專(zhuān)利名稱(chēng)：直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直接醇類(lèi)燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，具有方便、快捷、價(jià)格合理等優(yōu)點(diǎn)的電動(dòng)自行車(chē)發(fā)展迅速，并且，隨著適合電動(dòng)自行車(chē)使用的電池的性能的明顯提高，電動(dòng)自行車(chē)將會(huì)成為人們出行的理想交通工具。電動(dòng)自行車(chē)的核心部件是電池，電池性能的好壞決定了電動(dòng)自行車(chē)的性能。目前市場(chǎng)上適合電動(dòng)自行車(chē)用的電池主要是鉛酸電池和鋰離子電池，其中，鉛酸電池存在質(zhì)量能量密度低，充電時(shí)間長(zhǎng)，容易造成環(huán)境污染等諸多缺點(diǎn)；大容量的動(dòng)力鋰離子電池存在自身安全性差，循環(huán)壽命短、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，不能真正適用鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的需要。燃料電池是21世紀(jì)全新的高效、節(jié)能、環(huán)境友好的發(fā)電方式之一，可以將燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，并且不受卡諾循環(huán)限制，能量轉(zhuǎn)換效率高，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是真正的綠色動(dòng)力源。因此，世界各國(guó)紛紛投巨資研究開(kāi)發(fā)燃料電池，其中，歐美以及日韓的許多實(shí)驗(yàn)室以及公司致力于直接甲醇燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究，德國(guó)的SFC公司已經(jīng)在市場(chǎng)推出了系列直接醇類(lèi)燃料電池(DMFC)產(chǎn)品；加拿大Ballard能源系統(tǒng)公司、 Palcan Fuel Cells Ltd.等公司以氫氣為燃料的質(zhì)子交換膜制備了燃料電池電動(dòng)自行車(chē)； 國(guó)內(nèi)方面，上海神力、北京富源、大連新源動(dòng)力等公司已經(jīng)研制出了以氫氣為燃料的電動(dòng)自行車(chē)樣車(chē)?，F(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮?01010228048，200920110222，200810161794 的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)分別對(duì)燃料電池系統(tǒng)的物料控制或水、熱管理等問(wèn)題提出了技術(shù)方案。另外，申請(qǐng)?zhí)枮?2005200779M.8的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)報(bào)道了江蘇雙登集團(tuán)有限公司研制的以甲醇為燃料的電動(dòng)自行車(chē)樣車(chē)，采用直流風(fēng)扇作為供應(yīng)空氣的設(shè)備。但是，該供氣模式對(duì)燃料電池電堆的結(jié)構(gòu)有特殊要求，如果直接采用不經(jīng)凈化過(guò)濾的空氣，很容易使供燃料電池電堆內(nèi)的電極造成污染；如果采用純氧氣，自行車(chē)自身還要自帶氧氣存儲(chǔ)罐，氧氣的存儲(chǔ)量使得電動(dòng)自行車(chē)行駛距離受到限制。因此，電動(dòng)自行車(chē)用直接甲醇燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還有待進(jìn)一步優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)， 攜帶方便，性能穩(wěn)定，避免了燃料電池電堆內(nèi)的電極污染。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括直接甲醇燃料電池電堆、燃料儲(chǔ)存罐、第一燃料供給泵、啟動(dòng)模塊、系統(tǒng)控制模塊和啟動(dòng)電源，還包括空氣壓縮泵、設(shè)置于所述空氣壓縮泵和直接甲醇燃料電池電堆之間的空氣過(guò)濾裝置、 用于回收直接甲醇燃料電池電堆的陰極水的陰極水冷卻回收裝置。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)控制模塊包括微處理器、穩(wěn)壓電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電量控制電路、濃度控制電路和保護(hù)電路。優(yōu)選的，所述啟動(dòng)模塊為超級(jí)電容器的組合模塊。優(yōu)選的，所述啟動(dòng)電源為鋰離子電池。優(yōu)選的，所述空氣過(guò)濾裝置為空氣過(guò)濾器。優(yōu)選的，所述陰極水冷卻回收裝置為外設(shè)風(fēng)扇的陰極水冷卻管道。優(yōu)選的，所述陰極水冷卻回收裝置還用于對(duì)空氣過(guò)濾裝置進(jìn)入直接甲醇燃料電池電堆中的空氣進(jìn)行預(yù)熱。優(yōu)選的，還包括設(shè)置于燃料儲(chǔ)存罐外的濃度檢測(cè)裝置。優(yōu)選的，所述濃度檢測(cè)裝置為甲醇濃度傳感器。優(yōu)選的，還包括設(shè)置有通氣柵板、電源接線端口、開(kāi)關(guān)口和燃料供料口的系統(tǒng)箱體。本發(fā)明提供一種直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括直接甲醇燃料電池電堆、燃料儲(chǔ)存罐、第一燃料供給泵、啟動(dòng)模塊、系統(tǒng)控制模塊、啟動(dòng)電源、空氣壓縮泵、設(shè)置于所述空氣壓縮泵和直接甲醇燃料電池電堆之間的空氣過(guò)濾裝置、用于回收直接甲醇燃料電池電堆的陰極水的陰極水冷卻回收裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用空氣壓縮泵提供含有燃料電池電堆反應(yīng)所需氧化劑物質(zhì)氧氣(O2)的空氣，避免了氧氣存儲(chǔ)罐的使用，從而該直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，攜帶方便，性能穩(wěn)定。另一方面，本發(fā)明通過(guò)在空氣壓縮泵和直接甲醇燃料電池電堆之間設(shè)置空氣過(guò)濾裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空氣的凈化，從而避免了空氣不清潔所造成的燃料電池電堆內(nèi)的電極污染。因此，本發(fā)明提供的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)以甲醇作為燃料，成本低、來(lái)源豐富、環(huán)境友好，攜帶和儲(chǔ)存方便；同時(shí)具有能量轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定、工作時(shí)間長(zhǎng)、燃料補(bǔ)給方便快捷、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、高溫環(huán)境下能夠正常工作和維修保養(yǎng)容易等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括直接甲醇燃料電池電堆1、燃料儲(chǔ)存罐16、第一燃料供給泵4、啟動(dòng)模塊9、系統(tǒng)控制模塊10和啟動(dòng)電源 11，還包括空氣壓縮泵6、設(shè)置于所述空氣壓縮泵6和直接甲醇燃料電池電堆1之間的空氣過(guò)濾裝置8、用于回收直接甲醇燃料電池電堆1的陰極水的陰極水冷卻回收裝置2。本發(fā)明提供的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)采用高能量密度的液態(tài)低碳醇為燃料， 與氣體燃料相比，無(wú)需外重整及氫氣凈化裝置，便于攜帶與儲(chǔ)存，較好地解決了氫源的問(wèn)題，而且易小型化。同時(shí)，該直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)與鉛酸電池、鋰離子電池相比，具有能量轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定、作時(shí)間長(zhǎng)、不需要長(zhǎng)時(shí)間充電的過(guò)程、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、高溫環(huán)境下能夠正常工作和維修保養(yǎng)容易等特點(diǎn)。由于隨著系統(tǒng)的運(yùn)行燃料電池電堆的溫度會(huì)逐漸升高，并且直接甲醇燃料電池的最佳工作溫度約為80°C，因此，為了使電堆能夠在維持良好的工作狀態(tài)，該直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置了用于回收直接甲醇燃料電池電堆1的陰極水的陰極水冷卻回收裝置2， 陰極水冷卻回收裝置2優(yōu)選設(shè)置于燃料電池電堆1和燃料儲(chǔ)存罐16之間，同時(shí)陰極水冷卻回收裝置2優(yōu)選為外設(shè)風(fēng)扇3的陰極水冷卻管道，風(fēng)扇3優(yōu)選為微型風(fēng)扇，能夠使從直接甲醇燃料電池電堆1陰極出來(lái)的氣態(tài)水通過(guò)散熱管道和外設(shè)風(fēng)扇3風(fēng)冷來(lái)達(dá)到冷凝的效果， 最后冷凝水再流回到溶液混合室15。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置陰極水冷卻回收裝置2實(shí)現(xiàn)了陰極水的回收，補(bǔ)充了因燃料電池反應(yīng)過(guò)程中水的消耗。此外，陰極水冷卻回收裝置2還用于對(duì)空氣過(guò)濾裝置8進(jìn)入直接甲醇燃料電池電堆1中的空氣進(jìn)行預(yù)熱。作為氧化劑載體的空氣在進(jìn)入直接甲醇燃料電池電堆1之前，空氣管道穿過(guò)陰極水冷卻回收裝置2的陰極水冷卻管道，借助氣散發(fā)出的熱量，可以起到對(duì)其預(yù)熱的效果，從而不會(huì)因空氣溫度低造成燃料電池堆溫度發(fā)生較大的溫度變化，保證了燃料電池堆正常運(yùn)行。因此，陰極水冷卻回收裝置2不僅實(shí)現(xiàn)了陰極水的回收，而且還完成了對(duì)空氣的預(yù)熱過(guò)程，無(wú)需另外的加熱預(yù)熱設(shè)備，降低了系統(tǒng)成本，節(jié)省了空間。為了維持燃料濃度，本發(fā)明提供的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)還包括設(shè)置于燃料儲(chǔ)存罐16外的濃度檢測(cè)裝置7，濃度檢測(cè)裝置7優(yōu)選為甲醇濃度傳感器。甲醇濃度傳感器不斷監(jiān)測(cè)燃料儲(chǔ)存罐16內(nèi)燃料的濃度，低于最低濃度下限的時(shí)候，甲醇濃度傳感器就會(huì)將信號(hào)傳遞給微處理器，微處理器發(fā)布信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)第一燃料供給泵4和第二燃料供給泵5等補(bǔ)充燃料。濃度控制裝置7可以精確控制燃料濃度，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整燃料濃度，減少燃料的無(wú)效損耗，提高燃料的利用率，從而延長(zhǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間。第一燃料供給泵4將燃料(甲醇溶液)從溶液混合室15輸送至直接甲醇燃料電池電堆1中，空氣壓縮泵6將空氣經(jīng)空氣過(guò)濾器裝置8過(guò)濾，經(jīng)陰極水冷卻回收裝置2預(yù)熱后輸送至直接甲醇燃料電池電堆 1中，空氣中的氧氣和甲醇溶液在直接甲醇燃料電池電堆1內(nèi)發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生電能，所產(chǎn)生的電能由系統(tǒng)控制模塊10控制，經(jīng)系統(tǒng)控制模塊10中的穩(wěn)壓電路模塊向負(fù)載提供24V或 36V的穩(wěn)定電壓。在電動(dòng)自行車(chē)的日常使用過(guò)程中，電動(dòng)自行車(chē)經(jīng)常頻繁剎車(chē)后再啟動(dòng)，而每次啟動(dòng)則需要消耗很大的電能，從而頻繁的大電流放電對(duì)燃料電池堆有一定的影響。為了減輕頻繁啟動(dòng)對(duì)燃料電池堆的影響，本發(fā)明提供的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)設(shè)置了啟動(dòng)模塊 9，啟動(dòng)模塊9優(yōu)選為超級(jí)電容器的組合模塊，具有穩(wěn)壓、快速儲(chǔ)存和釋放電量的作用。啟動(dòng)模塊9的電能由燃料電池堆來(lái)供應(yīng)，能夠滿足電動(dòng)自行車(chē)在頻繁啟動(dòng)時(shí)所需要的電能。在電動(dòng)自行車(chē)啟動(dòng)后電力供應(yīng)切換為燃料電池電堆供電，同時(shí)啟動(dòng)模塊9停止放電，轉(zhuǎn)為由燃料電池電堆充電。另外，供電模式的轉(zhuǎn)換控制由系統(tǒng)控制模塊10完成，系統(tǒng)控制模塊10優(yōu)選包括微處理器、穩(wěn)壓電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電量控制電路、濃度控制電路和保護(hù)電路。系統(tǒng)控制模塊 10能夠?qū)θ剂想姵叵到y(tǒng)的電壓、電流、溫度以及甲醇燃料濃度等狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)負(fù)載需求的變化調(diào)整甲醇燃料的循環(huán)速度以及氧氣供應(yīng)量，在必要的時(shí)候?yàn)殡姵匮a(bǔ)充燃料， 調(diào)節(jié)溫度，以達(dá)到優(yōu)化控制、減少電池額外能量消耗、合理對(duì)負(fù)載輸出的目的。系統(tǒng)控制模塊10優(yōu)選采用更為小型且功耗更低的器件，使整個(gè)系統(tǒng)更為高效，體積更小適合于便攜使用。本發(fā)明采用的空氣壓縮泵6具有提供含有燃料電池電堆反應(yīng)所需氧化劑物質(zhì)氧氣0)2)的空氣的作用，空氣壓縮泵6優(yōu)選為微型空氣壓縮泵，根據(jù)燃料電池電堆的功率來(lái)調(diào)整空氣壓縮泵的供氣量，以滿足電堆反應(yīng)所需的氧氣量和壓力。為了避免空氣中的雜質(zhì)對(duì)燃料電池電堆的污染，在燃料電池電堆的進(jìn)氣口處裝配了空氣過(guò)濾裝置8，空氣過(guò)濾裝置8優(yōu)選為空氣過(guò)濾器，通過(guò)對(duì)空氣的過(guò)濾凈化處理，對(duì)延長(zhǎng)燃料電池電堆的壽命有很大的幫助。該直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)以空氣作為氧化劑A 的氣體來(lái)源，空氣經(jīng)氣體空氣過(guò)濾裝置8凈化后進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。與攜帶氧氣瓶使用純氧作為氣源的系統(tǒng)相比較，該直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)減輕了系統(tǒng)的重量，不再為氧氣的補(bǔ)給和氣瓶的更換擔(dān)心，空氣中有充足的氧氣可以作為系統(tǒng)的氣源，同時(shí)燃料補(bǔ)給方便，只需加注燃料即可滿足系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)運(yùn)行的要求，電動(dòng)自行車(chē)的行駛距離將極大的延長(zhǎng)。本發(fā)明還設(shè)置了啟動(dòng)電源11，啟動(dòng)電源11優(yōu)選為鋰離子電池。在電動(dòng)自行車(chē)在剛啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電源11作為系統(tǒng)的電子元器件如燃料供給泵、微型空氣壓縮泵、濃度檢測(cè)裝置等提供啟動(dòng)供電；待系統(tǒng)運(yùn)行正常后，啟動(dòng)電源11停止供電而轉(zhuǎn)為由系統(tǒng)中燃料電池堆來(lái)供電，鋰離子電池所消耗的電量也由燃料電池堆來(lái)補(bǔ)充。供電切換、系統(tǒng)元器件的驅(qū)動(dòng)控制以及各功能電路的控制都由微處理器來(lái)控制完成。另外，直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)還優(yōu)選包括設(shè)置有通氣柵板、電源接線端口、開(kāi)關(guān)口和燃料供料口的系統(tǒng)箱體17。本發(fā)明中，除燃料儲(chǔ)存罐外均裝配在系統(tǒng)箱體17內(nèi)部， 系統(tǒng)箱體17材料優(yōu)選為輕質(zhì)鋁合金板材或工程塑料，根據(jù)不同車(chē)型裝配于電動(dòng)自行車(chē)車(chē)架或重心位置上。直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)剛啟動(dòng)時(shí)，首先由啟動(dòng)電源11驅(qū)動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)控制模塊10則開(kāi)始對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的電壓、電流、溫度等狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，當(dāng)電堆的甲醇濃度、 電壓達(dá)到工作標(biāo)準(zhǔn)后，將切換為燃料電池電堆1，通過(guò)啟動(dòng)模塊9向整個(gè)系統(tǒng)及外接負(fù)載供電，并適當(dāng)?shù)膶?duì)啟動(dòng)電源11充電。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)控制模塊10實(shí)時(shí)分析采集到的溫度、 甲醇濃度等參數(shù)并相應(yīng)的改變控制策略。甲醇濃度通過(guò)濃度檢測(cè)裝置7監(jiān)測(cè)，由與溶液混合室相連的液泵12向濃度檢測(cè)裝置7供應(yīng)甲醇溶液，以實(shí)現(xiàn)對(duì)甲醇溶液濃度的監(jiān)測(cè)。當(dāng)直接甲醇燃料電池電堆1達(dá)到一定溫度時(shí)，啟動(dòng)散熱風(fēng)扇3降溫，回收尾氣中的水；根據(jù)直接甲醇燃料電池電堆1中甲醇濃度及輸出功率的變化調(diào)整甲醇燃料供給、甲醇溶液循環(huán)和空氣的供給速度。系統(tǒng)工作一段時(shí)間后溶液濃度降低，需要加入純甲醇溶液作為補(bǔ)充，同時(shí)系統(tǒng)需要持續(xù)保持對(duì)負(fù)載做功的狀態(tài)，所以要在甲醇濃度過(guò)低之前加入補(bǔ)充燃料。因此，本發(fā)明優(yōu)選在低于最低濃度值時(shí)加入純甲醇溶液供應(yīng)純甲醇溶液的第二燃料供給泵5，從燃料儲(chǔ)存罐16中以一定速率的向溶液混合室15緩慢加入純甲醇溶液；由于溶液未均勻混合等原因，本發(fā)明優(yōu)選在最高濃度時(shí)停止加入甲醇溶液，從而系統(tǒng)不會(huì)由于燃料濃度過(guò)低停止工作，也不會(huì)發(fā)生甲醇補(bǔ)充過(guò)量濃度過(guò)高的問(wèn)題，使溶液混合室15中的甲醇溶液濃度始終處于一個(gè)適中的濃度范圍內(nèi)。系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，由于甲醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使得溶液中的水分大量消失，如果不對(duì)尾氣中的水蒸氣進(jìn)行有效回收，會(huì)導(dǎo)致甲醇燃料中水越來(lái)越少，最后無(wú)法維持反應(yīng)電堆的溶液循環(huán)，所以系統(tǒng)中加入了陰極水冷卻回收裝置2。系統(tǒng)工作時(shí)尾氣將接入陰極水冷卻回收裝置2的散熱片中，經(jīng)過(guò)散熱片冷卻的氣體會(huì)通入到溶液混合室15中，風(fēng)扇3由系統(tǒng)控制模塊10控制在適當(dāng)溫度時(shí)開(kāi)啟，并隨溫度升高而加大轉(zhuǎn)速，提高散熱片的冷卻能力。由于系統(tǒng)關(guān)閉一段時(shí)間后重新啟動(dòng)不會(huì)馬上具備供電能力，所以需要啟動(dòng)電源11 作為系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的電能來(lái)源，待直接甲醇燃料電池電堆1正常工作后，停止工作轉(zhuǎn)為由直接甲醇燃料電池電堆1向整個(gè)系統(tǒng)提供電力供應(yīng)。直接甲醇燃料電池電堆1工作時(shí)的輸出電壓會(huì)隨著外部條件、輸出電流的改變產(chǎn)生較大變化，所以系統(tǒng)設(shè)置了啟動(dòng)模塊9。啟動(dòng)模塊9是在電動(dòng)自行頻繁啟動(dòng)時(shí)起到穩(wěn)壓和快速釋放電量的作用。系統(tǒng)控制模塊10包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元13和參數(shù)采集單元14，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元13驅(qū)動(dòng)第一燃料供給泵4、燃料供給泵5、 空氣壓縮泵6、液泵12和濃度檢測(cè)裝置7。系統(tǒng)控制模塊10包括DC-DC模塊來(lái)穩(wěn)定電壓， 并轉(zhuǎn)換為可供外部負(fù)載使用的電壓值。綜上所述，本發(fā)明利用空氣壓縮泵提供含有燃料電池電堆反應(yīng)所需氧化劑物質(zhì)氧氣(O2)的空氣，避免了氧氣存儲(chǔ)罐的使用，從而該直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，攜帶方便， 性能穩(wěn)定。另一方面，本發(fā)明通過(guò)在空氣壓縮泵和直接甲醇燃料電池電堆之間設(shè)置空氣過(guò)濾裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空氣的凈化，從而避免了空氣不清潔所造成的燃料電池電堆內(nèi)的電極污染。因此，本發(fā)明提供的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)以甲醇作為燃料，成本低、來(lái)源豐富、環(huán)境友好，攜帶和儲(chǔ)存方便；同時(shí)具有能量轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定、工作時(shí)間長(zhǎng)、燃料補(bǔ)給方便快捷、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、高溫環(huán)境下能夠正常工作和維修保養(yǎng)容易等特點(diǎn)。對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括直接甲醇燃料電池電堆、燃料儲(chǔ)存罐、第一燃料供給泵、啟動(dòng)模塊、系統(tǒng)控制模塊和啟動(dòng)電源，其特征在于，還包括空氣壓縮泵、設(shè)置于所述空氣壓縮泵和直接甲醇燃料電池電堆之間的空氣過(guò)濾裝置、用于回收直接甲醇燃料電池電堆的陰極水的陰極水冷卻回收裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制模塊包括微處理器、穩(wěn)壓電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電量控制電路、濃度控制電路和保護(hù)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述啟動(dòng)模塊為超級(jí)電容器的組合模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述啟動(dòng)電源為鋰離子電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣過(guò)濾裝置為空氣過(guò)濾器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述陰極水冷卻回收裝置為外設(shè)風(fēng)扇的陰極水冷卻管道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述陰極水冷卻回收裝置還用于對(duì)空氣過(guò)濾裝置進(jìn)入直接甲醇燃料電池電堆中的空氣進(jìn)行預(yù)熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置于燃料儲(chǔ)存罐外的濃度檢測(cè)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述濃度檢測(cè)裝置為甲醇濃度傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置有通氣柵板、電源接線端口、開(kāi)關(guān)口和燃料供料口的系統(tǒng)箱體。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括直接甲醇燃料電池電堆、燃料儲(chǔ)存罐、第一燃料供給泵、啟動(dòng)模塊、系統(tǒng)控制模塊、啟動(dòng)電源、空氣壓縮泵、設(shè)置于所述空氣壓縮泵和直接甲醇燃料電池電堆之間的空氣過(guò)濾裝置、用于回收直接甲醇燃料電池電堆的陰極水的陰極水冷卻回收裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用空氣壓縮泵提供含有燃料電池電堆反應(yīng)所需氧化劑物質(zhì)氧氣(O2)的空氣，避免了氧氣存儲(chǔ)罐的使用，從而該直接醇類(lèi)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，攜帶方便，性能穩(wěn)定。另一方面，本發(fā)明通過(guò)在空氣壓縮泵和直接甲醇燃料電池電堆之間設(shè)置空氣過(guò)濾裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空氣的凈化，從而避免了空氣不清潔所造成的燃料電池電堆內(nèi)的電極污染。
文檔編號(hào)H01M8/10GK102522585SQ20121000205
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者劉長(zhǎng)鵬, 廖建輝, 張玉微, 李晨陽(yáng), 梁亮, 邢巍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所