一种用于空间燃料电池的吹扫系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于空间燃料电池的吹扫系统，包括空间燃料电池电堆、布设在空间燃料电池电堆两侧的氢气循环系统、氧气循环系统；还包括布设在空间燃料电池电堆下方和侧下方的液态水吹扫系统、气态水吹扫系统、离轨推进系统。本发明专利技术利用太空超低温、高真空的环境特点，在太空中没有空气可以利用的情况下，通过在液态吹扫水贮箱与阴极板之间形成分级失压，将阴极的液态水吹扫排入液态吹扫水贮箱；将膜电极中的部分孔隙水转换为气态吹扫排入气态吹扫水贮箱，并通过低温冷板对气态水吸附固化。同时，本发明专利技术中的卫星离轨推进系统，利用空间燃料电池的反应产物水，将其汽化喷出，产生毫牛级推力，为卫星离轨提供推力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池，具体涉及一种用于空间燃料电池的吹扫系统。

技术介绍

1、空间燃料电池作为航天器电源模块的重要部组件，最早在“双子座”卫星、“阿波罗”号飞船上均有应用。空间燃料电池具有高能量转化效率、低噪音、零排放等方面优点。对于深空探测任务，在太阳能供给短缺时，它可以作为航天器的主要能源之一。对于空间站或国际月球科研站，它在提供能源的同时，反应产物可作为航天员的储备用水。对于卫星星座，它可持续提供大功率的能源供给，保障卫星组网机动变轨。对于超低轨吸气式卫星，它可利用捕集的低轨大气工质为卫星供电，或者在短期任务中替代部分太阳能帆板以降低卫星的气动阻力。总之，燃料电池在诸多空间任务中均具有重要的应用前景。

2、在空间燃料电池非工作/工作状态切换之后，启动空间燃料电池吹扫系统是其使用过程中的关键步骤，对于燃料电池在太空环境下的安全启动、膜电极保护至关重要，具体为：在空间燃料电池开机或者关机时，需将燃料电池阴极反应产物水通过吹扫系统予以排出。

3、通常，地面吹扫系统(例如氢燃料电池汽车的吹扫装置)的工作原理是利用吸入增压后的环境空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于空间燃料电池的吹扫系统，其特点是：包括空间燃料电池电堆、布设在该空间燃料电池电堆阳极侧的用于控制该阳极侧氢气工质的流动与循环利用的氢气循环系统、布设在该空间燃料电池电堆阴极侧的用于控制该阴极侧的氧气工质的流动与循环利用的氧气循环系统；还包括布设在空间燃料电池电堆侧下方和下方的液态水吹扫系统、气态水吹扫系统、离轨推进系统；所述液态水吹扫系统用于对空间燃料电池电堆阴极侧的液态水进行吹扫，并通过蠕动泵进入水贮箱(18)；所述气态水吹扫系统，用于使空间燃料电池电堆膜电极中少量的水分汽化后进入气态吹扫水贮箱，再将气态水转变成液态水，并通过蠕动泵进入水贮箱(18)；所述离轨推进系统，用于...

【技术特征摘要】

1.一种用于空间燃料电池的吹扫系统，其特点是：包括空间燃料电池电堆、布设在该空间燃料电池电堆阳极侧的用于控制该阳极侧氢气工质的流动与循环利用的氢气循环系统、布设在该空间燃料电池电堆阴极侧的用于控制该阴极侧的氧气工质的流动与循环利用的氧气循环系统；还包括布设在空间燃料电池电堆侧下方和下方的液态水吹扫系统、气态水吹扫系统、离轨推进系统；所述液态水吹扫系统用于对空间燃料电池电堆阴极侧的液态水进行吹扫，并通过蠕动泵进入水贮箱(18)；所述气态水吹扫系统，用于使空间燃料电池电堆膜电极中少量的水分汽化后进入气态吹扫水贮箱，再将气态水转变成液态水，并通过蠕动泵进入水贮箱(18)；所述离轨推进系统，用于在卫星执行离轨任务时，将工质水以气态形式喷出，产生毫牛级推力。

2.根据权利要求1所述一种用于空间燃料电池的吹扫系统，其特征在于：

3.根据权利要求1所述一种用于空间燃料电池的吹扫系统，其特征在于：所述布设在该空间燃料电池电堆阳极侧的用于控制该阳极侧氢气工质的流动与循环利用的氢气循环系统，包括氢气贮箱(1)、氢气减压阀(2)、氢气比例阀(3)、氢气压力表(4)、氢气循环泵(5)、电磁阀(6)；该氢气贮箱(1)用于存储工质，氢气贮箱(1)中的工质通过氢气减压阀(2)和氢气比例阀(3)以特定压力、流量进入空间燃料电池电堆的阳极，参与氧化反应；阳极侧富余的氢气通过电磁阀(6)、氢气循环泵(5)再次回到空间燃料电池电堆阳极侧参与反应；通过氢气比例阀(3)和电磁阀(6)的通断，控制氢气循环系统与电堆阳极的联通与隔离。

【专利技术属性】
技术研发人员：罗军，康琦，段俐，吴笛，王佳，胡良，张璞，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：

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