燃料电池系统和用于驱动燃料电池系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种燃料电池系统和用于驱动其的方法。在一个实施例中，该燃料电池系统包括ｉ）燃料供应单元，ｉｉ）燃料电池堆叠，与燃料供应单元流体连通，其中燃料电池堆叠具有燃料入口和燃料出口，以及ｉｉｉ）旁路管道，配置成将从所述燃料供应单元接收的燃料输送到与燃料出口连接的燃料流出管道。在一个实施例中，所述驱动方法包括ｉ）从燃料供应单元接收燃料，ｉｉ）将接收的燃料输送到与燃料电池堆叠的燃料出口连接的燃料流出管道，以及ｉｉ）将未反应的燃料从燃料电池堆叠的燃料入口排出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，更具体地，本发 明涉及一种改进向燃料电池堆叠供应燃料的结构的燃料电池系统。
技术介绍
燃料电池是通过利用燃料(氢气或重整气体)和氧化剂(氧气或空气)以电化学 方式发电并通过电化学反应将从外界持续供应的燃料(氢气或重整气体)和氧化剂(氧气 或空气)直接转化成电能的设备。氢气可通过重整烃基燃料(LNG、LPG、CH30H等)而产生。作为燃料电池的说明性实例，直接甲醇燃料电池(“DMFC”)是本领域已知的燃料 电池的说明性实例。DMFC将高浓度的甲醇供应到燃料电池堆叠以通过与氧的反应发电。当长时间运行DMFC时，杂质堆积在燃料电池堆叠的燃料通道中，使得通道被阻O这样一来，当通道被阻塞时，必须通过拆开整个堆叠来更换或维修相关的电池。而且，当运行该燃料电池系统时，堆叠的内部劣化。这样的劣化导致燃料电池堆叠 的寿命缩短。
技术实现思路
本专利技术的一方面为具有易于解决发生在电池堆叠中的问题的优点的燃料电池系 统。本专利技术的另一方面为具有防止电池堆叠劣化的另一优点的燃料电池系统。在另一方面，燃料电池系统配置成除去燃料电池堆叠中的杂质从而防止电池堆叠 劣化并提高燃料电池系统的寿命。本专利技术的示例性实施例提供了一种燃料电池系统，其包括燃料电池堆叠，通过燃 料和氧化剂的电化学反应产生电能并具有燃料入口和燃料出口，其中燃料通过燃料入口注 入且燃料通过燃料出口排出；燃料供应单元，将燃料供应到燃料电池堆叠；氧化剂供应单 元，将氧化剂供应到燃料电池堆叠；燃料流入管道，安装在燃料供应单元和燃料电池堆叠之 间；燃料流出管道，从燃料电池堆叠排出的未反应的燃料流过燃料流出管道；供应旁路管 道，与燃料流入管道和燃料流出管道连接并将注入燃料流入管道的燃料输送到燃料出口 ； 以及排出旁路管道，与燃料流入管道和燃料流出管道连接并将排出到燃料入口的未反应的 燃料输送到燃料流出管道。供应旁路管道可通过由三通阀组成的供应阀安装在燃料流入管道中，排出旁路管 道可通过由三通阀组成的排出阀安装在燃料流出管道中。本专利技术的另一实施例提供了一种燃料电池系统，其包括燃料电池堆叠，通过燃料 和氧化剂的电化学反应产生电能并具有燃料入口和燃料出口，其中燃料通过燃料入口注入 且燃料通过燃料出口排出；燃料供应单元，将燃料供应到燃料电池堆叠；氧化剂供应单元， 将氧化剂供应到燃料电池堆叠；燃料流入管道，安装在燃料供应单元和燃料电池堆叠之间； 燃料流出管道，从燃料电池堆叠排出的未反应的燃料流过燃料流出管道；供应旁路管道，通过三通阀与燃料流入管道和燃料流出管道连接；排出旁路管道，通过另一个三通阀与燃料 流入管道和燃料流出管道连接。本专利技术的又一实施例提供了一种驱动燃料电池系统的方法，包括以下步骤将燃 料注入燃料出口，将未反应的燃料排出到燃料入口，以及将排出到燃料入口的未反应的燃 料输送到燃料流出管道。根据本专利技术示例性实施例的燃料电池系统的驱动方法可进一步包括除去包括在 从燃料电池堆叠排出的未反应的燃料中的杂质的步骤。将燃料注入燃料出口的步骤可包括以下步骤使供应旁路管道与燃料流入管道连 接，以及中断燃料流入管道和燃料入口之间的连接。将燃料注入燃料出口的步骤可进一步包括以下步骤将燃料从燃料流入管道输送 到供应旁路管道，将燃料从供应旁路管道输送到燃料流出管道，和将燃料从燃料流出管道 注入燃料出口。将排出到燃料入口的未反应的燃料输送到燃料流出管道的步骤可包括以下步骤 使排出旁路管道与燃料流出管道连接，和中断燃料流出管道和燃料出口之间的连接。将排出到燃料入口的未反应的燃料输送到燃料流出管道的步骤可进一步包括以 下步骤将燃料从燃料流入管道输送到排出旁路管道，和将燃料从排出旁路管道输送到燃 料流出管道。本专利技术的另一方面为燃料电池系统，包括燃料供应单元；燃料电池堆叠，与燃料 供应单元流体连通，其中燃料电池堆叠具有燃料入口和燃料出口 ；以及旁路管道，配置成将 从燃料供应单元接收的燃料输送到与燃料出口连接的燃料流出管道。上述燃料电池系统可进一步包括与燃料流入管道共线设置的过滤器，其中燃料流 入管道将燃料电池堆叠连接到燃料供应单元。燃料电池系统可进一步包括与燃料流入管道 共线设置的供应阀，其中供应阀配置成将接收的燃料传送到旁路管道。在上述燃料电池系 统中，供应阀可位于燃料入口和过滤器之间。上述燃料电池系统可进一步包括配置成将从 燃料入口排出的未反应的燃料输送到燃料流出管道的另一旁路管道。上述燃料电池系统可进一步包括与燃料流出管道共线设置的排出阀，其中排出阀 配置成将未反应的燃料传送到另一旁路管道。上述燃料电池系统可进一步包括设置在燃料 供应单元和燃料出口之间的排出阀。在上述燃料电池系统中，供应阀和排出阀的每个可均 为三通阀。在上述燃料电池系统中，供应阀和排出阀可电连接到控制单元。本专利技术的另一方面为燃料电池系统，包括燃料供应单元；燃料电池堆叠，与燃料 供应单元流体连通，其中燃料电池堆叠具有燃料入口和燃料出口 ；供应旁路管道，配置成将 从燃料供应单元接收的燃料输送到与燃料出口连接的燃料流出管道；排出旁路管道，配置 成将从燃料入口排出的未反应的燃料输送到燃料流出管道；供应阀，配置成将接收的燃料 传送到旁路管道；以及排出阀，配置成将未反应的燃料传送到另一旁路管道。本专利技术的另一方面为驱动燃料电池系统的方法，所述方法包括从燃料供应单元 接收燃料；将接收的燃料输送到与燃料电池堆叠的燃料出口连接的燃料流出管道；以及将 未反应的燃料从燃料电池堆叠的燃料入口排出。上述方法可进一步包括将从燃料入口排出的未反应的燃料输送到燃料流出管道。在上述方法中，输送未反应的燃料可包括使供应旁路管道与燃料流出管道连接；以及中断燃料流出管道和燃料出口之间的流体连通。在上述方法中，输送未反应的燃料可进一步包括将来自燃料流入管道的燃料输送到供应旁路管道；以及将来自供应旁路管道的燃料输送到燃料流出管道。上述方法可进一步包括除去包括在未反应的燃料中的杂质。在上述方法中，该除去可包括使燃料通过燃料流入管道中的过滤器。上述方法可进一步包括将输送的燃料注入燃料出口。在上述方法中，该注入可包括将燃料流入管道与排出旁路管道连接；以及中断燃料流入管道和燃料入口之间的流体连通。附图说明根据某些所说明的实施例的装置可以具有几个方面，这些实施例中没有单独的一个必然独自对该装置的期望特性负责。在考虑这样的讨论之后，尤其是阅读了名为“具体实施例”的部分之后，应理解本专利技术的实施例的特点如何提供包括制造和使用燃料电池系统及其驱动方法的能力在内的优点。图1为根据本专利技术第一示例性实施例的燃料电池系统的示意图；图2为展示了示于图1的燃料电池堆叠的结构的分解透视图；图3为根据本专利技术示例性实施例的燃料电池系统的驱动方法的流程图；图4A为展示了有故障的燃料电池堆叠的电压表的照片；图4B为展示了正常的燃料电池堆叠的电压表的照片。具体实施例方式以下将参考其中显示了示例性实施例的附图更完整地说明本专利技术的实施例。如本领域的技术人员可领会的，所说明的实施例可以各种不同的方式改变，但都不出离本专利技术的主旨或范围。图1为根据本专利技术第一示例性实施例的燃料电池系统的整体构造的示意图。燃料电池系统100可采用直接甲醇燃料电池(“DMFC”)方案，该方案通过甲醇和氧的直接反应而产生电能。但是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，包括：燃料供应单元；燃料电池堆叠，与所述燃料供应单元流体连通，其中所述燃料电池堆叠具有燃料入口和燃料出口；以及旁路管道，配置成将从所述燃料供应单元接收的燃料输送到与所述燃料出口连接的燃料流出管道。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗永承，宋仁燮，金之来，赵慧贞，崔京焕，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]