ES2316684T3 - Sistema de pila de combustible con dispositivo de refrigeracion por aire. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de pila de combustible (300) que comprende: un paquete de pilas de combustible (302) provisto de una entrada de aire de refrigeración (406), una salida de aire de refrigeración (408), una entrada de aire de reacción (409), una salida de aire de reacción (410), una entrada de hidrógeno y una salida de hidrógeno; un sistema de suministro de aire que suministra un flujo de aire al paquete de pilas de combustible (302), que comprende: una soplante (304) para impulsar el aire hacia la entrada de aire de refrigeración (406) del paquete de pilas de combustible (302) para refrigerar el paquete de pilas de combustible (302); un humidificador de aire (316) conectado entre la soplante (304) y la entrada de aire de reacción (409) del paquete de pilas de combustible (302) para humidificar el aire suministrado al paquete de pilas de combustible (302); un sistema de suministro de hidrógeno que suministra hidrógeno a la entrada de gas del paquete de pilas de combustible (302), que comprende: un depósito de hidrógeno (310) en el cual se almacena el hidrógeno y desde el cual es suministrado un flujo de hidrógeno hacia el paquete de pilas de combustible (302) por vía de la entrada de gas; un dispositivo regulador del flujo y presión (307) conectado entre el depósito de hidrógeno (310) y la entrada de gas del paquete de pilas de combustible (302) para regular el flujo de hidrógeno; caracterizado porque el sistema de pila de combustible (300) comprende un recirculador de hidrógeno (318) conectado entre la entrada de gas del paquete de pilas de combustible (302) y la salida de gas para recibir un exceso de hidrógeno desde la salida de gas del paquete de pilas de combustible (302) y obligar de nuevo al hidrógeno hacia la entrada de gas del paquete de pilas de combustible (302) con el fin de inducir una circulación del flujo de hidrógeno por el interior del paquete de pilas de combustible (302); y un circuito de control (324) conectado eléctricamente al dispositivo regulador del flujo y presión (307) para regular el flujo de hidrógeno hacia el paquete de pilas de combustible (302) y conectado eléctricamente a la soplante (304) para regular el flujo de aire hacia el paquete de pilas de combustible (302) y humidificador de aire (316).
Description
Sistema de pila de combustible con dispositivo
de refrigeración por aire.
La presente invención se refiere en general a un
sistema de pila de combustible y, en particular, a un sistema de
pila de combustible que comprende un dispositivo de refrigeración
por aire para mejorar su comportamiento.
Un sistema energético de pila de combustible es
capaz de generar energía eléctrica por medio de una reacción
electroquímica entre un combustible, tal como hidrógeno y metanol, y
un oxidante, tal como oxígeno. Tomando como base su electrolito, la
pila de combustible se clasifica como una pila de combustible con
membrana de intercambio de protones o como una pila de combustible
con membrana de electrolito polimérico, abreviadas como PEMFC o
PEM, como una pila de combustible alcalina (AFC), como una pila de
combustible de ácido fosfórico (PAFC), como una pila de combustible
de carbonato fundido (MCFC) y como una pila de combustible de óxido
sólido (SOFC).
Entre estas pilas de combustible conocidas, la
PEMFC constituye la técnica mejor desarrollada, que presenta las
ventajas de una baja temperatura operativa, una rápida puesta en
marcha y una alta densidad de energía. De este modo, la PEMFC es
muy adecuada para vehículos de transporte y sistemas de generación
de energía, tales como sistemas de energía doméstica y otros
sistemas generadores de energía tanto portátiles como
estacionarios.
La pila de combustible de una potencia o energía
menor de 1 kilovatio comprende normalmente un dispositivo de
refrigeración por aire. La figura 1 de los dibujos adjuntos muestra
un ejemplo de sistemas convencionales de pilas de combustible que
comprenden un paquete de pilas de combustible 102. El aire que
contiene oxígeno es pasado por una bomba de aire 104 y el hidrógeno
almacenado en un bote 110 es conducido a través de una válvula de
solenoide 106 y un regulador de presión 108 hacia el paquete de
pilas de combustible 102. La reacción electroquímica entre el
hidrógeno y el oxígeno general electricidad, con agua y calor como
subproductos de la reacción. El calor generado causa posteriormente
una subida de la temperatura del paquete de pilas de combustible
102. Cuando la temperatura del paquete de pilas de combustible 102
sube a un valor demasiado alto, se pone en marcha un ventilador de
refrigeración 112.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva de
una pila de combustible convencional que comprende un ventilador de
refrigeración. El paquete de pilas de combustible 102 incluye una
pluralidad de unidades de pilas de combustible 202, cada una de las
cuales comprende una placa anódica, una placa catódica, un conjunto
de electrodo de membrana (MEA) y dos capas de difusión de gas en
los dos lados del MEA. Dos unidades de pila adyacentes 102 emparedan
una placa de refrigeración 204 que comprende una pluralidad de
acanaladuras para el aire 206 dispuestas paralelamente. Cuando el
paquete de pilas de combustible 102 alcanza una temperatura elevada,
se pone en marcha el ventilador de refrigeración 112 y el aire de
refrigeración es pasado al interior de las acanaladuras 206. El aire
de refrigeración absorbe y desplaza el calor al interior del
paquete de pilas de combustible 102. Posteriormente, disminuye la
temperatura del paquete de pilas de combustible 102.
La reacción electroquímica entre el hidrógeno y
el oxígeno se mejora enormemente en condiciones de humedad
adecuadas. Por tanto, la temperatura del paquete de pilas de
combustible 102 deberá mantenerse por debajo de
40-60 K aproximadamente, ya que, de lo contrario, el
agua puede ser insuficiente y la velocidad de reacción es baja. Por
tanto, cuando el paquete de pilas de combustible alcanza una
temperatura mayor de 40-60 K aproximadamente, se
pone en marcha el ventilador de refrigeración 112. Sin embargo, el
ventilador de refrigeración 112 puede solo generar aire de
refrigeración a baja presión y velocidad con lo que el efecto de
enfriamiento es pobre. En consecuencia, el paquete de pilas de
combustible 102 no es capaz de trabajar a una elevada carga y
proporcionar una corriente de trabajo grande. Además, se requiere
un espacio extra para colocar el ventilador de refrigeración
112.
Por otro lado, para promover la reacción
electroquímica entre el oxígeno y el hidrógeno, una válvula de
solenoide 106 y un regulador de presión 108 controlan el flujo de
hidrógeno hacia el paquete de pilas de combustible 102. Dicha
regulación limita la utilidad del hidrógeno.
La JP 2002-008696 describe un
sistema de pila de combustible de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1. El hidrógeno sin reaccionar que sale del paquete
de pilas de combustible se descarga al medioambiente y no es
recirculado para su uso. Además, la JP 2002-008696
no describe cómo se regula el enfriamiento por aire cuando el
paquete de pilas de combustible alcanza una alta temperatura.
La US 2003/012989A1 se refiere a un dispositivo
de control para una pila de combustible. Se emplea un eyector para
impulsar el hidrógeno en la línea de circulación del mismo por medio
de una presión negativa. El paquete de pilas de combustible está
conectado a una unidad de información de las pilas de combustible la
cual está conectada eléctricamente a una válvula de interrupción
eléctrica y a una válvula de seguridad de la señal de presión de
manera que la información, tal como la presión de hidrógeno y la
presión de aire suministrados al paquete de pilas de combustible,
así como la temperatura del paquete de pilas de combustible, se
pueda alimentar a la unidad de información de las pilas de
combustible. La unidad de información de las pilas de combustible
controla el sistema de pilas de combustible a través de una unidad
de control de las mismas que está conectada a una válvula de
interrupción eléctrica en la línea de suministro de hidrógeno, una
válvula de purga de hidrógeno en la línea de salida de hidrógeno y
una válvula de control on-off
(conexión-desconexión) en la línea de circulación
de hidrógeno, de manera que se pueda efectuar el control de
apertura-cierre de las válvulas.
La US 6.413.661 proporciona un método de
operación de un combustor para calentar un procesador de combustible
a una temperatura deseada en un sistema de pila de combustible. El
sistema de pila de combustible está incorporado en el sistema de
propulsión de un vehículo. El sistema de propulsión del vehículo
comprende una batería, un motor eléctrico y electrónica motriz
asociada incluyendo un inversor. La batería acepta y almacena
energía eléctrica suministrada por la pila de combustible y el
motor, para proporcionar así energía eléctrica al motor. Al
comienzo de las operaciones, cuando el sistema de pila de
combustible está frío y se pone en marcha, el compresor es
accionado por el motor eléctrico activado desde la batería para
suministrar aire al combustor únicamente para reaccionar con el
combustible y generar energía térmica, con el fin de hacer que
funcione el procesador de combustible.
Ogino S et al., describe un vehículo
eléctrico accionado por pila de combustible en EVS. International
Electric Vehicle Symposium, Tokyo, Jeva, JP, vol. 1 Symp. 13, 13
octubre 1996, páginas 671-674, XP000687930. El
hidrógeno descargado a partir del hidruro metálico es suministrado
a la pila de combustible. El hidrógeno sin utilizar es recirculado
a la pila de combustible mediante un recirculador. La pila de
combustible y la batería secundaria están conectadas en paralelo
por medio de un diodo, de manera que la batería secundaria es
recargada por la pila de combustible.
La US 2003/022036A1 describe un sistema de pila
de combustible que comprende un paquete de pilas de combustible, un
microcontrolador, al menos un accionador y al menos un sensor
próximo al paquete de pilas de combustible para detectar y operar
parámetros del paquete de pilas de combustible. El microcontrolador
está acoplado para recibir señales del sensor y para aportar
señales al accionador y está configurado en al menos una porción de
un auto-ensayo de registro general mientras el
sistema se encuentra en el estado de puesta en marcha, y en al
menos una porción de auto-ensayo mientras se
encuentra en el estado de funcionamiento.
De este modo, es deseable proporcionar un
sistema de pila de combustible que resuelva los inconvenientes antes
mencionados del estado de la técnica. La presente invención
proporciona un sistema de combustible según la reivindicación 1, el
cual permite que el paquete de pilas de combustible trabaje a una
mayor temperatura al tiempo que no requiere un ventilador para su
refrigeración.
De este modo, un objeto de la presente invención
consiste en proporcionar un sistema energético por pilas de
combustible que comprende un paquete de pilas de combustible, un
humidificador de aire, una soplante, un depósito de hidrógeno, un
regulador de flujo y presión, un recirculador de hidrógeno y un
circuito de control. El humidificador humidifica el aire
suministrado al paquete de pilas de combustible con la humedad
procedente del paquete de pilas de combustible, la soplante impulsa
el aire que contiene oxígeno hacia el humidificador de aire y
paquete de pilas de combustible, el depósito de hidrógeno almacena y
suministra hidrógeno al paquete de pilas de combustible, el
dispositivo regulador del flujo y presión regula el flujo de
hidrógeno, el recirculador de hidrógeno recibe el exceso de
hidrógeno procedente del paquete de pilas de combustible y hace
circular de nuevo el hidrógeno al interior del paquete de
pilas
de combustible, y el circuito de control controla eléctricamente el dispositivo regulador de flujo y presión y la soplante.
de combustible, y el circuito de control controla eléctricamente el dispositivo regulador de flujo y presión y la soplante.
Para conseguir los objetos anteriores, de
acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de
pila de combustible que es capaz de humidificar y suministrar aire
al paquete de pilas de combustible, de manera que, incluso cuando
sube la temperatura de trabajo, existe humedad suficiente en el
paquete de pilas de combustible para efectuar la reacción
electroquímica a elevada velocidad. Esto permite que el paquete de
pilas de combustible trabaje a plena carga y proporcione una
corriente de trabajo grande. Además, el paquete de pilas de
combustible no requiere un ventilador de refrigeración y se ahorran
en gran medida el coste de producción y el espacio. Además, el
hidrógeno en exceso sin reaccionar es recirculado al sistema de pila
de combustible. Por este medio, se mejora enormemente la utilidad
del hidrógeno.
La presente invención será evidente para los
expertos en la materia tras la lectura de la siguiente descripción
de varias modalidades preferidas de la misma, con referencia a los
dibujos adjuntos, en donde:
La figura 1 es un diagrama en bloques de un
sistema de pila de combustible convencional.
La figura 2 es una vista en perspectiva de un
sistema de pila de combustible convencional que comprende un
ventilador de refrigeración.
La figura 3 es un diagrama en bloques de un
sistema de pila de combustible construido de acuerdo con la presente
invención.
La figura 4 es una vista en perspectiva del
sistema de pila de combustible construido de acuerdo con la presente
invención.
La figura 5 es un diagrama en bloques de una
aplicación del sistema de pila de combustible de la presente
invención en un vehículo eléctrico.
La figura 6 es un diagrama en bloques de otra
aplicación del sistema de pila de combustible de la presente
invención en un sistema generador de energía eléctrica alterna.
La figura 7 es un diagrama en bloques de otra
aplicación del sistema de pila de combustible de la presente
invención en un sistema generador de energía eléctrica continua.
Con referencia a los dibujos y en particular a
la figura 3, un sistema de pila de combustible de baja energía de
acuerdo con la presente invención, designado en general por el
número de referencia 300, comprende un paquete de pilas de
combustible 302, que recibe hidrógeno procedente de un depósito 310
que puede comprender un bote de hidrógeno constituido por una
aleación o un bote de hidrógeno a presión. El suministro del
hidrógeno desde el depósito 310 al paquete de pilas de combustible
302 es regulado por un regulador del flujo y presión 307.
Igualmente, un recirculador de hidrógeno 318 está conectado al
paquete de pilas de combustible 302 para recircular el hidrógeno de
nuevo hacia el paquete de pilas de combustible 302.
El aire es extraído por una soplante 304 a
través de un filtro de aire 320. Las impurezas contenidas en el
aire son filtradas por el filtro 320. Parte del aire filtrado es
conducido directamente por vía de un humidificador de aire 316 al
paquete de pilas de combustible 302 y es utilizado para la reacción,
mientras que la otra parte del aire filtrado es conducido al
paquete de pilas de combustible 302 para refrigerarlo.
Como se muestra en la figura 4, el paquete de
pilas de combustible 302 incluye una pluralidad de unidades de pila
de combustible 402, cada una de las cuales comprende una placa
anódica, una placa catódica, un conjunto de electrodo de membrana
(MEA) y dos capas de difusión de gas en los dos lados del MEA. Dos
unidades de pila de combustible adyacentes 402 emparedan una placa
de refrigeración 404 que comprende una pluralidad de acanaladuras
de aire dispuestas paralelamente. La soplante 304 impulsa el aire de
refrigeración a través de una entrada 406 al interior de las
acanaladuras de aire. El aire de refrigeración absorbe y desplaza el
calor del paquete de pilas de combustible 302 y lo hace salir por
la salida de aire de refrigeración 408. Cuando se incrementa la
carga del paquete de pilas de combustible 302, se genera una
cantidad sustancial de calor por la reacción electroquímica y
aumenta de manera importante la temperatura del paquete de pilas de
combustible 302. En esta situación, la soplante 304 impulsará más
aire de refrigeración hacia el paquete de pilas de combustible 302
para enfriar la temperatura de trabajo. Puesto que el flujo de aire
generado por la soplante 304 tiene una alta presión y velocidad, el
efecto de disipación del calor del aire de refrigeración resulta
excelente. Con ello, se reduce eficazmente la temperatura de
trabajo del paquete de pilas de combustible 302 y no se requiere
otro dispositivo de refrigeración, por ejemplo, un ventilador. Por
tanto, se reduce en gran medida tanto el coste de producción como
el espacio. El aire húmedo procedente del humidificador de aire 316
es conducido hacia el paquete de pilas de combustible 302 por vía
de una entrada de aire de reacción 409 y el aire sale del paquete
de pilas de combustible 302 por vía de una salida de aire de
reacción 410.
El humidificador de aire 316 también recibe aire
de reacción procedente del paquete de pilas de combustible 302, el
cual porta una gran cantidad de humedad puesto que se genera agua de
forma continua y rápida por reacción en el paquete de pilas de
combustible 302. El aire nuevo extraído por la soplante de aire 304
puede absorber agua del aire húmedo en el humidificador 316 para
proporcionar el aire de salida con la humedad deseada. El aire es
alimentado entonces al paquete de pilas de combustible 302. La
humedad contenida en el aire de salida promueve eficazmente la
reacción en el paquete de pilas de combustible 302. Además, el
reciclo de aire húmedo desde el paquete de pilas de combustible 302
mantiene este último con un contenido en humedad adecuado incluso a
una temperatura mayor de 40-60 K aproximadamente y,
por tanto, el paquete de pilas de combustible puede trabajar con un
alto rendimiento. En consecuencia, el paquete de pilas de
combustible 302 es capaz de trabajar bajo una carga importante y
proporcionar una corriente de trabajo grande, todo ello con un alto
rendimiento.
El suministro de hidrógeno almacenado en el bote
310 es controlado y regulado por el dispositivo regulador del flujo
y presión 307 que comprende una válvula de solenoide 306 y una
válvula reguladora de la presión 308. La válvula de solenoide 306
es controlada por un circuito de control 324, de manera que conecta
o desconecta selectivamente el flujo de hidrógeno desde el depósito
de hidrógeno 310, al tiempo que el dispositivo regulador de la
presión 308 regula la presión del hidrógeno que fluye a través de la
válvula de solenoide 306 hacia el paquete de pilas de combustible
302.
El recirculador de hidrógeno 318 extrae el
hidrógeno en exceso sin reaccionar del paquete de pilas de
combustible 302 y hace circular el hidrógeno de nuevo hacia el
paquete de pilas de combustible 302. Esto induce un flujo forzado
del hidrógeno a través del paquete de pilas de combustible 302 y,
posteriormente, el hidrógeno es distribuido de manera uniforme. Con
ello, se promueve la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno y se
mejora el comportamiento de la pila de combustible.
La válvula de escape 314, la cual puede ser una
válvula de solenoide, es controlada por el circuito de control 324
para separar agua e impurezas indeseadas del paquete de pilas de
combustible 302 a intervalos regulares. De este modo se mantiene la
pureza del hidrógeno dentro del paquete de pilas de combustible 302.
Igualmente, se puede eliminar la acumulación de agua dentro de los
pasos de hidrógeno del paquete de pilas de combustible 302 con el
fin de mantener el rendimiento del paquete de pilas de combustible
302.
El circuito de control 324 controla
eléctricamente el funcionamiento del dispositivo regulador del flujo
y presión 307, para regular el hidrógeno que fluye al interior del
paquete de pilas de combustible 302. El circuito de control 324
también controla eléctricamente la soplante 304 para regular el aire
que fluye hacia el humidificador de aire 316 y paquete de pilas de
combustible 302. El circuito de control 324 controla eléctricamente
la válvula de escape 314 para expulsar impurezas y agua del paquete
de pilas de combustible 302. Además, el circuito de control 324
puede efectuar una auto-diagnosis, tal como la
detección de la presión de hidrógeno del depósito de hidrógeno 310
y el examen de las condiciones operativas de la soplante 304,
válvula de solenoide 306, válvula de escape 314, paquete de pilas
de combustible 302 y, si se desea, el propio circuito de control
324.
Se puede incorporar un conjunto de batería de
apoyo 325 en el sistema de pila de combustible 300 para activar el
circuito de control 324 a la hora de poner en marcha el sistema de
pila de combustible 300. El conjunto de batería de apoyo 325 puede
comprender una batería plomo-ácido o similar, la cual suministra
electricidad al circuito de control 324 cuando se pone en marcha el
sistema de pila de combustible 300. La energía de la batería de
apoyo 325 es también suministrada a otros dispositivos, tales como
la soplante 304, la válvula de solenoide 306 y la válvula de escape
314 durante la operación de puesta en marcha. Una vez que el sistema
de pila de combustible 300 se ha puesto en marcha adecuadamente, la
electricidad suministrada desde el paquete de pilas de combustible
302 recarga el conjunto de batería de apoyo 325 por vía de un
circuito de alimentación eléctrica 326 para mantener la capacidad
operativa futura del conjunto de batería de apoyo 325. El circuito
de alimentación eléctrica 326 convierte el voltaje de salida de
corriente continua procedente del paquete de pilas de combustible
302 en un voltaje de trabajo para el circuito de control 324 y
conjunto de batería de apoyo 325.
El sistema de pila de combustible de una
potencia inferior a 1 kilovatio es de estructura simple y económico.
Normalmente se aplica en aplicaciones que requieren poca potencia,
tales como vehículos eléctricos y generadores de baja potencia. La
figura 5 muestra una aplicación del sistema de pila de combustible
300 de la presente invención en un vehículo eléctrico, en donde el
paquete de pilas de combustible 302 del sistema de pila de
combustible 300 genera un voltaje de salida de corriente continua,
que se aplica a un motor de accionamiento 502 para accionar la
transmisión 504 del vehículo eléctrico. Ha de observarse que los
componentes y partes del sistema de pila de combustible 300 de la
presente invención, que se ilustra en la figura 3, se incorporan
por completo en la figura 5 para mayor claridad.
La figura 6 muestra otra aplicación del sistema
de pila de combustible 300 de la presente invención en un generador
de potencia de corriente alterna, que puede ser portátil o
estacionario. El paquete de pilas de combustible 302 del sistema de
pila de combustible 300 genera un voltaje de salida de corriente
continua, que se aplica a un convertidor de corriente continua a
corriente alterna 602 para convertir el voltaje de salida de
corriente continua, generado por el paquete de pilas de combustible
302, en un voltaje de salida de corriente alterna. La corriente
alterna que sale del convertidor de corriente continua a corriente
alterna 602 fluye a través de un regulador de voltaje 603. La
frecuencia de la corriente alterna así generada puede ser cambiada
según se desee, por ejemplo, 60/50 Hz. Ha de observarse que los
componentes y partes del sistema de pila de combustible 300 de la
presente invención, que se ilustra en la figura 6, se incorporan por
completo en la figura 3 para mayor claridad.
La figura 7 muestra otra aplicación del sistema
de pila de combustible 300 de la presente invención en un generador
de potencia de corriente continua, el cual puede ser portátil o
estacionario. El paquete de pilas de combustible 302 del sistema de
pila de combustible 300 genera un voltaje de salida de corriente
continua, el cual se aplica directamente a un regulador de voltaje
603. Ha de apreciarse que los componentes y partes del sistema de
pila de combustible 300 de la presente invención, que se ilustra en
la figura 7 se incorporan de forma completa en la figura 3 para
mayor claridad.
A este respecto, puede apreciarse que el sistema
de pila de combustible de la presente invención proporciona aire
humidificado que contiene oxígeno al paquete de pilas de combustible
para acentuar la reacción y para evitar la insuficiencia de agua en
el caso de cargas pesadas. También ha de observarse que la
recirculación del hidrógeno de nuevo al paquete de pilas de
combustible ayuda a promover la reacción electroquímica dentro del
paquete de pilas de combustible. Parte del aire extraído por la
soplante es conducido directamente al paquete de pilas de
combustible para enfriar la temperatura y, por tanto, no se requiere
un dispositivo de refrigeración, tal como un ventilador.
Aunque la presente invención ha sido descrita
con referencia a modalidades preferidas de la misma, para los
expertos en la materia será evidente que pueden efectuarse diversas
modificaciones y cambios sin desviarse por ello del alcance de la
presente invención tal y como queda definida por las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (7)
1. Un sistema de pila de combustible (300) que
comprende:
un paquete de pilas de combustible (302)
provisto de una entrada de aire de refrigeración (406), una salida
de aire de refrigeración (408), una entrada de aire de reacción
(409), una salida de aire de reacción (410), una entrada de
hidrógeno y una salida de hidrógeno;
un sistema de suministro de aire que suministra
un flujo de aire al paquete de pilas de combustible (302), que
comprende:
- una soplante (304) para impulsar el aire hacia la entrada de aire de refrigeración (406) del paquete de pilas de combustible (302) para refrigerar el paquete de pilas de combustible (302);
- un humidificador de aire (316) conectado entre la soplante (304) y la entrada de aire de reacción (409) del paquete de pilas de combustible (302) para humidificar el aire suministrado al paquete de pilas de combustible (302);
un sistema de suministro de hidrógeno que
suministra hidrógeno a la entrada de gas del paquete de pilas de
combustible (302), que comprende:
- un depósito de hidrógeno (310) en el cual se almacena el hidrógeno y desde el cual es suministrado un flujo de hidrógeno hacia el paquete de pilas de combustible (302) por vía de la entrada de gas;
- un dispositivo regulador del flujo y presión (307) conectado entre el depósito de hidrógeno (310) y la entrada de gas del paquete de pilas de combustible (302) para regular el flujo de hidrógeno;
caracterizado porque el sistema de pila
de combustible (300) comprende un recirculador de hidrógeno (318)
conectado entre la entrada de gas del paquete de pilas de
combustible (302) y la salida de gas para recibir un exceso de
hidrógeno desde la salida de gas del paquete de pilas de combustible
(302) y obligar de nuevo al hidrógeno hacia la entrada de gas del
paquete de pilas de combustible (302) con el fin de inducir una
circulación del flujo de hidrógeno por el interior del paquete de
pilas de combustible (302); y un circuito de control (324)
conectado eléctricamente al dispositivo regulador del flujo y
presión (307) para regular el flujo de hidrógeno hacia el paquete
de pilas de combustible (302) y conectado eléctricamente a la
soplante (304) para regular el flujo de aire hacia el paquete de
pilas de combustible (302) y humidificador de aire (316).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un sistema de pila de combustible según la
reivindicación 1, que comprende además:
un conjunto de batería (325) para activar el
circuito de control (304);
un circuito de alimentación eléctrica (326) para
recibir y convertir un voltaje de salida de corriente continua,
procedente del paquete de pilas de combustible (302), en un voltaje
de trabajo para accionar el circuito de control (324) y cargar el
conjunto de batería (325);
una válvula de escape (314) controlada por el
circuito de control (324) para expulsar impurezas y agua del
paquete de pilas de combustible (302); y
un filtro (320) para separar impurezas del aire
extraído por la soplante (304).
\vskip1.000000\baselineskip
3. Un sistema de pila de combustible según la
reivindicación 1, en donde el depósito de hidrógeno (310) comprende
un bote para almacenar hidrógeno hecho de una aleación.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Un sistema de pila de combustible según la
reivindicación 1, en donde el dispositivo regulador del flujo y
presión (307) comprende:
una válvula de solenoide (306) controlada por el
circuito de control (324) para interrumpir selectivamente el flujo
de hidrógeno; y
una válvula reguladora de la presión (308) para
regular la presión del flujo de hidrógeno.
5. Un sistema de pila de combustible según la
reivindicación 1, en donde el paquete de pilas de combustible (302)
está conectado eléctricamente a un motor de accionamiento (502) de
un vehículo eléctrico, y un voltaje de salida de corriente continua
generado por el paquete de pilas de combustible (302) se aplica al
motor de accionamiento (502).
\vskip1.000000\baselineskip
6. Un sistema de pila de combustible según la
reivindicación 1, en donde el paquete de pilas de combustible está
conectado eléctricamente a un sistema generador de potencia de
corriente alterna constituido por un convertidor de corriente
continua a corriente alterna (602) y un regulador de voltaje (603),
y un voltaje de salida de corriente continua, generado por el
paquete de pilas de combustible (302) se aplica al sistema generador
de potencia de corriente alterna.
7. Un sistema de pila de combustible según la
reivindicación 1, en donde el paquete de pilas de combustible (302)
está conectado eléctricamente a un sistema generador de potencia de
corriente continua que comprende un regulador de voltaje (603), y
un voltaje de salida de corriente continua, generador por el paquete
de pilas de combustible (302), se aplica al sistema generador de
potencia de corriente continua.
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