燃料电池系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术提供一种燃料电池系统，其能够基于现有的适用于空气环境的燃料电池电堆、系统及其运行方法，并借助密闭壳体形成一个密闭腔，用于为所述燃料电池系统的燃料电池电堆提供一个氧气浓度适宜的工作环境，避免浓度较高的氧气对所述燃料电池电堆的核心部件造成损伤，从而使直接供应氧气的方案能够得到广泛应用。从而使直接供应氧气的方案能够得到广泛应用。从而使直接供应氧气的方案能够得到广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种通过电化学反应，将燃料中的化学能转化成电能的发电装置，由于其不受卡诺循环的限制，被逐步广泛应用至各个领域。
[0003]燃料电池，尤其是质子交换膜燃料电池(PEMFC)，以氢气为燃料，以氧气为氧化剂。然而，由于纯度较高的氧气的氧化性极强，若直接向燃料电池电堆的阴极供应纯度较高的氧气，极易腐蚀燃料电池电堆的核心部件，如催化剂和/或双极板等，导致其性能急速衰减。因此，常规的燃料电池系统以供应空气的方式提供电化学反应所需的氧气，而非通过供氧装置直接供应纯度较高的氧气。而且，由于空气的获取难度较低，能够适用于绝大多数的应用场景，使得供应空气的技术路线成为燃料电池领域的主流技术路线，其技术成熟度已经处于较高的水平，其中燃料电池电堆的各个核心部件均在空气环境中表现出良好的性能。
[0004]但是，在某些应用场景中，如航空航天、水下或深海、以及地下空间等，空气的获取难度较高，甚至完全无法获取空气，这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：密闭壳体、燃料电池电堆、氧气供给系统、阴极供气系统、阴极尾排系统、氢系统和电堆热管理系统，其中所述燃料电池电堆、所述阴极供气系统和所述阴极尾排系统被设置于所述密闭壳体的密闭腔内，所述氧气供给系统设有适于将氧气源和所述密闭腔连通的氧气供给通道，以用于将来自于所述氧气源的氧气通入所述密闭腔内，所述氢系统适于将来自于氢气源的氢气通入所述燃料电池电堆的阳极，所述电堆热管理系统与所述燃料电池电堆的冷却腔相连通，所述阴极供气系统适于将所述密闭腔内的气体供应至所述燃料电池电堆的阴极，所述密闭腔内的预填充气体的氧气浓度小于所述氧气源提供的气体的氧气浓度，所述阴极尾排系统适于将所述燃料电池电堆的阴极尾气排放至所述密闭腔内。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述阴极尾排系统包括阴极尾排气水分离器，用于除去所述阴极尾气中携带的液态水。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统的所述氢系统包括排氢支路和氢气处理装置，其中所述氢气处理装置与所述排氢支路相连接。4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统的所述氢系统至少部分地设置于所述密闭壳体的所述密闭腔外。5.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统进一步包括氮气补充装置，用于向所述密闭腔内补充氮气。6.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述氢气处理装置为氢气催化燃烧器或者风冷型子电堆。7.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述氢气处理装置为阴极开放式风冷燃料电池电堆。8.根据权利要求1
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7中任一所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统的所述氧气供给系统还包括供氧补偿支路，所述燃料电池系统的所述阴极供气系统还包括缓冲罐，其中所述缓冲罐设置在所述阴极供气系统的阴极供气装置和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：余俊良，李骁，陶喜军，唐生态，孙亮，杨晋，彭湃，
申请(专利权)人：武汉众宇动力系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：