一种基于固态储氢的燃料电池尾排系统技术方案

本实用新型专利技术属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种基于固态储氢的燃料电池尾排系统，本实用新型专利技术利用水蒸气放热液化和液体受重力向下运动的原理，利用换热盘管对燃料电池的尾排物进行吸热实现气液分离，能够将燃料电池反应生成的水回收利用，另外通过风机为燃料电池提供空气用于反应发电的同时为燃料电池的尾排物在换热盘管实现气液分离提供了动力，整个尾排系统结构简单，能够实现燃料电池尾排物的分类回收利用，提高了能量转化利用率。提高了能量转化利用率。提高了能量转化利用率。

A fuel cell exhaust system based on solid-state hydrogen storage

【技术实现步骤摘要】
一种基于固态储氢的燃料电池尾排系统


[0001]本技术属于燃料电池
，尤其涉及一种基于固态储氢的燃料电池尾排系统。

技术介绍

[0002]氢燃料电池尾排产物含有水以及剩余空气与氢气的气体混合物，其中排出的水包括液态水滴和水蒸气；并且尾排物中会携带大量热能，直接排放虽然不会造成环境污染，但是却造成能量的浪费。

技术实现思路

[0003]本技术专利提供了一种基于固态储氢的燃料电池尾排系统，本技术利用换热盘管对燃料电池的尾排物进行气液分离，将燃料电池反应生成的水回收利用，并且对排出气体的热量进行回收利用，从而提高了能量转化利用率。
[0004]本技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于固态储氢的燃料电池尾排系统，包括燃料电池、风机和换热盘管，所述燃料电池空气进口与所述风机相连；
[0005]所述换热盘管设置有进口、液体出口和气体出口，所述换热盘管进口位于换热盘管液体出口的上方，所述燃料电池尾排出口与换热盘管进口相连，所述换热盘管液体出口处设置有储水罐。
[0006]本技术的有益效果：本技术利用水蒸气放热液化和液体受重力向下运动的原理，利用换热盘管对燃料电池的尾排物进行吸热实现气液分离，将燃料电池反应生成的水回收利用，另外通过风机为燃料电池提供空气用于反应发电的同时为燃料电池的尾排物在换热盘管实现气液分离提供了动力，整个尾排系统结构简单，能够实现燃料电池尾排物的分类回收利用，提高了能量转化利用率。
[0007]本技术的技术方案还有：还包括吸热层，所述换热盘管设置在吸热层内。通过将换热盘管设置在吸热层内，有助于对换热盘管吸热冷却，提高换热盘管对燃料电池尾排气体的冷却效率，进而有助于提高对燃料电池尾排物的气液分离效率。
[0008]本技术的技术方案还有：所述燃料电池与吸热层相互接触。吸热层与燃料电池相接触，有助于吸收燃料电池本体的热量，起到对燃料电池冷却的作用。
[0009]本技术的技术方案还有：所述吸热层包括储氢合金，所述储氢合金氢气出口与所述燃料电池氢气入口相连。由于储氢合金释放氢气需要吸收热量，而燃料电池工作会产生大量热量，用储氢合金作为吸热层，在对燃料电池尾排物起到气液分离的同时能够利用燃料电池工作产生的热量释放氢气用于燃料电池发电，实现了能量的循环利用，能源利用率更高。
[0010]本技术的技术方案还有：还包括排水管路，所述排水管路与所述储水罐相通。通过排水管路将储水罐中的水排出，避免储水罐中的水过多倒流到燃料电池的阴极，影响
燃料电池的性能。
[0011]本技术的技术方案还有：所述排水管路设置有排水阀。通过排水阀用于控制排水管路的通断。
[0012]本技术的技术方案还有：所述换热盘管包括相互连接的第一气液分离管和第一空排管，所述第一气液分离管倾斜向下设置，所述第一空排管螺旋向上设置，所述换热盘管液体出口设置在第一气液分离管和第一空排管连接处，所述换热盘管气体出口为第一空排管出口。将换热盘管分为第一气液分离管和第二空排管两段，并将换热盘管液体出口即储水罐设置在气液分离管和空排管连接处，倾斜向下设置的第一气液分离管用于防止冷却液化的水倒流回燃料电池而影响燃料电池的性能，并且有助于将第一气液分离管中冷却液化的水集存到储水罐中；而将第一空排管螺旋向上设置，增长了换热盘管的换热行程的同时减小了占用空间，另外如果第一气液分离管气液分离不完全，还有助于将第一空排管中冷却液化的水集存到储水罐中。
[0013]本技术的技术方案还有：所述换热盘管包括相互连接的第二气液分离管和第二空排管，所述第二气液分离管外形为开口向上的V形设计，所述换热盘管液体出口设置在第二气液分离管V形拐角处，所述换热盘管气体出口为第二空排管出口。V形设计的第二气液分离管利用重力将液化的水聚集到管体下方的换热盘管液体出口处，以实现气液分离并且能够防止液态水倒流回燃料电池内部。
[0014]本技术的主要构思：由于燃料电池反应后排出水蒸气、空气、氢气混合物会带有大量热量，直接将反应物排出造成能量的浪费，利用水蒸气放热液化和液体受重力向下运动的原理，利用换热盘管对燃料电池的尾排物进行气液分离，将燃料电池反应生成的水回收利用，并且对排出气体的热量进行回收利用，从而提高能量转化利用率。
附图说明
[0015]图1为本技术实施例1所述基于固态储氢的燃料电池尾排系统的结构示意图；
[0016]图2为本技术实施例2所述基于固态储氢的燃料电池尾排系统的结构示意图；
[0017]图3为本技术实施例3所述基于固态储氢的燃料电池尾排系统的结构示意图；
[0018]图中，1燃料电池、2风机、3换热盘管、4储水罐、5吸热层、6排水管路、61排水阀；
[0019]31第一气液分离管、32第一空排管、33第二气液分离管、32第二空排管；
[0020]7导热层。
具体实施方式
[0021]下面结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]实施例1
[0023]如图1所示，一种基于固态储氢的燃料电池尾排系统，包括燃料电池1、风机2和换热盘管3，所述燃料电池1空气进口与所述风机2相连。
[0024]所述换热盘管3设置有进口、液体出口和气体出口，所述换热盘管3进口位于换热
盘管3液体出口的上方，所述燃料电池1尾排出口与换热盘管3进口相连，所述换热盘管3液体出口处设置有储水罐4。
[0025]所述基于固态储氢的燃料电池尾排系统还包括排水管路6，所述排水管路6与所述储水罐4相通。
[0026]所述排水管路6设置有排水阀61。
[0027]所述换热盘管3包括相互连接的第一气液分离管31和第一空排管32，所述第一气液分离管31倾斜向下设置，所述第一空排管32螺旋向上设置，所述换热盘管3液体出口设置在第一气液分离管31和第一空排管32连接处，所述换热盘管3气体出口为第一空排管32出口，所述换热盘管3进口为第一气液分离管31的进口。
[0028]本实施例中，换热盘管3将燃料电池1尾排物的热量吸收之后传递到空气中，通过风冷的方式对换热盘管3进行散热。
[0029]实施例2
[0030]如图2所示，与实施例1不同之处在于，所述基于固态储氢的燃料电池尾排系统还包括吸热层5，所述换热盘管3设置在吸热层5内。
[0031]所述燃料电池1与吸热层5相互接触，所述燃料电池1与吸热层5接触的表面设置有导热层7，所述导热层7能够快速的吸收燃料电池1本体的热量并传递给吸热层5，提高燃料电池1的冷却效率。
[0032]所述吸热层5包括储氢合金，所述储氢合金氢气出口与所述燃料电池1氢气入口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于固态储氢的燃料电池尾排系统，其特征在于：包括燃料电池(1)、风机(2)和换热盘管(3)，所述燃料电池(1)空气进口与所述风机(2)相连；所述换热盘管(3)设置有进口、液体出口和气体出口，所述换热盘管(3)进口位于换热盘管(3)液体出口的上方，所述燃料电池(1)尾排出口与换热盘管(3)进口相连，所述换热盘管(3)液体出口处设置有储水罐(4)。2.根据权利要求1所述的基于固态储氢的燃料电池尾排系统，其特征在于：还包括吸热层(5)，所述换热盘管(3)设置在吸热层(5)内。3.根据权利要求2所述的基于固态储氢的燃料电池尾排系统，其特征在于：所述燃料电池(1)与吸热层(5)相互接触。4.根据权利要求2或3所述的基于固态储氢的燃料电池尾排系统，其特征在于：所述吸热层(5)包括储氢合金，所述储氢合金氢气出口与所述燃料电池(1)氢气入口相连。5.根据权利要求1所述的基于固态储氢的燃料电池尾排系统，其特征在于：还包括排水管路(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏洪宽，王江涛，李江南，刘吉宝，
申请(专利权)人：北京京豚科技有限公司，
类型：新型
国别省市：