一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器制造技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器，包括重整室，重整室的下端为进气口，重整室的上端为出气口，重整室包括内折叠层和外折叠层，内折叠层与外折叠层之间形成重整腔，重整腔中设置有电磁加热板，内折叠层、外折叠层和电磁加热板设置为高度折叠的波纹管状结构，内折叠层的外表面和外折叠层的内表面上粘附有重整催化剂，重整室的外侧绕设有高频电磁加热线圈。本发明专利技术通过对重整室空间的最大限度利用，在同等制氢效率下可大幅缩小装置体积，在同等体积下大幅提升重整制氢效率。在同等体积下大幅提升重整制氢效率。在同等体积下大幅提升重整制氢效率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器


[0001]本专利技术涉及领域，具体为一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器。

技术介绍

[0002]重整甲醇燃料电池(RMFC)或间接甲醇燃料电池(IMFC)系统是质子交换燃料电池的一个子类别，其中燃料甲醇(CH3OH)在被送入燃料电池之前进行重整。重整甲醇燃料电池系统提供优于直接甲醇燃料电池(DMFC)系统的优势，包括更高的效率、更小的电池组、对甲醇纯度的要求更低、无需水管理、在低温下更好地运行以及在零以下温度下储存，因为甲醇是来自
‑
97.0℃至64.7℃(
‑
142.6
°
F至148.5
°
F)，因为电池中没有液态甲醇
‑
水混合物，在霜冻的情况下会破坏DMFC的膜。与DMFC相比，RMFC效率高的原因是含氢气体被送入燃料电池堆而不是甲醇，并且氢气在阳极上的过电位(催化转化的功率损失)比甲醇低得多。权衡是RMFC系统在更高的温度下运行，因此需要更先进的热管理和绝缘。这些类型的燃料电池产生的废物是二氧化碳和水。甲醇被用作燃料，因为它具有天然的氢密度(氢载体)，与其他碳氢燃料相比，它可以在低温下蒸汽重整为氢。此外，甲醇是天然存在的、可生物降解的和能量密集的。RMFC系统由燃料处理系统(FPS)、燃料电池、燃料盒和BOP(设备平衡)组成。
[0003]目前，现有的重整甲醇燃料电池(RMFC)大多存在体积较大以及制氢效率较低的缺陷，造成上述缺陷的原因主要在于对水蒸气和气态甲醇在重整室中的路径规划不佳，无法做到对空间的最大限度利用。
[0004]因此，亟需一种新型的燃料电池用的甲醇催化重整制氢器，针对现有技术缺陷提供良好的解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器，包括重整室，所述重整室的下端为进气口，所述重整室的上端为出气口，所述重整室包括内折叠层和外折叠层，所述内折叠层与外折叠层之间形成重整腔，所述重整腔中设置有电磁加热板，所述内折叠层、外折叠层和电磁加热板设置为高度折叠的波纹管状结构，所述内折叠层的外表面和外折叠层的内表面上粘附有重整催化剂，所述重整室的外侧绕设有高频电磁加热线圈。
[0008]进一步地，所述进气口连接在外折叠层的下端，所述出气口连接在外折叠层的上端。
[0009]进一步地，所述外折叠层的顶部设置有上锥形面，所述外折叠层的底部设置有下锥形面。
[0010]进一步地，所述内折叠层的顶部设置有上锥顶，所述内折叠层的底部设置有下锥顶。
[0011]进一步地，所述进气口中固定连接有安装架，所述安装架上安装有助推风扇。
[0012]进一步地，所述外折叠层的内表面和内折叠层的外表面上均匀分布有竖向设置的条形凸起。
[0013]进一步地，所述重整室外侧固定安装重整室外筒，所述高频电磁加热线圈绕设在重整室外筒的圆周外壁上。
[0014]进一步地，所述重整室外筒内部设置有保温层。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0016]1、本专利技术中，内折叠层、外折叠层和电磁加热板设置为高度折叠的波纹管状结构，内折叠层、外折叠层广阔的表面积为重整催化剂附着提供了场所，实现了对重整室有限空间的高度利用，水蒸气和气态甲醇在重整腔中与重整催化剂高频接触，重整制氢的效率得到大幅提升。
[0017]2、本专利技术中，上锥形面、上锥顶以及下锥形面、下锥顶对重整室进出气位置了气体流向进行引导，减少气体流动的阻力。
[0018]3、本专利技术中，助推风扇对气体在重整腔中的流动进行加速，进而控制重整制氢速率。
[0019]4、本专利技术中，条形凸起进一步增加了附着催化剂的面积，有利于进一步提升重整制氢的效率。
[0020]本专利技术通过对重整室空间的最大限度利用，在同等制氢效率下可大幅缩小装置体积，在同等体积下大幅提升重整制氢效率。
附图说明
[0021]图1为一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器的结构示意图；
[0022]图2为一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器的内部结构示意图；
[0023]图3为图2中K处的局部放大图；
[0024]图4为一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器中重整室的结构示意图；
[0025]图5为一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器中重整室底部的结构示意图；
[0026]图6为一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器中重整室的截面图；
[0027]图7为一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器中外折叠层内表面的结构示意图。
[0028]图中：1、重整室外筒；2、保温层；3、重整室；4、进气口；5、出气口；6、下锥形面；7、上锥顶；8、下锥顶；9、上锥形面；10、内折叠层；11、电磁加热板；12、外折叠层；13、条形凸起；14、助推风扇；15、高频电磁加热线圈。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]实施例1：请参阅图1～5，一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器，包括重整室3，重整室3的下端为进气口4，重整室3的上端为出气口5，重整室3包括内折叠层10和外折叠层
12，内折叠层10与外折叠层12之间形成重整腔，重整腔中设置有电磁加热板11，内折叠层10、外折叠层12和电磁加热板11设置为高度折叠的波纹管状结构，内折叠层10的外表面和外折叠层12的内表面上粘附有重整催化剂，重整室3的外侧绕设有高频电磁加热线圈15。
[0031]进气口4连接在外折叠层12的下端，出气口5连接在外折叠层12的上端。
[0032]重整室3外侧固定安装重整室外筒1，高频电磁加热线圈15绕设在重整室外筒1的圆周外壁上。
[0033]重整室外筒1内部设置有保温层2。
[0034]本实施例工作时：
[0035]使用时，电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的高频感应加热线圈15上，由此产生高频交变磁场，其磁力线穿透重整室3。电磁加热板11因电磁感应就有强大的涡流产生，涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热成为甲醇催化重整的热源，甲醇汽化后和水蒸气从进气口4流入内折叠层10与外折叠层12之间形成重整腔中，并在内折叠层10外表面和外折叠层12内表面删的重整催化剂7的作用下裂解，进而产生氢气从出气口5排出，实现甲醇重整制氢过程。
[0036]本实施例中，内折叠层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器，包括重整室(3)，其特征在于：所述重整室(3)的下端为进气口(4)，所述重整室(3)的上端为出气口(5)，所述重整室(3)包括内折叠层(10)和外折叠层(12)，所述内折叠层(10)与外折叠层(12)之间形成重整腔，所述重整腔中设置有电磁加热板(11)，所述内折叠层(10)、外折叠层(12)和电磁加热板(11)设置为高度折叠的波纹管状结构，所述内折叠层(10)的外表面和外折叠层(12)的内表面上粘附有重整催化剂，所述重整室(3)的外侧绕设有高频电磁加热线圈(15)。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器，其特征在于：所述进气口(4)连接在外折叠层(12)的下端，所述出气口(5)连接在外折叠层(12)的上端。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用的甲醇催化重整制氢器，其特征在于：所述外折叠层(12)的顶部设置有上锥形面(9)，所述外折叠层(12)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琦，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：