专利名称：重整器和具有该重整器的燃料电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃料电池系统，更具体地说，涉及一种用于燃料电池系统中的重整器的绝热结构。
背景技术：
燃料电池是一种产生电能的系统。在燃料电池中，包含在碳氢化合物原料如甲醇、乙醇和天然气中的氧和氢之间的化学反应的能量被直接转换成电能。
根据燃料电池中使用的电解质类型，可将燃料电池分为不同种类，它们包括磷酸盐燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、和聚合物电解质或碱性燃料电池。尽管这些不同种类的燃料电池中的每一种都是利用相同的原理工作，但它们在所使用的燃料、催化剂和电解质、及驱动温度上是不同的。
最近已开发出聚合物电解质薄膜燃料电池(PEMFC)。与其它燃料电池相比，PEMFC具有极好的输出特性、低工作温度、快速启动和快速响应特性。PEMFC可以用于车辆、家庭和建筑物中，还可用作电子装置的电源。因此，PEMFC具有广阔的应用范围。
PEMFC的基本组成部分为堆叠体、重整器、燃料罐、和燃料泵。堆叠体构成燃料电池的主体。燃料泵将燃料罐中的燃料供给重整器。重整器重整燃料以产生氢气，并将氢气提供给堆叠体。因此，PEMFC通过燃料泵的运转，将燃料罐中的燃料供给重整器。燃料在重整器中被重整以产生氢气，氢气和氧气在堆叠体中发生化学反应，从而产生电能。
在这种燃料电池系统中，重整器是一种通过化学催化反应重整液体燃料以产生氢气的装置。重整器还可降低如一氧化碳之类的有害物质的浓度，这些有害物质将损坏燃料电池、缩短燃料电池的使用寿命。重整器包括产生氢气的重整部分和排除包含在氢气中的一氧化碳的排除部分。重整部分通过蒸汽重整、部分氧化、和/或自然反应的催化反应从液体燃料中产生富含氢的气体。为了降低氢气中所含的一氧化碳的浓度，排除部分采用如水气转化方法、选择氧化方法、和/或使用分离层的提纯氢的方法之类的催化反应。
在这种燃料电池系统中，重整部分被分为放热反应部分和吸热反应部分，放热反应部分引起燃料和空气的催化氧化反应以产生热燃烧(thermalcombustion)，吸热反应部分引起催化重整反应并和放热反应部分的热燃烧产生富含氢的气体。吸热反应部分利用来自放热反应部分的预定的热反应，以促进与液态燃料和水混合的燃料混合物的催化重整反应，使其转换为富含氢的气体。因此，为了提高氢气的产品反应效率，重整器需要绝热部分，以防止重整部分中产生的热能泄漏。
然而，在传统的燃料电池中，绝热部分为与重整部分表面接触的单层构造。由此所存在的问题是，由于通过绝热部分的热传递路径很短，从重整部分的表面传递的热量很多。此外，在传统的燃料电池中，重整器反复工作，所以在重整部分的表面上形成滞留热应力(heat residence stress)并在所述表面上造成局部集中。所以，存在的另一问题是，绝热部分和重整部分的结合性能下降。
发明内容
本发明的一方面是提供一种具有阻止反应热泄漏的绝热结构以有利于产生重整气体的重整器和使用这种重整器的燃料电池系统。
本发明的一方面是提供一种具有能均匀扩散局部分布于彼此连接的各部分上的滞留热应力的绝热结构的重整器和使用这种重整器的燃料电池系统。
在本发明一实施方式中，燃料电池的重整器包括使含氢燃料转换成富含氢的气体的重整部分和完全覆盖(substantially covering)所述重整部分的绝热部分，该绝热部分具有第一和第二绝热层。第一和第二绝热层彼此相对设置，并且在第一和第二绝热层之间至少设有一隔离件(spacer)。
隔离件可以是多孔整体件(porous block)，多孔整体件内形成有可被抽成真空的空腔。隔离件可以包括多个间隔件(plurality of spacers)，每一间隔件为一空腔型柱体，柱体具有可被抽成真空的空腔。间隔件可以是空腔型六角形柱体，柱体内可保持真空。
每一间隔件可以彼此紧密接触以形成蜂巢形结构，或者被布置成之间有空间的预定图形。
同样，用于至少一个间隔件的阻挡部分(barrier portion)可以是多孔型或实心型的。实心型间隔件可以为具有圆形、方形、椭圆形、或六角形横截面的柱体，或所述柱体都可以具有六角形横截面。
可将各实心型柱体布置成之间具有空间的预定图形，并且可使所述图形构成其中可保持真空的蜂巢形结构。也就是说，可将多个实心型柱体布置成至少两组，且在形成于所述至少两组实心型柱体之间的空间内保持真空。所述间隔件也可以是多孔型柱体。
绝热部分的第一和第二绝热层中至少一层完全覆盖重整部分。
绝热部分可以由陶瓷、不锈钢、和/或铝材制成。同样，绝热部分可以具有设置于第一和第二绝热层中至少一层上的第三绝热层。第三绝热层可以由玻璃纤维材料制成。
在本发明的另一实施方式中，重整反应部分包括借助燃料和空气的催化氧化反应产生热能的第一反应部分；和吸收从第一反应部分产生的热能以通过汽化燃料混合物的催化重整反应生成富含氢的气体的第二反应部分。重整反应部分可与至少一个一氧化碳还原部分匹配(aligned)。
依照本发明一实施方式，采用重整器的燃料电池系统包括用来产生富含氢的气体的重整器；用来使富含氢的气体和空气发生反应以产生电能的堆叠体；用来为重整器提供燃料的燃料供给部分；和用来向重整器和堆叠体提供空气的空气供给部分。重整器包括将包含氢的燃料转化成富含氢的气体的重整部分和完全覆盖重整部分的绝热部分。绝热部分具有彼此相对设置的第一和第二绝热层，并且在第一和第二绝热层之间设有至少一个间隔件。
所述燃料电池系统可以是聚合物电解质薄膜燃料电池(PEMFC)系统。
依照本发明的实施方式，在使用所述重整器的燃料电池系统中，间隔件可以是多孔型整体件，其中形成于多孔型整体件中的空腔被抽成真空，并且每一间隔件都是空腔型柱体。优选这些柱体具有可抽真空的空腔，更优选的是，这些间隔件是空腔型六角柱体，柱体内可保持真空。
图1是本发明示例性实施方式的燃料电池系统的示意图；图2是图1所示的重整器的横截面图；图3是图1所示的堆叠体的分解透视图；图4A、4B、4C、4D、4E、和4F是间隔件的实施方式的透视图；图5为图1所示的绝热部分的局部剖视图；图6、7和8是绝热部分几种可供选择的实施方式的局部剖视图。
具体实施例方式
现在参照图1，在本发明此示例性实施方式中，燃料电池系统100采用聚合物电解质薄膜燃料电池(PEMFC)方法，在这种方法中，通过重整器20产生氢气并将氢气提供给堆叠体10，以便通过氧和氢之间的化学反应产生电能。
具体而言，燃料电池系统100包括用来重整含氢燃料以生成富含氢的气体的重整器20；将氢气和空气中的氧气的化学反应的能量转化为电能从而发电的堆叠体10；向重整器20提供燃料的燃料供给组件30；和向堆叠体10和重整器20提供空气的氧气供给组件40。
在本实施方式的上下文中，用于发电的燃料可以是含氢的燃料，如甲醇、乙醇、和/或天然气。另外，燃料可以是液态形式，也许还混合有水。
再者，在燃料电池系统100中，用来与燃料中含有的氢进行反应的氧气可以是储存在单独的储存容器中的纯氧，或者简单地仅为空气中的氧气。在以下的实施方式中，使用空气中的氧气。
燃料供给组件30包括用来储存液体燃料的第一贮存罐31、用来储存水的第二贮存罐32、和连接第一贮存罐31和第二贮存罐32的燃料泵33。氧气供给组件40包括用来获取空气的空气泵41。
图2是图1所示的重整器的横截面图。
参照图1和图2，在燃料电池系统100中，重整器20包括用来从液态燃料中产生富含氢的气体的重整反应部分21。在重整反应部分21的外表面设有(或与其连接或其被包围)绝热部分60，它用于阻止其内部所产生的热能在其外表面上向外辐射。
重整反应部分21包括通过燃烧燃料混合物产生具有预定温度的反应热量的第一反应部分22，和吸收第一反应部分22所产生的反应热量、以从燃料混合物中产生富含氢的气体的第二反应部分23。第一反应部分22是放热反应部分，它可以形成制备重整气体所需的热源，而且可导致燃料混合物进行催化氧化反应。
第一反应部分22可以是带有可使燃料混合物和空气流动的流道(未示出)的板式结构。流道上有氧化催化剂层(未示出)，以加快燃料混合物的催化氧化反应。同样，第一反应部分22可以分别通过第一输送管51与燃料供给部分30的第一贮存罐31相连、以及通过第二输送管52与空气供给部分40相连。另外，第一反应部分22可以与排放管59相连，从而通过催化氧化反应使燃烧气体燃烧，残留的未反应的燃料混合物和残留空气将排出重整器20。
第二反应部分23起吸收由第一反应部分22产生的热能、使燃料混合物汽化的作用。另外，第二反应部分23的作用是通过蒸汽重整(SR)催化反应从汽化的燃料混合物中产生富含氢的气体。
第二反应部分23可以是带有可使燃料混合物流动的流道(未示出)的板式结构，其具有顺序堆叠在第一反应部分22的一侧的堆叠体结构。流道上具有催化剂层(未示出)，以加快燃料混合物的催化重整反应。这里，第二反应部分23可以与燃料供给部分30的第一和第二贮存罐31和32连接。
当然，本发明的实施方式不只局限于上面所述的板式结构，还可以为圆柱形结构或圆柱形器皿。也就是说，第一反应部分22可以在圆柱形反应器的内部处设有氧化催化剂层，同时，第二反应部分23可以在该圆柱形反应器的外部处设有催化剂层。此外，第一反应部分22与第二反应部分23匹配，并且第一反应部分22可以具有设置在其外表面或内表面上的第二反应部分23。
在图1和图2的实施方式中，重整器20在堆叠体10和重整反应部分21之间至少设置一个一氧化碳还原部分24。一氧化碳还原部分24具有第一反应器和第二反应器(未示出)，第一反应器通过蒸汽重整(SR)催化反应初次还原包含在氢气中的一氧化碳，第二反应器用于再次还原包含在氢气中的一氧化碳。通过选择的一氧化碳氧化(PROX)催化反应(preferentialCO oxidation catalytic reaction)第二反应器可降低氢气中含有的一氧化碳浓度。第一和第二反应器可通过预定的流路彼此连接。
更详细地说，一氧化碳还原部分24可被构建成包括连接重整反应部分21的圆柱形反应器25和蒸汽重整(SR)催化层和/或选择的一氧化碳氧化(PROX)催化层(未示出)。反应器25设有用于使从重整反应部分21排出的重整气体流入的入口25a和将含有降低了一氧化碳浓度的重整气体供给堆叠体10的出口25b。反应器25的入口25a可以通过第四管路54与重整反应部分21的第二反应部分相连。反应器25的出口25b可通过第五管路55与堆叠体10相连。
参照图1和图3，堆叠体10包括至少一个发电器件(generator)11，其通过使由重整器20重整的富含氢的气体与空气中的氧之间的氧化/还原反应产生电能。更详细地说，每一发电器件11通过在两个隔离板(separator)16之间放入一薄膜电极组件(MEA)12构成用来发电的最小电池单元。多个这样的电池单元结合在一起形成具有叠层结构的示例性实施方式的堆叠体10。压板13、13’被相对地安装在多个发电器件11的最外层。但是，在本发明中，若构造中不包括压板13、13’，位于相对的最外层的隔离板16可以用来代替压板13、13’。若使用压板13、13’，它们除具有将多个发电器件11挤压在一起的功能之外，还有一个功能，即如下面所述，压板13、13’可作为有特殊功能的隔离板16。
在每一MEAs 12的相对表面上设有阳极和阴极，电解质层位于阳极和阴极之间。阳极实现氢气的氧化反应并朝外吸引转换电子，从而通过电子的流动产生电流，借助电解质层将氢离子移至阴极。阴极通过转换反应将氢离子、电子和氧转化成水。此外，电解质层将阳极产生的氢离子移至阴极。
每一隔离板16用作一通道，通过该通道可将进行MEAs 12的氧化/还原反应所需的氢气和空气提供给阳极和阴极。每一隔离板16还用作将相应的阳极和阴极串联起来的导体。更详细地说，每一隔离板16提供一流道17，在与相应的MEAs 12的阳极紧密接触的表面上形成向阳极供应氢气的通道，而在与相应的MEAs 12的阴极紧密接触的表面上形成向阴极供应空气的通道。
压板(或输入压板)13包括用于向相应隔离板16的氢气通道提供氢气的第一入口13a，和用于向相应隔离板16的空气通道提供空气的第二入口13b。压板(或输出压板)13’包括用于排出相应MEAs 12的阳极内反应后残留的氢气的第一出口13c，和用于排出相应MEAs 12的阴极中的氢氧化合反应所产生的氢气与水的反应后残留的空气的第二出口13d。
现在结合图2、4A、4B、4C、4D、4E、4F、5、6、7和8更详细地说明本发明示例性实施方式的重整器20的绝热结构。
参照图2、4A、4B、4C、4D、4E和4F，绝热部分60包括包围重整反应部分21的第一绝热层61、与第一绝热层61对置(或隔开)的第二绝热层62、及设置在61、62两层之间的间隔中的至少一间隔件64。
明确地说，第一绝热层61被布置成完全包围重整反应部分21的整个外表面以覆盖第一和第二反应部分22、23。间隔件64垂直于第一绝热层61的平面，以使第二绝热层62和第一绝热层61保持预定距离。
间隔件64可以是实心球状间隔件，和/或如图4A至4F所示具有圆形、椭圆形、三角形、方形、和/或六角形的横截面的柱体(pillar)。在一实施方式中，间隔件64可由多孔材料制成，和/或间隔件64内可以具有空腔。在一实施方式中，间隔件64可以是具有如图4A所示的六角形横截面柱体的空腔型间隔件。
下文参照图5详细描述一示例性实施方式的绝热部分60，参照图6至图8详细描述可代替用在燃料电池系统100中的绝热部分60的本发明的可供选择的一些实施方式。当然，本发明不局限于图5至图8所示的实施方式。
参照图5，绝热部分60具有按规则图形排列的间隔件64。间隔件64是具有六角形横截面的柱体的空腔型间隔件，所述柱体彼此接触。因此，间隔件64具有形成于其中的封闭室65，封闭室65被成串排列成蜂巢形结构。封闭室65的顶端和底端分别被第一和第二绝热层61、62封闭，间隔件64的内部空间66可维持真空。
反之，如果间隔件64是实心型间隔件，那么应将间隔件64安排成彼此不连续接触而应分开。这是因为在间隔件64之间应该具有可被抽成真空的空间，以提高绝热性能。因此，实心型间隔件64的布置应不像图5所示的那样。
参照图6，绝热部分70具有间隔件64。这些间隔件64组成的组彼此分开和/或按预定图形排列。封闭室65的顶端和底端分别被第一和第二绝热层61、62封闭，按预定图形排列的间隔件64的内部空间66和间隔件64组之间的空间可维持真空。
图6中，间隔件64可由多孔材料制成。反之，如果间隔件64是实心型间隔件，间隔件64可以作为封闭室65的阻挡壁。因此，间隔件64各组之间的空间和/或间隔件64的内部空间66可以保持真空。另外，还可为绝热部分70设置第三绝热层63，以将热泄漏进一步减至最小。
明确地说，参照图5，如果间隔件64被布置成蜂巢形结构，与封闭室65接触的第一和第二绝热层61、62的区域最小。此外，可使各间隔件64的内部空间66保持真空，于是，内部空间66之间的真空可使第一和第二绝热层61、62之间的传热量最少。最后，由于间隔件64具有图5和图6所示的上述结构，可使施加于第一和第二绝热层61、62上的压力均衡，并使施加于第一和第二绝热层61、62上的外力均匀分散。
在图5和图6的实施方式中，绝热部分60、70首先通过第一绝热层61、其次通过间隔件64各组之间的间隔、间隔件64的内部空间66、和/或第二绝热层62隔离重整反应部分21产生的热量。因而，通过第二绝热层62向外辐射的传热量最少。也就是说，由于绝热部分60、70具有蜂巢形结构的间隔件64、封闭室65、间隔件64各组之间的真空间隔、和/或第一和第二绝热层61、62之间的维持真空的内部空间66，传热通道可被进一步延伸。因此，重整反应部分21能够有效地防止反应热外泄，从而可提高总体热效率和重整器20的反应效率。
此外，在本实施方式中，间隔件64将压力均衡地分布到绝热层61，因此即使重整器20反复运行，在重整反应部分的表面可均衡地分布滞留的热应力。因此，本发明可以解决绝热部分60、70和重整反应部分21不良结合的问题。
绝热部分60、70可以包括用于覆盖重整部分21的整个外表面的至少两层61、62。也就是说，绝热部分60有如下结构，即上述多个绝热层61、62可以被安排成与重整反应部分21的轮廓相适应。例如，在重整反应部分21是六面体的情况下，可将绝热层61、62形成为六角形板状以覆盖上述结构。当然，本发明不局限于这种结构，可改变绝热层61、62使之与重整反应部分21的轮廓相适应。在绝热部分60、70是由金属材料制成的情况下，可通过将各绝热层61、62的接合部分焊接在一起的方法使它们彼此固定。反之，若绝热部分60、70由非金属材料制成，可借助于粘合剂将各绝热层61、62的接合部分粘接在一起的方法使它们彼此固定。
参照图7，将绝热部分70’构成为使第三绝热层位于第一和第二绝热层61、62中的任一层上。例如，如图7所示，第三绝热层63位于第二绝热层62上。第三绝热层63可进一步防止重整反应部分21的热能通过第二绝热层62辐射，因此第三绝热层63具有提高绝热部分70’的绝热性能的作用。第三绝热层63可由玻璃纤维和/或其它合适的绝热材料制成。本发明不局限于图7所示的结构，第三绝热层63也可位于第一绝热层61上，还可位于61、62两层之上。
于是，图6、7所示绝热部分70、70’首先通过第一绝热层61、其次通过在间隔件64各组之中的间隔、间隔件64的内部空间66、和/或第二绝热层62、再通过第三绝热层63来隔离重整反应部分21所产生的热量。因此，绝热部分70、70’可以使得热量泄漏最少。也就是说，借助于第三绝热层63可隔绝从第一绝热层61向第二绝热层62传递的热能，从而可进一步提高绝热性能。
现在参照图8，绝热部分60’包括具有多孔板型的间隔件64’，它被设置于第一和第二绝热层61、62之间。板型间隔件64’具有由两绝热层61、62的平面所确定的区域。另外，板型间隔件64’在它的上下表面上有至少两个凹进的可被抽成真空的半球体66a，以减少隔离件与两绝热层61、62的接触面积。第一和第二绝热层61和62充分接触间隔件64’。
现在再重新参照图1和图2，所示出的绝热部分60具有第一和第二连通孔67a、67b。第一和第二连通孔67a、67b与第一和第二输送管51、52连通，因此第一贮存罐31可与第一反应部分22连接，同时第一反应部分22与空气泵41连接。同样，绝热部分60具有第三和第四连通孔67c、67d。第三和第四连通孔67c、67d与第三和第四输送管53、54连通，因此第一和第二贮存罐31、32可以与第二反应部分23连接，同时第二反应部分23与一氧化碳还原部分24连接。最后，绝热部分60具有第五连通孔67e以通过排放管59与第一反应部分22相连。
下面将描述具有以上结构的本发明示例性实施方式的燃料电池系统100的运行。
首先，使燃料泵33运转，因此储存在第一贮存罐31中的液体燃料通过第一输送管51被输送到第一反应部分22。与此同时，使空气泵41运转，而空气通过第二输送管52提供给第一反应部分22。
液体燃料和空气在第一反应部分22中进行催化氧化反应，发生热反应。然后，废气、未反应的空气和在第一反应器22中生成的燃料通过排放管59被排除到重整器20之外。
接下来，燃料泵33运转，将储存在第一贮存罐31的液体燃料和储存在第二贮存罐32的水通过第三输送管53提供给第二反应部分23。第二反应部分23接受第一反应部分22中产生的热量而被加热到预定温度。第二反应部分23在进行SR催化反应的同时进行混和燃料(液态氢和水)的分解反应以及一氧化碳重整反应产生包括二氧化碳和氢气的重整气体。而且由于第二反应部分23不能将一氧化碳全部转化为二氧化碳，因此，所生成的重整气体中含有非常少量的一氧化碳。
当燃料电池系统用以上模式运行时，绝热部分60(或者70、60’、70’)可防止重整反应部分21的热反应辐射到其外部。
接下来，将在第一反应部分22中生成的重整气体通过第四输送管54送入一氧化碳还原部分24的反应器25。而且，仍可使燃料泵33运转，以将重整气体送入反应器25。反应器25通过水气转移反应(WGS)催化反应(Water-Gas Shift Reaction catalytic reaction)或选择的一氧化碳氧化(PROX)催化反应使重整气中含有的一氧化碳浓度降低。
接着，将降低了一氧化物浓度的重整气体通过第五输送管55提供至堆叠体10的第一入口13a。然后，仍可使燃料泵33运行，以将重整气体送入堆叠体10的第一入口13a。同时，使空气泵41运行，以将空气送至堆叠体10的第二入口13b。
因此，氢气通过隔离板16的气体通道被提供给MEAs 12的阳极。此外，空气也通过隔离板16的气体通道被提供给MEAs 12的阴极。于是，通过在阳极处的氧化反应将氢气分解为电子和质子(氢离子)。此外，质子通过电解质层移动到阴极，由于电子不能通过电解质层，所以它们通过隔离板16移动到MEAs 12的相邻的阴极。在此过程中电子流动产生电流。另外，在移动的质子、电子和氢的还原反应中附加地生成水和产生热量。
一般来说，如前所述，由于重整部分向外的传热量减少，本发明的燃料电池系统能够进一步提高绝热性能，进而提高系统的整体热效率以及重整器的反应效率再者，由于重整器和绝热部分之间的结合性能增强，本燃料电池系统还能有效地提高绝热性能。
尽管已结合特定的示例性实施方式对本发明进行了描述，本领域技术人员应当理解，本发明并不局限于所公开的实施方式，相反，本发明将涵盖包括在所附的权利要求的构思和范围及其等同物之内的各种变型。
权利要求
1.一种用于燃料电池系统的重整器，包括用来使含氢燃料转换成富含氢的气体的重整部分；和完全覆盖所述重整部分的绝热部分，该绝热部分具有第一和第二绝热层，其中，所述第一和第二绝热层彼此相对设置；并且在所述第一和第二绝热层之间至少设有一隔离件。
2.如权利要求1所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述至少一隔离件包括具有内部被抽成真空的空腔的多孔整体件。
3.如权利要求1所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述至少一隔离件包括多个间隔件；所述多个间隔件中的每一间隔件包括一空腔型柱体，该空腔型柱体具有被抽成真空的空腔。
4.如权利要求1所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述至少一隔离件包括空腔型六角柱体；所述空腔型六角柱体内部保持真空。
5.如权利要求4所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述至少一隔离件包括多个间隔件；所述多个间隔件中的每一间隔件彼此接触以形成蜂巢形结构。
6.如权利要求4所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述至少一隔离件包括多个间隔件；所述多个间隔件被布置成之间具有空间的预定图形。
7.如权利要求4所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述至少一隔离件包括多个间隔件；所述多个间隔件中的每一间隔件具有多孔阻挡壁。
8.如权利要求1所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述至少一隔离件包括多个间隔件；所述多个间隔件中的每一间隔件是实心型柱体。
9.如权利要求8所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述至少一隔离件包括多个间隔件；所述多个间隔件中的每一间隔件包括具有圆形、方形、椭圆形、或六角形横截面的柱体。
10.如权利要求9所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述柱体具有六角形的横截面。
11.如权利要求8所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述实心型柱体被布置成之间具有空间的预定图形。
12.如权利要求8所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述多个间隔件被形成为内部保持真空的蜂巢形图形。
13.如权利要求12所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述实心型间隔件被安排为至少两组；所述实心型间隔件的至少两组之间的空间中保持真空。
14.如权利要求1所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述至少一隔离件包括多个间隔件；所述多个间隔件中的每一间隔件包括多孔柱体。
15.如权利要求1所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述绝热部分的所述第一和第二绝热层中的至少一层完全覆盖所述重整部分。
16.如权利要求1所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述绝热部分由陶瓷、不锈钢、和/或铝材制成。
17.如权利要求1所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述绝热部分具有被设置在所述第一和第二绝热层的至少一层上的第三绝热层。
18.如权利要求17所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述第三绝热层由玻璃纤维材料制成。
19.如权利要求1所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，所述重整部分包括借助燃料和空气的催化氧化反应来产生热能的第一反应部分；和吸收由所述第一反应部分产生的热能，通过汽化燃料混合物的催化重整反应生成富含氢的气体的第二反应部分。
20.如权利要求1所述的用于燃料电池系统的重整器，其中，还包括至少一个一氧化碳还原部分，所述重整部分与所述至少一个一氧化碳还原部分匹配。
21.一种燃料电池系统，包括生产富含氢的气体的重整器；使富含氢的气体和空气反应以产生电能的堆叠体；向所述重整器提供燃料的燃料供给部分；和向所述重整器和堆叠体提供空气的空气供给部分，所述重整器包括用来使含氢燃料转换成富含氢的气体的重整部分和完全覆盖所述重整部分的绝热部分，其中，所述绝热部分包括第一和第二绝热层；所述第一和第二绝热层彼此相对设置；及在所述第一和第二绝热层之间至少设置一隔离件。
22.如权利要求21所述的燃料电池系统，其中，所述至少一隔离件包括多个间隔件；所述多个间隔件包括多个多孔整体件；在所述多个多孔整体件中形成多个空腔；所述多个空腔被抽成真空。
23.如权利要求21所述的燃料电池系统，其中，所述至少一隔离件包括多个间隔件；所述多个间隔件中的每一间隔件包括空腔型柱体；所述柱体具有被抽成真空的空腔。
24.如权利要求21所述的燃料电池系统，其中，所述至少一隔离件包括多个间隔件；所述多个间隔件包括多个空腔型六角柱体；所述多个空腔型六角柱体内部保持真空。
25.如权利要求21所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池系统是聚合物电解质薄膜燃料电池系统。
全文摘要
本发明公开了一种用于燃料电池系统的重整器和使用该重整器的燃料电池系统，该重整器包括用来使含氢燃料转换成富含氢的气体的重整部分和完全覆盖所述重整部分的绝热部分，绝热部分包括彼此相对设置的第一和第二绝热层及位于第一和第二绝热层之间的至少一隔离件。据此，本燃料电池系统可提高用于产生重整气体的热反应的绝热性能并可使滞留热应力均匀地分布在重整器的所述表面上。
文档编号C01B3/38GK1744365SQ200510069799
公开日2006年3月8日 申请日期2005年3月29日 优先权日2004年3月29日
发明者李东勋 申请人:三星Sdi株式会社