專利名稱：燃料電池氫氣循環(huán)利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及燃料電池氫氣循環(huán)利用裝置。
技術(shù)背景
電化學(xué)燃料電池是一種高效友好的發(fā)電裝置，它可以直接將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 。并且具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染少、可靠性高和廢熱易排出等優(yōu)點(diǎn)。這種裝置的最大特點(diǎn) 是反應(yīng)過程中不涉及燃燒，因此其能量轉(zhuǎn)換效率不受卡諾循環(huán)的限制，理想能量轉(zhuǎn)換效率 高達(dá)80%以上，實(shí)際效率則是普通內(nèi)燃機(jī)的2 倍。燃料電池技術(shù)的研究和開發(fā)受到各國政府 和大公司的重視，它被認(rèn)為是21世紀(jì)首選的潔凈、高效的發(fā)電技術(shù)。
質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells'筒稱PEMFC.)旦
有壽命長、比能量大、工作溫度低、結(jié)構(gòu)緊湊，并可對負(fù)荷變化快速響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，在便攜式 電源、可移動動力電源等方面有著極為廣闊的應(yīng)用前景。
氫燃料的循環(huán)利用效率是提高燃料電池燃料利用率的一個關(guān)鍵因素。
在燃料電池中的核心部件是膜電極(Me曲"ne Electrode Assembly;筒稱ME.A)三 合一組件，膜電極(MEA)由一張質(zhì)子交換膜以及兩面附有多孔性的可導(dǎo)電材料組成。
在質(zhì)子膜燃料電池的使用當(dāng)中，氫氣燃料沒有得到充分的利用，故而在燃料電池的排出 氣體中仍含有部分沒被利用的氫氣，造成氫氣燃料使用效率不高。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了 一種循環(huán)利用燃料電池氫氣燃料的裝置。
在本實(shí)用新型中，通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)目的燃料電池氫氣出口通過管路連接水氣分 離器，管路插入水氣分離器，水氣分離器內(nèi)半透膜上方外接管路，外接管路上依次安裝有壓 力傳感器，流量控制元件，傳送元件，傳送元件通過管路連接燃料電池氫氣進(jìn)入管路，氫 氣進(jìn)入管路上設(shè)置有壓力傳感器。兩個壓力傳感器分別單向連接單片機(jī)，流量控制元件和傳 送元件分別雙向連接單片機(jī)。
傳送元件為軸流風(fēng)機(jī)或微型氣泵。本實(shí)用新型中管路為密閉管路。流量控制元件為流量 調(diào)節(jié)閥和流量傳感器元件。
本實(shí)用新型中燃料電池電堆氫氣出口排出的氫氣氣體首先進(jìn)入水氣分離器，氫氣通過水
氣分離器裝置中隔水透氣的半透膜進(jìn)行水氣分離，不含水分的氫氣通過半透膜進(jìn)入外接氣體 管路，管路上依次安裝壓力傳感器、流量控制元件、傳送元件和壓力傳感器。兩個壓力傳 感器分別單向連接單片機(jī)，流量控制元件和傳送元件分別雙向連接單片機(jī)。壓力傳感器中檢 測的信號分別傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)再反饋控制下面兩個元件流量控制元件、軸流風(fēng)機(jī)或 微型氣泵，從而實(shí)現(xiàn)氫氣的循環(huán)利用。
水氣分離器元件中的半透膜具有可以過濾除去水分而讓氫氣排出。
在整個循環(huán)過程中，本發(fā)明創(chuàng)造加入了單片機(jī)這種微型芯片的控制，使整個過程更加的 智能化，能起到自動調(diào)節(jié)的作用，避免了人為操作的干擾。
有益效果通過采用單片機(jī)，可以使本裝置在10秒內(nèi)達(dá)到瞬時響應(yīng)平衡。很好的提高氫 氣利用率。由于加入了單片機(jī)功能，避免人為操作上的誤差，達(dá)到自動控制的功能，具有智 能儀器的效果。在質(zhì)子膜燃料電池的使用中，避免由于空開造成的大量燃料浪費(fèi)，用單片機(jī) 控制氫氣循環(huán)，使循環(huán)更有效，提高了氫氣的使用率，降低產(chǎn)電成本，節(jié)省體積。便于集成 于系統(tǒng)之中，更好的應(yīng)用到產(chǎn)品。


圖l為氫氣循環(huán)利用裝置的示意圖2為氫氣循環(huán)利用裝置中的單片機(jī)各口連接示意圖。
具體實(shí)施方式
例1:結(jié)合圖1和圖2對本實(shí)用新型進(jìn)行說明。
燃料電池電堆3的氫氣出口連接管路8，管路8連接水氣分離器4，管路8插入水氣分離器 ，管路9設(shè)置在水氣分離器內(nèi)部半透膜7的上方，管路9上設(shè)置有壓力傳感器2，流量控制元件 6，軸流風(fēng)機(jī)5，軸流風(fēng)機(jī)通過管路10連接燃料電池氫氣輸入管路，氫氣輸入管路上安裝有壓 力傳感器l。壓力傳感器1和2，流量控制元件6，軸流風(fēng)機(jī)5分別連接單片機(jī)11。單片機(jī)11A端 連接壓力傳感器l，單片機(jī)11B端連接壓力傳感器2，單片機(jī)11C端連接流量控制裝置6，單片 機(jī)11D端連接軸流風(fēng)機(jī)5。
本例中，從壓力傳感器2可知通過水氣分離器4后氫氣的壓力，同時流量控制元件6中的 流量傳感器檢測氫氣的流量，隨后此壓力與流量信號傳入單片機(jī)ll。單片機(jī)通過流量傳感器 和壓力傳感器傳輸?shù)膬身?xiàng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，從而調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)5電壓改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，同時調(diào)節(jié) 流量調(diào)節(jié)閥6 (即改變流量)，以得到合適的壓力。
同時，壓力傳感器l起到監(jiān)控作用，當(dāng)氫氣進(jìn)口的氫氣和氫氣循環(huán)氣體合并后流量過大 ，超過額定數(shù)值時，通過單片機(jī)控制，停止風(fēng)機(jī)或泵的工作，進(jìn)行保護(hù)。
權(quán)利要求1.一種燃料電池氫氣循環(huán)利用裝置，其特征在于燃料電池氫氣出口管路(8)進(jìn)入水氣分離器(4)，管路(9)上依次有壓力傳感器(2)、流量控制元件(6)、傳送元件(5)，傳送元件和燃料電池氫氣輸入管路連接，氫氣輸入管路設(shè)有壓力傳感器(1)，單片機(jī)(11)的(A)端連接壓力傳感器(1)，單片機(jī)(11)的(B)端連接壓力傳感器(2)，單片機(jī)(11)的(C)端連接流量控制元件(6)，單片機(jī)(11)的(D)端連接軸流風(fēng)機(jī)(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種燃料電池氫氣循環(huán)利用裝置，其特征在 于所述傳送裝置為軸流風(fēng)機(jī)或微型氣泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種燃料電池氫氣循環(huán)利用裝置，其特征在 于所述的水氣分離器內(nèi)設(shè)置半透膜。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種燃料電池氫氣循環(huán)利用裝置，本實(shí)用新型采用單片機(jī)控制氫氣循環(huán)，燃料電池氫氣出口管路連接水氣分離器，從水氣分離器過濾得到氫氣在流量控制元件和軸流風(fēng)機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，具有很好的氫氣利用效率，可以達(dá)到自動控制的功能。在質(zhì)子膜燃料電池的使用當(dāng)中，避免由于空開造成的大量燃料浪費(fèi)，用單片機(jī)控制氫氣循環(huán)，使循環(huán)更有效。
文檔編號H01M8/06GK201191633SQ20082030065
公開日2009年2月4日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者侯曉峰, 迪 張 申請人:漢能科技有限公司