具有冲洗装置的燃料电池系统及其运行方法制造方法及图纸

一种燃料电池系统，包括：　　　　重整装置，其包括用于产生富氢的转化气的重整单元；　　　　热或废气源单元，其用于产生燃烧热和废气；　　　　燃料电池堆，其用于通过所述富氢的转化气与氧化剂之间的电化学反应产生电能，并且该燃料电池堆包括阳极和阴极，所述富氢的转化气提供到该阳极，所述氧化剂提供到该阴极；和　　　　冲洗装置，当阻断所述富氢的转化气和氧化剂进入燃料电池堆时，其用于将所述废气提供到燃料电池堆内部来冲洗所述燃料电池系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的各方面涉及一种燃料电池系统，具体涉及一种具有冲洗装置的燃料电池系统及其操作方法，以维持该燃料电池系统的性能，延长该系统的寿命，并减小该系统的体积和重量。
技术介绍
燃料电池是一种直接将诸如甲醇或氢等的化学燃料的能量转化为电能的发电系统。燃料电池具有环境污染小和效率高的优点。由于燃料电池使用易于储存和运输的能源如石油、天然气、甲醇等来发电，因此它已作为下一代能源而引起关注。根据所用电解质的类型，燃料电池可以分为磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、聚合物电解质燃料电池和碱性燃料电池等。这些燃料电池基本上以相同的原理运行，但是采用不同的燃料、操作温度、催化剂和电解质等。所述聚合物电解质燃料电池是一种使用具有氢离子交换特性的聚合物膜作为电解质的燃料电池。由于所述聚合物电解质燃料电池具有包括电流密度大、结构简单、启动和反应快速的性能、以及良好的耐久性的高输出特性，所以比其他燃料电池更受欢迎。此外，除氢之外，聚合物电解质燃料电池能够使用甲醇或天然气作为燃料，所以可以在多种领域应用，例如作为车辆的动力源、适于现场安装的配电发电机、用于战备的应急电源和用于太空船的动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，包括：重整装置，其包括用于产生富氢的转化气的重整单元；热或废气源单元，其用于产生燃烧热和废气；燃料电池堆，其用于通过所述富氢的转化气与氧化剂之间的电化学反应产生电能，并且该燃料电池堆包括阳极和阴极，所述富氢的转化气提供到该阳极，所述氧化剂提供到该阴极；和冲洗装置，当阻断所述富氢的转化气和氧化剂进入燃料电池堆时，其用于将所述废气提供到燃料电池堆内部来冲洗所述燃料电池系统。

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，包括：重整装置，其包括用于产生富氢的转化气的重整单元；热或废气源单元，其用于产生燃烧热和废气；燃料电池堆，其用于通过所述富氢的转化气与氧化剂之间的电化学反应产生电能，并且该燃料电池堆包括阳极和阴极，所述富氢的转化气提供到该阳极，所述氧化剂提供到该阴极；和冲洗装置，当阻断所述富氢的转化气和氧化剂进入燃料电池堆时，其用于将所述废气提供到燃料电池堆内部来冲洗所述燃料电池系统。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述重整装置与热或废气源单元合并以使所述重整单元能利用所述热能。3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中当所述燃料电池堆的运行停止时，所述冲洗装置阻断富氢转化气和氧化剂进入燃料电池堆。4.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中所述热或废气源单元包括用于调节进入所述热或废气源单元的空气流量的空气调节器。5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述冲洗装置进一步包括冷凝来自所述热或废气源单元的废气中的水蒸汽的冷凝器。6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其中所述燃料电池堆包括干型聚合物电解质膜。7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其中所述聚合物电解质膜包括浸渍磷酸的聚合物电解质膜。8.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述燃料电池堆包括需要湿润的聚合物电解质膜。9.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其中所述需要湿润的聚合物电解质膜包括Nafion电解质膜。10.根据权利要求4所述燃料电池系统，其中所述空气调节器将氧化剂提-->供到燃料电池堆的阴极和热或废气源单元。11.根据权利要求4所述燃料电池系统，其中所述燃料电池系统包括第一场开关，其安装在连接热或废气源单元的排气孔到排出转化气的重整装置的出口和燃料电池堆的阳极入口的通路上；和第二场开关，其安装在连接热或废气源单元的排气孔和燃料电池堆的阴极入口的通路上。12.根据权利要求11所述的燃料电池系统，其中所述第一和第二场开关是三通阀。13.根据权利要求11所述的燃料电池系统，进一步包括第三场开关，其连接到所述热或废气源单元的排气孔，并在运行所述系统时排出热或废气源单元中的废气。14.根据权利要求13所述的燃料电池系统，其中所述空气调节器是将氧化剂提供到燃料电池堆的空气供给系统，并由燃料电池控制器控制；进一步包括第四场开关，当正在停止和/或冲洗燃料电池系统时，所述第四场开关阻断向所述燃料电池堆的氧化剂的提供，并将氧化剂提供给所述热或废气源单元。15.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中进一步包括连接所述热或废气源单元、空气调节器和燃料电池堆的阴极入口的第五场开关。16.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述燃料电池堆包括多个单元电池，其中每个单元电池包括：阳极，其具有金属催化剂层和扩散层；聚合物电解质膜；和阴极，其具有金属催化剂层和扩散层，其中所述阳极和阴极被所述聚合物电解质膜分隔开，所述聚合物电解质膜在阳极侧和阴极侧具有大致相等的压力，并且所述燃料电池堆进一步包括分隔所述多个单元电池的板。17.根据权利要求16所述燃料电池系统，其中所述分隔多个单元电池的板进一步包...

【专利技术属性】
技术研发人员：安镇九，金周龙，李圣哲，韩万锡，李勇杰，李赞镐，利奥尼德·戈罗宾斯凯，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR