燃料电池系统技术方案

一种燃料电池系统，包括多个燃料电池。每个燃料电池可以是一种质子交换膜燃料电池，排列成能够优化燃料电池性能的结构。燃料电池含有硅圆基片，确定了氢气和氧化剂通过燃料电池的流体通道。燃料电池的流体通道中还带有障碍物，在气体通过燃料电池时将其分流。燃料电池系统可以由多个燃料电池模块组成，每个模块包括多个燃料电池组。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统
本专利技术涉及到发电，更准确地说与燃料电池和燃料电池系统有关。
技术介绍
普通的燃料电池将氢气和氧气转化为水，在此过程中产生电能。燃料电池有多种潜在的用途，其中包括汽车和发电站。有一种燃料电池叫做质子交换膜燃料电池。标准的质子交换膜燃料电池含有一层表面涂有催化剂的薄膜，薄膜被石墨板或陶瓷板封闭。薄膜的一面作为阳极，并从外部向其输送氢气，薄膜的另一面作为阴极，从外部向其输送空气以提供氧气。在阳极上，催化剂催化一种反应，使得氢气分子释放其电子，并变成氢离子(质子)。质子通过薄膜到达阴极。迫使电子绕着薄膜运动，到达阴极(通过一条电路)，形成电流。在阴极上发生了另外一种反应，质子与氧气结合产生燃料电池废气(水)。燃料电池产生直流电压，可以直接用来或者转换成交变电流供交流电装置使用。
技术实现思路
鉴于以上所述，市场上需求一种比现在的燃料电池系统更高效、更轻便和更可靠的燃料电池。在公开的实施方式中，燃料电池包括一个限定氢气管道位置的阳极基片。氢气管道中的氢气催化剂能够在管道中电离氢气。阴极基片限定了氧化剂管道的位置，氧化剂管道中的氧化催化剂能够催化氧化剂与质子的反应。氢气管道中可能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池，包括：一个质子交换膜；一个与质子交换膜邻接、位于膜的阳极侧的阳极基片，该阳极基片限定适合与氢气源相连的氢气管道；多个柱状物，从氢气管道中的阳极基片伸出，将氢气管道分成多个气流通道；氢催化剂层，至 少覆盖氢气管道中阳极基片的一部分，氢催化剂能够电离氢气；一个与质子交换膜邻接、位于膜的阴极侧的阴极基片，阴极侧与阳极侧相对，该阴极基片限定适合与氧化剂源连接的氧化剂通道的位置；多个柱状物，从氧化剂管道中的阴极基片伸出，将氧化 剂管道分成多个气流通道；和氧化催化剂层，至少覆盖氧化剂管道中阴极基片的一...

【技术特征摘要】
US 2004-1-20 60/5381501.一种燃料电池，包括：一个质子交换膜；一个与质子交换膜邻接、位于膜的阳极侧的阳极基片，该阳极基片限定适合与氢气源相连的氢气管道；多个柱状物，从氢气管道中的阳极基片伸出，将氢气管道分成多个气流通道；氢催化剂层，至少覆盖氢气管道中阳极基片的一部分，氢催化剂能够电离氢气；一个与质子交换膜邻接、位于膜的阴极侧的阴极基片，阴极侧与阳极侧相对，该阴极基片限定适合与氧化剂源连接的氧化剂通道的位置；多个柱状物，从氧化剂管道中的阴极基片伸出，将氧化剂管道分成多个气流通道；和氧化催化剂层，至少覆盖氧化剂管道中阴极基片的一部分，氧化催化剂能够催化氧化剂与氢离子的反应。2.权利要求1的燃料电池，其中所述柱状物跨越氢气管道。3.权利要求1的燃料电池，其中所述柱状物不跨越氢气管道。4.权利要求1的燃料电池，其中所述柱状物各自有六角形截面。5.权利要求4的燃料电池，其中所述柱状物按蜂窝状排列。6.权利要求1的燃料电池，其中所述阳极基片由硅构成。7.权利要求6的燃料电池，其中所述阳极基片由掺杂硅片构成。8.权利要求7的燃料电池，其中所述阳极基片由采用110°方向掺硼硅片构成。9.权利要求1的燃料电池，其中所述氢催化剂为铂。10.权利要求9的燃料电池，其中所述氧化催化剂为铂。11.权利要求1的燃料电池，还包括：一个在所述膜对面与阳极基片相邻的阳极导电接触层，该阳极导-->电层适合于与电路连接，一个在所述膜对面与阴极基片相邻的阴极导电接触层，该阴极导电层适合于与电路连接。12.权利要求1的燃料电池，还包括一个膜外围的绝缘阻挡层，该阻挡层防止质子和电子从阳极基片未经膜到达阴极基片。13.权利要求1的燃料电池，还包括一个位于阳极基片和膜之间的阳极质子吸收层。14.权利要求13的燃料电池，还包括一个位于阴极基片和膜之间的阴极质子吸收层。15.权利要求1的燃料电池，其中所述阳极基片的至少一部分被氢催化剂覆盖，阴极基片的至少一部分被氧化催化剂覆盖。16.权利要求1的燃料电池，还包括氢管道气流通道内的阀门。17.权利要求16的燃料电池，其中所述阀门为松紧阀门，根据温度的升高限制流量。18.一种燃料电池，包括：一个质子交换层；一个与质子交换膜邻接、位于膜的阳极侧的阳极基片，该阳极基片限定适合于与氢气源相连的氢气管道；氢催化剂层，至少覆盖氢气管道中阳极基片的一部分，氢催化剂能够电离氢气；氢气管道中的一氧化碳催化剂，一氧化碳催化剂能够催化与一氧化碳的反应，一氧化碳催化剂与氢催化剂不同；一个与质子交换膜邻接、位于膜的阴极侧的阴极基片，阴极侧与阳极侧相对，阴极基片限定与氧化剂源连接的氧化剂通道；氧化催化剂层，至少覆盖氧化剂管道中阴极基片中的一部分，氧化催化剂能够催化氧化剂与氢离子的反应。19.权利要求18的系统，其中所述与一氧化碳的反应将一氧化碳与一氧化碳催化剂相结合。20.权利要求19的系统，其中所述一氧化碳催化剂包括三氧化-->铬。21.权利要求18的系统，其中所述与一氧化碳的反应生成二氧化碳。22.权利要求21的系统，其中所述一氧化碳催化剂含括氧化锡。23.权利要求18的系统，其中所述氢催化剂含括铂。24.一种燃料电池模块，包括：一个护罩；以及护罩中的一个燃料电池组，该燃料电池组包括带有阳极接触层和阴极接触层的第一板形燃料电池和带有阳极接触层和阴极接触层的第二板形燃料电池；其中第二燃料电池与第一燃料电池基本平行，使得第一燃料电池的阳极接触层与第二燃料电池的阴极接触层邻接，从而两个燃料电池经由第一燃料电池的阳极接触层和第二燃料电池的阴极接触层电串联。25.权利要求24的模块，还包括一个能够检测模块性能并输出表示特性的信号的感应器。26.权利要求25的模块，还包括对信号做出响应的用户界面。27.权利要求25的模块，其中所述特性是模块的输出电流。28.权利要求25的模块，其中所述特性是模块的输出电压。29.权利要求25的模块，其中所述特性是模块的输出功率。30.权利要求25的模块，其中所述特性是模块中某个部位的物质量。31.权利要求25的模块，其中所述特性是模块中某个部位的温度。32.权利要求24的模块，其中所述燃料电池通过焊接的方式固定在一起，第一燃料电池的阳极接触层与第二燃料电池的阴极接触层焊接。33.权利要求24的模块，还包括与氢气歧管相连的氢气供应管，所述氢气歧管连接到每个燃料电池。-->34.权利要求33的模块，还包括与氧化剂歧管相连的氧化剂供应管，所述氧化剂歧管连接到每个燃料电池。35.权利要求24的模块，其中所述护罩包括一对相对的固定面，固定面接合并将燃料电池组固定在护罩中。36.权利要求35的模块，其中所述固定面与燃料电池基本垂直。37.一种燃料电池模块，包括：一个护罩，包括一个氢气入口歧管和一个氧化剂入口歧管，氢气入口歧管包括一个位于护罩第一表面中的空腔，氢气入口歧管适合于与氢气源连接，氧化剂入口歧管包括一个位于护罩第二表面中的空腔，氧化剂入口岐管与氧化剂供应源连接；护罩中的燃料电池组，该电池组包括与第一和第二表面邻接的第一板形燃料电池和与第一和第二表面邻接的第二板形燃料电池，第一和第二燃料电池分别包括与膜的氧化剂侧的氧化剂管道相连的一个氧化剂入口和与膜的氢气侧的氢气管道相连的一个氢气入口，膜的氢气侧与膜的氧化剂侧相对；其中第一和第二燃料电池的氧化剂入口都通向氧化剂歧管空腔，第一和第二燃料电池的氢气入口分别通向氢气歧管空腔。38.权利要求37的模块，其中第二燃料电池与第一燃料电池平行，使得第一燃料电池的阳极接触层与第二燃料电池的阴极接触层毗连并电连接。39.权利要求37的模块，其中每个氢气入口包括一个通向氢气入口歧管空腔的开口，每个氧化剂入口包括一个通向氧化剂入口歧管空腔的开口。40.权利要求37的模块，还包括：位于燃料电池组和护罩第一表面之间的第一密封层，该密封层限定氢气入口歧管空腔和氢气入口；和位于燃料电池组和护罩第二表面之间的第二密封层，该密封层限定氧化剂入口歧管空腔和氧化剂入口。41.权利要求37的模块，其中所述第一和第二表面都是单个表面-->的一部分。42.权利要求37的模块，其中所述第一和第二表面不是单个表面的一部分。43.权利要求42的模块，其中所述第一表面是第一护罩构件的一部分，第二表面是第二护罩构件的一部分。44.一种燃料电池系统，包括：一个氢气源；一个氧化剂源；和电并联的多个燃料电池模块，每个模块包括一个护罩及护罩中的燃料电池组，每个燃料电池组包括多个燃料电池，每个电池都能够与氢气源和氧化剂源连接，每个模块中的燃料电池电串联；其中，在多个模块中的其它模块运行时可以停用多个模块中的一个模块。45.权利要求44的系统，其中所述氢气源包括一个与碳氢化合物燃料源相连的反应器，反应器利用碳氢化合物燃料产生氢气。46.权利要求45的系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱特D文森特，
申请(专利权)人：布莱特D文森特，
类型：发明
国别省市：US[美国]