一種質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)揭示了一種質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)，包括殼體，以及殼體內(nèi)的燃料電池堆單元、低溫啟動預(yù)熱單元、空氣或氧氣過濾單元、空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元、第一氫氣控制閥單元、第二氫氣控制閥單元、風(fēng)機(jī)單元；空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元的出口設(shè)置燃料電池堆單元，該燃料電池堆單元傾斜設(shè)定角度放置；燃料電池堆單元下方設(shè)置低溫啟動預(yù)熱單元、空氣或氧氣過濾單元；風(fēng)機(jī)單元設(shè)置于殼體內(nèi)的一側(cè)，風(fēng)機(jī)單元根據(jù)燃料電池堆單元輸出功率大小控制風(fēng)機(jī)單元的轉(zhuǎn)速，其內(nèi)部的空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元遍布于整個燃料電池堆單元，使空氣或氧氣均勻進(jìn)入燃料電池堆單元。本實(shí)用新型專利技術(shù)通過將電堆傾斜設(shè)定角度，提高進(jìn)氣的均勻性及降低了整體高度。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

一種質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)
本技術(shù)屬于燃料電池堆發(fā)電
，涉及一種燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
燃料電池是一種將持續(xù)供給的燃料和氧化劑中的化學(xué)能連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)裝置。按電解質(zhì)性質(zhì)，燃料電池可細(xì)分為有堿性燃料電池(AFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固態(tài)氧化物燃料電池 (SOFC)。從工作方式來看，燃料電池較接近與汽油或柴油發(fā)電機(jī)。其中，質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電是直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽襟E少、效率高，發(fā)電過程中沒有燃燒，所以不會產(chǎn)生污染，沒有轉(zhuǎn)動組件，所以噪音低。質(zhì)子交換膜燃料電池屬于低溫燃料電池，近年發(fā)展迅速。質(zhì)子交換膜燃料電池是以全氟磺酸型離子交換膜為電解質(zhì)，以Pt/C為電催化劑， 氫氣或重整氣為燃料，空氣或氧氣為氧化劑，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)為電能的裝置。質(zhì)子交換膜燃料電池(proton exchange membrane fuel cell,英文簡稱PEMFC)是一種燃料電池，在原理上相當(dāng)于水電解的“逆”裝置。其單電池由陽極、陰極和質(zhì)子交換膜組成，陽極為氫燃料發(fā)生氧化的場所，陰極為氧化劑還原的場所，兩極都含有加速電極電化學(xué)反應(yīng)的催化劑，質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì)。工作時相當(dāng)于一直流電源，其陽極即電源負(fù)極，陰極為電源正極。質(zhì)子交換膜燃料電池是一種新型、有遠(yuǎn)大前途的燃料電池，經(jīng)過從80年代初到現(xiàn)在近20年的發(fā)展，質(zhì)子交換膜燃料電池起了翻天覆地的變化。其中電堆的核心是膜電極 (MEA)組件和雙極板。所以上述的發(fā)展變化從其膜電極的演變過程可見一斑。膜電極是質(zhì)子交換膜燃料電池的電化學(xué)心臟，正是因?yàn)樗淖兓攀沟觅|(zhì)子交換膜燃料電池呈現(xiàn)了今天的蓬勃生機(jī)。質(zhì)子交換膜燃料電池是目前研發(fā)熱門技術(shù)，具有功率密度高、啟動快、可用空氣作為氧化劑，廣泛應(yīng)用在交通、便攜式電源、電站、軍事之中；然而，現(xiàn)有的質(zhì)子交換膜燃料電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率較低，生產(chǎn)成本較高，噪聲污染嚴(yán)重。有鑒于此，如今迫切需要一種結(jié)構(gòu)簡單、效率高、成本低、噪音小的質(zhì)子交換膜燃料電池。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)， 可提高進(jìn)氣的均勻性，同時有效降低系統(tǒng)的整體高度。為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)采用如下技術(shù)方案—種質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括殼體，以及殼體內(nèi)的燃料電池堆單元、低溫啟動預(yù)熱單元、空氣或氧氣過濾單元、空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元、第一氫氣控制閥單元、第二氫氣控制閥單元、風(fēng)機(jī)單元；所述空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元的出口設(shè)置燃料電池堆單元，該燃料電池堆單元傾斜設(shè)定角度放置；所述燃料電池堆單元下方設(shè)置低溫啟動預(yù)熱單元、空氣或氧氣過濾單元;所述風(fēng)機(jī)單元設(shè)置于殼體內(nèi)的一側(cè)，風(fēng)機(jī)單元根據(jù)燃料電池堆單元輸出功率大小控制風(fēng)機(jī)單元的轉(zhuǎn)速，殼體內(nèi)部的空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元布置于整個燃料電池堆單元， 使空氣或氧氣均勻進(jìn)入燃料電池堆單元；在所述燃料電池堆單元的供氫出口處、進(jìn)口處分別設(shè)置第一氫氣控制閥單元、第二氫氣控制閥單元，通過外部控制信號隨時切換供氫。作為本技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述燃料電池堆單元、低溫啟動預(yù)熱單元、空氣或氧氣過濾單元之間平行設(shè)置，燃料電池堆單元與水平面之間的夾角為10° -80°。作為本技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述燃料電池堆單元、空氣或氧氣過濾單元、低溫啟動預(yù)熱單元自上而下依次傾斜設(shè)置；或者，所述燃料電池堆單元、低溫啟動預(yù)熱單元、 空氣或氧氣過濾單元自上而下依次傾斜設(shè)置。作為本技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述低溫啟動預(yù)熱單元固定在空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元側(cè)壁的連接件上，低溫啟動預(yù)熱單元上設(shè)有感溫系統(tǒng)，在低溫的環(huán)境下通過低溫啟動預(yù)熱單元進(jìn)行升溫。作為本技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述空氣或氧氣過濾單元固定在空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元側(cè)壁的連接機(jī)構(gòu)上，空氣或氧氣過濾單元的周圍密封設(shè)置，使得進(jìn)入空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元的空氣或氧氣透過空氣或氧氣過濾單元過濾。作為本技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元固定在殼體底部的連接單元上，空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元的一個斜面放置或固定所述燃料電池堆單元，空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元將進(jìn)入的空氣或氧氣直接通入燃料電池堆單元。作為本技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述風(fēng)機(jī)單元為渦輪風(fēng)機(jī)單元，固定在殼體內(nèi)、 燃料電池堆單元的出風(fēng)方向。作為本技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述第一氫氣控制閥單元、第二氫氣控制閥單元固定在殼體上；所述系統(tǒng)還包括主控中心，所述第一氫氣控制閥單元、第二氫氣控制閥單元與所述主控中心連接，主控中心通過控制信號控制第一氫氣控制閥單元、第二氫氣控制閥單元的狀態(tài)。作為本技術(shù)的一種優(yōu)選方案，所述殼體設(shè)有出風(fēng)口，出風(fēng)口采用漂浮式百葉。本技術(shù)的有益效果在于本技術(shù)提出的質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)，通過設(shè)置燃料電池堆的低溫啟動預(yù)熱單元，使燃料電池堆單元在低溫環(huán)境下能迅速啟動，提高質(zhì)子交換膜燃料電池堆工作效率；設(shè)置空氣或氧氣過濾單元，可提高空氣或氧氣質(zhì)量避免污染質(zhì)子交換膜；空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元滿足空氣或氧氣需求量；氫氣進(jìn)出控制閥單元可保護(hù)燃料電池堆單元；采用渦輪風(fēng)機(jī)解決供氣速度及氣壓問題，提高質(zhì)子交換膜燃料電池堆化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能效率；電堆傾斜設(shè)定角度，提高進(jìn)氣的均勻性及降低了整體高度。本技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎別致，提供高效低成本的操作方案。附圖說明圖I為本技術(shù)質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本技術(shù)質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)側(cè)面的透視圖。附圖標(biāo)注如下I.第一氫氣控制閥單元2.第一氫氣控制閥單兀3.渦輪風(fēng)機(jī)單元4.低溫啟動預(yù)熱單元5.燃料電池堆單元6.空氣或氧氣過濾單元7.空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元8.外殼單兀9.漂浮式百葉單元具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例。實(shí)施例一請參閱圖I、圖2，本技術(shù)揭示了一種質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括殼體8，以及殼體8內(nèi)的燃料電池堆單元5、低溫啟動預(yù)熱單元4、空氣或氧氣過濾單元6、空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元7、第一氫氣控制閥單元I、第二氫氣控制閥單元2、渦輪風(fēng)機(jī)單元3。所述空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元7的出口設(shè)置燃料電池堆單元5，該燃料電池堆單元5傾斜設(shè)定角度放置，以將所述燃料電池堆單元5工作時產(chǎn)生的水能由高向低流出；并且，在整個使用高度上大大縮減，同時供燃料電堆空氣或氧氣的渦輪風(fēng)機(jī)單元抽風(fēng)時截面積縮小，即燃料電堆空氣或氧氣的渦輪風(fēng)機(jī)單元風(fēng)壓增大，有利于燃料電池堆空氣或氧氣均勻。所述燃料電池堆單元5下方設(shè)置低溫啟動預(yù)熱單元4、空氣或氧氣過濾單元6。設(shè)置空氣或氧氣過濾單元6，可提高空氣或氧氣質(zhì)量避免污染質(zhì)子交換膜；低溫啟動預(yù)熱單元4設(shè)有智能感溫裝置，智能感溫裝置可接收預(yù)先設(shè)定好的溫度信號，實(shí)現(xiàn)對整個單元的加熱控制，結(jié)果準(zhǔn)確。本實(shí)施例中,所述燃料電池堆單元5、低溫啟動預(yù)熱單元4、空氣或氧氣過濾單元6 之間平行設(shè)置，燃料電池堆單元5與水平面之間的夾角為10° -80°。所述燃料電池堆單元5、空氣或氧氣過濾單元6、低溫啟動預(yù)熱單元4自上而下依次傾斜設(shè)置；或者,所述燃料電池堆單元5、低溫啟動預(yù)熱單元4、空氣或氧氣過濾單元6自上而下依次傾斜設(shè)置。所述低溫啟動預(yù)熱單元4固本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：殼體，以及殼體內(nèi)的燃料電池堆單元、低溫啟動預(yù)熱單元、空氣或氧氣過濾單元、空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元、第一氫氣控制閥單元、第二氫氣控制閥單元、風(fēng)機(jī)單元；所述空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元的出口設(shè)置燃料電池堆單元，該燃料電池堆單元傾斜設(shè)定角度放置；所述燃料電池堆單元下方設(shè)置低溫啟動預(yù)熱單元、空氣或氧氣過濾單元；所述風(fēng)機(jī)單元設(shè)置于殼體內(nèi)的一側(cè)，風(fēng)機(jī)單元根據(jù)燃料電池堆單元輸出功率大小控制風(fēng)機(jī)單元的轉(zhuǎn)速，殼體內(nèi)部的空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元布置于整個燃料電池堆單元，使空氣或氧氣均勻進(jìn)入燃料電池堆單元；在所述燃料電池堆單元的供氫出口處、進(jìn)口處分別設(shè)置第一氫氣控制閥單元、第二氫氣控制閥單元，通過外部控制信號隨時切換供氫。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括殼體，以及殼體內(nèi)的燃料電池堆単元、低溫啟動預(yù)熱單元、空氣或氧氣過濾単元、空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元、第一氫氣控制閥單元、第二氫氣控制閥單元、風(fēng)機(jī)單元； 所述空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元的出口設(shè)置燃料電池堆単元，該燃料電池堆単元傾斜設(shè)定角度放置；所述燃料電池堆単元下方設(shè)置低溫啟動預(yù)熱單元、空氣或氧氣過濾単元； 所述風(fēng)機(jī)單元設(shè)置于殼體內(nèi)的ー側(cè)，風(fēng)機(jī)単元根據(jù)燃料電池堆單元輸出功率大小控制風(fēng)機(jī)單元的轉(zhuǎn)速，殼體內(nèi)部的空氣或氧氣進(jìn)出風(fēng)道單元布置于整個燃料電池堆単元，使空氣或氧氣均勻進(jìn)入燃料電池堆単元； 在所述燃料電池堆単元的供氫出口處、進(jìn)ロ處分別設(shè)置第一氫氣控制閥單元、第二氫氣控制閥單元，通過外部控制信號隨時切換供氫。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述燃料電池堆単元、低溫啟動預(yù)熱單元、空氣或氧氣過濾単元之間平行設(shè)置，燃料電池堆單元與水平面之間的夾角為10° -80°。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述燃料電池堆単元、空氣或氧氣過濾単元、低溫啟動預(yù)熱單元自上而下依次傾斜設(shè)置；或者，所述燃料電池堆單元、低溫啟動預(yù)熱單元、空氣或氧氣過濾單元自上而下依次傾斜設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的質(zhì)子交換膜燃料電池堆發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于 所述低溫啟...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈建躍，李對，
申請(專利權(quán))人：博源燃料電池上海有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：