【技术实现步骤摘要】
质子交换膜燃料电池系统的加湿及回收装置
[0001]本专利技术属于燃料电池
，尤其涉及一种质子交换膜燃料电池系统的加湿及回收装置。
技术介绍
[0002]质子交换膜燃料电池是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。工作时相当于一直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极。
[0003]由于质子交换膜燃料电池工作过程中的运行温度一般为75℃
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80℃。燃料电池在该温度区间工作下质子交换膜内部水分大量蒸发，会导致燃料电池内部电阻显著增加。当燃料电池质子交换膜长时间处于干燥状态时，会发生不可逆的降解，大大降低了燃料电池质子交换膜的寿命。另外，在质子交换膜燃料电池系统中离心空压机的功耗占比较高，导致燃料电池的输出降低。
[0004]鉴于以上原因，需要根据燃料电池不同的工作条件，对燃料电池阴极进气加湿可使质子交换膜燃料保持在目标湿度。目前，...
【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的加湿及回收装置，其特征在于：包括用以向燃料电池组加湿的空气供应加湿系统、用以向燃料电池组供应氢气的氢气供应系统及用以回收燃料电池组排放废气和废液的废气
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液回流系统，空气流经空气供应加湿系统的压气机压缩并加湿后进入燃料电池组的阴极；氢气经氢气供应系统加湿后进入燃料电池组的阳极，所述燃料电池组阴极排放的废气和废液经废气
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液回流系统气液分离后，分离出的液态水经空气加湿模块供给压气机；所述燃料电池组还设有散热系统。2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池系统的加湿及回收装置，其特征在于：所述空气供应加湿系统包括沿着空气管路流向依次布置的空气过滤器、压气机、中冷器及空气加湿器，通过空气管路输送的空气经过滤器过滤后进入压气机压缩，再经中冷器降温、加湿器加湿后进入燃料电池组的阴极。3.根据权利要求2所述的质子交换膜燃料电池系统的加湿及回收装置，其特征在于：所述压气机为离心压气机，所述空气过滤器与离心压气机之间设有空气流量计和第一湿度表，所述中冷器与空气加湿器之间设有第二湿度表，用以计量空气流量及空气流经离心压气机和中冷器前后的湿度。4.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池系统的加湿及回收装置，其特征在于：所述氢气供应系统包括沿着氢气管路流向依次布置的压力调节阀、氢气流量计及氢气加湿器，储氢罐内的氢气经调压及加湿后进入燃料电池组的阳极，所述氢气流量计用以计量氢气流量。5.根据权利要求4所述的质子交换膜燃料电池系统的加湿及回收装置，其特征在于：所述废气
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液回流系统包括背压阀、气液分离器、涡轮机、换热器及与空气加湿模块相连的冷却除液分离器，所述氢气管路贯穿换热器加热氢气；所述燃料电池组阴极排放的废气和废液经背压阀调压后，进入气液分离器将气体与液态水分离开，分离出的废气经涡轮机回收实现对离心压气机的功率补偿，废气经涡轮机增压后进入换热器；所述气液分离器分离出的液态水与涡轮机的排气混合形成气水混合液，气水混合液经换热器降温后进入冷却除液分离器再次进行气液分离，所述冷却除液分离器分离出的液态水经空气加湿模块雾化后进入离心压气机。6.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池系统的加湿及回收装置，其特征在于：电机及涡轮机均与离心压气机相连，用以驱动离心压气机；所述涡轮机及离心压气机的出口管路上均设有温度表和压力表，所述涡轮机的出口管路上还设有湿度表和废气流量计。7.根据权利要求4所述的质子交换膜燃料电池系统的加湿及回收装置，其特征在于：所述氢气管路上还设有喷射器，所述喷射器的进口端与氢气管路上的压力调节阀出口相连，所述喷射器的出口端与氢气流量计的进口相连，所述燃料电池组的阳极排出的多余氢气与喷射器的喉管相连，利用喷射器能够将多余的氢气混合到氢气管路中。8.根据权利要求5所述的质子交换膜燃料电池系统的加湿及回收装置，其特征在于：所述空气加湿模块包括储水箱、补液循环泵、雾化水流量调节单元及雾化水供给泵，所述冷却除液分离器的出液口与雾化水流量调节单元相连；所述补液循环泵设置于储水箱的出水口...
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