RU2005119301A - Терморегулирование в электрохимических топливных элементах - Google Patents

Терморегулирование в электрохимических топливных элементах Download PDF

Info

Publication number
RU2005119301A
RU2005119301A RU2005119301/09A RU2005119301A RU2005119301A RU 2005119301 A RU2005119301 A RU 2005119301A RU 2005119301/09 A RU2005119301/09 A RU 2005119301/09A RU 2005119301 A RU2005119301 A RU 2005119301A RU 2005119301 A RU2005119301 A RU 2005119301A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
fuel cell
unit according
inlet
fuel
Prior art date
Application number
RU2005119301/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2332753C2 (ru
Inventor
Питер Дейвид ХУД (GB)
Питер Дейвид ХУД
Филип Джон МИТЧЕЛЛ (GB)
Филип Джон МИТЧЕЛЛ
Пол Леонард ЭДКОК (GB)
Пол Леонард ЭДКОК
Джонатан КОУЛ (US)
Джонатан КОУЛ
Original Assignee
Интелиджент Энерджи Лимитед (Gb)
Интелиджент Энерджи Лимитед
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 Интелиджент Энерджи Лимитед (Gb), Интелиджент Энерджи Лимитед filed Critical Интелиджент Энерджи Лимитед (Gb)
Publication of RU2005119301A publication Critical patent/RU2005119301A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2332753C2 publication Critical patent/RU2332753C2/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04029Heat exchange using liquids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04126Humidifying
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156Arrangements 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
    • H01M8/04164Arrangements 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 by condensers, gas-liquid separators or filters
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Claims (19)

1. Топливно-элементный агрегат, включающий батарею топливных элементов, имеющую по меньшей мере одно вводное отверстие для ввода охлаждающей воды и по меньшей мере одно выводное отверстие для отвода воды и/или водяного пара, где как вводное отверстие, так и выводное отверстие сообщены с по меньшей мере одним мембранно-электродным блоком топливной батареи; и термоаккумулирующий резервуар с проходящим через него теплообменным трубопроводом, имеющим ввод и вывод, соединенные соответственно с по меньшей мере одним выводным отверстием и с по меньшей мере одним входным отверстием батареи топливных элементов, в результате чего образован охлаждающий контур для батареи топливных элементов.
2. Агрегат по п.1, который дополнительно включает блок сбора конденсата к контуре охлаждения между выводом из теплообменника и вводным отверстием батареи топливных элементов.
3. Агрегат по п.1, который дополнительно включает водяной насос к контуре охлаждения между выводом из теплообменника и вводным отверстием батареи топливных элементов.
4. Агрегат по п.1, в котором термоаккумулирующий резервуар включает водяную рубашку, охватывающую теплообменный трубопровод.
5. Агрегат по п.4, в котором водяная рубашка дополнительно включает подвод холодной воды и точку отвода горячей воды.
6. Агрегат по п.4 или 5, дополнительно включающий электронагревательный элемент для нагрева водяной рубашки, который связан с выводом электроэнергии батареи топливных элементов.
7. Агрегат по п.1, дополнительно включающий средство регулирования давления для регулируемого выпуска отбросных газов из контура охлаждения.
8. Агрегат по п.1, в котором термоаккумулирующий резервуар включает проходящий через него вспомогательный водяной контур для обеспечения радиаторной системы для обогрева помещений.
9. Агрегат по п.1, в котором вводное отверстие батареи топливных элементов, куда поступает вода из контура охлаждения, связана с системой прямой водоподачи анодов и/или катодов в батарее топливных элементов.
10. Агрегат по п.1, в котором вводное отверстие батареи топливных элементов, куда поступает вода из контура охлаждения, связана с агрегатом предварительного подогрева для обеспечения подогрева топлива и/или окислителя, подаваемых на соответствующие аноды/катоды.
11. Агрегат по п.5, который дополнительно включает клапан, помещенный между точкой отвода горячей воды и вывода отработанной воды, и датчик температуры в контуре охлаждения для приведения в действие клапана в том случае, когда температура воды в контуре охлаждения превышает заданную величину.
12. Агрегат по п.1, в котором, по меньшей мере, одно выводное отверстие включает отверстие для катодного выхлопа.
13. Способ эксплуатации топливно-элементного агрегата, включающий стадии: подачи топлива и окислителя в батарею топливных элементов, в результате чего генерируется электрический ток и образуется побочный продукт в виде воды/водяного пара; подачи воды/водяного пара в теплообменный трубопровод термоаккумулирующего резервуара и отвода оттуда тепловой энергии; приема воды и конденсата пара из теплообменного трубопровода и возвращения их в мембранно-электродный блок батареи топливных элементов; и сохранения тепловой энергии в термоаккумулирующем резервуаре, причем батарея топливных элементов и теплообменный трубопровода образуют контур водяного охлаждения.
14. Способ по п.13, дополнительно включающий сбор отводимых воды конденсата пара в сборнике конденсата в контуре охлаждения между теплообменником и вводным отверстием батареи топливных элементов.
15. Способ по п.13, дополнительно включающий стадию хранения отобранной энергии в водяной рубашке термоаккумулирующего резервуара.
16. Способ по п.15, дополнительно включающий стадию отвода нагретой воды из водяной рубашки и восполнения ее холодной водой.
17. Способ по п.13, дополнительно включающий стадию нагрева воды во втором водяном контуре из термоаккумулирующего резервуара.
18. Способ по п.13, дополнительно включающий стадию использования отводимой воды и конденсата пара для подачи в систему прямого ввода воды анодов и/или катодов в батарее топливных элементов.
19. Способ по п.13, дополнительно включающий стадию использования отводимой воды и конденсата пара в батарее топливных элементов с целью предварительно подогрева топлива и/или окислителя, подаваемых на соответствующие аноды/катоды.
RU2005119301/09A 2002-11-22 2003-11-20 Терморегулирование в электрохимических топливных элементах RU2332753C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0227263A GB2396688B (en) 2002-11-22 2002-11-22 Thermal energy management in electrochemical fuel cells
GB0227263.1 2002-11-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005119301A true RU2005119301A (ru) 2006-01-27
RU2332753C2 RU2332753C2 (ru) 2008-08-27

Family

ID=9948321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005119301/09A RU2332753C2 (ru) 2002-11-22 2003-11-20 Терморегулирование в электрохимических топливных элементах

Country Status (17)

Country Link
US (1) US7498094B2 (ru)
EP (1) EP1565953B1 (ru)
JP (1) JP2006507639A (ru)
KR (1) KR101065648B1 (ru)
CN (1) CN100352092C (ru)
AT (1) ATE389954T1 (ru)
AU (1) AU2003302208A1 (ru)
BR (1) BR0316454B1 (ru)
CA (1) CA2520371C (ru)
DE (1) DE60319869T2 (ru)
ES (1) ES2305572T3 (ru)
GB (1) GB2396688B (ru)
MX (1) MXPA05005511A (ru)
NO (1) NO333622B1 (ru)
RU (1) RU2332753C2 (ru)
WO (1) WO2004049481A2 (ru)
ZA (1) ZA200504072B (ru)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2382455B (en) * 2001-11-07 2004-10-13 Intelligent Energy Ltd Fuel cell fluid flow field plates
GB2412784B (en) * 2002-01-18 2006-08-23 Intelligent Energy Ltd Fuel cell oxygen removal and pre-conditioning system
GB2390738B (en) * 2002-07-09 2005-05-11 Intelligent Energy Ltd Fuel cell direct water injection
GB2401986B (en) * 2003-05-17 2005-11-09 Intelligent Energy Ltd Improvements in fuel utilisation in electrochemical fuel cells
GB2409763B (en) 2003-12-31 2007-01-17 Intelligent Energy Ltd Water management in fuel cells
GB2413002B (en) * 2004-04-08 2006-12-06 Intelligent Energy Ltd Fuel cell gas distribution
GB2422716B (en) * 2005-01-26 2007-08-22 Intelligent Energy Ltd Multi-layer fuel cell diffuser
CN100502093C (zh) * 2005-08-26 2009-06-17 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 一种可携式燃料电池
KR100686830B1 (ko) 2005-11-09 2007-02-26 삼성에스디아이 주식회사 연료전지 시스템
GB2434845B (en) * 2006-02-01 2010-10-13 Intelligent Energy Ltd Variable compressibility gaskets
US8435689B2 (en) * 2006-10-23 2013-05-07 Bloom Energy Corporation Dual function heat exchanger for start-up humidification and facility heating in SOFC system
GB2464946B (en) * 2008-10-30 2012-05-16 Intelligent Energy Ltd Fuel cell cooling
PL211980B1 (pl) * 2008-12-16 2012-07-31 Impact Automotive Technologies Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Moduł baterii elektrycznych stabilizowany termicznie
FR2941092A1 (fr) * 2009-01-13 2010-07-16 Dietrich Thermique Circuit de securite comportant une charge de dissipation thermique pour une pile a combustible
ITTO20100192A1 (it) * 2010-03-15 2011-09-16 Electro Power Systems Spa Generatore di potenza elettrica a celle a combustibile e relativo metodo di gestione
FR2959354B1 (fr) 2010-04-23 2012-07-13 Inst Francais Du Petrole Procede de cogeneration d'energie mecanique-electrique et de chaleur
WO2013138249A2 (en) * 2012-03-12 2013-09-19 Nuvera Fuel Cells, Inc. Cooling system and method for use with a fuel cell
KR101708841B1 (ko) * 2015-02-09 2017-02-21 주식회사 두산 연료전지용 연료처리장치 및 연료전지 시스템
KR101734689B1 (ko) 2015-10-15 2017-05-24 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 냉각 시스템
GB2568893B (en) * 2017-11-29 2020-03-25 Intelligent Energy Ltd A cooling module for a fuel cell system
CN110649280A (zh) * 2019-09-26 2020-01-03 上海电气集团股份有限公司 燃料电池热电联供系统及装置
DE102020207746A1 (de) * 2020-06-23 2021-12-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Wärmeübertrag im Kathodenpfad eines Brennstoffzellensystems mittels Verdampfung/Kondensation von Produktwasser

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60124366A (ja) 1983-12-08 1985-07-03 Agency Of Ind Science & Technol 燃料電池発電装置
US5366818A (en) * 1991-01-15 1994-11-22 Ballard Power Systems Inc. Solid polymer fuel cell systems incorporating water removal at the anode
JPH0529012A (ja) * 1991-04-01 1993-02-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 燃料電池および排ガス系熱回収方法
JP3071321B2 (ja) * 1992-03-26 2000-07-31 大阪瓦斯株式会社 りん酸形燃料電池発電装置
JP4552236B2 (ja) * 1997-12-22 2010-09-29 株式会社エクォス・リサーチ 燃料電池装置
US6015634A (en) * 1998-05-19 2000-01-18 International Fuel Cells System and method of water management in the operation of a fuel cell
JP2000018718A (ja) * 1998-06-24 2000-01-18 Mitsubishi Electric Corp 発電機能付き温水器
JP4288721B2 (ja) * 1998-07-10 2009-07-01 株式会社エクォス・リサーチ 燃料電池システム
JP2000082477A (ja) * 1998-09-04 2000-03-21 Toshiba Corp 燃料電池発電プラント
JP2000185356A (ja) 1998-12-22 2000-07-04 Toyoda Gosei Co Ltd 二色表皮自動車内装品
JP3403667B2 (ja) * 1999-05-25 2003-05-06 松下電器産業株式会社 固体高分子型燃料電池コージェネレーションシステム
JP4513168B2 (ja) * 2000-05-15 2010-07-28 トヨタ自動車株式会社 燃料電池装置と給湯装置のコンバインシステム
DE60138338D1 (de) * 2000-06-20 2009-05-28 Kurita Water Ind Ltd Brennstoffzellenstromversorgungssystem und Betriebsverfahren
JP4660889B2 (ja) * 2000-06-20 2011-03-30 栗田工業株式会社 燃料電池発電システムおよびその運転方法
JP2002075427A (ja) * 2000-09-05 2002-03-15 Toyota Industries Corp 燃料電池発電システム
US6861169B2 (en) * 2001-05-09 2005-03-01 Nuvera Fuel Cells, Inc. Cogeneration of power and heat by an integrated fuel cell power system
US6777120B2 (en) * 2001-05-23 2004-08-17 General Motors Corporation Relative humidity sensor with compensation for changes in pressure and gas composition
US6939635B2 (en) * 2001-05-31 2005-09-06 Plug Power Inc. Method and apparatus for controlling a combined heat and power fuel cell system
CA2406331C (en) * 2002-10-01 2009-12-22 Long Manufacturing Ltd. Thermal management system

Also Published As

Publication number Publication date
EP1565953B1 (en) 2008-03-19
NO20052427D0 (no) 2005-05-20
ZA200504072B (en) 2006-10-25
US7498094B2 (en) 2009-03-03
AU2003302208A1 (en) 2004-06-18
BR0316454B1 (pt) 2012-06-12
AU2003302208A8 (en) 2004-06-18
CN100352092C (zh) 2007-11-28
DE60319869T2 (de) 2009-03-05
WO2004049481A8 (en) 2004-08-19
ATE389954T1 (de) 2008-04-15
WO2004049481A2 (en) 2004-06-10
KR101065648B1 (ko) 2011-09-20
US20060257699A1 (en) 2006-11-16
NO20052427L (no) 2005-06-20
GB0227263D0 (en) 2002-12-31
BR0316454A (pt) 2005-10-11
NO333622B1 (no) 2013-07-22
EP1565953A2 (en) 2005-08-24
DE60319869D1 (de) 2008-04-30
GB2396688A (en) 2004-06-30
ES2305572T3 (es) 2008-11-01
KR20050085118A (ko) 2005-08-29
CA2520371A1 (en) 2004-06-10
JP2006507639A (ja) 2006-03-02
RU2332753C2 (ru) 2008-08-27
WO2004049481A3 (en) 2005-04-21
CN1735989A (zh) 2006-02-15
CA2520371C (en) 2011-09-27
GB2396688B (en) 2006-06-28
MXPA05005511A (es) 2005-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2005119301A (ru) Терморегулирование в электрохимических топливных элементах
CN110957503B (zh) 一种燃料电池低温启动的空气加热回流系统及控制方法
CN105390715B (zh) 一种低温冷启动燃料电池系统及利用方法
US6699612B2 (en) Fuel cell power plant having a reduced free water volume
CN100391037C (zh) 质子交换膜燃料电池发电装置
CN105576269A (zh) 一种固定式的微型燃料电池热电联产装置的热控制系统
JP2006507639A5 (ru)
EP1056148A3 (en) Solid polymer electrolyte fuel cell cogeneration system
CN113278992B (zh) 一种水蒸气涡轮增压的燃料电池电解槽系统及其工作方法
CN114046572A (zh) 基于质子交换膜燃料电池的建筑冷热电联供系统及方法
CN101356681B (zh) 燃料电池系统及操作方法
KR100807875B1 (ko) 연료전지 열병합 발전시스템
JP2006528827A (ja) 低温燃料電池発電装置の動作
CN116344861A (zh) 一种质子交换膜氢燃料电池热电联产系统
JP2004111397A (ja) 燃料電池における反応体流の加湿
CN220086095U (zh) 一种质子交换膜氢燃料电池热电联产系统
KR20030073679A (ko) 연료전지 시스템의 냉각수 재활용 장치
JP2002056880A (ja) 水電解装置−固体高分子形燃料電池系発電システム
CN216308059U (zh) 基于质子交换膜燃料电池的建筑冷热电联供系统
CN217589004U (zh) 一种含热量回收功能的sofc系统
JP4440676B2 (ja) 燃料電池発電給湯システム
JP2002289242A (ja) 燃料電池排熱回収システム
CN117594826A (zh) 一种燃料电池的余热回收系统及控制方法
JPH04345766A (ja) 燃料電池発電プラントの熱併給発電システム
WO2023126625A1 (en) Fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161121