專利名稱：一種自帶氫氣發(fā)生裝置的高分子氫能燃料電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種使用制氫劑及攜帶式高分子燃料電池的小型發(fā)電器。
背景技術(shù)：
應(yīng)用氫能燃料發(fā)電技術(shù)的方法有購買成品氫能燃料電池及儲氫合金或使用硼氫化鈉(NaBH4)制氫并供給氫能燃料電池使用，但此方法的缺點為硼氫化鈉(NaBH4)價格較高，較難普及。儲氫合金內(nèi)儲存的氫氣使用完畢后必須用高壓重新充入氫氣，因此需要制氫機(jī)及充氣工具，十分繁瑣。另外，制氫機(jī)的缺點是無法攜帶使用，必須使用外接電源。制氫劑由鋁(Al)、生石灰(CaO)、氫氧化鈉(NaOH)等成分組成并已取得韓國專利及澳大利亞專利，專利號分別為10-0803074及2008227365。此技術(shù)可在短時間內(nèi)生成大量氫氣，但缺點為需要儲氫罐及其相關(guān)設(shè)施儲存氫氣，并且設(shè)備本身的體積和重量較大，無法攜帶使用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于一種自帶氫氣發(fā)生裝置的高分子氫能燃料電池系統(tǒng)，本發(fā)明為制氫與高分子氫能燃料電池相結(jié)合的一體機(jī)，攜帶使用方便。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種自帶氫氣發(fā)生裝置的高分子氫能燃料電池系統(tǒng)，包括氫氣發(fā)生裝置以及高分子氫能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。所述的氫氣發(fā)生裝置包括反應(yīng)釜上蓋、外殼、密封墊、內(nèi)部出氣口接頭、密封圈、限位壓片、螺塞、輸氣管、壓力釋放閥、水過濾器、螺旋管、過濾器、球閥、外接氫氣接口、調(diào)壓閥、阻火器、流量計。所述的高分子氫能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)包括燃料電池、蓄電池組、AC/DC充電器、燃料電池控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、分流器、DC/AC逆變器、顯示控制器。所述的氫氣發(fā)生裝置通過燃料電池進(jìn)氣口電磁閥、繼電器與高分子氫能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)相連。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明利用制氫劑或外接氫源以供燃料電池發(fā)電，整個設(shè)備裝置無論是使用、攜帶、運輸還是生產(chǎn)都非常安全、方便。本發(fā)明為制氫與燃料電池一體化裝置，可作為備用電源，亦可為手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等小型電器充電。本發(fā)明能量密度為鉛蓄電池的約沈倍，鋰電池的約7倍，能量使用效率更高，總的來說本發(fā)明是一款無污染綠色低碳的高分子氫能燃料電池系統(tǒng)。
圖1為本發(fā)明所述系統(tǒng)整體外觀圖；圖2為本發(fā)明中的反應(yīng)釜內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖3、4、5皆為本發(fā)明所述系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖6為本發(fā)明所述系統(tǒng)的電路圖。其中圖1、圖2中1——反應(yīng)釜上蓋；2——外殼；3——密封墊；4——內(nèi)部出氣口接頭；5——密封圈；6——限位壓片；7——水；8——制氫劑；9——外部出氣口接頭； 10——密封圈；11——密封壓片；12——螺塞。圖3、圖4、圖5中13——輸氣管；14——壓力釋放閥；15——水過濾器；16——螺旋管；17——過濾器；18、19——球閥；20——外接氫氣口 ；21——調(diào)壓閥；22——阻火器； 23——流量計；24——燃料電池進(jìn)氣口電磁閥；25——繼電器；26——燃料電池；27——蓄電池組；沘——AC/DC充電器；29——燃料電池控制器；30——DC/DC轉(zhuǎn)換器；31——分流器；32——DC/AC逆變器。圖6中1——燃料電池；2——燃料電池控制器；3——AC/DC充電器；4——蓄電池組；5——DC/AC逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器；6——顯示控制器。其中圖6中所有部件取自圖 3、圖4、圖5中的部件，單獨呈現(xiàn)是為了闡述高分子氫能燃料電池發(fā)電原理。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
一種自帶氫氣發(fā)生裝置的高分子氫能燃料電池系統(tǒng)，包括氫氣發(fā)生裝置以及高分子氫能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。所述的氫氣發(fā)生裝置包括反應(yīng)釜上蓋、外殼、密封墊、內(nèi)部出氣口接頭、密封圈、密封壓片、螺塞、輸氣管、壓力釋放閥、水過濾器、螺旋管、過濾器、球閥、外接氫氣接口、調(diào)壓閥、阻火器、流量計。所述的氫氣發(fā)生裝置通過燃料電池進(jìn)氣口電磁閥、繼電器與高分子氫能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)相連。所述的高分子氫能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)包括燃料電池、蓄電池組、AC/DC充電器、燃料電池控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、分流器、DC/AC逆變器、顯示控制器。圖1為本發(fā)明所述系統(tǒng)整體外觀圖(1)為反應(yīng)釜上蓋，將制氫劑放入反應(yīng)釜，加入一定量的水后旋緊反應(yīng)釜上蓋，使氫氣在一個相對密閉的環(huán)境中產(chǎn)生。(2)為本發(fā)明所述系統(tǒng)的塑料外殼。以往燃料電池發(fā)電系統(tǒng)一般采用金屬外殼，重量較重且不便于攜帶。本發(fā)明所述系統(tǒng)的外殼為塑料材質(zhì)，可減輕系統(tǒng)重量，輕便美觀。圖2為反應(yīng)釜內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖(3)為密封墊，作用為防止制氫劑與水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)時所產(chǎn)生的氫氣從上蓋中漏出。(4)為內(nèi)部出氣口接頭，防止反應(yīng)釜內(nèi)部的水在反應(yīng)時進(jìn)入氣路內(nèi)部。(5)為密封圈，防止水進(jìn)入氣路內(nèi)部的輔助部件。(6)為限位壓片，使制氫劑在反應(yīng)過程中始終處于水位線以下。(7)為水，(8)為制氫劑，在反應(yīng)釜內(nèi)部加入(7)與(8) 即可產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并生成氫氣。(9)為外部出氣口接頭，處于反應(yīng)釜內(nèi)部，氫氣通過此接頭進(jìn)入氣路管道。(10)、(11)、及(12)分別為密封圈、密封壓片及螺塞，位于氫氣緩沖管內(nèi)部， 防止氫氣從緩沖管下部泄漏。圖3、4、5皆為本發(fā)明所述系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。(13)為輸氣管，氫氣通過輸氣管 (13)到達(dá)燃料電池使其產(chǎn)生電能。(14)為壓力釋放閥，管道內(nèi)部的氫氣達(dá)到一定壓力時自動將氫氣排出管道外，維持整個系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。(15)為水過濾器，作用為提高氫氣純度。(16)為螺旋管，使氫氣冷卻。(17)為過濾器，過濾氫氣中所含微量水蒸氣。(18)為球閥，防止外接氫氣時氫氣進(jìn)入反應(yīng)釜。(19)為球閥，防止制氫時氫氣于快插接口處泄漏。 (20)為外接氫氣口。(21)為調(diào)壓閥，調(diào)整輸入燃料電池中的氫氣壓力。(22)為阻火器，防止氫氣倒流起火。(23)為流量計，調(diào)整進(jìn)入燃料電池的氫氣量。(24)為燃料電池進(jìn)氣口電磁閥，控制輸入燃料電池的進(jìn)氣。(25)為繼電器，控制電源接通/輸出。(26)為燃料電池， 可直接將氫氣轉(zhuǎn)化為電能。(27)為蓄電池，儲存燃料電池所轉(zhuǎn)化的電能。(28)為AC/DC充電器，將燃料電池轉(zhuǎn)化出得電能充入蓄電池。(29)為燃料電池控制器，控制燃料電池工作。 (30)為DC/DC轉(zhuǎn)換器，將燃料電池轉(zhuǎn)換后的電能以直流形式輸出。(31)為分流器，主要作用為采集電源信號。(32)為DC/AC逆變器，將直流輸出轉(zhuǎn)化為交流輸出。圖1至圖5描述的是氫氣發(fā)生裝置的反應(yīng)原理。其中制氫劑與水反應(yīng)后生成氫氣，把一定量的氫氣通過圖1至圖5所述裝置供給氫能燃料電池(圖6)，使其產(chǎn)生電能。制氫劑與水(H20)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣(H2)時，并非通過強(qiáng)烈化學(xué)反應(yīng)瞬時生成大量氫氣，而是根據(jù)氫能燃料電池的容量，按一定比例生成氫氣后供給氫能燃料電池使用。圖6則描述了燃料電池利用氫氣發(fā)電的原理，圖6為本發(fā)明所述系統(tǒng)的電路圖如圖6所示，包含有燃料電池(1)、燃料電池控制器(2)、AC/DC充電器(3)、蓄電池組(4)、DC/ AC逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器(5)(即圖2、圖3、圖4、圖5中30——DC/DC轉(zhuǎn)換器
32——DC/AC逆變器)及顯示控制器(6)。DC-DC根據(jù)使用目的適量轉(zhuǎn)換高分子氫能燃料電池(PEMFC)發(fā)出的電能，隨后電能先被儲存到如圖6所示的蓄電池組中，然后通過如圖6所示的DC/AC逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器(5)輸出使用。至此整個發(fā)明過程結(jié)束，上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種自帶氫氣發(fā)生裝置的高分子氫能燃料電池系統(tǒng)，包括氫氣發(fā)生裝置以及高分子氫能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自帶氫氣發(fā)生裝置的高分子氫能燃料電池系統(tǒng)，其特征在于所述的氫氣發(fā)生裝置包括反應(yīng)釜上蓋(1)、外殼(2)、密封墊(3)、內(nèi)部出氣口接頭(4)、 密封圈(5)、限位壓片(6)、螺塞(6)、輸氣管(13)、壓力釋放閥(14)、水過濾器(15)、螺旋管 (16)、過濾器(17)、球閥(18、19)、外接氫氣接口(20)、調(diào)壓閥(21)、阻火器(22)、流量計 (23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自帶氫氣發(fā)生裝置的高分子氫能燃料電池系統(tǒng)，其特征在于所述的高分子氫能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)包括燃料電池(26)、蓄電池組(27)、AC/DC充電器(28 )、燃料電池控制器(29 )、DC/DC轉(zhuǎn)換器(30 )、分流器(31)、DC/AC逆變器(32 )、顯示控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自帶氫氣發(fā)生裝置的高分子氫能燃料電池系統(tǒng)，其特征在于所述的氫氣發(fā)生裝置通過燃料電池進(jìn)氣口電磁閥(24)、繼電器(25)與高分子氫能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)相連。
全文摘要
一種自帶氫氣發(fā)生裝置的高分子氫能燃料電池系統(tǒng)，攜帶使用方便。制氫劑與水反應(yīng)后產(chǎn)生氫氣，可根據(jù)高分子氫能燃料電池(PEMFC)的容量大小供給其一定量的氫氣。燃料電池產(chǎn)生電能后通過自身的自動調(diào)節(jié)裝置及DC-DCConvertor來調(diào)節(jié)電能并儲存到蓄電池(LiFePO4)中，電能可以USB輸出及AC220V輸出的形式使用。
文檔編號H01M8/06GK102364740SQ20111036851
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月20日
發(fā)明者樸廷泰, 王紀(jì)忠, 王靖 申請人:江蘇中靖新能源科技有限公司