一种液体燃料电池结构及电池水热平衡控制方法技术

本发明专利技术涉及一种新型燃料电池系统结构，该结构在原有燃料电池系统上引入了独立的水蒸气膜分离器等器件。包括电堆、液体燃料罐、气液分离器、第一液泵、混合罐、气泵、第二液泵，电堆的阳极入口经第二液泵与混合罐的循环液供液口相连，电堆的阳极出口与混合罐的循环液返回口相连；液体燃料罐经第一液泵与混合罐的燃料入口相连；膜分离器的新鲜空气入口与外界大气相连，膜分离器的新鲜空气出口相连与电堆的阴极入口相连；电堆的阴极出口与膜分离器的尾气入口相连，膜分离器的尾气出口放空。本发明专利技术与现有技术相比，可提高液体燃料电池系统中电堆的运行温度、放电功率、燃料效率，同时可提高系统稳定运行的最高环境温度，即提高系统环境适应度。应度。应度。

【技术实现步骤摘要】
一种液体燃料电池结构及电池水热平衡控制方法


[0001]本专利技术在于提供一种新型直接液体燃料电池系统结构。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种直接将化学能转化为电能的装置。相比于二次电池，燃料电池的结构使其具有功率、容量分离的特性以及更高的比能量；相比于内燃机，燃料电池的工作原理打破了卡诺循环的约束并具有更高的理论效率。基于此，燃料电池在车用动力电源、电站等方面可有广阔的应用前景。液体燃料电池同时又具有燃料携带、储存、转运方便等特性，在便携式电源方面有更高的使用价值。
[0003]对于液体燃料电池，为使电堆高功率高效率放电并维持水平衡并，液体燃料电池的工作温度通常为50～80℃。较高的运行温度可提高电池内传质、反应的速率，进而提高电堆的功率、效率，但较高的温度也提高了液体(溶剂,通常为水)的汽化速率，对水热管理模块的要求也更加苛刻。因此，为使液体燃料电池在较高的电堆温度下运行，对水热管理模块的改进与优化就成为了关键问题。
[0004]传统维持系统水平衡的方案是在电堆阴极出口后串联一个散热器。使用散热器将尾气中的水蒸气冷凝成液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体燃料电池结构,包括电堆(8)、液体燃料罐(1)、气液分离器(4)、第一液泵(2)、混合罐(6)、气泵(7)、第二液泵(9)，电堆(8)的阳极入口(h)经第二液泵(9)与混合罐(6)的循环液供液口(e)相连，电堆(8)的阳极出口(f)与混合罐(6)的循环液返回口(b)相连；液体燃料罐(1)经第一液泵(2)与混合罐(6)的燃料入口(a)相连；其特征在于：膜分离器(10)的新鲜空气入口(m)与外界大气相连，膜分离器(10)的新鲜空气出口(k)相连与电堆(8)的阴极入口(g)相连；电堆(8)的阴极出口(i)与膜分离器(10)的尾气入口(j)相连，膜分离器(10)的尾气出口(l)放空。2.根据权利要求1所述结构，其特征在于：所述电堆(8)的阴极出口(i)与膜分离器(10)的尾气入口之间的连接管路上设有气液分离器(4)，气液分离器(4)的气液混合物料入口(d)与电堆(8)的阴极出口(i)相连，气液分离器(4)的分离后气体出口与膜分离器(10)的尾气入口相连，气液分离器(4)的分离后液体出口与混合罐(6)相连通。3.根据权利要求1所述结构，其特征在于：于膜分离器(10)的新鲜空气入口(m)处设置有气泵(7)，或于新鲜空气出口(k)与电堆(8)的阴极入口(g)之间设有气泵(7)。4.根据权利要求1所述结构，其特征在于：于液体燃料罐(1)与混合罐(6)的燃料入口(a)之间的管路上设有单向阀(3)及第一液泵(2)。5.根据权利要求1所述结构，其特征在于：电堆(8)的阳极出口(f)与混合罐(6)的循环液返回口(b)之间的管路上设有散热器(5)，为电堆(8)的阳极出口流出的物料降温，于散热器(5)上不设有或设有散热风扇。6.根据权利要求1或2所述结构，其特征在于：一换热器(11)，包括第一物料入口和出口，以及第二物料入口和出口；第一物料新鲜空气经换热器(11)换热后与膜分离器(10)的新鲜空...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海，甘海波，孙公权，
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：