CN2298604Y - 列管式质子交换膜燃料电池 - Google Patents
列管式质子交换膜燃料电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN2298604Y CN2298604Y CN97201080U CN97201080U CN2298604Y CN 2298604 Y CN2298604 Y CN 2298604Y CN 97201080 U CN97201080 U CN 97201080U CN 97201080 U CN97201080 U CN 97201080U CN 2298604 Y CN2298604 Y CN 2298604Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fuel cell
- film fuel
- cell unit
- tubular type
- electrode
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 42
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 19
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 19
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 16
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
一种列管式质子交换膜燃料电池,属于燃料电池领域,其特征在于由圆筒形壳体,管式质子交换膜燃料电池单元和电极构成,管式质子交换膜燃料电池单元均匀地排列在壳体内。本实用新型结构简单,密封性能好,成本低。
Description
本实用新型属燃料电池领域。
近年来,汽车引起的排气污染与噪声问题,已成为现代城市交通中的“公害”,电动汽车具有无排气污染,洁净,能量转化高的优点,受到世界各国的普遍关注,因而电动汽车的动力电源的研究、开发是科技人员迫切需要解决的课题。质子交换膜燃料电池是提供电动汽车电源是最佳选择之一。
目前国内、国际文献如加拿大巴拉德(BALLARD)公司报导的质子交换膜燃料电池均为平板式,其结构示意如图1所示,它是由不锈钢护板101,石墨气体分布板102,集流板103和氧电极板104,氢电极板106及质子交换膜105组成。质子交换膜105和氧电极板104、氢电极板106的组合件放在两侧矩形气体分布板102之间,分布板102下部有槽以便液体或气体流经电极表面,进出料孔安置在石墨气体分布板102上,最外部为不锈钢护板101。不锈钢护板101与石墨块一致,用螺栓固定在一起,以便密封并防止电极和流动区的其他部分有电接触。每个质子交换膜燃料电池单元一般输出0.6伏的直流电,为了输出较高电压,电流,需将多个质子交换膜燃料电池单元联成电池。
上述平板式交换膜燃料电池存在以下缺陷:(1)进入电池的气体分布不均匀,每个电池单元需要采用昂贵的气体分布板,造成电池成本高。(2)电池中发生的电化学反应生成的热和水不易排出。(3)上述电池密封困难。
由于以上缺陷,造成平板式质子交换膜燃料电池价格昂贵,不易推广。
本实用新型的目的是提出一种以多个管式质子交换膜燃料电池单元构成的价格低、密封好的列管式质子交换膜燃料电池。
本实用新型的装配示意图如图2所示。其B-B剖面图如图3所示。本实用新型主要由圆筒形壳体15,管式质子交换膜燃料电池单元11和电极8和电极9构成,壳体15前端有氧气(或空气)入口7,后端装有氧气(或空气)出口13;其上方装有氢气(或燃料气)入口12,下方装有氢气(或燃料气)出口14。相同长度的管式质子交换膜燃料电池单元的两端分别均匀地固定在壳体15前、后两端的档板17上,档板17密封固定在壳体15上,档板17上还绝缘地装有管式质子交换膜燃料电池单元的电极10,16为电池的联接法兰。
下面结合附图描述本实用新型的工作过程:当氧气(或空气)由入口7进入本实用新型壳体15内,分别进入每个管式质子交换膜燃料电池单元11的管内,而氧气(或燃料气)则由壳体15的入口12进入本实用新型壳体15内,由于档板17的密封作用,氧气和氢气不会短路相混合,而只能流经管式质子交换膜燃料电池单元发生电化学反应而产生电子,将每个管式质子交换膜燃料电池单元11的电极10按所需要求联接起来,最后与本实用新型的电极8和9相联,则在向本实用新型通过氧气和氢气入口不断输入氧气和氢气时,即可从电极8和9提供出所需的电压和电流。
在本实用新型壳体内放置的上述的管式质子交换膜燃料电池单元的结构示意图见图4,其A-A剖面图见图5。其中1为多孔管作支撑管,从多孔管外层由内向外依次为内集电层2,氧电极层3,聚合物制成的质子交换膜4,氢电极层5,外集电层6,所述的集电层2和6均由导电体构成的。上述多孔管是由多孔金属和多孔塑料材料中任选一种。
下面再结合附图描述本实用新型在工作时。安装在本实用新型壳体15内的管式质了交换膜燃料电池单元的工作状态:当氧气(或空气)从入口7流入壳体内时,氧气(或空气)流经每个管式质子交换膜燃料电池单元的管内,氢气从壳体15的氢气入口12进入壳体内,但在管式质子交换膜燃料电池单元管的外部,使氢气压力大于氧气(或空气)的压力,从而使氢气与氢电极层5接触,在电极催化剂的作用下生成氢离子(质子),再经质子交换膜4到达氧电极层3与其上的氧离子化合生成水,与此同时就有电子在两个电极层之间电路流过,从而产生了直流电。当不断地供给本实用新型氧气(或空气)和氢气(燃料气),每个管式质子交换膜燃料电池单元则不断地通过集电层输出电流、电压。多个管式质子交换膜燃料电池单元的电极10并联或串联起来,最后与本实用型的电极8和电极9相联,则本实用新型源源不断地向外循环负载电路输送电流和电压。
附图说明:
图1为现有技术平板式质子交换膜燃料电池结构示意图。
图2为本实用新型装配示意图。
图3为本实用新型图2B-B剖面图。
图4为管式质子交换膜燃料电池单元结构示意图。
图5为管式质了交换膜燃料电池单元图4A-A剖面图。
本实用新型的优点:(1)结构简单,密封容易。(2)构成本实用新型的主要部分的管式质子交换膜燃料电池单元中省去了气体分布板,使得成本下降。(3)本实用新型气体分布均匀。总之,本实用新型结构简单,成本低,效率高,易于推广应用。实施例:
本实用新型的一个实施例是以外径为160毫米,壁厚为5毫米,长为400毫米的不锈钢圆筒形壳体,其内部装配22个串联起来的管式质子交换膜燃料电池单元,上述管式质子交换膜燃料电池单元是由10毫米外径,长300毫米烧结不锈钢管为中心支撑管,内集电层为镀银铜丝网,氧电极层为乙炔炭黑和铂催化剂压制而成,Nafion-117为质子交换膜,以炭黑和微粒铂压制成氢电极层,最外层的外集电层也为镀银铜丝网。
本实用新型通过氧气入口输入氧气,压力为1气压,通过氢气入口输入氢气,压力为3个大气压,则该实用新型向外输出15伏,56安培的电流,功率为840瓦。该实用新型总体积为8升,与平板式质子交换膜燃料电池相比较,省去了气体分布板和40多对气体进出口接头,其成本降低了一半。
Claims (3)
1、一种列管式质子交换膜燃料电池,由外壳、质子交换膜燃料电池单元和电池电极组成,其特征在于所述的外壳为圆筒形壳体15,所述的质子交换膜电池单元为管式质子交换膜燃料电池单元11,上述长度相同的管式质子交换膜燃料电池单元11均匀固定安装在壳体15前、后两端的档板17上,档板17密封地固定在壳体15上,档板17上绝缘地装有上述管式质子交换膜燃料电池单元的电极10,上述电极10并联或串联后最终与所述的电池电极8和9相联,上述壳体15的前、后端分别设有氧气(或空气)入口7和出口13,上、下方分别设有氢气(或燃料气)入口12和出口14。
2、如权利要求1所述的质子交换膜燃料电池,其特征在于所述的管式质子交换膜燃料电池单元为一园管式多层结构,中心支撑管为多孔管1,由内向外依次为内集电层2,氧电极层3,聚合物制成的质子交换膜4,氢电极层5和外集电层6,上述的集电层均由导电体构成。
3、如权利要求2所述的电池,其特征在于所述的多孔管由多孔金属和多孔塑料中任何一种制成。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN97201080U CN2298604Y (zh) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 列管式质子交换膜燃料电池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN97201080U CN2298604Y (zh) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 列管式质子交换膜燃料电池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN2298604Y true CN2298604Y (zh) | 1998-11-25 |
Family
ID=33922580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN97201080U Expired - Fee Related CN2298604Y (zh) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 列管式质子交换膜燃料电池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN2298604Y (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1312797C (zh) * | 2002-06-28 | 2007-04-25 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池和燃料电池组 |
CN1316662C (zh) * | 2002-06-28 | 2007-05-16 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池 |
WO2007128202A1 (fr) * | 2006-04-26 | 2007-11-15 | Binglun Tian | Pile à combustible sans plaques à bornes destinée à fonctionner à basse température |
CN103280592A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-09-04 | 苏州诺信创新能源有限公司 | 固体氧化物燃料电池组合 |
CN104272514A (zh) * | 2012-03-01 | 2015-01-07 | 瓦特燃料电池公司 | 管式固体氧化物燃料电池组件和包含有该组件的燃料电池装置 |
-
1997
- 1997-01-31 CN CN97201080U patent/CN2298604Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1312797C (zh) * | 2002-06-28 | 2007-04-25 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池和燃料电池组 |
CN1316662C (zh) * | 2002-06-28 | 2007-05-16 | 本田技研工业株式会社 | 燃料电池 |
WO2007128202A1 (fr) * | 2006-04-26 | 2007-11-15 | Binglun Tian | Pile à combustible sans plaques à bornes destinée à fonctionner à basse température |
CN104272514A (zh) * | 2012-03-01 | 2015-01-07 | 瓦特燃料电池公司 | 管式固体氧化物燃料电池组件和包含有该组件的燃料电池装置 |
CN103280592A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-09-04 | 苏州诺信创新能源有限公司 | 固体氧化物燃料电池组合 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101949341B (zh) | 用于汽车内燃机节能和减排的电化学装置及其制造方法 | |
CN201810426U (zh) | 用于汽车内燃机节能和减排的电化学装置 | |
CN111270256A (zh) | 移动式水电解制氢加氢装置 | |
CN110620251A (zh) | 一种燃料电池用多流场测试夹具 | |
CN111613825A (zh) | 一种固体氧化物燃料电池电堆 | |
CN110690455A (zh) | 质子交换膜燃料电池、电堆及其制造方法 | |
CN2298604Y (zh) | 列管式质子交换膜燃料电池 | |
CN111628189A (zh) | 一种甲醇重整制氢高温燃料电池电堆的结构 | |
CN109888322B (zh) | 一种用于测试燃料电池的单电池 | |
CN115036549B (zh) | 高功率固体氧化物燃料电池/电解池系统 | |
CN102110838B (zh) | 一种质子交换膜燃料电池电堆 | |
CN211879516U (zh) | 一种大功率金属板燃料电池堆 | |
CN113571732B (zh) | 测试装置及扁管式固体氧化物燃料电池测试方法 | |
CN115172836A (zh) | 一种单段多室兆瓦级燃料电池堆 | |
CN212412101U (zh) | 一种固体氧化物燃料电池电堆 | |
CN201122631Y (zh) | 一种钢条固定装置 | |
CN212182458U (zh) | 质子交换膜燃料电池、电堆和流场板复合系统 | |
CN212182459U (zh) | 质子交换膜电极、燃料电池和电堆 | |
CN211629219U (zh) | 质子交换膜燃料电池和电堆 | |
CN200972505Y (zh) | 一种可支持家用电器工作的燃料电池测试系统 | |
CN2419692Y (zh) | 多层式燃料电池 | |
CN101335353B (zh) | 一种燃料电池的流体分配板与集电流母板的装配方法 | |
CN111326763A (zh) | 一种类蜂巢形流场的金属双极板 | |
CN201051522Y (zh) | 一种燃料电池复合体 | |
CN113161592A (zh) | 一种燃料电池电堆端板 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |