CN210403911U - 一种基于铝空气电池和氢燃料电池一体化发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于铝空气电池和氢燃料电池一体化发电系统，包括铝空气电池模块、氢气电池模块，所述铝空气电池模块的出气口通过输气管连接氢气分离装置，所述氢气分离装置出气口通过输气管与缓冲罐连接，所述缓冲罐出气口与氢气电池模块进气口相互连接；所述铝空气电池模块、氢气电池模块输出端分别通过导线连接稳压模块，稳压模块与用电器相互连接；所述氢气分离装置包括壳体，所述壳体整体呈圆台形结构，在壳体内部设置有过滤网，过滤网下侧设置有制冷片，在壳体底部设置有排水口；本实用新型通过利用铝空气电池工作过程中产生的氢气对氢气电池模块补充氢气，从而使得氢气电池得以长久使用，提高其工作的持续能力。

Description

一种基于铝空气电池和氢燃料电池一体化发电系统

技术领域

本实用新型涉及电池发电技术领域，具体为一种基于铝空气电池和氢燃料电池一体化发电系统。

背景技术

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

氢燃料电池在工作过程中，氢气的供应多通过储氢设备提供；但是储氢设备在提供氢气的时候容易被消耗完，在后续补充氢气时无法使用氢燃料电池，给使用造成不便，同时氢气补充过程还存在风险，容易发生事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于铝空气电池和氢燃料电池一体化发电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于铝空气电池和氢燃料电池一体化发电系统，包括铝空气电池模块、氢气电池模块，所述铝空气电池模块的出气口通过输气管连接氢气分离装置，所述氢气分离装置出气口通过输气管与缓冲罐连接，所述缓冲罐出气口与氢气电池模块进气口相互连接；所述铝空气电池模块、氢气电池模块输出端分别通过导线连接稳压模块，稳压模块与用电器相互连接；所述氢气分离装置包括壳体，所述壳体整体呈圆台形结构，在壳体内部设置有过滤网，过滤网下侧设置有制冷片，在壳体底部设置有排水口。

优选的，所述制冷片沿着壳体的中轴线均匀设置，制冷片吸热面朝壳体内腔设置，制冷片散热面贴着壳体内壁设置。

优选的，所述壳体底部中间部位设置有导气管，所述导气管与铝空气电池模块的出气口相互连通；所述导气管末端设置在过滤网的下侧。

优选的，所述缓冲罐整体呈葫芦状结构，设置有两个缓冲腔，两个缓冲腔通过干燥腔连接；所述缓冲腔与干燥腔通过隔板隔开；在缓冲罐两端分别设置有连接头，两个连接头分别与氢气分离装置、氢气电池模块连接。

优选的，所述干燥腔中设置有干燥剂，干燥剂为氧化钙壳体，在隔板上设置有透气孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过利用铝空气电池工作过程中产生的氢气对氢气电池模块补充氢气，从而使得氢气电池得以长久使用，提高其工作的持续能力，同时避免了氢气补充过程中发生意外的风险，使用更加安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的氢气分离装置结构示意图；

图3为本实用新型的缓冲罐结构示意图；

图中标号：1、铝空气电池模块；2、氢气电池模块；3、氢气分离装置；31、壳体；32、过滤网；33、制冷片；34、排水口；35、导气管；4、缓冲罐；41、缓冲腔；42、干燥腔；43、连接头；44、隔板；5、稳压模块；6、用电器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种基于铝空气电池和氢燃料电池一体化发电系统，包括铝空气电池模块1、氢气电池模块2，所述铝空气电池模块1的出气口通过输气管连接氢气分离装置3，所述氢气分离装置3出气口通过输气管与缓冲罐4连接，所述缓冲罐4出气口与氢气电池模块2进气口相互连接；所述铝空气电池模块1、氢气电池模块2输出端分别通过导线连接稳压模块5，稳压模块5与用电器6相互连接；所述氢气分离装置3包括壳体31，所述壳体31整体呈圆台形结构，在壳体31内部设置有过滤网32，过滤网32下侧设置有制冷片33，在壳体31底部设置有排水口34。

进一步的，所述制冷片33沿着壳体31的中轴线均匀设置，制冷片33吸热面朝壳体31内腔设置，制冷片33散热面贴着壳体31内壁设置。

进一步的，所述壳体31底部中间部位设置有导气管35，所述导气管35与铝空气电池模块1的出气口相互连通；所述导气管35末端设置在过滤网32的下侧。

进一步的，所述缓冲罐4整体呈葫芦状结构，设置有两个缓冲腔41，两个缓冲腔41通过干燥腔42连接；所述缓冲腔41与干燥腔42通过隔板44隔开；在缓冲罐4两端分别设置有连接头43，两个连接头43分别与氢气分离装置3、氢气电池模块2连接。

进一步的，所述干燥腔42中设置有干燥剂，干燥剂为氧化钙壳体，在隔板44上设置有透气孔。

工作原理：铝空气电池模块1在工作时，高纯度铝为负极、氧为正极，以氢氧化钾或氢氧化钠水溶液为电解质；铝摄取空气中的氧，在电池放电时产生化学反应，铝和氧作用转化为氧化铝，同时产生氢气；产生的氢气进入氢气分离装置3中进行提纯，获得纯净的氢气，氢气后续进入缓冲罐4中，在缓冲罐4中堆积并进行干燥，最后的氢气进入氢气电池模块2中，提供氢气用于电池发电。

铝空气电池模块1、氢气电池模块2两组电池模块都属于现有技术领域范畴，其工作原理细节部分不对其多加赘述；铝空气电池模块1产生的氢气中掺杂有水蒸气，进入氢气分离装置3中，与制冷片33相互接触，被制冷片33降温，从而水蒸气冷凝，液体在壳体31底部堆积，剩余的氢气穿过过滤网32，从氢气分离装置3中穿出，进入缓冲罐4中；在缓冲罐4的两个缓冲腔41中堆积，并经由干燥腔42继续干燥，保证后续使用氢气的干燥程度。

导气管35末端设置在过滤网32下侧，导气管35具有一定的高度，从而避免堆积的水堵塞导气管35，水堆积到一定程度后，打开排水块34后排水继续使用。

装置整体思想为利用铝空气电池模块1工作产生的氢气，提供给氢气电池模块2供氢使用；同时对氢气进行干燥，保证使用的干燥程度；同时氢气在缓冲罐4中堆积，铝空气电池模块1生成氢气的速度前后不一，故而在缓冲罐4中进行缓冲，在后续给氢气电池模块2提供时，保证其供气速度均匀，使其使用更加稳定。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于铝空气电池和氢燃料电池一体化发电系统，其特征在于：包括铝空气电池模块(1)、氢气电池模块(2)，所述铝空气电池模块(1)的出气口通过输气管连接氢气分离装置(3)，所述氢气分离装置(3)出气口通过输气管与缓冲罐(4)连接，所述缓冲罐(4)出气口与氢气电池模块(2)进气口相互连接；所述铝空气电池模块(1)、氢气电池模块(2)输出端分别通过导线连接稳压模块(5)，稳压模块(5)与用电器(6)相互连接；所述氢气分离装置(3)包括壳体(31)，所述壳体(31)整体呈圆台形结构，在壳体(31)内部设置有过滤网(32)，过滤网(32)下侧设置有制冷片(33)，在壳体(31)底部设置有排水口(34)。

2.根据权利要求1所述的一种基于铝空气电池和氢燃料电池一体化发电系统，其特征在于：所述制冷片(33)沿着壳体(31)的中轴线均匀设置，制冷片(33)吸热面朝壳体(31)内腔设置，制冷片(33)散热面贴着壳体(31)内壁设置。

3.根据权利要求1所述的一种基于铝空气电池和氢燃料电池一体化发电系统，其特征在于：所述壳体(31)底部中间部位设置有导气管(35)，所述导气管(35)与铝空气电池模块(1)的出气口相互连通；所述导气管(35)末端设置在过滤网(32)的下侧。

4.根据权利要求1所述的一种基于铝空气电池和氢燃料电池一体化发电系统，其特征在于：所述缓冲罐(4)整体呈葫芦状结构，设置有两个缓冲腔(41)，两个缓冲腔(41)通过干燥腔(42)连接；所述缓冲腔(41)与干燥腔(42)通过隔板(44)隔开；在缓冲罐(4)两端分别设置有连接头(43)，两个连接头(43)分别与氢气分离装置(3)、氢气电池模块(2)连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于铝空气电池和氢燃料电池一体化发电系统，其特征在于：所述干燥腔(42)中设置有干燥剂，干燥剂为氧化钙壳体，在隔板(44)上设置有透气孔。

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