一种智能燃料电池制造技术

本发明专利技术公开了一种智能燃料电池，包括N个被N‑1个绝缘层相互隔开的包含集成了开关的印刷电路板的燃料电池板，每个燃料电池板可通过在每个所述燃料电池板上设置至少一个开关而单独切换。并且其还包括控制器以控制开关和燃料电池上的反应物提供管路以及冷却管路的切换，从而精确的控制燃料电池的功率输出。

An Intelligent Fuel Cell

The invention discloses an intelligent fuel cell, which comprises N fuel cell boards separated by N_1 insulating layer and printed circuit board integrated with switches. Each fuel cell board can be switched individually by setting at least one switch on each of the fuel cell boards. It also includes a controller to control the switch and the reactant on the fuel cell to provide the switching of the pipeline and the cooling pipeline so as to accurately control the power output of the fuel cell.

【技术实现步骤摘要】
一种智能燃料电池
本专利技术涉及电储能
，具体而言，涉及一种可以精确控制输出功率的智能燃料电池。
技术介绍
将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。燃料电池理论上可在接近100%的热效率下运行，具有很高的经济性。目前实际运行的各种燃料电池，由于种种技术因素的限制，再考虑整个装置系统的耗能，总的转换效率多在45%～60%范围内，如考虑排热利用可达80%以上。此外，燃料电池装置不含或含有很少的运动部件，工作可靠，较少需要维修，且比传统发电机组安静。另外电化学反应清洁、完全，很少产生有害物质。所有这一切都使得燃料电池被视作是一种很有发展前途的能源动力装置。燃料电池是一种电化学的发电装置,等温的按电化学方式,直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程,不受卡诺循环限制,因而能量转化效率高,且无噪音,无污染,正在成为理想的能源利用方式。以往，提出了具备接受反应气体(燃料气体及氧化气体)的供给而进行发电的燃料电池的燃料电池系统，并被实用化。例如在燃料电池系统的燃料供给流路上配置喷射器等的电磁式开关阀并通过控制该开关阀的动作状态来调整燃料供给流路内的燃料气体的压力的技术以控制燃料电池的输出。在具备这样的喷射器的以往的燃料电池系统中，对燃料供给流路内的喷射器下游侧(或上游侧)的燃料气体的压力进行检测，基于该检测出的压力来进行喷射器的反馈控制如专利文献1：日本特开2007-165237号公报所公开的内容，但是这种控制方式存在一些缺陷和风险，例如，在喷射器的非喷射时间(关阀时点)极短时，关阀时的气压振动等的影响引起的喷射器上游侧附近或下游侧附近的燃料气体的压力检测误差变大，其反馈控制精度降低。
技术实现思路
本专利技术提出了本专利技术提出一种新的燃料电池结构并配合其输出功率控制方式以解决以上问题：一种智能燃料电池，包括N个被N-1个绝缘层相互隔开的燃料电池板，每个燃料电池板可通过在每个所述燃料电池板上设置至少一个开关而单独切换。进一步的，每个所述绝缘层具有集成的冷却剂导管，所述冷却剂导管基本垂直于所述燃料电池板的表面延伸。进一步的，所述燃料电池还包括联通于所述导管的循环泵。进一步的，每个燃料电池板包括多个阳极和多个阴极，并且其中在每个燃料电池板的每个面上，阳极和阴极的顺序交替，使得每个阳极，除了燃料电池板边缘上的阳极位于两个阴极之间，除了燃料电池板边缘上的阴极之外每个阴极位于两个阳极之间，并且两个相邻燃料电池板的阴极基本上彼此相对。进一步的，其中借助于一个反应物分布层上的多个可控反应物分配通道将反应物输送到第一和第二相邻燃料电池板上的电极上。进一步的，所述燃料电池还具备控制器，所述控制器与所述开关、循环泵以及所述分配通道控制连接，并通过控制所述开关的占空比切换控制所述燃料电池的功率输出。进一步的，所述控制器还根据所述占空比来控制所述循环泵和分配通道控制，以在燃料电池的功率输出较高时提高冷却剂的循环速率和分配通道的输送速率，并在燃料电池的功率输出较低时降低冷却剂的循环速率和分配通道的输送速率。具体实施方式为了使得本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本专利技术进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本专利技术的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。实施例一：一种智能燃料电池，包括N个被N-1个绝缘层相互隔开的燃料电池板，每个燃料电池板可通过在每个所述燃料电池板上设置至少一个开关而单独切换。进一步的，每个所述绝缘层具有集成的冷却剂导管，所述冷却剂导管基本垂直于所述燃料电池板的表面延伸。进一步的，所述燃料电池还包括联通于所述导管的循环泵。进一步的，每个燃料电池板包括多个阳极和多个阴极，并且其中在每个燃料电池板的每个面上，阳极和阴极的顺序交替，使得每个阳极，除了燃料电池板边缘上的阳极位于两个阴极之间，除了燃料电池板边缘上的阴极之外每个阴极位于两个阳极之间，并且两个相邻燃料电池板的阴极基本上彼此相对。进一步的，其中借助于一个反应物分布层上的多个可控反应物分配通道将反应物输送到第一和第二相邻燃料电池板上的电极上。进一步的，所述燃料电池还具备控制器，所述控制器与所述开关、循环泵以及所述分配通道控制连接，并通过控制所述开关的占空比切换控制所述燃料电池的功率输出。进一步的，所述控制器还根据所述占空比来控制所述循环泵和分配通道控制，以在燃料电池的功率输出较高时提高冷却剂的循环速率和分配通道的输送速率，并在燃料电池的功率输出较低时降低冷却剂的循环速率和分配通道的输送速率。实施例二：一种智能燃料电池，包括N个被N-1个绝缘层相互隔开的燃料电池板，每个燃料电池板可通过在每个所述燃料电池板上设置至少一个开关而单独切换。其中每个所述绝缘层具有集成的冷却剂导管，所述冷却剂导管基本平行于所述绝缘层的表面延伸。其中所述燃料电池还包括联通于所述导管的循环泵，这样通过循环泵将冷却剂在所述绝缘层中进行循环以帮助所述燃料电池保持正常的工作温度，当然如一般技术人员所知的循环泵和冷却剂导管以及冷却剂存储冷却容器形成一个回路，这里不对其进行赘述。其中每个燃料电池板包括多个阳极和多个阴极，并且其中在每个燃料电池板的每个面上，阳极和阴极的顺序交替，使得每个阳极，除了燃料电池板边缘上的阳极位于两个阴极之间，除了燃料电池板边缘上的阴极之外每个阴极位于两个阳极之间，并且两个相邻燃料电池板的阴极基本上彼此相对。其中借助于一个反应物分布层上的多个可控反应物分配通道将反应物如氢气等输送到相邻燃料电池板上的电极上，所述可控反应物分配通道可以具备如
技术介绍
所述的可控的喷射器这里也不再赘述。其中所述燃料电池还具备控制器，所述控制器与所述开关、循环泵以及所述分配通道控制连接，并通过控制所述开关的占空比切换控制所述燃料电池的功率输出。其中所述控制器还根据所述占空比来控制所述循环泵和分配通道控制，以在燃料电池的功率输出较高时提高冷却剂的循环速率和分配通道的输送速率，并在燃料电池的功率输出较低时降低冷却剂的循环速率和分配通道的输送速率。在本实施例中，所述燃料电池的制作还包括将耐腐蚀层沉积到燃料电池的电流收集和/或分配层的表面上。例如通过将包含导电聚合物或导电金属氧化物或碳导电碳水的碳水施加到电流收集和/或分配层的表面来形成所述耐腐蚀层。其中所述导电聚合物选自聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩和聚（3,4-亚乙二氧基噻吩）（PEDOT）。其中所述导电金属氧化物选自Ti4O7;Ti0.9Nb0.1O2;或掺杂有锑，氟或铟的氧化锡。其中所述导电聚合物具有全氟化取代基，特别是在所述全氟化取代基是全氟化脂族链或含有全氟化脂族链的情况下。或者其中形成导电聚合物的单体包括全氟化烷基链。实施例三：这里借助又一实施例介绍所述的一种智能燃料电池，包括N个被N-1个绝缘层相互隔开的包括印刷电路板的燃料电池板，每个燃料电池板可通过在每个所述燃料电池板上设置至少一个布置在所述印刷电路板上的开关而单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能燃料电池，包括N个被N‑1个绝缘层相互隔开的燃料电池板，每个燃料电池板可通过在每个所述燃料电池板上设置至少一个开关而单独切换。

【技术特征摘要】
1.一种智能燃料电池，包括N个被N-1个绝缘层相互隔开的燃料电池板，每个燃料电池板可通过在每个所述燃料电池板上设置至少一个开关而单独切换。2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，每个所述绝缘层具有集成的冷却剂导管，所述冷却剂导管基本垂直于所述燃料电池板的表面延伸。3.如权利要求2所述的燃料电池，其特征在于，所述燃料电池还包括联通于所述导管的循环泵。4.如权利要求3所述的燃料电池，其特征在于，每个燃料电池板包括多个阳极和多个阴极，并且其中在每个燃料电池板的每个面上，阳极和阴极的顺序交替，使得每个阳极，除了燃料电池板边缘上的阳极位于两个阴极之间，除了燃料电池板边缘上的阴极之外每个阴极位...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠伟，
申请(专利权)人：浙江晨阳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33