RU2267834C2 - Способ эксплуатации электрохимического генератора - Google Patents
Способ эксплуатации электрохимического генератора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267834C2 RU2267834C2 RU2003127172/09A RU2003127172A RU2267834C2 RU 2267834 C2 RU2267834 C2 RU 2267834C2 RU 2003127172/09 A RU2003127172/09 A RU 2003127172/09A RU 2003127172 A RU2003127172 A RU 2003127172A RU 2267834 C2 RU2267834 C2 RU 2267834C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- oxidizer
- pressure
- electrolyte
- gas
- Prior art date
Links
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
Изобретение относится к области источников питания постоянного тока, а именно к системам электропитания постоянного тока, работающих на водороде и кислороде. Согласно изобретению в способе эксплуатации электрохимического генератора для регулирования перепада давления между окислителем и горючим используется избыточное давление самих газообразных реагентов - окислителя и горючего. Техническим результатом изобретения является исключение постороннего инертного газа, повышение точности и регулирования перепада давления между окислителем и горючим, так как регулирование перепада осуществляется за счет изменения высоты уровней жидкости. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области источников питания постоянного тока, а именно к системам электропитания постоянного тока, работающих на водороде и кислороде.
Известен способ эксплуатации ЭХГ, включающий регулирование подачи топлива в зависимости от давления окислителя [1].
Недостатком известного способа эксплуатации является невозможность поддержания малых перепадов давлений и опасность смешения реагентов. Это связано с жесткими характеристиками пневматического узла и вероятностью потери герметичности мембран в результате знакопеременных нагрузок.
Способ эксплуатации ЭХГ, принятый за прототип [2], заключается в том, что в газовую полость емкости с жидким электролитом подают инертный газ с заданным управляющим давлением. Давлением этого инертного газа обеспечивается регулирование равенства давлений между окислителем, горючим и электролитом за счет подачи этого газа в блок системы регулирования окислителя и в блок регулирования горючего. В этом способе исключается вероятность смешивания компонентов.
Недостатками прототипа способа эксплуатации ЭХГ являются
- необходимость в дополнительной энергии извне в виде электричества или сжатого газа;
- низкая точность регулирования перепада давлений между окислителем и горючим, это связано с наличием жестких мембран и пружин в блоках регулирования.
Задачей нового технического решения является создание такого ЭХГ и способа эксплуатации ЭХГ, при котором значительно снизились бы энергозатраты и повысилась бы точность, что продлило бы срок службы, снизило стоимость и повысило надежность ЭХГ.
Задача решается совокупностью всех существующих признаков.
В способе эксплуатации электрохимического генератора, заключающемся в подаче управляющего газообразного компонента в газовую полость емкости с жидким электролитом и измерении давления в ней, в качестве управляющего газообразного компонента использованы два газообразных реагента электрохимического генератора, причем в газовую полость горючего емкости с электролитом подают один из газообразных реагентов электрохимического генератора - горючее, а в газовую полость окислителя емкости с электролитом подают другой газообразный реагент электрохимического генератора - окислитель, измеряют давление в обеих газовых полостях емкости с электролитом, и при неравенстве давлений в этих полостях производят выравнивание давлений путем подачи соответствующего газообразного реагента в одну из упомянутых полостей с меньшим давлением.
В способе эксплуатации для регулирования перепада давления между окислителем и горючим используется избыточное давление самих газообразных реагентов - окислителя и горючего, исключается посторонний инертный газ, повышается надежность из-за отсутствия пневматического узла, повышается точность регулирования перепада давления между окислителем и горючим, так как регулирование перепада осуществляется за счет изменения высоты уровней жидкости.
На чертеже представлен вариант устройства, позволяющий реализовать предложенный способ, где изображено
1 - блок подачи окислителя;
2 - трубопровод подачи окислителя;
3 - газовая камера окислителя;
4 - жидкостная камера электролита;
5 - газовая камера горючего;
6 - трубопровод подачи горючего;
7 - блок подачи горючего;
8 - магистраль подачи окислителя;
9 - клапан подачи окислителя;
10 - магистраль подачи горючего;
11 - клапан подачи горючего;
12 - емкость с электролитом;
13 - газовая полость горючего емкости с электролитом;
14 - газовая полость окислителя емкости с электролитом;
15 - трубопровод, соединяющий газовую камеру окислителя с газовой полостью окислителя емкости с электролитом;
16 - трубопровод, соединяющий газовую камеру горючего с газовой полостью горючего емкости с электролитом;
17 - насос;
18 - уровнемер окислителя;
19 - уровнемер горючего.
Способ реализуется следующим образом:
Окислитель, например кислород, поступает в ЭХГ из блока подачи окислителя 1 по трубопроводу подачи окислителя 2. Окислитель попадает в газовую камеру окислителя 3. Горючее, например водород, поступает в ЭХГ из блока подачи горючего 7 по трубопроводу подачи горючего 6. Горючее попадает в газовую камеру горючего 5. В газовых камерах окислителя и горючего 3, 5 благодаря прохождению ионов в жидкостной камере электролита 4, которая входит в замкнутый контур прокачки электролита с насосом 17, происходит непосредственное превращение химической энергии окислителя и горючего в электрическую энергию. В связи с тем что энергопотребление является переменным по времени, а также из-за необходимости регулярных периодических продувок газовых камер окислителя и горючего 3, 5, давление в этих камерах также изменяется. Это может привести к возникновению резкого нерасчетного перепада давлений между газовыми камерами окислителя и горючего 3 и 5 и, как следствие к нарушению прочности топливного элемента. Регулирование перепада давлений между газовыми камерами окислителя и горючего 3 и 5 в предлагаемом варианте происходит за счет изменения высоты уровней жидкости, так как емкость с электролитом 12 представляет собой два сообщающихся сосуда с двумя газовыми полостями - газовая полость горючего емкости с электролитом 13 и газовая полость окислителя емкости с электролитом 14. При этом газовая полостью емкости с электролитом 13 снабжена уровнемером горючего 19, а газовая полость емкости с электролитом 14 снабжена уровнемером окислителя 18. По сигналу об изменении положения одного уровня жидкости в какой-либо газовой полости относительно другой открывается либо клапан подачи окислителя 9, либо клапан подачи горючего 11. Так, например, если давление окислителя в процессе эксплуатации ЭХГ оказалось ниже давления горючего, это означает, что уровень жидкости в первой газовой полости емкости с электролитом 13 выше, чем уровень жидкости во второй газовой полости 14, то в этом случае поступает сигнал на открытие клапана подачи горючего 11, что приводит к выравниванию давлений между реагентами.
Одним из необходимых условий эффективной работы ЭХГ является стабилизация таких параметров, как давление, перепад или равенство давлений топлива и окислителя и перепад давления между реагентами и электролитом. Только выполнение этого требования в условиях нестационарных нагрузок и других внешних возмущений может обеспечить надежную и пожаровзрывобезопасную работу ЭХГ.
Таким образом, решается задача значительного снижения энергозатрат, так как в емкость с электролитом подаются газообразные реагенты, не используется энергия постороннего инертного газа и упрощается конструкция, так как отсутствуют сложные сильфонные узлы, что увеличивает срок службы, снижает стоимость и повышает надежность ЭХГ.
Источники информации
1. Н.С.Лидоренко, Г.Ф.Мучник. «Электрохимические генераторы». Москва, Энергоиздат, 1982 г., стр.236-237.
2. Н.С.Лидоренко, Г.Ф.Мучник. «Электрохимические генераторы». Москва, Энергоиздат, 1982 г., стр.233-235.
Claims (1)
- Способ эксплуатации электрохимического генератора, заключающийся в подаче управляющего газообразного компонента в газовую полость емкости с жидким электролитом, измерении давления в ней, отличающийся тем, что в качестве управляющего газообразного компонента использованы два газообразных реагента электрохимического генератора, причем в газовую полость горючего емкости с электролитом подают один из газообразных реагентов электрохимического генератора - горючее, а в газовую полость окислителя емкости с электролитом подают другой газообразный реагент электрохимического генератора - окислитель, измеряют давление в обеих газовых полостях емкости с электролитом и при неравенстве давлений в этих полостях производят выравнивание давлений путем подачи соответствующего газообразного реагента в одну из упомянутых полостей с меньшим давлением.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003127172/09A RU2267834C2 (ru) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Способ эксплуатации электрохимического генератора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003127172/09A RU2267834C2 (ru) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Способ эксплуатации электрохимического генератора |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003127172A RU2003127172A (ru) | 2005-04-20 |
RU2267834C2 true RU2267834C2 (ru) | 2006-01-10 |
Family
ID=35634353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003127172/09A RU2267834C2 (ru) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Способ эксплуатации электрохимического генератора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2267834C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2668287C1 (ru) * | 2015-04-14 | 2018-09-28 | Протон Мотор Фьюэл Селл Гмбх | Способ и устройство для работы топливных элементов с искусственным воздухом |
-
2003
- 2003-09-08 RU RU2003127172/09A patent/RU2267834C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2668287C1 (ru) * | 2015-04-14 | 2018-09-28 | Протон Мотор Фьюэл Селл Гмбх | Способ и устройство для работы топливных элементов с искусственным воздухом |
US11063281B2 (en) | 2015-04-14 | 2021-07-13 | Proton Motor Fuel Cell Gmbh | Method and device for operating fuel cells with artificial air |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003127172A (ru) | 2005-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9297718B2 (en) | Method for checking the gas tightness of a fuel cell system | |
US5505824A (en) | Propellant generator and method of generating propellants | |
US5690797A (en) | Hydrogen and oxygen gas generating system | |
US20090071819A1 (en) | Electrolyzer cell stack system | |
KR102022640B1 (ko) | 연료전지 전기차의 수소 사용량 측정시스템 | |
JP6150269B2 (ja) | 再生型燃料電池 | |
CN110906034B (zh) | 用于燃料电池系统的压力调节器 | |
JP2018517234A (ja) | 人工空気を用いた燃料電池作動方法及び装置 | |
JP2007149630A (ja) | 燃料電池システム | |
KR100831567B1 (ko) | 연료전지차량용 연비측정 장치 및 방법 | |
US20210102667A1 (en) | Gas supply system and method for estimating internal pressure of gas tank | |
CN110178255A (zh) | 用于确定燃料电池堆的密封性的方法 | |
CN110277577A (zh) | 燃料电池的氢气浓度的控制方法和控制系统 | |
US11332835B2 (en) | Hydrogen system | |
US20110223504A1 (en) | Fuel cell system | |
US11648509B2 (en) | Process water gas management of inert gas generation electrolyzer system with gas-activated valve | |
US20200185737A1 (en) | Purge circuit of a fuel cell | |
JP2013249508A (ja) | 水素酸素製造装置、及び水素酸素製造方法 | |
RU2267834C2 (ru) | Способ эксплуатации электрохимического генератора | |
JP3411747B2 (ja) | 燃料電池 | |
CN110534770A (zh) | 燃料电池系统 | |
US20140363757A1 (en) | Pressure adjustment unit and redox device having a pressure adjustment unit | |
US20180183077A1 (en) | Fuel cell system | |
US7971606B2 (en) | Fuel tank and cap device thereof | |
US10305130B2 (en) | Tank-type power generation device capable of manufacturing high-pressure hydrogen and fuel cell vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070909 |