The invention relates to a system and method for liquid organic hydrogen storage fuel cell based on cold start, the system includes a reactor stack and used for liquid organic hydrogen storage for the dehydrogenation reaction, the system also includes a heat exchanger, a water cooling unit and a control unit between the heat exchanger and the hydrogen in the reaction kettle the output end and the stack, the water cooling unit is connected with the heat exchanger, the water cooling unit for cooling flow control unit, the control unit is connected with an electric reactor and water cooling unit; fuel cell during cold start, the control unit according to the stack temperature regulating water cooled unit input to heat exchanger in the water, thus increasing the input to the stack of hydrogen, complete stack cold start. Compared with the prior art, the invention realizes the full utilization of heat, saves energy, and has high efficiency and economy.
【技术实现步骤摘要】
一种基于液态有机储氢的燃料电池冷启动系统及方法
本专利技术涉及一种燃料电池冷启动系统及方法,尤其是涉及一种基于液态有机储氢的燃料电池冷启动系统及方法。
技术介绍
燃料电池是一种电化学反应装置,直接将化学能转换为电能。根据电解质的不同,可以分为质子交换膜燃料电池,碱性燃料电池,磷酸型燃料电池,熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池。质子交换膜燃料电池工作温度低,电流密度大,响应速度快,性能稳定。而且反应生成物只有水,不存在腐蚀性。因此,质子交换膜燃料电池在车辆交通和备用电源等领域具有广阔的市场前景。但是当燃料电池电堆处于零度以下的环境中时,由于启动阶段电堆温度较低,燃料电池反应产生的水无法正常排出电堆,甚至结冰,导致电堆内部催化层被局部或者全部覆盖,其化学反应终止,从而使得电堆无法正常启动。此外,更严重时会导致质子交换膜破损,损坏电堆。因此,需要采用合理的冷启动方法来实现电堆在低温条件下的冷启动。CN304011605U所申请的一种燃料电池冷启动加热装置通过电加热器对电堆阴极端、阳极端和电堆主体进行加热。CN103825037A所申请的一种燃料电池冷启动快速加热系统及方法,通过对阳极的氢气进行加热进而实现冷启动。CN203218389U所申请的一种质子交换膜燃料电池冷启动装置,通过在电堆碳板中间开槽并嵌入加热元件,通过加热碳板的方法提高电堆温度,进而实现电堆冷启动。CN105390715A所申请的一种低温冷启动燃料电池系统及利用方法,通过对阴极进气和阳极进气加热的方法实现电堆冷启动。以上相关的专利,均是基于高压储氢方式的燃料电池系统,实现电堆快速升温,进而低 ...
【技术保护点】
一种基于液态有机储氢的燃料电池冷启动系统,包括电堆(6)以及用于液态有机储氢进行脱氢反应的反应釜(1),其特征在于,该系统还包括换热器(3)、水冷单元和控制单元,所述的换热器(3)设置在反应釜(1)的氢气输出端和电堆(6)之间,所述的水冷单元连接换热器(3),所述的水冷单元为流量调节式水冷单元,所述的控制单元连接电堆(6)和水冷单元;燃料电池冷启动时,所述的控制单元根据电堆(6)温度调节水冷单元输入至换热器(3)中的水量,进而提高输入至电堆(6)中的氢气的温度,完成电堆(6)冷启动。
【技术特征摘要】
1.一种基于液态有机储氢的燃料电池冷启动系统,包括电堆(6)以及用于液态有机储氢进行脱氢反应的反应釜(1),其特征在于,该系统还包括换热器(3)、水冷单元和控制单元,所述的换热器(3)设置在反应釜(1)的氢气输出端和电堆(6)之间,所述的水冷单元连接换热器(3),所述的水冷单元为流量调节式水冷单元,所述的控制单元连接电堆(6)和水冷单元;燃料电池冷启动时,所述的控制单元根据电堆(6)温度调节水冷单元输入至换热器(3)中的水量,进而提高输入至电堆(6)中的氢气的温度,完成电堆(6)冷启动。2.根据权利要求1所述的一种基于液态有机储氢的燃料电池冷启动系统,其特征在于,所述的控制单元包括温度传感器(7)和控制器(8),所述的温度传感器(7)设置在电堆(6)阳极出口处,所述的控制器(8)连接温度传感器(7)和水冷单元。3.根据权利要求1所述的一种基于液态有机储氢的燃料电池冷启动系统,其特征在于,所述的水冷单元包括冷却水供应箱、冷却水回收箱和电磁阀(11),所述的冷却水供应箱通过主冷却管路(9)连通换热器(3)输入端,换热器(3)输出端连接冷却水回收箱,所述的主冷却管路(9)还连接有冷却水旁路管路(10),所述的冷却水旁路管路(...
【专利技术属性】
技术研发人员:马天才,林维康,余卓平,魏学哲,
申请(专利权)人:同济大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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