进气稳定的氢氧燃料电池制造技术

技术编号:19402517 阅读:38 留言:0更新日期:2018-11-10 07:03
本实用新型专利技术提供了一种进气稳定的氢氧燃料电池,属于电池技术领域。它解决了现有如何在保证氢气稳定供给的同时降低成本等技术问题。本进气稳定的氢氧燃料电池,包括壳体,壳体内设置有阳极催化剂层和氢气扩散腔,壳体内还设置有氢气储存腔,氢气储存腔与氢气扩散腔之间设置有用于分隔的第一隔板,第一隔板上设置有第一进气口和第一回流口,第一回流口内设置有仅供气体从氢气扩散腔进入氢气储存腔的单向阀。本实用新型专利技术在工作过程中,如果氢气扩散腔内部的压强超过额定值后,多余的氢气会通过第一回流口返回到氢气储存腔内,稳定氢气扩散腔内的压力,提高氢气的使用率。同时整体结构简单,生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
进气稳定的氢氧燃料电池
本技术属于电池领域,涉及到一种进气稳定的氢氧燃料电池。
技术介绍
随着全球能源危机的不断加剧,寻找新的清洁能源成了摆在人类面前的一个迫切需求。燃料电池是一种将储存的化学能直接转化为电能的储能装置。燃料电池由于其高的能源转换效率以及环境友好性等优点成为非常有潜力的能量转换装置。氢氧燃料电池作为其中的一种其主要以氢气与氧气为原料,其中氢气作为还原剂,氧气作为氧化剂,原料通过燃烧反应实现能量转化。燃料电池工作时,供给氢气与氧气,在催化剂作用下,通过电介质反应生成水。氢氧燃料具有电池模块化、功率范围广和环境友好等特点,能被应用于多种场合:小至代步车电源、移动充电装置,大至兆瓦级发电站,被视为替代传统化石能源的清洁能源装置已成为新能源领域的研究重点和热点。现有的氢氧燃料电池在工作过程中,通氢气时氢气的流量控制较难,进而导致电池内部压力不易控制,单位时间内流入的氢气利用率较低,降低电池整体使用效率与电池的输出功率。与此同时燃料不能充分利用浪费资源增加了电池的生产成本。我国专利申请文献(公告号:CN206451766U;公告日:2017.8.29)中公开了一种改进的氢氧燃料电池包括氢气供给装置、氢气扩散器、第一气体扩散电极,氢气供给装置用于向氢气扩散器进行进气,氢气在氢气扩散器内与第一气体扩散电极接触,进而产生化学反应。但是其在氢气供给上采用的气泵的结构,这种结构成本较高,而且占用的体积也较大。
技术实现思路
本技术针对现有的技术存在的上述问题,提供一种进气稳定的氢氧燃料电池,本技术所要解决的技术问题是:如何在保证氢气稳定供给的同时降低成本。本技术的目的可通过下列技术方案来实现:一种进气稳定的氢氧燃料电池,包括壳体,所述壳体内设置有供氢气反应的阳极催化剂层和给阳极催化剂层供氢气的氢气扩散腔,其特征在于,所述壳体内还设置有氢气储存腔,所述氢气储存腔与氢气扩散腔之间设置有用于分隔的第一隔板,所述第一隔板上设置有连通氢气储存腔与氢气扩散腔的第一进气口以及第一回流口,所述第一回流口内设置有仅供气体从氢气扩散腔进入氢气储存腔的单向阀。氢气储存腔内的气体通过第一进气口进入到氢气扩散腔内,氢气扩散腔内的氢气可以在阳极催化剂层上进行反应。在工作过程中,如果氢气扩散腔内部的压强超过额定值后,由于单向阀打开,多余的氢气经过第一回流口返回到氢气储存腔内,稳定氢气扩散腔内的压力,实现多余氢气的回收再进入循环,提高氢气的使用率。同时整体结构简单,生产成本低,而且内部结构紧凑,保证整体体积不会过大。在上述的氢氧燃料电池,所述第一回流口位于第一隔板底部,所述第一进气口数量为多个且均位于第一回流口上方。多个第一进气口的数量保证了氢气储存腔对氢气扩散腔的供气效率,使得有足量的氢气在阳极催化剂层表面快速反应。同时第一回流口位于底部也便于在氢气储存腔与氢气扩散腔之间形成稳定的循环,使得气流有序的进行流动,产生的循环干扰较少。在上述的氢氧燃料电池,所述氢气扩散腔内间隔设置有第一导流板,所述第一导流板沿竖直方向分布且相互平行。多个并列设置的导流板可实现氢气的流速与流动方向的控制,调节氢气扩散单元的气压实现内部气压平衡,同时也能够加快氢气的循环速度,显著提高氢气的利用率。在上述的氢氧燃料电池,所述壳体内设置有供氧气反应的阴极催化剂层和给阴极催化剂层供氧气的氧气扩散腔,所述壳体设置有氧气储存腔,所述氧气储存腔与氧气扩散腔之间设置有用于分隔的第二隔板,所述第二隔板上设置有连通氧气储存腔与氧气扩散腔的第二进气口以及第二回流口,所述第二进气口位于第二隔板顶部,所述第二回流口位于第二隔板底部,所述第二进气口的横截面积大于第二回流口的横截面积。氧气储存腔内的氧气能够通过第二进气口进入到氧气扩散腔内进而在阴极催化剂层内进行反应,一些多余的未反应完毕的氧气能够从第二回流口回到氧气储存腔内,使得气流能够形成稳定循环,保证氧气扩散腔内的压力稳定。同时,第二进气口横截面积较大的结构能够保证氧气快速、稳定的进入氧气扩散腔内,结合第二进气口位于顶部且第二回流口位于底部的结构,氧气在氧气扩散腔与氧气储存腔之间能够形成稳定的循环。在上述的氢氧燃料电池,所述氧气扩散腔内沿竖直方向依次间隔设置有若干个第二导流板,相邻两个第二导流板呈左右交错。交错分布的第二导流板能够让氧气在氧气扩散腔内形成稳定的S形流动,实现氧气扩散单元内部氧气流速与内部气压的稳定。在上述的氢氧燃料电池,所述氧气扩散腔的底部设置有吸水器。由于氧气在阴极催化剂层反应形成水,水流积累在氧气扩散腔内,设置在底部的吸水器实现积水吸收,进而能够有效的将反应产生的积水流排出氧气扩散腔。与现有技术相比,本技术具有以下优点:1、通过对氢气进给的循环有效控制氢气的进入量,提高氢气的利用率,进而提升燃料电池的电性能。2、整体结构简单、小巧,能够让氢气与氧气充分的扩散均匀,降低电池生产成本与使用成本。附图说明图1是本实施例的结构示意图。图中,1、壳体;11、阳极催化剂层;12、电解质;13、阴极催化剂层;2、氢气扩散腔;21、第一导流板;3、氢气储存腔;31、第一隔板;32、第一进气口;33、第一回流口;34、单向阀;4、氧气扩散腔;41、第二导流板;42、吸水器;5、氧气储存腔;51、第二隔板;52、第二进气口;53、第二回流口。具体实施方式以下是本技术的具体实施例并结合附图,对本技术的技术方案作进一步的描述,但本技术并不限于这些实施例。如图1所示,一种进气稳定的氢氧燃料电池,包括壳体1,壳体1内设置有供氢气反应的阳极催化剂层11和供氧气反应的阴极催化剂层13,阳极催化剂层11与阴极催化剂层13之间设置有电解质12,氧气与阴极催化剂层13接触以及氢气与阳极催化剂层11接触两者通过电解质12反应形成产生水。壳体1内设置有氢气储存腔3和给阳极催化剂层11供氢气的氢气扩散腔2,氢气扩散腔2一侧为阳极催化剂层11,氢气扩散腔2另一侧设置有用于将氢气扩散腔2与氢气储存腔3分隔开的第一隔板31,第一隔板31竖直设置,在第一隔板31上沿竖直从上往下方向分布有三个第一进气口32与第一回流口33,第一进气口32与第一回流口33均连通氢气扩散腔2与氢气储存腔3,三个第一进气口32在竖直方向均匀分布,第一回流口33位于第一隔板31的底部,在第一回流口33内设置有仅供气体从氢气扩散腔2进入氢气储存腔3的单向阀34。氢气储存腔3与氢气储气罐连接,其内部存在一定的压力的氢气,由于单向阀34的存在,氢气只能够从第一进气口32进入到氢气扩散腔2内,通过第一进气口32氢气能够沿竖直方向均匀的进入到氢气扩散腔2内。如果氢气扩散腔2内的压力过大,一些未反应完的氢气会从第一回流口33流回氢气储存腔3内,这样在氢气储存腔3与氢气扩散腔2内形成氢气的循环,能够较好的提高氢气的利用率。在氢气扩散腔2内沿着竖直方向间隔设置有第一导流板21,第一导流板21均为水平状的长条状,第一导流板21相互之间平行设置,第一进气口32正对第一导流板21之间的间隙,氢气在进入氢气扩散腔2之后,通过第一导流板21的引导能够在阳极催化剂层11表面均匀扩散。壳体1内还设置有氧气储存腔5和供氧气的氧气扩散腔4,氧气扩散腔4一侧为阴极催化剂层13,氧气扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种进气稳定的氢氧燃料电池,包括壳体(1),所述壳体(1)内设置有供氢气反应的阳极催化剂层(11)和给阳极催化剂层(11)供氢气的氢气扩散腔(2),其特征在于,所述壳体(1)内还设置有氢气储存腔(3),所述氢气储存腔(3)与氢气扩散腔(2)之间设置有用于分隔的第一隔板(31),所述第一隔板(31)上设置有连通氢气储存腔(3)与氢气扩散腔(2)的第一进气口(32)以及第一回流口(33),所述第一回流口(33)内设置有仅供气体从氢气扩散腔(2)进入氢气储存腔(3)的单向阀(34)。

【技术特征摘要】
1.一种进气稳定的氢氧燃料电池,包括壳体(1),所述壳体(1)内设置有供氢气反应的阳极催化剂层(11)和给阳极催化剂层(11)供氢气的氢气扩散腔(2),其特征在于,所述壳体(1)内还设置有氢气储存腔(3),所述氢气储存腔(3)与氢气扩散腔(2)之间设置有用于分隔的第一隔板(31),所述第一隔板(31)上设置有连通氢气储存腔(3)与氢气扩散腔(2)的第一进气口(32)以及第一回流口(33),所述第一回流口(33)内设置有仅供气体从氢气扩散腔(2)进入氢气储存腔(3)的单向阀(34)。2.根据权利要求1所述的进气稳定的氢氧燃料电池,其特征在于,所述第一回流口(33)位于第一隔板(31)底部,所述第一进气口(32)数量为多个且均位于第一回流口(33)上方。3.根据权利要求1所述的进气稳定的氢氧燃料电池,其特征在于,所述氢气扩散腔(2)内间隔设置有第一导流板(21),所述第一导流板(21)沿竖直方向分布且相互平行。4....

【专利技术属性】
技术研发人员:韩彬刘雷陈丽鲜童路攸尹佳
申请(专利权)人:浙江衡远新能源科技有限公司山东衡远新能源科技有限公司
类型:新型
国别省市:浙江,33

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