一种质子交换膜燃料电池系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种质子交换膜燃料电池系统，氢气供应子系统的氢气循环部分使用并联的引射器代替传统的氢气循环泵，减少了电池系统的额外功耗，噪音小，集成度高；空气供应子系统利用板式换热器对氢气进行加热，充分利用了空压机出口处以及电堆空气出口处的空气的热量，实现了空气热量的循环利用，提高了整个电池系统的热效率；气体增湿子系统利用电堆尾气中的液态水对氢气和空气进行增湿，相比于传统的外部加湿器，进一步减小了电池的系统额外功耗，而且还实现了阴阳极尾气中水的循环利用。该电池系统不仅能够提供压力、流量、湿度、温度可控的氢气和空气，还实现了电池系统中的水和热的充分循环利用，大大提高了电池系统能量利用效率。量利用效率。量利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种质子交换膜燃料电池系统


[0001]本技术属于燃料电池
，涉及一种燃料电池系统。

技术介绍

[0002]如今，化石能源仍然在人类社会占据不可动摇的地位，但是能源短缺和环境污染问题的加剧迫使人们去寻求新能源，以实现人类的可持续发展。燃料电池的能量利用率高，使用过程中无污染，是一种可持续发展的新能源。
[0003]燃料电池进气系统是整个燃料电池系统不可或缺的组成部分，燃料电池进气系统可对反应气的流量、温度、湿度、压力进行控制，并实现尾气的循环利用。目前，大部分氢气供应子系统中采用氢气循环泵实现阳极尾气中氢气的循环利用，但是这无疑增加了系统的额外功耗，降低了系统的电效率；还有一部分氢气供应子系统中采用了引射器，但是大多是单引射器，引射器工作范围有限，引射器低功率下引射效果不佳；对反应气湿度的控制大多采用外部加湿器，这无疑也增加了系统额外功耗，而且还不能实现阴阳极尾气中水的循环利用。经过空压机压缩的空气以及从电堆排出的空气为高温空气，目前这些高温空气大多直接排出，造成这些高温空气的热量直接浪费掉，对这些高温空气进行循环利用，无疑可以提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质子交换膜燃料电池系统，包括质子交换膜燃料电池电堆(34)、与质子交换膜燃料电池电堆(34)相连接的氢气供应子系统和空气供应子系统，其特征在于：还包括气体增湿子系统，所述的气体增湿子系统包括气液分离模块和储水模块；所述的氢气供应子系统通过依次连接的储氢装置(1)、一号板式换热器(3)、氢气电磁阀(4)、一号氢气大质量流量引射器(5)、一号电动三通阀(6)、并联的二号氢气大质量流量引射器(7)与小质量流量引射器(8)和二号板式换热器(10)与质子交换膜燃料电池电堆(34)的氢气输入端相连接；所述的质子交换膜燃料电池电堆(34)的氢气输出端与气体增湿子系统的气液分离模块相连接，所述的气液分离模块分离出来的氢气经由二号电动三通阀(9)与并联的二号氢气大质量流量引射器(7)与小质量流量引射器(8)相连接，气液分离模块分离出来的液态水储存至储水模块中，所述的储水模块与氢气供应子系统的一号氢气大质量流量引射器(5)相连接用于适时对氢气进行加湿；所述的空气供应子系统通过依次连接的无油空压机(17)、一号板式换热器(3)、空气电磁阀(19)、空气大质量流量引射器(20)与质子交换膜燃料电池电堆(34)的空气输入端相连接；所述的质子交换膜燃料电池电堆(34)的空气输出端通过二号板式换热器(10)与气体增湿子系统的气液分离模块相连接；所述的气液分离模块分离出来的空气直接排出，气液分离模块分离出来的液态水储存至储水模块中，所述的储水模块与空气供应子系统的空气大质量流量引射器(20)相连接用于适时对空气进行加湿。2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池系统，其特征在于：所述的气体增湿子系统还包括交流阻抗测量仪(35)，所述的交流阻抗测量仪(35)用于测量质子交换膜燃料电池的交流阻抗以反应质子交换膜的含水情况，所述的气体增湿子系统通过质子交换膜的含水情况来确定是否对氢气和空气进行加湿。3.根据权利要求2所述的一种质子交换膜燃料电池系统，其特征在于：所述的气体增湿子系统的气液分离模块包括阴极尾气气液分离器(30)和阳极尾气气液分离器(31)，所述的阴极尾气气液分离器(30)用于空气的气液分离，所述的阳极尾气气液分离器(31)用于氢气的气液分离。4.根据权利要求3所述的一种质子交换膜燃料电池系统，其特征在于：所述的气体增湿子系统的储水模块包括储水箱(29)，所述的储水箱(29)内设置有阴极尾气气液分离器(30)和阳极尾气气液分离器(31)，所述的储水箱(29)的侧壁设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡红明，贾梦康，谢长君，朱文超，杨扬，黄亮，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：