一种燃料电池电堆及系统技术方案

技术编号:42309564 阅读:15 留言:0更新日期:2024-08-14 15:54
本技术公开了一种燃料电池电堆及系统,氢气进气接口固定在阴极端板上,正常燃料电池单片的氢气流道宽度为L1,氢气流道深度为H1,第一燃料电池单片的氢气流道宽度为L2,氢气流道深度为H2,其尺寸关系为:L2=1.1~1.5L1,H2=1.1~1.5H1。本技术通过加大氢气进气接口侧第一燃料电池单片或第一、第二燃料电池单片氢气流道宽度和深度,提高其对系统阳极回流液态水的耐受性,使得第一燃料电池单片或第一、第二燃料电池单片的膜电极在系统中的使用寿命提高,在阴阳极集流板后增加加热电阻,通过外部电路控制加热电阻的启停,提高端板单片低温启动能力,降低低温启动对单片的损伤。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及燃料电池领域,具体涉及一种燃料电池电堆及系统


技术介绍

1、质子交换膜燃料电池(pemfc),也叫聚电解质膜燃料电池,是一种将还原剂与氧化剂的化学能直接转化为电能的装置。因其清洁、低温适应性好等特性,燃料电池得到越来越多的重视。

2、然而在燃料电池电堆及系统实际使用中,仍然面临一些单片失效问题,如低温启动、阳极回流液态水等问题,冷启动过程中由于外界温度较低(如-20℃),燃料电池产生的热量很容易向外界散失;靠近端板的燃料电池单片产热除加热自身外,还需要加热集流板、绝缘板以及端板;以上两个原因导致靠近端板的燃料电池单片温度较低,产生的水相对中间燃料电池单片更容易结冰,堵塞电池,造成低温启动失败;而阳极采用氢气回流的方式,引入的液态水会导致靠近阳极入口处的燃料电池单片阳极流道阻塞,氢气流量不足,氢气不能到达催化剂表面,造成阳极碳腐蚀,导致该燃料电池单片催化剂流失,性能降低,甚至由于大量产热造成质子交换膜烧穿,产生安全隐患。理论和实践均证实,燃料电池端板单片失效是燃料电池电堆和系统最常见的失效模式之一,严重限制了其商业化应用。

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【技术保护点】

1.一种燃料电池电堆,其特征在于:包括氢气进气接口(112)、依次排列的阳极端板(101),阳极绝缘板(102),阳极集流板(104),正常燃料电池单片(105),第一燃料电池单片(107),阴极集流板(108),阴极绝缘板(110)和阴极端板(111),所述氢气进气接口(112)固定在所述阴极端板(111)上,所述正常燃料电池单片(105)的氢气流道宽度为L1,氢气流道深度为H1,所述第一燃料电池单片(107)的氢气流道宽度为L2,氢气流道深度为H2,其尺寸关系为:L2=(1.1~1.5)L1,H2=(1.1~1.5)H1。

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆,其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种燃料电池电堆,其特征在于:包括氢气进气接口(112)、依次排列的阳极端板(101),阳极绝缘板(102),阳极集流板(104),正常燃料电池单片(105),第一燃料电池单片(107),阴极集流板(108),阴极绝缘板(110)和阴极端板(111),所述氢气进气接口(112)固定在所述阴极端板(111)上,所述正常燃料电池单片(105)的氢气流道宽度为l1,氢气流道深度为h1,所述第一燃料电池单片(107)的氢气流道宽度为l2,氢气流道深度为h2,其尺寸关系为:l2=(1.1~1.5)l1,h2=(1.1~1.5)h1。

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆,其特征在于:还包括第二燃料电池单片(106),所述第二燃料电池单片(106)位于所述正常燃料电池单片(105)与所述第一燃料电池单片(107)之间,所述第二燃料电池单片(106)结构与所述第一燃料电池单片(107)相同。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池电堆,其特征在于:还包括阳极加热电阻(103)和阴极加热电阻(109),所述阳极加热电阻(103)位于所述阳极绝缘板(102)与所述阳极集流板(104)之间,所述阴极加热电阻(109)位于所述阴极集流板(108)与所述阴极绝缘板(110)之间。

4.根据权利要求1或2所述的燃料电池电堆,其特征在于:还包括冷却液排出接口(113),空气排气接口(114),空气进气接口(115),冷却液供给接口(116)和氢气排气接口(117),所述氢气排气接口(117)固定在所述阴极端板(111)上,所述冷却液排出接口(113)、所述空气排气接口(114)、所述空气进气接口(115)和所述冷却液供给接口(116)一起固定在所述阴极端板(111)或所述阳极端板(101)上。

5.一种燃料电池电堆,其特征在于:包括...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐鑫张友琴刘东伟
申请(专利权)人:江苏三氢科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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