RU2646530C2 - Portable hydrogen electric power supply - Google Patents
Portable hydrogen electric power supply Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646530C2 RU2646530C2 RU2015128892A RU2015128892A RU2646530C2 RU 2646530 C2 RU2646530 C2 RU 2646530C2 RU 2015128892 A RU2015128892 A RU 2015128892A RU 2015128892 A RU2015128892 A RU 2015128892A RU 2646530 C2 RU2646530 C2 RU 2646530C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- source
- source according
- fuel cell
- hydrogen gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
-
- 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)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, более конкретно к электрохимическим генераторам, и может быть использовано в качестве источника электропитания для портативной техники и в качестве зарядного устройства аккумулятора для портативной техники.The invention relates to the field of electrical engineering, more specifically to electrochemical generators, and can be used as a power source for portable equipment and as a battery charger for portable equipment.
Известна «Энергоустановка на основе топливных элементов и способ управления энергоустановкой» (патент RU 2345447, 30.07.2007, Общество с ограниченной ответственностью «Национальная инновационная компания «Новые энергетические проекты» (ООО «Национальная инновационная компания «НЭП»)), содержащая батарею топливных элементов, генератор водорода, преобразователь напряжения, регулирующий клапан и систему управления режимами работы энергоустановки, входы измерения напряжений которой соединены с выходными выводами батареи топливных элементов и преобразователя напряжения, а управляющий выход подключен к входу управления регулирующего клапана, выход генератора водорода соединен с входом водородной полости батареи топливных элементов, к выходу водородной полости подключен регулирующий клапан, который выполнен с двумя уровнями P1 и Р2 давления срабатывания, причем P2>P1, первому уровню P1 соответствует режим продувки водородной полости избыточным расходом водорода, а второму уровню P2 - режим аварийного стравливания водорода при неисправностях генератора водорода или при переходных процессах в рабочем режиме, а система управления режимами работы энергоустановки содержит блок управления регулирующим клапаном. На входе в водородную полость батареи топливных элементов установлен вентилятор, входы питания которого соединены с выходами системы управления режимами работы энергоустановки, причем система управления содержит блок управления вентилятором. Преобразователь напряжения может быть снабжен входом включения/выключения, а система управления режимами работы энергоустановки содержит блок управления включением и выключением преобразователя напряжения.The well-known "energy installation based on fuel cells and a method of controlling an energy installation" (patent RU 2345447, 07/30/2007, Limited Liability Company "National Innovation Company" New Energy Projects "(LLC" National Innovation Company "NEP")), containing a battery of fuel cells , a hydrogen generator, a voltage converter, a control valve, and a power plant operating mode control system, the voltage measurement inputs of which are connected to the output terminals of the fuel cell battery and voltage converter, and the control output is connected to the control valve control input, the hydrogen generator output is connected to the input of the hydrogen cavity of the battery of fuel cells, the control valve is connected to the output of the hydrogen cavity, which is made with two pressure levels P 1 and P 2 , and P 2 > P 1 , the first level P 1 corresponds to the mode of purging the hydrogen cavity with an excessive flow of hydrogen, and the second level P 2 corresponds to the mode of emergency bleeding of hydrogen during malfunctions of the hydrogen generator or during transition one process in the operating mode, and the control system of the operating modes of the power plant contains a control valve control unit. A fan is installed at the entrance to the hydrogen cavity of the fuel cell battery, the power inputs of which are connected to the outputs of the power plant operating mode control system, the control system comprising a fan control unit. The voltage converter can be equipped with an on / off input, and the control system of the power plant operation modes comprises a control unit for turning the voltage converter on and off.
Технический результат заключается в улучшении вольтамперных характеристик энергоустановки, но недостатками является сложность конструкции из-за наличия регулирующего клапана на выходе водородной полоски топливного элемента с двумя промежуточными положениями Р1 и Р2 давления срабатывания.The technical result is to improve the current-voltage characteristics of the power plant, but the disadvantages are the design complexity due to the presence of a control valve at the outlet of the hydrogen strip of the fuel cell with two intermediate positions P1 and P2 of the response pressure.
Так же известно, что напряжение на выходах топливного элемента снижается при увеличении тока нагрузки согласно типовой вольтамперной характеристике топливного элемента, поэтому еще одним недостатком данного изобретения является возможный неконтролируемый режим включения продувки или аварийного сброса давления в водородной полости при увеличении тока нагрузки выше заданного значения, и тем самым требует наличия заданной нагрузки для энергоустановки и сильно ограничивает разнообразие единовременно подключаемых источников потребления.It is also known that the voltage at the outputs of the fuel cell decreases with increasing load current according to the typical current-voltage characteristics of the fuel cell, therefore, another disadvantage of this invention is the possible uncontrolled mode of turning on the purge or emergency pressure relief in the hydrogen cavity with increasing load current above a predetermined value, and thereby requiring a predetermined load for the power plant and severely limits the variety of simultaneously connected power sources Nia.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Автономный источник тока питания на топливных элементах» (патент RU 2351040, 17.08.2007, Общество с ограниченной ответственностью «Национальная инновационная компания «Новые энергетические проекты» (ООО «Национальная инновационная компания «НЭП»)). Данный патент принят за прототип изобретения.Closest to the claimed technical solution is the "Autonomous power supply source for fuel cells" (patent RU 2351040, 08/17/2007, Limited Liability Company "National Innovation Company" New Energy Projects "(LLC" National Innovation Company "NEP")). This patent is taken as a prototype of the invention.
Согласно изобретению автономный источник питания на топливных элементах содержит генератор водорода. Включающий сменные картриджи для взаимодействующих реагентов, редукционный и предохранительные клапаны для регулирования давления анодного газа в топливной камере, блок преобразования выходного напряжения и блок управления клапанами, причем выход генератора водорода соединен через редукционный предохранительный клапан, токовые выводы мембранно-электродных сборок соединены с входом блока преобразования выходного напряжения, первый выход которого соединен через указанный блок управления с управляющими входами редукционного и предохранительного клапанов, а второй выход блока преобразования выполнен с возможностью подключения к потребителю. Техническим результатом является создание простого, компактного и эффективного автономного источника питания на топливных элементах.According to the invention, an autonomous fuel cell power source comprises a hydrogen generator. Including replaceable cartridges for interacting reagents, pressure reducing and safety valves for regulating the pressure of the anode gas in the fuel chamber, an output voltage conversion unit and a valve control unit, the output of the hydrogen generator being connected via a pressure reducing valve, the current leads of the membrane-electrode assemblies are connected to the input of the conversion unit output voltage, the first output of which is connected through the specified control unit to the control inputs of the reduction and pre protective valve, and the second output conversion unit configured to connect to the consumer. The technical result is the creation of a simple, compact and efficient autonomous fuel cell power source.
Недостатком данного изобретения являются низкая выходная электрическая мощность, наличие пьезоэлектрического клапана для регулировки давления в топливной камере топливных элементов, что усложняет конструкцию источника питания и требует наличия преобразователя высокого напряжения для работы пьезоэлектрического клапана.The disadvantage of this invention is the low output electric power, the presence of a piezoelectric valve for adjusting the pressure in the fuel chamber of the fuel cells, which complicates the design of the power source and requires a high voltage converter for operation of the piezoelectric valve.
Технической задачей изобретения является повышение выходных электрических характеристик источника электропитания и создания простого и эффективного автономного источника электропитания на топливных элементах.An object of the invention is to increase the output electrical characteristics of the power source and create a simple and effective stand-alone power source for fuel cells.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемый настоящим изобретением портативный водородный источник электропитания, содержащий корпус с батареей топливных элементов с заменяемым источником газообразного водорода, отличающийся тем, что он имеет модульную структуру с возможностью замены отдельных модулей для изменения габаритно-весовых, мощностных характеристик или энергоемкости конечного устройства, содержит водородную газовую линию с разъемным, например, магнитным или резьбовым соединением и клапаном продувки анодной области, содержит управляющую и регулирующую режим работы топливного элемента электронику.The problem is solved in that the portable hydrogen power source proposed by the present invention, comprising a housing with a fuel cell battery with a replaceable hydrogen gas source, characterized in that it has a modular structure with the ability to replace individual modules to change the overall weight, power characteristics or power consumption of the final device, contains a hydrogen gas line with a detachable, for example, a magnetic or threaded connection and a purge valve anode region ty, contains the control and regulation mode of operation of the fuel cell electronics.
Основным структурным блоком является батарея топливных элементов (4), размещенная в корпусе (15) с закрепленным внутри вентилятором (10) для обдува воздухом, также корпус содержит управляющую и регулирующую режим работы батареи топливных элементов электронику (5) и водородную газовую линию (3). На корпусе с разных сторон для удобства подключения размещены электрический и газовые интерфейсы. Корпус содержит специальные отверстия для прохождения воздуха через батарею топливных элементов, причем отверстия открыты в рабочем состоянии источника электропитания и отверстия закрыты с возможностью уплотнения ограничения доступа внешнего воздуха во внутреннем объем с целью препятствовать возможному осушению электролита в мембранно-электродном блоке при длительном хранении источника электропитания в выключенном состоянии.The main structural unit is the fuel cell battery (4), located in the housing (15) with a fan fixed inside (10) for blowing air, the housing also contains the control and regulation of the fuel cell battery electronics (5) and a hydrogen gas line (3) . On the case from different sides for ease of connection are electrical and gas interfaces. The housing contains special openings for the passage of air through the battery of fuel cells, the openings being open in the operating state of the power supply and the openings closed with the possibility of sealing the access restrictions of external air into the internal volume in order to prevent possible drainage of the electrolyte in the membrane-electrode unit during long-term storage of the power supply in off state.
Водородная газовая линия (3) является элементом, соединяющим батарею топливных элементов (4) с источником водорода (1). Источник водорода является сменным. В качестве источника водорода могут выступать металлогидридные аккумуляторы водорода, баллоны с компримированным водородом высокого давления или, в том числе регенерируемые, химические источники водорода. Источник водорода имеет запорный (2) клапан, перекрывающий подачу водорода при отключении источника водорода от портативного водородного источника электропитания, что дает возможность безопасного отключения и хранения источника водорода. Источник водорода также может иметь и контактную группу для подключения к управляющей электронике, контролирующей процесс выработки водорода, например, в случае использования химических источников водорода. Водородная газовая линия (3) включает разъемное, например, магнитное или резьбовое соединение со штоком или механизмом для открывания запорного клапана в источнике водорода при его подключении к портативному водородному источнику электропитания, и клапан, открывающийся для подачи водорода к батареи топливных элементов при переведении устройства в рабочее состояние и закрывающийся при переведении устройства в выключенное состояние, при этом в извлечении источника водорода нет необходимости.The hydrogen gas line (3) is an element connecting the battery of fuel cells (4) with a hydrogen source (1). The hydrogen source is replaceable. The source of hydrogen can be hydrogen metal hydride batteries, compressed high-pressure hydrogen cylinders, or, including regenerated, chemical sources of hydrogen. The hydrogen source has a shut-off (2) valve that shuts off the hydrogen supply when the hydrogen source is disconnected from the portable hydrogen power source, which makes it possible to safely disconnect and store the hydrogen source. The hydrogen source may also have a contact group for connection to a control electronics that controls the process of hydrogen production, for example, in the case of using chemical sources of hydrogen. The hydrogen gas line (3) includes a detachable, for example, magnetic or threaded connection with a rod or mechanism for opening the shut-off valve in a hydrogen source when it is connected to a portable hydrogen power supply, and a valve that opens to supply hydrogen to the fuel cell when the device is transferred to operating state and closing when the device is turned off, while there is no need to extract a hydrogen source.
Водородная газовая линия (3) от источника водорода до батареи топливного элемента может содержать следующие элементы:The hydrogen gas line (3) from the hydrogen source to the fuel cell battery may contain the following elements:
- редуктор давления (6), снижающий давление водорода от баллонного до подходящего для работы топливного элемента;- a pressure reducer (6) that reduces the pressure of hydrogen from a balloon to a fuel cell suitable for operation;
- механический или элекромеханический клапан (8), открывающийся при открывании/закрывании портативного водородного источника электропитания и закрывающийся при закрывании/выключении портативного водородного источника электропитания;- a mechanical or electro-mechanical valve (8) that opens when the portable hydrogen power source is opened / closed and closes when the portable hydrogen power source is closed / turned off;
- датчик давления водородной линии (7);- hydrogen line pressure sensor (7);
- датчик утечки водорода (16);- hydrogen leak sensor (16);
- клапан продувки (9), связанный с выходным газовым каналом батареи топливных элементов. Клапан продувки должен быть нормально закрытым и может быть электромагнитным. Режим продувки батареи топливных элементов позволяет продуть анодную область батареи топливных элементов небольшим количеством водорода для поддержания батареи топливных элементов в оптимальном рабочем режиме. Открытие клапана необходимо для отвода из анодной области атмосферных газов (преимущественно азота), диффундирующих в том числе из катодной области, а также для удаления воды и примесей из водорода, суммарно ухудшающих доступ водорода к активной области батареи топливного элемента, что приводит к снижению мощности батареи топливного элемента. Клапан продувки открывается по необходимости или периодически, интервал между кратковременными открытиями может меняться в зависимости от режима работы батареи топливных элементов и генерируемой им в процессе работы мощности.- a purge valve (9) associated with the gas outlet of the fuel cell stack. The purge valve must be normally closed and may be electromagnetic. The fuel cell battery purge mode allows you to purge the anode region of the fuel cell battery with a small amount of hydrogen to maintain the fuel cell battery in optimum operating mode. The opening of the valve is necessary for the removal of atmospheric gases (mainly nitrogen) from the anode region, including those diffusing from the cathode region, as well as to remove water and impurities from hydrogen, which in total impairs the access of hydrogen to the active region of the fuel cell battery, which leads to a decrease in battery power fuel cell. The purge valve opens as necessary or periodically, the interval between short-term openings may vary depending on the operating mode of the fuel cell battery and the power generated by it during operation.
В зависимости от конструкции батареи топливного элемента и типа используемого источника водорода и его конструкции водородная линия может содержать все или только часть перечисленных элементов. Например, в случае применения металлогидридного источника со сплавом, имеющим безопасное для работы батареи топливного элемента избыточное давление (~ 0,6±0,5 атм в зависимости от конструкции и параметров используемой батареи топливных элементов), возможно использование только запорного клапана на источнике водорода без остальных перечисленных выше элементов. Использование механического или электромеханического клапана, открывающегося при открывании/включении портативного водородного источника электропитания и закрывающегося при закрывании/выключении портативного водородного источника электропитания, рекомендуется для контроля и управления режимом выработки энергии при возникновении такой необходимости, а также для повышения безопасности использования системы. Редуктор давления необходим при использовании источников водорода, имеющих выходное давление выше подходящего для работы батареи топливных элементов.Depending on the design of the fuel cell battery and the type of hydrogen source used and its design, the hydrogen line may contain all or only part of the listed elements. For example, in the case of using a metal hydride source with an alloy having a positive pressure safe for operation of the fuel cell battery (~ 0.6 ± 0.5 atm depending on the design and parameters of the fuel cell battery used), it is possible to use only a shut-off valve on the hydrogen source without other elements listed above. The use of a mechanical or electromechanical valve that opens when the portable hydrogen power supply is opened / turned on and closes when the portable hydrogen power supply is turned on / off is recommended to monitor and control the power generation mode when this is necessary, as well as to increase the safety of using the system. A pressure reducer is required when using hydrogen sources having an outlet pressure higher than a suitable fuel cell battery.
Так же корпус портативного водородного источника электропитания имеет воздухоподвод и воздуховывод, между которыми расположен вентилятор (10) с регулируемой скоростью подачи воздуха. Управление вентилятором осуществляется на основании данных по температуре батареи топливного элемента и по генерируемой портативным водородным источником электропитания мощности.Also, the portable hydrogen power supply housing has an air inlet and an air outlet, between which there is a fan (10) with an adjustable air supply rate. The fan is controlled based on the temperature of the fuel cell battery and the power generated by the portable hydrogen power source.
Управляющая электроника (5) может поддерживать работу источника электропитания путем контроля рабочей температуры активной области батареи топливных элементов в зоне максимальной эффективности за счет регулирования скорости вентилятора для обеспечения необходимого потока воздуха и охлаждения батареи топливных элементов. Оптимальная температура зоны реакции топливного элемента +45С° - +65С° в зависимости от компоновки и выходной мощности топливного элемента. Для этого непосредственно на одном из мембранно-электродных блоков вблизи зоны протекания электрохимической реакции, а также в отдалении от этой зоны для определения температуры окружающей среды расположены один или несколько датчиков температуры (11) с целью контроля эффективности работы в широком диапазоне климатических условий, эффективного управления рабочими режимами батарей топливных элементов и защиты ее от аварийных режимов.Control electronics (5) can support the operation of the power source by controlling the operating temperature of the active area of the fuel cell battery in the zone of maximum efficiency by adjusting the fan speed to provide the necessary air flow and cooling the fuel cell battery. The optimum temperature of the reaction zone of the fuel cell is + 45 ° C - + 65 ° C, depending on the layout and output power of the fuel cell. For this purpose, one or more temperature sensors are located directly on one of the membrane-electrode blocks near the zone of the electrochemical reaction, and also far from this zone to determine the ambient temperature (11), in order to monitor the efficiency of work in a wide range of climatic conditions and effectively control operating modes of fuel cell batteries and protecting it from emergency conditions.
Кроме того, к управляющей электронике как дополнение может быть, например, подключен буферный суперконденсатор (13) или буферный аккумулятор (12), обеспечивающий повышенную стабильность работы, в том числе, при резких изменениях тока в подключаемой нагрузке.In addition, as a supplement to the control electronics, for example, a buffer supercapacitor (13) or a buffer battery (12) can be connected, providing increased stability of operation, including during sudden changes in current in the connected load.
Буферный аккумулятор - это накопитель электроэнергии, который подключен к топливному элементу через плату управления и накапливает при необходимости электроэнергию, вырабатываемую топливным элементом. Он является частью системы выдачи мощности потребителю, но он может быть необязательным. Этот аккумулятор и топливный элемент параллельно подключены к потребителю, и плата управления обеспечивает суммирование тока, генерируемого обоими источниками (топливный элемент и аккумуляторная батарея), при этом выходное номинальное напряжение топливного элемента немного превосходит напряжение аккумулятора, чтобы была возможность подзарядки аккумулятора.A buffer battery is an electrical energy storage device that is connected to the fuel cell through a control board and, if necessary, accumulates electricity generated by the fuel cell. It is part of a consumer power delivery system, but it may be optional. This battery and fuel cell are connected in parallel to the consumer, and the control board provides a summation of the current generated by both sources (fuel cell and battery), while the output nominal voltage of the fuel cell slightly exceeds the voltage of the battery so that the battery can be recharged.
Буферный суперконденсатор (электрохимический конденсатор) - это накопитель для дополнительного накопления энергии, и он обладает способностью накапливать большое, по отношению к его размеру и в сравнении с традиционным конденсатором, количество энергии. Он подключен через плату управления к топливному элементу и накапливает при необходимости электроэнергию, вырабатываемую топливным элементом. Он является частью системы выдачи мощности потребителю, но он может быть необязательным.A buffer supercapacitor (electrochemical capacitor) is a storage device for additional energy storage, and it has the ability to accumulate a large amount of energy in relation to its size and in comparison with a traditional capacitor. It is connected via a control board to the fuel cell and, if necessary, accumulates electricity generated by the fuel cell. It is part of a consumer power delivery system, but it may be optional.
Так же управляющая электроника обеспечивает выполнение специальных автоматических алгоритмов увлажнения мембран батареи топливных элементов как в случае их пересыхания при хранении или использовании в неблагоприятных условиях, так и в процессе работы источника электропитания для повышения эффективности работы батареи топливных элементов и предотвращения снижения генерируемой мощности.Also, the control electronics ensures the implementation of special automatic algorithms for humidifying the membranes of the fuel cell battery both in the event of their drying out during storage or use in adverse conditions, and during the operation of the power supply to increase the efficiency of the fuel cell battery and prevent a decrease in the generated power.
Электрический интерфейс, расположенный на корпусе, содержит не менее одного разъема для подключения полезной нагрузки (14). Данный интерфейс может содержать универсальный разъем, предполагающий подключение переходников различного типа, дающих возможность присоединения различных устройств как на прямую через соответствующие разъемы или переходники, так и через DC/DC преобразователь/преобразователи, также возможно подключение управляемых зарядных устройств для аккумуляторов, в том числе с возможностью балансировки заряда. Кроме того, к универсальному разъему напрямую может быть подключен блок DC/DC преобразователь/преобразователей с различными типами электрических выходов.The electrical interface located on the housing contains at least one connector for connecting the payload (14). This interface may contain a universal connector, which assumes the connection of various types of adapters, making it possible to connect various devices either directly through the corresponding connectors or adapters, or via DC / DC converters / converters, and it is also possible to connect controlled battery chargers, including with the ability to balance the charge. In addition, a DC / DC converter / converters with various types of electrical outputs can be directly connected to the universal connector.
Источник электропитания согласно изобретению позволяет подключать для питания различную нагрузку в пределах максимально установленной мощности источника электропитания и не требует для этого дополнительной настройки или перекомпоновки источника электропитания или отдельных его компонентов. В качестве полезной нагрузки может выступать различная портативная техника, светоизлучающие приборы различного типа, внешние аккумуляторные батареи.The power source according to the invention allows you to connect a different load for power within the maximum installed capacity of the power source and does not require additional configuration or re-arrangement of the power source or its individual components. Various portable equipment, light-emitting devices of various types, and external batteries can act as a payload.
На приведенной фиг. 1 показана блок-схема с основными особенностями предлагаемого нами изобретения.In FIG. 1 shows a block diagram with the main features of our invention.
Источник электропитания согласно изобретению работает следующим образом: источник водорода (1) присоединяется к водородной газовой линии (3) при помощи разъемного, например, магнитного или резьбового соединения; затем, при возникновении необходимости, водород поступает в батарею топливных элементов (4). На электродах батареи топливного элемента появляется напряжение, после чего включается электроника (5) и осуществляется ввод системы на режим работы.The power supply according to the invention operates as follows: a hydrogen source (1) is connected to the hydrogen gas line (3) using a detachable, for example, magnetic or threaded connection; then, when necessary, hydrogen enters the battery of fuel cells (4). A voltage appears on the electrodes of the fuel cell battery, after which the electronics are turned on (5) and the system enters the operating mode.
Включение прототипа источника электропитания согласно изобретению осуществляется тумблером или переключателем, при этом происходит открытие механического клапана в водородной газовой линии для подачи водорода к топливному элементу. Выключение прототипа источника электропитания для перерыва в работе осуществляется также переключателем, при этом указанный клапан закрывается. При перерывах в работе прототипа в отсоединении и изъятии источника водорода из прототипа устройства электропитания нет необходимости. Корпус прототипа выполнен с возможностью закрытия отверстий воздухоподвода и воздуховывода и изолирования батареи топливных элементов от окружающей среды с целью ограничить возможное пересыхание мембранно-электродных блоков в батареи топливных элементов при длительном хранении. Изолирование батареи топливных элементов выполняется конструкцией корпуса автоматически при выключении прототипа источника электропитания.The inclusion of the prototype power source according to the invention is carried out by a toggle switch or switch, while the mechanical valve in the hydrogen gas line is opened to supply hydrogen to the fuel cell. Turning off the prototype of the power source for a break in operation is also carried out by a switch, while the specified valve closes. When the prototype is interrupted, there is no need to disconnect and remove the hydrogen source from the prototype power supply device. The prototype body is made with the possibility of closing the holes of the air inlet and outlet and isolating the fuel cell battery from the environment in order to limit the possible drying of the membrane-electrode blocks in the fuel cell battery during long-term storage. The isolation of the fuel cell battery is performed by the housing design automatically when the prototype of the power source is turned off.
Таким образом, предлагаемое устройство портативного источника электропитания позволяет использовать его в качестве удобного и высокоэффективного автономного источника электропитания портативных устройств; зарядного устройства для аккумуляторов, в том числе в портативной технике; источника электропитания для осветительных устройств различного типа и прочего.Thus, the proposed device portable power source allows you to use it as a convenient and highly efficient stand-alone power source for portable devices; battery charger, including portable equipment; power supply for lighting devices of various types and other.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015128892A RU2646530C2 (en) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Portable hydrogen electric power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015128892A RU2646530C2 (en) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Portable hydrogen electric power supply |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015128892A RU2015128892A (en) | 2017-01-18 |
| RU2646530C2 true RU2646530C2 (en) | 2018-03-06 |
Family
ID=58449444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015128892A RU2646530C2 (en) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Portable hydrogen electric power supply |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2646530C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU195683U1 (en) * | 2018-12-25 | 2020-02-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) | Hybrid energy storage for electric vehicle charging stations |
| RU199531U1 (en) * | 2020-03-17 | 2020-09-07 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Vehicle fuel cell battery container |
| RU206225U1 (en) * | 2020-05-26 | 2021-09-01 | Общество с ограниченной ответственностью "ХитЛаб" | COMPACT CHEMICAL HYDROGEN POWER SUPPLY AND FUEL CELL BATTERY FOR MOBILE ROBOTIC SYSTEMS |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2213394C2 (en) * | 2001-11-13 | 2003-09-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" | Underwater craft power plant |
| US20090016944A1 (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-15 | Air Wars Defense Lp | Hydrogen generator, Carbon dioxide and sulfate captor |
| RU2345447C1 (en) * | 2007-07-30 | 2009-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") | Power plant based on fuel elements and power plant control method |
| RU2351040C1 (en) * | 2007-08-17 | 2009-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") | Independent power source on fuel cells |
| US7674540B2 (en) * | 2003-10-06 | 2010-03-09 | Societe Bic | Fuel cartridges for fuel cells and methods for making same |
| US20100261094A1 (en) * | 2007-11-29 | 2010-10-14 | Atomic Energy Council - Institute Of Nuclear Energy Research | Apparatus for containing metal-organic frameworks |
-
2015
- 2015-07-16 RU RU2015128892A patent/RU2646530C2/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2213394C2 (en) * | 2001-11-13 | 2003-09-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" | Underwater craft power plant |
| US7674540B2 (en) * | 2003-10-06 | 2010-03-09 | Societe Bic | Fuel cartridges for fuel cells and methods for making same |
| US20090016944A1 (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-15 | Air Wars Defense Lp | Hydrogen generator, Carbon dioxide and sulfate captor |
| RU2345447C1 (en) * | 2007-07-30 | 2009-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") | Power plant based on fuel elements and power plant control method |
| RU2351040C1 (en) * | 2007-08-17 | 2009-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") | Independent power source on fuel cells |
| US20100261094A1 (en) * | 2007-11-29 | 2010-10-14 | Atomic Energy Council - Institute Of Nuclear Energy Research | Apparatus for containing metal-organic frameworks |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU195683U1 (en) * | 2018-12-25 | 2020-02-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (Московский Политех) | Hybrid energy storage for electric vehicle charging stations |
| RU199531U1 (en) * | 2020-03-17 | 2020-09-07 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Vehicle fuel cell battery container |
| RU206225U1 (en) * | 2020-05-26 | 2021-09-01 | Общество с ограниченной ответственностью "ХитЛаб" | COMPACT CHEMICAL HYDROGEN POWER SUPPLY AND FUEL CELL BATTERY FOR MOBILE ROBOTIC SYSTEMS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015128892A (en) | 2017-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10770742B2 (en) | Electrical power distribution system and method for a grid-tied reversible solid oxide fuel cell system | |
| US10361442B2 (en) | SOFC system and method which maintain a reducing anode environment | |
| JP5100008B2 (en) | Operation method of fuel cell system and fuel cell system | |
| US10144641B2 (en) | System and method for high pressure, passive condensing of water from hydrogen in a reversible solid oxide fuel cell system | |
| KR20070085778A (en) | Fuel cell power generation system, its stopping/safekeeping method and program | |
| US20110200906A1 (en) | Parallel fuel cell electrical power system | |
| JP5511481B2 (en) | Power supply system and power supply operation method | |
| EP2226881A1 (en) | A method for detecting the flooding of a fuel cell in a back-up electric fuel cell generator and for accordingly recovering the flooded fuel cell | |
| JP2021501966A (en) | Arrangement and usage of fuel cell modules with leak recovery capability | |
| RU2646530C2 (en) | Portable hydrogen electric power supply | |
| US20040126632A1 (en) | Regenerative fuel cell electric power plant and operating method | |
| US9853454B2 (en) | Vanadium redox battery energy storage system | |
| ES2543963T3 (en) | Reversible fuel cell | |
| CN108110826B (en) | Control method and system for energy recovery of flow battery device | |
| US11489189B2 (en) | Subsea uninterruptible power supply | |
| Wilhelm et al. | Evaluation of a micro fuel cell as applied to a mobile robot | |
| CN206194873U (en) | Communication base station fuel cell | |
| JP5720584B2 (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
| JP5474659B2 (en) | Hybrid power supply system and hybrid power supply operation method | |
| KR101900825B1 (en) | Device for protecting solid oxide fuel cell stack, ant the method | |
| KR100835305B1 (en) | Fuel cell system and pruging method thereof | |
| RU87574U1 (en) | AUTONOMOUS FUEL POWER SUPPLY | |
| US11500401B1 (en) | Passive dual modulating regulator for hydrogen generation | |
| KR102308046B1 (en) | Fuel Cell System with Function of Independent Load Operation at Abnormal Grid Situation | |
| TWI726516B (en) | Flow battery system and control method of the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HE9A | Changing address for correspondence with an applicant |