CN207572467U - 乙醇燃料电池汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及乙醇燃料电池汽车，包括乙醇重整反应器、质子交换膜燃料电池和蓄电池，所述的乙醇重整反应器包括燃烧室、重整反应室、蒸发器以及壳体，燃烧室设置在壳体内中部，重整反应室设置在燃烧室下部外围，重整反应室内填充重整反应催化剂，燃烧室顶部连接燃料乙醇输入管和助燃剂输入管，蒸发器采用盘管结构，蒸发器盘绕于燃烧室外侧，蒸发器顶部与原料乙醇输入管和原料水输入管相连，蒸发器底部与重整反应室相连，重整反应室内设两层催化剂固定床。本实用新型使用安全的乙醇和水重整制氢发电，避免搭载危险的高压氢气，提高了安全性，其结构紧凑，重量轻。

Description

乙醇燃料电池汽车

技术领域

本实用新型涉及电动汽车，特别是一种燃料电池电动汽车。

背景技术

现有燃料电池汽车,通过将氢以压缩气体填充在高压储气瓶中等方法来承载氢。如此承载了氢的燃料电池汽车,由于供给燃料电池电极的燃料气体是纯度非常高的氢气,因此，在运转燃料电池时,可以获得很高的发电效率,并使燃料电池汽车在行驶过程中所进行的各种反应过程不产生有害物质。但是,承载氢的燃料电池汽车,填充氢非常困难,并且运输和储藏大量氢气则更不容易。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种乙醇燃料电池汽车，至少达到工作安全且结构小型化的目的。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种乙醇燃料电池汽车，包括乙醇重整反应器、质子交换膜燃料电池和蓄电池，所述的乙醇重整反应器包括燃烧室、重整反应室、蒸发器以及用于容置燃烧室、重整反应室和蒸发器的壳体，所述燃烧室为空腔柱体，设置在壳体内中部，燃烧室顶部连接燃料乙醇输入管和空气输入管，燃烧室顶部还安装有点火装置；重整反应室为带有内腔的环形柱体，内腔内填充重整反应催化剂，重整反应室设置在燃烧室下部外围；蒸发器采用盘管结构，蒸发器盘绕于燃烧室外侧，蒸发器的输入端口设置在蒸发器顶部并与原料乙醇输入管和原料水输入管相连，蒸发器的输出端口设置在蒸发器底部并与重整反应室相连；重整反应室上设原料混合气输入端口和重整合成气输出端口，原料混合气输入端口与蒸发器的输出端口连接，重整反应室内设两层催化剂固定床，第一催化剂固定床内固定载Pd催化剂，第二催化剂固定床内固定Ni基催化剂，重整合成气输出端连接质子交换膜燃料电池，质子交换膜燃料电池连接蓄电池，蓄电池连接汽车的驱动电机，燃料乙醇输入管和原料乙醇输入管连接乙醇储罐，原料水输入管连接水储罐。

进一步地，还包括CO净化反应器，CO净化反应器的输入端口连接重整反应室的重整合成气输出端口，CO净化反应器的输出端口连接质子交换膜燃料电池。

本实用新型使用安全的乙醇和水重整制氢发电，避免搭载危险的高压氢气，提高了安全性。使用工业乙醇燃烧产生热，提供重整反应所需要的温度，点燃后即可快速加热至所需的反应温度，减少了启动时间且工作稳定、可靠性强，此外，其结构紧凑，重量轻。

附图说明

此处的附图用来提供对本实用新型的进一步说明，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用来解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1-燃烧室，2-重整反应室，3-蒸发器，4-壳体，5-燃料乙醇输入管，6-空气输入管，7-原料乙醇输入管，8-原料水输入管，9-法兰，10-第一催化剂固定床，11-第二催化剂固定床，12-质子交换膜燃料电池，13-蓄电池，14-驱动电机，15-乙醇储罐，16-水储罐，17-CO净化反应器。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型，以下结合参考附图并结合实施例对本实用新型作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参考图1，根据本实用新型一种典型的实施方式提供的乙醇燃料电池汽车，包括乙醇重整反应器、质子交换膜燃料电池和蓄电池。

所述的乙醇重整反应器包括燃烧室1、重整反应室2、蒸发器3以及用于容置燃烧室1、重整反应室2和蒸发器3的壳体4所述燃烧室1为空腔柱体，设置在壳体4内中部，燃烧室1顶部连接燃料乙醇输入管5和空气输入管6，燃烧室1顶部还安装有点火装置；重整反应室2为带有内腔的环形柱体，内腔内填充重整反应催化剂，重整反应室2设置在燃烧室下部外围；蒸发器3采用盘管结构，蒸发器3盘绕于燃烧室外侧，蒸发器3的输入端口设置在蒸发器3顶部并与原料乙醇输入管7和原料水输入管8相连，蒸发器3的输出端口设置在蒸发器3底部并与重整反应室2相连；重整反应室2上设原料混合气输入端口和重整合成气输出端口，原料混合气输入端口与蒸发器3的输出端口连接。

重整反应室内设两层催化剂固定床，上部的第一催化剂固定床10内固定载Pd催化剂，下部的第二催化剂固定床11内固定Ni基催化剂。重整反应室内，乙醇首先经过第一催化剂固定床，该催化剂固定床与燃烧室接近，可接受燃烧室辐射热量，提供其反应温度，在载Pd催化剂作用下转化为甲烷、碳氧化物和氢，然后再经过第二催化剂固定床，在Ni基催化剂作用下进行甲烷水蒸气重整把上述混合物转化为合成气，采用两层催化剂的重整反应时可以防止焦炭的形成并能提供接近平衡气的合成气。

重整合成气输出端连接质子交换膜燃料电池12，质子交换膜燃料电池12连接蓄电池13，蓄电池13连接汽车的驱动电机14，燃料乙醇输入管5和原料乙醇输入管7连接乙醇储罐15，原料水输入管8连接水储罐16。

在优选的实施方式中，还包括CO净化反应器17，CO净化反应器17的输入端口连接重整反应室2的重整合成气输出端口，CO净化反应器17的输出端口连接质子交换膜燃料电池12。该CO净化反应器17可以设置在壳体4内部，也可以设置在壳体4外部。图1显示的实施例中，CO净化反应器17独立于乙醇重整反应器，这样可以减小乙醇重整反应器的体积，CO净化反应器17本身体积较小，可以在车体内灵活布置。

在本实用新型中，燃烧室1用于乙醇与空气燃烧产生热量，蒸发器3用于交换燃烧室1的热量将原料乙醇和水汽化，重整反应室2用于原料乙醇与水进行重整反应产生重整合成气。乙醇重整反应器启动时，燃料乙醇与空气混合，喷到燃烧室1中，在点火器的作用下迅速燃烧产生热。燃烧室1产生的热量迅速向蒸发器3和重整反应室2内腔传导，原料乙醇和水在蒸发器3内汽化形成原料混合气体，热的混合气体进入重整反应室2在催化剂的作用下发生重整反应产生富氢气体。富氢气体经过CO净化反应器17后输送至质子交换燃料电池12，质子交换燃料电池12产生的电力给蓄电池13充电，由蓄电池13给驱动电机14提供电能。

本实用新型要求保护的范围不限于以上具体实施方式，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有多种变形和更改，凡在本实用新型的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种乙醇燃料电池汽车，包括乙醇重整反应器、质子交换膜燃料电池和蓄电池，其特征在于：所述的乙醇重整反应器包括燃烧室（1）、重整反应室（2）、蒸发器（3）以及用于容置燃烧室（1）、重整反应室（2）和蒸发器（3）的壳体（4），所述燃烧室（1）为空腔柱体，设置在壳体（4）内中部，燃烧室（1）顶部连接燃料乙醇输入管（5）和空气输入管（6），燃烧室（1）顶部还安装有点火装置；重整反应室（2）为带有内腔的环形柱体，内腔内填充重整反应催化剂，重整反应室（2）设置在燃烧室下部外围；蒸发器（3）采用盘管结构，蒸发器（3）盘绕于燃烧室外侧，蒸发器（3）的输入端口设置在蒸发器（3）顶部并与原料乙醇输入管（7）和原料水输入管（8）相连，蒸发器（3）的输出端口设置在蒸发器（3）底部并与重整反应室（2）相连；重整反应室（2）上设原料混合气输入端口和重整合成气输出端口，原料混合气输入端口与蒸发器（3）的输出端口连接，重整反应室内设两层催化剂固定床，第一催化剂固定床（10）内固定载Pd催化剂，第二催化剂固定床（11）内固定Ni基催化剂，重整合成气输出端连接质子交换膜燃料电池（12），质子交换膜燃料电池（12）连接蓄电池（13），蓄电池（13）连接汽车的驱动电机（14），燃料乙醇输入管（5）和原料乙醇输入管（7）连接乙醇储罐（15），原料水输入管（8）连接水储罐（16）。

2.根据权利要求1所述的乙醇燃料电池汽车，其特征在于：还包括CO净化反应器（17），CO净化反应器（17）的输入端口连接重整反应室（2）的重整合成气输出端口，CO净化反应器（17）的输出端口连接质子交换膜燃料电池（12）。