专利名称：燃料电池氢气循环利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及燃料电池氢气循环利用装置。
技术背景
电化学燃料电池是一种高效友好的发电装置，它可以直接将燃料中的化学能转化为电能 。并且具有发电效率高、环境污染少、可靠性高和废热易排出等优点。这种装置的最大特点 是反应过程中不涉及燃烧，因此其能量转换效率不受卡诺循环的限制，理想能量转换效率 高达80%以上，实际效率则是普通内燃机的2 倍。燃料电池技术的研究和开发受到各国政府 和大公司的重视，它被认为是21世纪首选的洁净、高效的发电技术。
质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells'筒称PEMFC.)旦
有寿命长、比能量大、工作温度低、结构紧凑，并可对负荷变化快速响应等优点，在便携式 电源、可移动动力电源等方面有着极为广阔的应用前景。
氢燃料的循环利用效率是提高燃料电池燃料利用率的一个关键因素。
在燃料电池中的核心部件是膜电极(Me曲"ne Electrode Assembly;筒称ME.A)三 合一组件，膜电极(MEA)由一张质子交换膜以及两面附有多孔性的可导电材料组成。
在质子膜燃料电池的使用当中，氢气燃料没有得到充分的利用，故而在燃料电池的排出 气体中仍含有部分没被利用的氢气，造成氢气燃料使用效率不高。
发明内容
本实用新型提供了 一种循环利用燃料电池氢气燃料的装置。
在本实用新型中，通过如下技术方案实现目的燃料电池氢气出口通过管路连接水气分 离器，管路插入水气分离器，水气分离器内半透膜上方外接管路，外接管路上依次安装有压 力传感器，流量控制元件，传送元件，传送元件通过管路连接燃料电池氢气进入管路，氢 气进入管路上设置有压力传感器。两个压力传感器分别单向连接单片机，流量控制元件和传 送元件分别双向连接单片机。
传送元件为轴流风机或微型气泵。本实用新型中管路为密闭管路。流量控制元件为流量 调节阀和流量传感器元件。
本实用新型中燃料电池电堆氢气出口排出的氢气气体首先进入水气分离器，氢气通过水
气分离器装置中隔水透气的半透膜进行水气分离，不含水分的氢气通过半透膜进入外接气体 管路，管路上依次安装压力传感器、流量控制元件、传送元件和压力传感器。两个压力传 感器分别单向连接单片机，流量控制元件和传送元件分别双向连接单片机。压力传感器中检 测的信号分别传输给单片机，单片机再反馈控制下面两个元件流量控制元件、轴流风机或 微型气泵，从而实现氢气的循环利用。
水气分离器元件中的半透膜具有可以过滤除去水分而让氢气排出。
在整个循环过程中，本发明创造加入了单片机这种微型芯片的控制，使整个过程更加的 智能化，能起到自动调节的作用，避免了人为操作的干扰。
有益效果通过采用单片机，可以使本装置在10秒内达到瞬时响应平衡。很好的提高氢 气利用率。由于加入了单片机功能，避免人为操作上的误差，达到自动控制的功能，具有智 能仪器的效果。在质子膜燃料电池的使用中，避免由于空开造成的大量燃料浪费，用单片机 控制氢气循环，使循环更有效，提高了氢气的使用率，降低产电成本，节省体积。便于集成 于系统之中，更好的应用到产品。
图l为氢气循环利用装置的示意图2为氢气循环利用装置中的单片机各口连接示意图。
具体实施方式
例1:结合图1和图2对本实用新型进行说明。
燃料电池电堆3的氢气出口连接管路8，管路8连接水气分离器4，管路8插入水气分离器 ，管路9设置在水气分离器内部半透膜7的上方，管路9上设置有压力传感器2，流量控制元件 6，轴流风机5，轴流风机通过管路10连接燃料电池氢气输入管路，氢气输入管路上安装有压 力传感器l。压力传感器1和2，流量控制元件6，轴流风机5分别连接单片机11。单片机11A端 连接压力传感器l，单片机11B端连接压力传感器2，单片机11C端连接流量控制装置6，单片 机11D端连接轴流风机5。
本例中，从压力传感器2可知通过水气分离器4后氢气的压力，同时流量控制元件6中的 流量传感器检测氢气的流量，随后此压力与流量信号传入单片机ll。单片机通过流量传感器 和压力传感器传输的两项参数进行计算，从而调节轴流风机5电压改变风机转速，同时调节 流量调节阀6 (即改变流量)，以得到合适的压力。
同时，压力传感器l起到监控作用，当氢气进口的氢气和氢气循环气体合并后流量过大 ，超过额定数值时，通过单片机控制，停止风机或泵的工作，进行保护。
权利要求1.一种燃料电池氢气循环利用装置，其特征在于燃料电池氢气出口管路(8)进入水气分离器(4)，管路(9)上依次有压力传感器(2)、流量控制元件(6)、传送元件(5)，传送元件和燃料电池氢气输入管路连接，氢气输入管路设有压力传感器(1)，单片机(11)的(A)端连接压力传感器(1)，单片机(11)的(B)端连接压力传感器(2)，单片机(11)的(C)端连接流量控制元件(6)，单片机(11)的(D)端连接轴流风机(5)。
2.根据权利要求l所述的一种燃料电池氢气循环利用装置，其特征在 于所述传送装置为轴流风机或微型气泵。
3.根据权利要求l所述的一种燃料电池氢气循环利用装置，其特征在 于所述的水气分离器内设置半透膜。
专利摘要本实用新型公开一种燃料电池氢气循环利用装置，本实用新型采用单片机控制氢气循环，燃料电池氢气出口管路连接水气分离器，从水气分离器过滤得到氢气在流量控制元件和轴流风机控制下实现循环利用，具有很好的氢气利用效率，可以达到自动控制的功能。在质子膜燃料电池的使用当中，避免由于空开造成的大量燃料浪费，用单片机控制氢气循环，使循环更有效。
文档编号H01M8/06GK201191633SQ20082030065
公开日2009年2月4日 申请日期2008年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者侯晓峰, 迪 张 申请人:汉能科技有限公司