CN1797831A - 液体燃料混合设备及包括其的液体式直接燃料电池系统 - Google Patents

液体燃料混合设备及包括其的液体式直接燃料电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1797831A
CN1797831A CNA2005101284938A CN200510128493A CN1797831A CN 1797831 A CN1797831 A CN 1797831A CN A2005101284938 A CNA2005101284938 A CN A2005101284938A CN 200510128493 A CN200510128493 A CN 200510128493A CN 1797831 A CN1797831 A CN 1797831A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
port
tank
liquid
liquid fuel
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
CNA2005101284938A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100379074C (zh
Inventor
赵慧贞
孙东岐
罗小兵
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.)
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Co Ltd
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 Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of CN1797831A publication Critical patent/CN1797831A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100379074C publication Critical patent/CN100379074C/zh
Expired - Fee Related 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
    • 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
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • 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
    • 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
    • H01M8/04291—Arrangements for managing water in solid electrolyte fuel cell systems
    • 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
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • 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

本发明公开了一种液体燃料混合设备和包括该设备的液体式直接燃料电池系统。液体燃料混合设备包括水箱、燃料箱和垂直地被设置于水箱和燃料箱之间的隔板。在隔板的预定高度处形成有使水箱和燃料箱之间连通的通路。水箱包括用于流入从燃料电池的阴极回收的水和空气的第一口。燃料箱包括用于流入来自燃料电池的阳极的未反应的燃料和CO2的第三口、用于流入来自液体燃料罐的液体燃料的第四口、和用于向燃料电池供给混合燃料的第五口。利用本发明，可控制从燃料电池中回收的液体和由燃料罐提供的甲醇的混合比，以保持供给燃料电池的液体燃料浓度均衡，因此燃料电池的输出电压恒定。此外，可采用纯的或高浓度的甲醇，所以可提高能量储存密度。

Description

液体燃料混合设备及包括其的液体式直接燃料电池系统
发明领域
本发明涉及一种用于均匀地保持提供给液体式直接燃料电池(directliquid feed feul cell)的液体燃料的浓度的液体燃料混合设备。
背景技术
液体式直接燃料电池是通过如甲醇或乙醇之类的有机化合物燃料和如氧之类的氧化剂之间的电化学反应发电、并具有非常高的能量和功率密度的装置。由于液体式直接燃料电池直接使用如甲醇之类的液体燃料，所以不需要如燃料重整器之类的外围装置，而且可以方便地储存和供应燃料。
如图1所示，液体式直接燃料电池具有在阳极2和阴极3之间设置电解质膜1的结构。阳极2和阴极3分别包括用于供应和扩散燃料的燃料扩散层22和32、用于燃料的氧化还原反应的催化剂层21和31以及电极支撑层23和33。用于电极反应的催化剂可以是如铂之类的、即使在低温下也具有优异的催化性能的贵金属催化剂。为了防止由反应副产物、即一氧化碳引起的催化剂中毒，可以使用源于钌、铑、锇、镍等的过渡金属合金催化剂。电极支撑层23和33可以是碳纸、碳纤维布等，它们防水，因而有助于供应燃料和排放反应产物。电解质膜1是50-200μm厚的聚合物膜。包含水分并具有离子导电性的氢离子交换膜可以用作电解质膜1。
在液体式直接燃料电池中，使用甲醇和水的混合燃料的直接甲醇燃料电池(DMFCs)包含两个电极反应：燃料氧化(阳极反应)和质子存在下的氧还原反应(阴极反应)。可将这些反应归纳如下：
阳极反应  
阴极反应  
整个反应  
在发生燃料氧化反应的阳极2处，甲醇和水反应产生二氧化碳、质子和电子。产生的质子通过电解质膜1转移到阴极3。在发生氧还原反应的阴极3处，质子、外部电路提供的电子和氧反应产生水。也就是说，在DMFCs的整个反应中，通过甲醇和氧的反应产生水和二氧化碳。此处，一摩尔甲醇和氧发生反应，产生两摩尔水。
通常，用于DMFCs中的液体燃料不是纯甲醇，而是甲醇和系统中产生的或储存在系统中的水的混合物。当使用高浓度燃料时，由于燃料的渗透(crossover)，即燃料透过电解质膜(氢离子交换膜)的现象使发电性能大大降低。因此，通常使用0.5-2M(2-8vol.％)的稀释的低浓度甲醇。
但是，在当前可利用的、包括储存有高浓度或纯甲醇的燃料罐的DMFC系统中，很难将来自燃料罐的甲醇和从系统中回收的或由单独的水罐提供的水混合成浓度均匀的混合物提供给阳极。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过控制回收的水的使用量来控制混合燃料的浓度的液体燃料混合设备，和包括这种设备的液体式直接燃料电池系统。
本发明还提供一种用于混合高浓度液体燃料和回收到的未反应的液体燃料的混合设备。
根据本发明的一方面，提供一种液体燃料混合设备，其包括水箱、燃料箱和隔板，隔板垂直地被设置于水箱和燃料箱之间，在隔板的预定高度处形成有使水箱和燃料箱连通的通路，其中，水箱包括用于流入从燃料电池的阴极回收的水和空气的第一口；燃料箱包括用于流入来自燃料电池的阳极的未参加反应的燃料和CO2的第三口、用于流入来自液体燃料罐的液体燃料的第四口、和用于向燃料电池供给混合燃料的第五口。
水箱还可包括设置在低于通路的部位以回收剩余水的第二口。
在燃料箱的上部可形成排气口。
在燃料箱内可水平地设置混合板，以限定出上燃料箱和下燃料箱。可将第三口和第四口相对地连接到混合板的两侧，混合板上可以形成开口部分，用于使来自第三口和第四口的流体流向下燃料箱。
可在混合板上形成多道处于第三和第四口与所述开口部分之间的平行的流体通道。
可在混合板上形成多个处于第三和第四口与所述开口部分之间的突起。
所述通路可与下燃料箱连通。
所述通路可与上燃料箱连通，所述混合板可形成有与所述通路相连的入口部分。
可将混合板的开口部分形成在第三口和第四口之间邻近第四口之处。
可将水箱形成为具有朝向第一口的倾斜的上表面，水箱的上部可形成有与大气相通的排气口。
根据本发明的另一方面，提供一种液体式直接燃料电池系统，其包括液体式直接燃料电池的电池堆(stack)，该电池堆包括至少两个膜电极组件(MEAs)，每一膜电极组件包括具有第一表面和第二表面的电解质膜、形成在第一表面上的阳极和形成在第二表面上的阴极；至少一块设置在燃料电池的电池堆中、与一个MEAs的阳极和另一MEAs的阴极接触的导电双极板；设置在燃料电池的电池堆两端与MEAs接触的导电端板；多个垂直地穿过燃料电池的电池堆供应或排出燃料的通孔；液体燃料罐；和将来自液体燃料罐的液体燃料与来自通孔的未反应的燃料和水混合、并将混合后的燃料提供给阳极的液体燃料混合设备。该液体燃料混合设备包括水箱、燃料箱和隔板，隔板垂直地被设置于水箱和燃料箱之间，在隔板的预定高度处形成有使水箱和燃料箱连通的通路，其中，水箱包括用于流入从燃料电池的电池堆的阴极回收的水和空气的第一口；燃料箱包括用于流入来自燃料电池的电池堆的阳极的未反应的燃料和CO2的第三口、用于流入来自液体燃料罐的液体燃料的第四口、和用于向燃料电池的电池堆供给混合燃料的第五口。
附图说明
通过参考附图对本发明的示例性实施方式进行详细说明，本发明的上述和其它特点及优点将更加清晰。附图中：
图1是液体式直接燃料电池基本结构的截面图；
图2是本发明一示例性实施方式的液体式直接燃料电池系统的结构示意图；
图3是图2所示的液体式直接燃料电池系统的液体燃料混合设备的示意性透视图；
图4是沿图3中线IV-IV剖切的视图；
图5是沿图3中线V-V剖切的视图；
图6的平面图示出了图3所示的液体燃料混合设备的混合板的一实例；
图7是图2所示的液体式直接燃料电池系统的液体式直接燃料电池电池堆的示意性剖面图；
图8的曲线示出了在采用储存有1M甲醇溶液的燃料罐的燃料电池系统中输出电压随时间的变化；
图9是本发明另一实施方式的液体燃料混合设备的剖视图；
图10的平面图示出了图9所示的液体燃料混合设备的混合板的一实例。
具体实施方式
下面将结合附图更全面地说明本发明的液体燃料混合设备和包括该设备的液体式直接燃料电池系统，附图中示出了本发明的示例性实施方式。
图2是本发明一示例性实施方式的液体式直接燃料电池系统的示意图；图3是图2所示的液体式直接燃料电池系统的液体燃料混合设备的示意性透视图；图4是沿图3中线IV-IV剖切的视图；图5是沿图3中线V-V剖切的视图。
首先参考图3和4，液体燃料混合设备200包括水箱210、燃料箱230和位于水箱210和燃料箱230之间的隔板250。在水箱210上形成有用于流入来自阴极(见图7中的130)的水、空气(或氧化剂)及水蒸汽的第一口211和用于从水箱210中排出水的第二口212。水箱210的上部形成有朝向第一口211的倾斜表面214和与大气相通的排气口216。流入第一口211的水-空气混合物撞击倾斜表面214。此时，空气和水蒸汽经排气口216排出。
同时，隔板250上形成有通路252，该通路位于倾斜表面214下方，并使水箱210和燃料箱230连通。通路252被形成在距水箱210的底部预定高度处。通路252可以是多孔的形式或缝隙的形式。第二口212被设置在低于第一口211和通路252之处。第二口212与第一泵215相连，以将剩余的水送往单独的罐(未示出)或液体燃料罐(见图2中的260)。因此，可对由燃料箱230供给液体式直接燃料电池的电池堆(见图2中的100，下文简称为“燃料电池的电池堆”)的液体燃料的浓度进行控制。
参考图3和5，燃料箱230上形成有用于流入来自阳极的水、CO2和未参加反应的燃料的第三口231；用于流入从液体燃料罐(见图2中的260)流经第二泵(见图2中的262)的燃料的第四口232；和用于向燃料电池的电池堆(见图2中的100)供给混合燃料的第五口233。在燃料箱230内可水平地设置混合板240。混合板240将燃料箱230分隔成上燃料箱和下燃料箱。可将第三口231和第四口232相对地连接到混合板240的两侧。混合板240上形成有开口部分242，用于将从第三口231和第四口232流出的液体供给下燃料箱。燃料箱230的上部形成有多个排气口235，从第三口231流出的CO2和未反应的燃料一道经排气口235排出。
图6的平面图示出了图3中的混合板240的一实例。参见图6，混合板240连接第三口231和第四口232。在第三口231和第四口232之间沿垂直于第三口231和第四口232的液体流入方向形成有开口部分242。如图6所示，开口部分242可以是多孔的形式或缝隙的形式。可在第三和第四口231和232与开口部分242之间形成线状突起243。在线状突起243之间形成彼此平行的多条流体通道244。优选将开口部分242形成于邻近较少流体流入的第四口232。来自第三口231的稀释燃料和来自第四口232的液体燃料彼此混合并流过开口部分242。
此时，若注入水箱210中的水高于通路252，超过的水经通路252被送入燃料箱230，然后与通过混合板240的稀释的液体燃料混合。被如此均匀稀释的液体燃料通过第三泵(见图2中的232)经第五口233被供给燃料电池的电池堆(见图2中的100)。
图7是图2所示的燃料电池的电池堆100的示意性剖面图。
参见图2和7，液体式直接燃料电池系统包括燃料电池电池堆100；液体燃料混合设备200；液体燃料罐260；第一至第三泵215、262和232；空气压缩机270；甲醇传感器236；及循环通道280。
在燃料电池电池堆100中设有多个膜电极组件(MEAs)，每一膜电极组件包括电解质膜110、形成于电解质膜110两侧沿电的正向(electricalforward direction)设置的阳极120和阴极130。在MEAs之间设有中间导电板160。中间导电板160可以是双极板。在燃料电池电池堆100的上部和下部分别设有上导电端板161和下导电端板162。除液体燃料流动通道143和空气流动通道153仅分别形成在与相应的MEAs接触的上、下导电端板161和162的表面外，导电端板161和162具有与中间导电板160基本相同的结构。也就是说，上导电端板161的内表面形成有液体燃料流动通道143，而下导电端板162的内表面形成有空气流动通道153。上集电板171和下集电板172分别被形成于上、下导电端板161和162的外表面上。
MEAs、设置在MEAs之间的中间导电板160、上和下导电端板161和162、集电板171和172由上和下固定端板181和182固定。
燃料电池电池堆100上形成有多个通孔145和155。当被混合的燃料和空气相应地流入通孔145和155并流过流动通道143和153时，未反应的燃料(液体燃料或空气)和反应产物、即水和CO2通过通孔(未示出)被排出。图7中仅示出了用于流入混合燃料的通孔145和用于流入空气的通孔155。为了形成适当的流动路径，可适当地设置防止流动的垫141。这种流动路径结构是相关领域中公知的结构，在此不再赘述。
空气压缩机270用于可靠地将空气供向通孔155。
第一泵215用于将来自液体燃料混合设备200的第二口212的水排入液体燃料罐260或水罐(未示出)。
第二泵262将来自液体燃料罐260的纯液体燃料送往液体燃料混合设备200的第四口232。
第三泵232将来自液体燃料混合设备200的第五口233的稀释的液体燃料提供给燃料电池的电池堆100的通孔145
甲醇传感器236被安装在第五口233和燃料电池的电池堆100之间的循环通道280处，用以测量提供给阳极120的液体燃料(即，甲醇)的浓度。由于可通过甲醇传感器236测量甲醇的浓度，可控制通过第一泵215排出的水量和通过第二泵262提供给液体燃料混合设备200的液体燃料量。
根据本发明，液体燃料罐260储存有纯的或高浓度的液体燃料、即甲醇。甲醇通过循环通道280循环。同时，根据本发明，水不完全从外部供应。可以回收在阴极130处产生的大量的水，然后供给阳极120。因此，排出的水量减少，而且可将排出的水储存在液体燃料罐260处所获得的空间中。
图8的曲线示出了在采用储存有1M甲醇溶液的燃料罐(见图2中的260)的燃料电池系统中输出电压随时间的变化情况。
参见图8，比较将燃料电池中产生的全部产物都排出的燃料电池系统(EXP1)、将燃料电池中产生的全部产物都返回到燃料罐的燃料电池系统(EXP2)、和包括本发明一实施方式的液体燃料混合设备的燃料电池系统(EXP3)。在EXP1的情况中，在燃料电池中产生的全部产物都被排出，并将1M新鲜甲醇持续不断地提供给燃料电池，因此，输出电压恒定。在EXP2的情况中，在所有产物再循环期间，供给燃料电池的甲醇浓度随时间降低，因此，输出电压不恒定，导致燃料电池的能量迅速衰变。在EXP3的情况中，起始阶段，由于甲醇浓度的不稳定性，输出电压不稳定，但在本发明一实施方式的液体燃料混合设备的作用下，输出电压可迅速稳定。
图9是本发明另一实施方式的液体燃料混合设备的剖视图。本实施方式中与上面描述的实施方式中结构部件基本相同的部件用相同的附图标记表示，并省略对它们的详细说明。
参见图9，燃料箱230上形成有用于流入来自阳极的水、CO2和未参加反应的燃料的第三口231；用于流入从液体燃料罐(见图2中的260)经第二泵(见图2中的262)的燃料的第四口232；和用于向燃料电池供给混合燃料的第五口(未示出)。混合板340水平地被设置在燃料箱230内。混合板340将燃料箱230分隔成上燃料箱和下燃料箱。第三口231和第四口232相对地连接到混合板340的两侧。通路252被形成为与上燃料箱相连。通路252也可与混合板340的侧面相连。混合板340上形成有开口部分342，该开口部分可使液体流入第三口231、第四口232和通路252，以使液体朝下流入下燃料箱。燃料箱230的上部形成有多个排气口235，流进第三口231的CO2和未反应的燃料一道经排气口235排出。
图10的平面图示出了图9所示的液体燃料混合板340的一实例。参见图9和10，混合板340形成有与第三口231和第四口232相连的连接部分和经由通路252流入水的入口部分346。在第三口231、第四口232和入口部分346之间沿垂直于从第三口231和第四口232流出的流体流动方向形成有开口部分342。开口部分342可以是缝隙。在第三口231、第四口232、入口部分346和开口部分342之间形成有多个突起348，以分散液体。优选将开口部分342形成于邻近较少流体流入的第四口232。在流过开口部分342期间，来自第三口231的稀释燃料、来自第四口232的液体燃料和来自入口部分346的水彼此混合。
从上面的描述可知，根据本发明，液体燃料混合设备可控制从燃料电池中回收的液体和由液体燃料罐提供的甲醇的混合比，以均衡地保持提供给燃料电池的液体燃料的浓度。因此，燃料电池的输出电压可保持恒定。此外，可采用纯的或高浓度的甲醇，所以，可提高能量储存密度。
虽然上面已结合一些示例性实施方式对本发明作了具体展示和描述，但本领域技术人员应该理解，在不超出本发明的构思和由所附权利要求限定的保护范围的前提下，可在形式上和细节上作出各种变换。

Claims (20)

1.一种用于混合提供给液体式直接燃料电池的液体燃料的液体燃料混合设备，该设备包括：水箱、燃料箱和垂直地被设置于所述水箱和燃料箱之间的隔板，在该隔板的预定高度处形成有使所述水箱和燃料箱之间连通的通路，
其中，所述水箱包括用于流入从所述燃料电池的阴极回收的水和空气的第一口；
所述燃料箱包括用于流入来自所述燃料电池的阳极的未反应的燃料和CO2的第三口、用于流入来自液体燃料罐的液体燃料的第四口、和用于向所述燃料电池供给混合燃料的第五口。
2.根据权利要求1所述的液体燃料混合设备，其中，所述水箱还包括设置在低于所述通路的部位以回收剩余水的第二口。
3.根据权利要求1所述的液体燃料混合设备，其中，在所述燃料箱的上部形成有排气口。
4.根据权利要求1所述的液体燃料混合设备，其中，在所述燃料箱内水平地设置有混合板，以限定出上燃料箱和下燃料箱；及
所述第三口和第四口相对地被连接到所述混合板的两侧，所述混合板上形成有用于使来自所述第三口和第四口的流体流向所述下燃料箱的开口部分。
5.根据权利要求4所述的液体燃料混合设备，其中，所述混合板上形成多道处于所述第三和第四口与所述开口部分之间的平行的流体通道。
6.根据权利要求4所述的液体燃料混合设备，其中，所述混合板上形成有多个处于所述第三和第四口与所述开口部分之间的突起。
7.根据权利要求4所述的液体燃料混合设备，其中，所述通路与所述下燃料箱连通。
8.根据权利要求4所述的液体燃料混合设备，其中，所述通路与所述上燃料箱连通，所述混合板形成有与所述通路相连的入口部分。
9.根据权利要求4所述的液体燃料混合设备，其中，所述混合板的所述开口部分被形成在所述第三口和第四口之间邻近所述第四口之处。
10.根据权利要求1所述的液体燃料混合设备，其中，所述水箱被形成为具有朝向所述第一口的倾斜的上表面，该水箱的上部形成有与大气相通的排气口。
11.一种液体式直接燃料电池系统，其包括：
液体式直接燃料电池的电池堆，该电池堆包括至少两个膜电极组件，每一膜电极组件包括具有第一表面和第二表面的电解质膜、形成在所述第一表面上的阳极和形成在所述第二表面上的阴极；
至少一块设置在所述燃料电池的电池堆中、与所述膜电极组件中之一的阳板和所述膜电极组件中另一膜电极组件的阴极接触的导电双极板；
设置在所述燃料电池的电池堆两端与所述膜电极组件接触的导电端板；
多个垂直地穿过所述燃料电池的电池堆以供应或排出燃料的通孔；
液体燃料罐；及
将来自所述液体燃料罐的液体燃料与来自所述通孔的未反应的燃料和水混合、并将混合后的燃料提供给所述阳极的液体燃料混合设备，该液体燃料混合设备包括水箱、燃料箱和垂直地被设置于所述水箱和燃料箱之间的隔板，在该隔板的预定高度处形成有使所述水箱和所述燃料箱连通的通路，
其中，所述水箱包括用于流入从所述燃料电池电池堆的阴极回收的水和空气的第一口；
所述燃料箱包括用于流入来自所述燃料电池电池堆的阳极的未反应的燃料和CO2的第三口、用于流入来自所述液体燃料罐的液体燃料的第四口、和用于向所述燃料电池电池堆供给混合燃料的第五口。
12.根据权利要求11所述的液体式直接燃料电池系统，其中，所述水箱还包括设置在低于所述通路的部位以回收剩余水的第二口；及
所述液体式直接燃料电池系统还包括与所述第二口相连以将水排入水箱的第一泵。
13.根据权利要求11所述的液体式直接燃料电池系统，其中，在所述燃料箱的上部形成有排气口。
14.根据权利要求11所述的液体式直接燃料电池系统，其中，在所述燃料箱内水平地设置有混合板，以限定出上燃料箱和下燃料箱；及
所述第三口和第四口相对地被连接到所述混合板的两侧，所述混合板上形成有用于使来自所述第三口和第四口的流体流向所述下燃料箱的开口部分。
15.根据权利要求14所述的液体式直接燃料电池系统，其中，所述混合板上形成多道处于所述第三和第四口与所述开口部分之间的平行的流体通道。
16.根据权利要求14所述的液体式直接燃料电池系统，其中，所述混合板上形成有多个处于所述第三和第四口与所述开口部分之间的突起。
17.根据权利要求14所述的液体式直接燃料电池系统，其中，所述通路与所述下燃料箱连通。
18.根据权利要求14所述的液体式直接燃料电池系统，其中，所述通路与所述上燃料箱连通，所述混合板形成有与所述通路相连的入口部分。
19.根据权利要求14所述的液体式直接燃料电池系统，其中，所述混合板的所述开口部分被形成在所述第三口和第四口之间邻近所述第四口之处。
20.根据权利要求11所述的液体式直接燃料电池系统，其中，所述水箱被形成为具有朝向所述第一口的倾斜的上表面，该水箱的上部形成有与大气相通的排气口。
CNB2005101284938A 2004-12-31 2005-12-28 液体燃料混合设备及包括其的液体式直接燃料电池系统 Expired - Fee Related CN100379074C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040117964A KR100626089B1 (ko) 2004-12-31 2004-12-31 액체연료 혼합장치 및 이를 구비한 직접액체연료전지 시스템
KR117964/04 2004-12-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1797831A true CN1797831A (zh) 2006-07-05
CN100379074C CN100379074C (zh) 2008-04-02

Family

ID=36640828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005101284938A Expired - Fee Related CN100379074C (zh) 2004-12-31 2005-12-28 液体燃料混合设备及包括其的液体式直接燃料电池系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7622213B2 (zh)
JP (1) JP4723374B2 (zh)
KR (1) KR100626089B1 (zh)
CN (1) CN100379074C (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105449246A (zh) * 2016-01-18 2016-03-30 武汉理工大学 一种直接甲醇燃料电池供给系统和方法
CN111425283A (zh) * 2020-04-14 2020-07-17 苏州钧峰新能源科技有限公司 一种甲醇燃料发电系统的尾气净化装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100717760B1 (ko) * 2006-05-04 2007-05-11 삼성에스디아이 주식회사 직접 산화형 연료 전지용 믹스 탱크 및 이를 포함하는 연료전지 시스템
KR101271542B1 (ko) * 2010-12-06 2013-06-05 두산중공업 주식회사 연료전지 시스템용 열교환형 증기발생기 헤더
KR101288811B1 (ko) * 2011-11-29 2013-07-23 주식회사 프로파워 연료 혼합 장치, 이를 이용하는 연료 공급 방법 및 전기 화학 장치

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4585708A (en) 1985-06-11 1986-04-29 Energy Research Corporation Fuel cell system with premixing of water miscible hydrocarbon fuel and water
JPH03105869A (ja) * 1989-09-20 1991-05-02 Hitachi Ltd 燃料電池の燃料供給装置
JPH04229957A (ja) * 1990-12-27 1992-08-19 Aisin Aw Co Ltd 液体燃料電池の燃料混合器
KR100372029B1 (ko) * 1994-10-18 2003-04-11 유니버시티 오브 서던 캘리포니아 유기연료전지
DE10040084A1 (de) * 2000-08-16 2002-03-07 Siemens Ag Verfahren zur Mischung von Brennstoff in Wasser, zugehörige Vorrichtung und Verwendung dieser Vorrichtung
JP3818068B2 (ja) * 2001-02-14 2006-09-06 日産自動車株式会社 燃料電池システム
US6596424B2 (en) 2001-03-30 2003-07-22 General Motors Corporation Apparatus for mixing fuel and an oxidant
US6686081B2 (en) 2001-05-15 2004-02-03 Mti Microfuel Cells, Inc. Methods and apparatuses for a pressure driven fuel cell system
US6727016B2 (en) * 2001-08-09 2004-04-27 Motorola, Inc. Direct methanol fuel cell including a water recovery and re-circulation system and method of fabrication
JP2003106502A (ja) 2001-09-28 2003-04-09 Toyota Motor Corp 燃料混合装置およびそれを備えた蒸発器
JP3748417B2 (ja) * 2002-03-29 2006-02-22 株式会社東芝 直接型液体燃料燃料電池発電装置およびその制御方法
DE50209163D1 (de) * 2002-07-01 2007-02-15 Sfc Smart Fuel Cell Ag Fluidtrennvorrichtung
CN1549369A (zh) 2003-05-13 2004-11-24 乐金电子(天津)电器有限公司 具有新型燃料箱结构的燃料电池
CN1549374A (zh) 2003-05-20 2004-11-24 乐金电子(天津)电器有限公司 以b化合物为燃料的燃料电池的燃料箱
KR100528340B1 (ko) * 2003-10-01 2005-11-15 삼성에스디아이 주식회사 액체연료 혼합장치 및 이를 적용한 직접액체연료 전지
JP2005222760A (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池用燃料タンク及び燃料電池システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105449246A (zh) * 2016-01-18 2016-03-30 武汉理工大学 一种直接甲醇燃料电池供给系统和方法
CN105449246B (zh) * 2016-01-18 2018-08-07 武汉理工大学 一种直接甲醇燃料电池供给系统和方法
CN111425283A (zh) * 2020-04-14 2020-07-17 苏州钧峰新能源科技有限公司 一种甲醇燃料发电系统的尾气净化装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006190674A (ja) 2006-07-20
KR100626089B1 (ko) 2006-09-21
US7622213B2 (en) 2009-11-24
CN100379074C (zh) 2008-04-02
KR20060078361A (ko) 2006-07-05
US20060147777A1 (en) 2006-07-06
JP4723374B2 (ja) 2011-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100718113B1 (ko) 연료전지의 바이폴라 플레이트 및 연료전지
US7465511B2 (en) Liquid fuel mixing apparatus and direct liquid feed fuel cell having the same
US7790125B2 (en) Fuel cell
US8877405B2 (en) Fuel cell including membrane electrode assembly to maintain humidity condition
CN1881668A (zh) 直接供液燃料电池组
CN1287254C (zh) 直接甲醇燃料电池和具有该电池的便携计算机
CN1773756A (zh) 双极板和液体式直接燃料电池的电池堆
CN1797829A (zh) 液体式直接燃料电池和包括这种电池的便携式电子设备
CN1941476A (zh) 在燃料电池中使用的流体管理部件
US20090214918A1 (en) Anode of direct methanol fuel cell and direct methanol fuel cell employing the same
CN1783555A (zh) 双极板和液体式直接燃料电池的电池堆
CN1797831A (zh) 液体燃料混合设备及包括其的液体式直接燃料电池系统
CN1235305C (zh) 聚合物燃料电池结构
US20140099565A1 (en) Fuel cell comprising a proton-exchange membrane, having an increased service life
CN1697222A (zh) 燃料电池
CN1758472A (zh) 燃料电池的电池堆和具有这种电池堆的燃料电池系统
CN1797830A (zh) 液体燃料盒和具有该液体燃料盒的液体式直接燃料电池
KR100682865B1 (ko) 물 회수 시스템 및 이를 구비한 직접액체 연료전지
US9735442B2 (en) Fuel cell comprising a proton-exchange membrane, having an increased service life
CN1885608A (zh) 直接液体供应燃料电池的电池堆
KR100709202B1 (ko) 혼합 주입형 연료 전지 시스템
CN1960043A (zh) 直接液体供给燃料电池
KR20030091485A (ko) 직접액체 연료 전지의 연료공급방법 및 이를 적용한직접액체연료 전지장치
JP2008021533A (ja) 燃料電池スタック
CN1734815A (zh) 一种可提高氢气利用率的燃料电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080402

Termination date: 20161228