【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及质子交换膜类型的燃料电池领域，该电池缩写为pemfc(“质子交换膜燃料电池”)。具体地，本专利技术涉及用于安装在飞行器中的燃料电池，具体地，用来向参与飞行器的推进的电气设备供电的燃料电池。
技术介绍
1、已知地，参考图1，燃料电池1包括阳极入口ea、阴极入口ec、阳极出口sa和阴极出口sc。阳极入口ea接收如二氢，而阴极入口ec接收如双氧，以便在燃料电池1的端子(未示出)处产生电力。废气通过阳极出口sa和阴极出口sc排出。
2、该燃料电池1通常包括膜电极组件(mea)，该mea包括作为电解质的固体聚合物膜。为了改善该膜的质子传导性，已知用酸，具体为磷酸来对该膜进行掺杂。
3、从阳极出口sa和阴极出口sc排出的废气主要包含氧气、氮气、氢气和水蒸气以及微量的酸(百万分之几)。对于在120℃-200℃之间的温度下运行的高温燃料电池，废气具有高温且由于微量的酸而具有腐蚀性，这对位于下游的设备(阀va、vc、传感器等)要求很高，从而缩短其使用寿命。
4、在燃料电池1的启动/停止阶段还会出现其他缺点。在启动/停止阶段，燃料电池的温度低于运行温度，且燃料电池1的排气管路中的残余酸可能结晶并堵塞阳极出口sa和阴极出口sc、排气管路ca、cc以及燃料电池1下游的设备。因此，酸结晶会导致某些排气管路cc、ca和下游设备被腐蚀、卡住或堵塞，这是一个缺点。
5、消除这一缺点的直接解决方案是提供不掺杂酸的膜。但是，该解决方案是无关紧要的，因为这会损害质子传导性。另一个直接解决方案是使用能更好地
6、因此，本专利技术旨在至少部分减少这些缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术涉及一种组件，其包括质子交换膜燃料电池，燃料电池包括阳极入口、阴极入口、阳极出口和阴极出口，所述出口被配置为排出包含酸的废气。
2、所述组件的显著之处在于，所述组件包括至少一个酸捕获装置，所述酸捕获装置安装在至少一个所述出口处，以便至少部分提取存在于所述废气中的所述酸并排出脱酸废气。
3、有利地，酸捕获装置安装在至少一个所述出口处以从所述废气中提取所述酸，以避免对下游设备诸如阀或传感器的损伤。由于本专利技术，所述燃料电池有利地未被改进，只需在所述燃料电池的排气管路中添加辅助的酸捕获装置。
4、优选地，所述酸捕获装置安装在所述阴极出口处，以至少部分提取存在于所述阴极废气中的所述酸。由于所述阴极出口负责大部分酸的排出，因此这是有利的。
5、根据本专利技术的一个方面，所述组件还包括安装在所述阳极出口处的酸捕获装置。换句话说，第一酸捕获装置安装在所述阳极出口处，第二酸捕获装置安装在所述阴极出口处。因此，所有酸性废物都得到了处理。
6、根据本专利技术的一个方面，所述酸捕获装置包括至少一个被配置为中和存在于所述废气中的酸的碱性源。所述碱性源有利地使得可以通过用碱性源中和所述酸来提取所述酸，碱的添加中和了酸。
7、优选地，所述碱性源包括至少一种呈固体且多孔形式的碱。该碱性源易于实现且对水蒸气含量低的废气有利。
8、优选地，所述碱性源包括一种或多种的以下碱：naoh、koh和ca(oh)2。这种碱操作简便。
9、根据本专利技术的一个方面，所述酸捕获装置包括至少一个调节阀，所述调节阀被配置为控制所述废气通过或绕过碱性源。因此，所述调节阀使得可以减少所述碱性源的消耗。
10、优选地，所述调节阀具体地是能够根据燃料电池操作参数进行控制的。因此，调节有利地是自动的。
11、根据本专利技术的另一方面，所述酸捕获装置包括至少一个冷凝室，所述冷凝室包括液体，所述废气被注入到所述液体中以便对酸进行冷凝和稀释。由于其能够最佳地捕获所述废气中的水和所述酸，因此该冷凝室是有利的。此外，该冷凝室使得所述废气能够被最佳冷却，这对高温燃料电池是有利的。
12、优选地，所述酸捕获装置包括至少一个冷却回路，所述冷却回路被配置为冷却所述冷凝室中的所述液体，以在一段时间内达到最佳冷凝效果。
13、优选地，所述酸捕获装置包括至少一个所述冷凝室的气相采样回路。因此，脱酸气体可在下游排出。
14、根据本专利技术的一个方面，所述酸捕获装置包括至少一个被配置为冷却所述脱酸废气的热交换器。这对高温燃料电池是有利的。
15、优选地，所述热交换器安装在所述碱性源的下游以避免产生可能损伤所述热交换器的酸冷凝。
16、优选地，所述酸捕获装置包括至少一个相位分离器，其被配置为从所述废气中回收包含所述酸和水的液相并排出脱酸气相。
17、优选地，所述酸捕获装置包括至少一个被配置为收集所述液相的酸储罐。
18、优选地，所述组件包括安装在所述阳极出口处的具有碱性源的第一酸捕获装置和安装在所述阴极出口处的具有冷凝室的第二酸捕获装置。使用两个不同的捕获装置使得能够适应每个燃料电池出口的具体情况。
19、优选地，所述燃料电池包括至少一个掺杂有酸、优选为磷酸的膜。
20、本专利技术还涉及一种使用前述组件的方法，包括：
21、-从所述燃料电池的至少一个出口至少部分提取所述废气中的所述酸的步骤；以及
22、-排出脱酸废气的步骤。
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1.一种组件，其包括质子交换膜燃料电池(1)，燃料电池(1)包括阳极入口(Ea)、阴极入口(Ec)、阳极出口(Sa)和阴极出口(Sc)，所述出口(Sa、Sc)被配置为排出包含酸的废气(Ga、Gc)，其特征在于，所述组件包括至少一个酸捕获装置(2)，所述酸捕获装置(2)安装在至少一个所述出口(Sa、Sc)处以至少部分提取所述废气(Ga、Gc)中的酸并排出脱酸废气(Ga*、Gc*)。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述酸捕获装置(2)安装在所述阴极出口(Sc)处以至少部分提取存在于所述阴极废气(Gc)中的酸。
3.如权利要求2所述的组件，其特征在于，还包括安装在所述阳极出口(Sa)处的酸捕获装置(2)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述酸捕获装置(2)包括至少一个碱性源(20)，所述碱性源(20)被配置为中和存在于所述废气(Ga、Gc)中的酸。
5.如权利要求4所述的组件，其特征在于，所述碱性源(20)包括至少一种呈固体且多孔形式的碱。
6.如权利要求4或5所述的组件，其特征在于，所述碱性源
7.如权利要求4至6中任一项所述的组件，其特征在于，所述酸捕获装置(2)包括至少一个调节阀(22)，所述调节阀(22)被配置为控制废气通过或绕过所述碱性源(20)。
8.如权利要求7所述的组件，其特征在于，所述调节阀(22)根据所述燃料电池(1)的操作参数(PAR)进行控制。
9.如权利要求1至8中任一项所述的组件，其特征在于，所述酸捕获装置(2)包括至少一个冷凝室(30)，所述冷凝室(30)包括液体(L)，所述废气(Ga、Gc)被注入到所述液体(L)中以便对酸进行冷凝和稀释。
10.如权利要求9所述的组件，其特征在于，所述酸捕获装置(2)包括至少一个冷却回路，所述冷却回路被配置为冷却所述冷凝室(30)中的液体(L)。
11.如权利要求1至10中任一项所述的组件，其特征在于，所述酸捕获装置(2)包括至少一个热交换器(23)，所述热交换器(23)被配置为冷却所述脱酸废气(Ga*、Gc*)。
12.如权利要求1至11中任一项所述的组件，其特征在于，所述酸捕获装置(2)包括至少一个相位分离器(40)，所述相位分离器(40)被配置为从所述废气(Ga、Gc)中回收包含所述酸和水的液相并排出脱酸气相。
13.如权利要求12所述的组件，其特征在于，所述酸捕获装置(2)包括至少一个被配置为收集所述液相的酸储罐(41)。
14.一种组件，其特征在于，包括安装在所述阳极出口(Sa)处的如权利要求4所述的第一酸捕获装置(2)和安装在所述阴极出口(Sc)处的如权利要求9所述的第二酸捕获装置(2)。
15.一种使用如权利要求1至14中任一项所述的组件的方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种组件，其包括质子交换膜燃料电池(1)，燃料电池(1)包括阳极入口(ea)、阴极入口(ec)、阳极出口(sa)和阴极出口(sc)，所述出口(sa、sc)被配置为排出包含酸的废气(ga、gc)，其特征在于，所述组件包括至少一个酸捕获装置(2)，所述酸捕获装置(2)安装在至少一个所述出口(sa、sc)处以至少部分提取所述废气(ga、gc)中的酸并排出脱酸废气(ga*、gc*)。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述酸捕获装置(2)安装在所述阴极出口(sc)处以至少部分提取存在于所述阴极废气(gc)中的酸。
3.如权利要求2所述的组件，其特征在于，还包括安装在所述阳极出口(sa)处的酸捕获装置(2)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的组件，其特征在于，所述酸捕获装置(2)包括至少一个碱性源(20)，所述碱性源(20)被配置为中和存在于所述废气(ga、gc)中的酸。
5.如权利要求4所述的组件，其特征在于，所述碱性源(20)包括至少一种呈固体且多孔形式的碱。
6.如权利要求4或5所述的组件，其特征在于，所述碱性源(20)包括一种或多种的以下碱：naoh、koh和ca(oh)2。
7.如权利要求4至6中任一项所述的组件，其特征在于，所述酸捕获装置(2)包括至少一个调节阀(22)，所述调节阀(22)被配置为控制废气通过或绕过所述碱性源(20)。
8.如权利要求7所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：索菲安·阿布，马里恩·司国伊，
申请(专利权)人：赛峰动力设备公司，
类型：发明
国别省市：
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