃料为燃料的电池的优点于一身，当燃料电池需要长时间低功率输出时，采用有机燃料供应燃料电池，当需要短暂高功率输出时，切断有机燃料的供应，采用氢燃料供应燃料电池，在短暂高功率输出完毕后，又切换到有机燃料供应燃料电池的方式。它有效解决了有机燃料电池比功率密度低，催化剂易中毒，燃料电池必须在体积和电池面积上都做得很大和氢燃料电池需携带大量氢，危险性高，携带不便的缺点。可以在电池体积、电极面积较小的情况下和不携带大量氢的情况下，同时满足低功率和高功率运行对电池的双重要求。由于其只比现有电池多加了一个燃料源，因此，不仅成本较低，而且结构简单，易于实施。
附图说明。
图1是现有电池的结构示意图；
图2-5是本发明的燃料电池结构示意图；
图6是本发明实例提供的电池电压随时间的变化图；
图7是本发明实例提供的电池功率随时间的变化图；
图8是本发明实例提供的电池电流随时间的变化图；
图9是本发明实例提供的电池电压随时间的变化图。
具体实施方式
按照本发明提供的电池如图2所示。该电池包括室状单元1，与室状单元1相通的阳极进口2，阳极出口3，阴极进口4和阴极出口5；室状单元1包括阳极6，阴极7和位于阳极6和阴极7之间的质子交换膜8；阴极进口4通过管道23与氧化剂源24相连；其中，所述阳极进口2分别通过管道9和管道10与氢源11和有机燃料源12相连，管道9和管道10分别安装有阀门13和14；在阳极出口安装有阀门20。
其中，所述氢源11可以是任意能够供给氢气的装置，如储存氢气的装置或储存能产生氢气物质的装置，这样的装置可以选自现有的储存氢气的装置或储存能产生氢气物质的装置，如储存压缩氢气或储存能发产生氢气物质的燃料箱。所述能产生氢气的物质包括储存有氢气的储氢合金、储氢化合物或含有储氢化合物的溶液。
所述储氢合金的种类为本领域技术人员所公知，如所述储氢合金可以选自能吸附氢气并能可逆地解吸所储存的氢气的任何储氢合金，如CN1159793C中介绍的作为二次电池负极的储氢合金中的一种或几种，特别是TiFe合金、LaNi5合金、Mg2Ni合金中的一种或几种。
所述储氢化合物的种类为本领域技术人员所公知，如NaBH4和/或KBH4。这些储氢化合物在US5948558和US6468694中做了详细描述。
按照本发明一个优选的实施方案，所述氢源11是储存压缩氢气的燃料箱或者是储存有吸附上氢气的TiFe合金、LaNi5合金、Mg2Ni合金、NaBH4、NaKH4水溶液中的一种或几种的燃料箱。开启阀门13，上述吸附有氢气的TiFe合金、LaNi5合金、Mg2Ni合金、NaBH4、NaBH4水溶液中的一种或几种可以将吸附的氢气解吸，从而将氢释放出来。所述储存压缩氢气的燃料箱或者是储存有吸附上氢气的TiFe合金、LaNi5合金、Mg2Ni合金、NaBH4、NaBH4水溶液中的一种或几种的燃料箱的材料为本领域技术人员所公知，如可以是不锈钢材料、聚四氟乙烯材料或陶瓷材料。
所述有机燃料源12可以是任意能够供给有机燃料的装置，如储存有机燃料的燃料箱。所述储存有机燃料的燃料箱的材料为本领域技术人员所公知，如可以是不锈钢材料、聚四氟材料或陶瓷材料。
所述有机燃料选自燃料电池的各种有机燃料或有机燃料的水溶液中的一种或几种。例如，所述有机燃料可以选自液体醇类、液体醚类和液体有机酸中的一种或几种，或者选自液体醇水溶液和液体酸水溶液中的一种或几种；优选为甲醇、乙醇、甲酸和乙醚中的一种或几种，或者甲醇水溶液、乙醇水溶液、甲酸水溶液中的一种或几种。
所述有机燃料供给动力可以采用压力差方式，或者采用泵送的方式。如图3所示，按照本发明一个优选的实施方案，在阀门14的前或后还包括泵15。所述泵15提供所述有机燃料进入电池的动力，它可以用人工操作，也可以采用现有自动装置控制。
所述阀门13为任何能控制氢气流量的阀门，该阀门的种类为本领域技术人员所公知，如可以是针型阀或球阀。所述阀门14为任何能控制液体有机燃料流量的阀门，该阀门的种类为本领域技术人员所公知，如针型阀或球阀。所述阀门20为任何能控制液体和气体流量的阀门，该阀门的种类为本领域技术人员所公知，如针型阀或球阀。对阀门13、14和20的控制可以采用人工控制，也可以采用现有的自动装置控制，如所述阀门13、14和20均可以是电磁阀，该电磁阀的打开和关闭由控制燃料电池运行的设备来指挥，当电池需要高功率运行时，开启电子产品中的开关，阀门13自动开启，同时阀门14和20自动关闭，相反，当电池需要低功率运行时，关闭电子产品中的开关，阀门14和20自动开启，同时阀门13自动关闭。
按照本阀门提供的电池，室状单元1可以是任意现有的室状单元(或者叫做发电单元)。该室状单元包括阳极6，阴极7和位于阳极6和阴极7之间的质子交换膜8。
阳极6是一种气体扩散电极，其支撑材料一般为导电的炭纤维或碳布组成。在阳极6和质子交换膜8之间为催化阳极反应的催化剂。该阳极催化剂一般为铂粉末、含铂的合金粉末、负载在载体上的铂或负载在载体上的含铂的合金粉末。所述含铂的合金含有铂和选自钌、锡、铱、锇、铼中的一种或几种。所述载体为具有较高的比表面且导电的载体，如活性炭。阳极的外侧为导流极板，该导流极板可以是石墨材料或金属材料。所述金属材料可以选自钢、铜、钛、银中的一种或它们中2种以上的合金。
阴极7也是一种气体扩散电极，其构成与阳极结构相同，差别在于阴极7与质子交换膜8之间的催化剂为催化剂阴极反应的催化剂。该阴极催化剂一般为铂粉末、负载在载体上的铂粉末。阴极的外侧也是导流极板，该导流极板可以是石墨材料或金属材料。所述金属材料可以选自钢、铜、钛、银中的一种或它们中2种以上的合金。
质子交换膜8采用任意的透水不透气且具有质子传导作用的半透膜，如众所周知的Nafion膜、US5795496公开的质子交换膜、US20030129467公开的质子交换膜。
按照本发明提供的电池，当燃料电池需要长时间低功率输出时，打开阀门14和20(当包括泵15时，同时打开泵15)，关闭阀门13，采用醇类燃料供应燃料电池。当需要短暂高功率输出时，关闭阀门14和20(当包括泵15时，同时关闭泵15)，打开阀门13，采用氢燃料供应燃料电池，在短暂高功率输出完毕后，又打开阀门14和20(当包括泵15时，同时打开泵15)，关闭阀门13，采用有机燃料供应燃料电池。
按照本阀门提供的电池，进入阴极进口的氧化剂为氧气或空气，从成本考虑，优选为空气，空气进入电池的动力可以采用压力差的方式提供，如可以采用空气压缩机提供压力差。
如图4所示，为了进一步利用水资源和未反应的燃料，本发明提供的电池还可以并优选包括通过管道16与阳极出口3连接的回收器17，该回收器17通过管道18与管道10相连，回收器17上部有一个出口19。这样，阳极反应的产物经管道16进入回收器17，二氧化碳气体经出口19排出，水及未反应的有机燃料通过管道18循环至管道10，与从有机燃料源12出来的有机燃料混合，重复使用。
所述室状单元1可以包括一组包括阳极6，阴极7和位于阳极6和阴极7之间的质子交换膜8的电极，此时，该电池称为单电极电池。所述室状单元1中的包括阳极6，阴极7和位于阳极6和阴极7之间的质子交换膜8的单电极也可以被多组电路互相串联的同样的单电极(即电池堆)所代替。所述单电极的组数可以根据电池输出的功率大小增加或减少。单电极的组数可以为2-500个，优选为2-100个。图5给出了该组数为4个的情况。所述电池堆的组成及连接为本领域技术人员所公知。
本发明提供的电池可以用作各种需要长时间低功率输出，短暂高功率输出的电子产品的电源，如手机、PDA、笔记本电脑的电源。
下面的实施例将对本发明做进一步说明。
实例1
本实例说明本发明提供的电池。
制备了如图2所示的电池。
其中，氧化源24为空气压缩机，管道23为直径3毫米的硅胶管。
电池的活性面积为6厘米2。阳极6的支撑材料为炭纤维，阳极6催化剂为J-M公司的炭载铂-钌催化剂，其中铂的重量百分比为20重量％，钌的重量百分比为10重量％，铂-钌载量为4毫克/厘米2，阳极6外侧的导流极板为石墨材料。
阴极7的外侧的导流极板为石墨材料，支撑材料为炭纤维，阴极催化剂为J-M公司的炭载铂催化剂，其中铂的重量百分比为40重量％，铂的载量为1毫克/厘米2(活性面积下同)。质子交换膜8为杜邦公司的Nafion115膜。
管道9和管道10由硅胶管制成，管道直径为3毫米。氢源11为储存有NaBH4的水溶液的燃料箱，由不锈钢制成的15×15×20毫米的长方体。有机燃料箱12为储存有浓度为2摩尔/升的甲醇水溶液，该燃料箱的为内直径15毫米，高20毫米的圆柱体，其材料为硅胶塑料。阀门13、阀门14和阀门20为针型阀。当使用氢源作为燃料时，阀门13打开，同时将阀门14和阀门20关闭；当切换到有机燃料作为燃料时，阀门13关闭，同时打开阀门14和阀门20。
实例2
本实例说明本发明提供的电池。
制备了如图3所示的电池。
其中，氧化源24为空气压缩机，管道23为直径3毫米的硅胶管。
其中，电池的活性面积为20厘米2。阳极6外侧的导流极板为不锈钢，阳极采用的支撑材料为炭布，阳极催化剂为J-M公司的炭载铂-钌催化剂，其中铂的重量百分比为30重量％，钌的重量百分比为15重量％，铂-钌载量为3毫克/厘米2。质子交换膜8为杜邦公司的Nafion117膜。
阴极7采用的支撑材料为炭布，阴极催化剂为J-M公司的炭载铂催化剂，其中铂的重量百分比为20重量％，铂的载量为1毫克/厘米2。阴极外侧的导流极板为不锈钢。
管道9和管道10由硅胶管制成，管道直径为4毫米。氢源11为储存有压缩氢气的燃料箱，是由不锈钢制成的内直径20毫米，高20毫米的圆柱体。有机燃料箱12为储存有浓度为3摩尔/升的乙醇水溶液，该燃料箱为内直径15毫米，高20毫米的圆柱体，其材料为硅胶塑料。阀门13、阀门14和阀门20为球阀。泵15为最大流量为100毫升/分的市售微型蠕动泵。
当使用氢源作为燃料时，阀门13打开，同时将阀门14和阀门20关闭；当切换到有机燃料作为燃料时，阀门13关闭，同时打开阀门14和阀门20，开启泵15。
实例3
本实例说明本发明提供的电池。
制备了如图4所示的电池。
其中，氧化源24为空气压缩机，管道23为直径3毫米的硅胶管。
其中，电池的活性面积为50厘米2。阳极6外侧的导流极板为钛金属板，阳极的支撑材料为炭纤维纸，阳极催化剂为J-M公司的炭载铂-钌催化剂，其中铂的重量百分比为30重量％，钌的重量百分比为30重量％，铂-钌载量为4毫克/厘米2，质子交换膜8为杜邦公司的Nafion117膜。
阴极7的支撑层为炭纤维纸，阴极催化剂为J-M公司的炭载铂催化剂，其中铂的重量百分比为40重量％，铂的载量为1毫克/厘米2。阴极外侧的导流极板为钛金属板。
管道9和管道10由硅胶管制成，管道直径为4毫米。氢源11为储存有吸附有氢气的TiFe合金的燃料箱，它是由不锈钢制成的内直径20毫米，高20毫米的圆柱体。有机燃料箱12为储存有浓度为3摩尔/升的甲酸水溶液，燃料箱的大小为内直径15毫米，高20毫米的圆柱体，其材料为硅胶塑料。阀门13、阀门14和阀门20为电磁阀，通过电流的大小来控制阀门13、阀门14和阀门20的开关。泵15为最大流量为100毫升/分的市售微型蠕动泵，通过电流的大小来控制泵15的开关。回收罐17为聚四氟乙烯材料制成的10×10×15毫米长方体。管道16和18为3毫米的硅胶管。
当使用氢源作为燃料时，阀门13打开，阀门14、阀门20和泵15关闭；当切换到有机燃料作为燃料时，阀门13自动关闭，阀门14、阀门20和泵15打开。
实例4
本实例说明本发明提供的电池。
制备了如图5所示的电池。
其中，氧化源24为空气压缩机，管道23为直径5毫米的硅胶管。
所述室状单元1包括4组互相电串连的单电极，每个单电极由与实例1相同的阳极6，阴极7和位于阳极6和阴极7之间的质子交换膜8构成。
管道9和管道10由硅胶管制成，管道直径为5毫米。氢源11为储存有压缩氢气的燃料箱，是由不锈钢制成的内直径25毫米，高40毫米的圆柱体。有机燃料箱12为储存有浓度为2摩尔/升的甲醇水溶液，燃料箱的大小为内直径20毫米，高20毫米的圆柱体，其材料为硅胶塑料。阀门13、阀门14和阀门20为电磁阀，通过电流的大小来控制阀门13、阀门14和阀门20的开关。泵15为最大流量为100毫升/分的市售微型蠕动泵，通过电流的大小来控制泵15的开关。回收罐17为聚四氟乙烯材料制成的10×10×25毫米的长方体。管道16和18为5毫米的硅胶管。
当使用氢源作为燃料时，阀门13打开，阀门14、阀门20和泵15关闭；当切换到有机燃料作为燃料时，阀门13关闭，阀门14、阀门20和泵15打开。
实施例5
本实例说明本发明提供的电池的性能。
将实例1制备的电池按照下述方法操作：开启阀门13(阀门14和20保持关闭)，燃料电池采取氢气供气，并同时用氧化剂源24(空气压缩泵)将空气引入电池的阴极，空气压缩泵的最大流量为10升/分，出口最高相对压力为2×104帕。在反应时空气的计量比为2.5。采取电子负载给燃料电池放电。燃料电池的功率输出设定为恒电流输出，输出电流分别设定为30毫安/厘米2和150毫安/厘米2。在电流为30毫安/厘米2时，采取有机燃料源12供应，当电流为150毫安/厘米2时，采取氢气源11供应。同时为了模拟真实的电子产品的功况情况，即长时间的待机低功率需求和短时间高功率需求，在每一个周期内，30毫安/厘米2和150毫安/厘米2的放电时间分别设为6分钟和3分钟，周期循环进行。阀门13、阀门14和阀门20的开启和关闭与电流的切换同步，当燃料电池的输出电流为30毫安/厘米2时，阀门13关闭，阀门14和阀门20开启，当燃料电池的输出电流切换到150毫安/厘米2时，阀门13开启，同时将阀门14和阀门20关闭，周期循环进行。在燃料电池运行过程中，每隔30秒，记载电流电压数据，得到的结果见图6和7。
实施例6
本实例说明本发明提供的电池的性能。
将实例4制备的电池按照下述方法操作：用氧化剂源24(空气压缩泵)将空气引入电池的阴极，空气压缩泵的最大流量为20升/分，出口最高相对压力为2×104帕。在反应时空气的计量比为2.5。采取电子负载给燃料电池放电。燃料电池的功率输出设定为恒功率输出，输出功率分别设定为2.4瓦和24瓦。在输出功率为2.4瓦时，采取有机燃料供应，当输出功率为24瓦时，采取氢气源供应。同时，为了模拟真实的电子产品的功况情况，即长时间的待机低功率需求和短时间高功率需求，在每一个周期内，2.4瓦和24瓦的放电时间分别设为6分钟和3分钟，周期循环进行。阀门13、阀门14、泵15和阀门20的开启和关闭与功率变化同步，当燃料电池的输出功率为2.4瓦时，阀门13关闭，阀门14、泵15和阀门20开启，当燃料电池的输出功率切换到24瓦时，阀门13开启，阀门14、泵15和阀门20关闭，周期循环进行。在燃料电池运行过程中，每隔30秒，记载电流电压数据，得到的结果见图8和9。
从图6-9可以看出，以氢气为燃料时，电池能够以较大的功率输出，在燃料电池燃料从氢气切换到有机燃料时，电池输出功率逐渐降低，在3分钟后，输出功率逐渐稳定，此时电池以较小的功率输出。当燃料从有机燃料再次切换到氢气时，燃料电池的输出功率逐渐增加，电池的输出功率再次达到较大值。
出现这种现象的原因是由于有机燃料催化氧化过程对于催化剂的毒化作用，正是氢气-有机燃料-氢气的切换作用，使得阳极催化剂始终处于清洗-中毒-清洗的过程，这不仅满足了对电池输出功率的要求，还提高了燃料电池的输出功率，延长了燃料电池的使用寿命。
以实例4制备的电池为例，按照要输出24瓦的电池，如果单纯用甲醇溶液做燃料，燃料电池堆应该使用40个活性面积为50厘米2左右的电池串联，是目前电池活性面积10倍，将会使燃料电池所需的催化剂和膜等价格高的材料大大增加。而短暂的峰时功率输出，对燃料氢气的消耗是很少的。所以，要达到同样的输出功率时，与现有有机燃料电池相比，一方面，本发明提供的电池的体积没有增大，在实施例4和6中，氢气源体积仅为直径为20毫米，高为20毫米的圆柱体的体积，该体积与要增加36个活性面积为50厘米2左右电池相比，要小很多。另一方面，本发明提供的电池在节省了贵金属材料和膜的用量的同时，又可以达到很大的输出功率。而与以氢气为燃料的电池相比，本发明提供的电池携带氢气的量可以大幅度下降，减少了危险性，使电池携带人携带更加方便。

Claims (12)

1.一种燃料电池，该电池包括室状单元(1)，与室状单元(1)相通的阳极进口(2)，阳极出口(3)，阴极进口(4)和阴极出口(5)；室状单元(1)包括阳极(6)，阴极(7)和位于阳极(6)和阴极(7)之间的质子交换膜(8)；阴极进口(4)通过管道(23)与氧化剂源(24)相连；其特征在于，所述阳极进口(2)分别通过管道(9)和管道(10)与氢源(11)和有机燃料源(12)相连，管道(9)和管道(10)分别安装有阀门(13)和(14)；在阳极出口安装有阀门(20)。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述氢源(11)是储存氢气的装置或储存能发生氢气物质的装置。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述能发生氢气的物质包括储存有氢气的储氢合金、储氢化合物或含有储氢化合物的溶液。
4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述储氢合金选自TiFe合金、LaNi5合金、Mg2Ni合金中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述储氢化合物指NaBH4和/或KBH4。
6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述有机燃料源(12)是储存有机燃料的燃料箱。
7.根据权利要求1或6所述的电池，其特征在于，所述有机燃料选自液体醇类、液体醚类和液体有机酸中的一种或几种，或者选自液体醇水溶液和液体酸水溶液中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述有机燃料选自甲醇、乙醇、甲酸和乙醚中的一种或几种，或者甲醇水溶液、乙醇水溶液、甲酸水溶液中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，在阀门(14)的前或后还包括泵(15)。
10.根据权利要求1或9所述的电池，其特征在于，该电池还包括通过管道(16)与阳极出口(3)连接的回收器(17)，该回收器(17)通过管道(18)与管道(10)相连，回收器(17)上部有一个出口(19)。
11.根据权利要求1或8所述的电池，其特征在于，所述室状单元(1)中的包括阳极(6)，阴极(7)和位于阳极(6)和阴极(7)之间的质子交换膜(8)的单电极被多组电路互相串联的同样的单电极所代替，单电极的组数为2-500个。
12.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，单电极的组数为2-100个。
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