一种高温质子交换膜燃料电池组的冷却方法及其系统技术方案

技术编号:3243013 阅读:207 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及燃料电池,具体地说是一种适用于高温质子交换膜燃料电池组的冷却方法及其系统,常压下,将温度为大于90℃小于100℃的水通入质子交换膜燃料电池组的冷却腔,水与电池生成热进行热交换,水汽化带走电池的废热。该系统采用水蒸发冷却方式,以水为冷却介质,利用水相变过程所需的蒸发潜热带走电池的废热,与传统的80℃以下操作的质子交换膜燃料电池比较,水循环的潜热过程比显热传递过程传热效率可以大幅度地提高,通过调整输出功率与冷却水量的自动耦合,达到蒸发传热的目的。与以乙醇等有机物作为蒸发冷却介质的系统相比,对电极、质子交换膜等重要组件不存在潜在的危害性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池,具体地说是一种适用于高温质子交换膜燃料电池组的冷却方法及其系统
技术介绍
燃料电池是一种等温的按电化学方式直接将化学能转化为电能的发电装置。它不经过热机过程,因此不受卡诺循环的限制,能量转化效率高,环境友好。由于以上这些突出的优点,近些年来燃料电池技术的研究和开发倍受各国政府和大公司的重视,被认为是21世纪首选的洁净高效的发电方式。其中高温质子交换膜燃料电池,近来来引起了国际上的普遍关注。所谓高温质子交换膜燃料电池是指操作温度高于100℃的燃料电池(常规的质子交换膜燃料电池通常操作温度≤80℃)。在该种条件下的电池有如下优点:1)电化动力学反应速率提高,有利于电性能的提高;2)提高了燃料电池废热品质,有利于废热的有效利用,提高系统效率;降低了冷却系统的重量与体积,提高了系统的重量与体积比功率密度;3)水处于汽态,减少了两相流引起的传质极化;流场设计也可以得到大幅度的简化,减少为了保证对水的吹扫高气速引起的阻力降增加。4)有利于CO在阳极的氧化与脱附,提高抗CO能力;从而可以简化重整系统的净化部分。5)高温操作状态下,水含量少,因此可以减少由于低温冷冻状态下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温质子交换膜燃料电池组的冷却方法,其特征在于:常压下,将温度为大于90℃小于100℃的水通入质子交换膜燃料电池组的冷却腔,水与电池生成热进行热交换,水汽化取走电池的废热。

【技术特征摘要】
1.一种高温质子交换膜燃料电池组的冷却方法,其特征在于:常压下,将温度为大于90℃小于100℃的水通入质子交换膜燃料电池组的冷却腔,水与电池生成热进行热交换,水汽化取走电池的废热。2.一种权利要求1所述冷却方法的高温质子交换膜燃料电池组系统,其特征在于:其高温质子交换膜燃料电池组、水罐、氢气气源和空压机组成;氢气气源通过减压阀、氢气回流器与电池组的氢气入口相连,电池组的氢气出口经三通阀分别与大气和氢气回流器相通;空气经过空气过滤器、空压机、焓轮增湿器与电池组的空气入口相连,电池组的...

【专利技术属性】
技术研发人员:侯明孙立言燕希强林业发姜玉玉明平文衣宝廉
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所
类型:发明
国别省市:91[中国|大连]

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