消氢器及燃料电池系统的制作方法

本发明涉及燃料电池，尤其是涉及一种消氢器及燃料电池系统。

背景技术：

1、燃料电池系统在电池电堆的排气侧连接有膨胀机，膨胀机用于驱动压缩机，通过膨胀机实现排气能量的回收并用于压缩机中，降低了压缩机的电机功耗。然而，电池电堆氢气侧（阳极侧）在开机时会使用氢气吹扫，正常运行时也会定期排除少量氢气，降低氢气循环导致的杂质累积对电芯的影响。电池电堆的空气侧（阴极侧）在电池状态变化时会产生少量液态水，冬季启动时还会有冰渣出现，使膨胀机的涡轮存在被冲蚀损伤的风险，会导致涡轮损坏。相关技术中，主要策略包括提高涡轮材料的表面硬度、优化吹扫策略等方法，但都存在着增加涡轮材料成本、吹扫时间过长等问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种消氢器，可有效利用催化反应模块作业时散发出的热量，使安装腔室内的汽水混合物的液态水蒸发，不仅降低了汽水混合物中的液态水，解决了相关技术中汽水混合物对膨胀机的涡轮的冲蚀损伤，还提升了汽水混合物的能量，有利于提高膨胀机的输出功率。

2、本发明的实施例提出一种燃料电池系统。

3、本发明实施例的消氢器包括：

4、壳体，所述壳体具有安装腔室，所述壳体设有进口和出口，所述进口用于与电池电堆的阴极排气口和阳极排气口中的每一者连通，所述出口位于所述壳体在第一方向上的一端，所述出口用于连通膨胀机的输入端，所述安装腔室在所述进口和所述出口之间形成流道；

5、催化反应模块，所述催化反应模块设在所述流道内，所述催化反应模块邻近所述出口；和

6、第一换热板，所述第一换热板位于所述安装腔室内，所述第一换热板在所述第一方向上具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部与所述壳体在所述第一方向上的另一端连接，所述第二端部朝向所述催化反应模块，所述第一换热板的至少一部分在所述第一方向上与所述催化反应模块相对，所述第一换热板和所述壳体之间围设出蓄水槽。

7、本发明实施例的消氢器可有效利用催化反应模块作业时散发出的热量，使安装腔室内的汽水混合物的液态水蒸发，不仅降低了汽水混合物中的液态水，解决了相关技术中汽水混合物对膨胀机的涡轮的冲蚀损伤，还提升了汽水混合物的能量，有利于提高膨胀机的输出功率。

8、在一些实施例中，所述的消氢器进一步包括第二换热板，所述第二换热板在所述第一方向上的一端设在所述蓄水槽，所述第二换热板与所述第一换热板间隔开，所述第二换热板在所述第一方向上的另一端邻近所述催化反应模块。

9、在一些实施例中，所述催化反应模块在第二方向上与所述第二换热板相对应，所述第二方向与所述第一方向垂直。

10、在一些实施例中，所述第一换热板和所述第二换热板中的每一者为环形，所述催化反应模块位于所述第二换热板的内侧。

11、在一些实施例中，所述进口位于所述第一换热板的内侧。

12、在一些实施例中，所述的消氢器进一步包括第一隔热层，所述第一隔热层的一侧与所述安装腔室的壁面连接，所述第一隔热层的另一侧与所述第二换热板在所述第二方向上的一侧连接，所述第二换热板在所述第二方向上的另一侧朝向所述第一换热板。

13、在一些实施例中，所述的消氢器进一步包括第三换热板，所述第三换热板设在所述壳体的所述另一端，所述第三换热板与所述第一换热板的所述第一端部和所述第二换热板的所述一端中的每一者连接；

14、可选地，所述消氢器进一步包括第二隔热层，所述第二隔热层的一侧与所述安装腔室的壁面连接，所述第二隔热层的另一侧与所述第三换热板连接。

15、在一些实施例中，所述的消氢器进一步包括第四换热板，所述第四换热板在第二方向上位于所述第一换热板和所述第二换热板之间，所述第四换热板与所述第二换热板和所述第一换热板中的每一者间隔开，所述第四换热板的一端与所述第三换热板连接，所述第四换热板的另一端在所述第一方向上位于所述第二端部和所述第二换热板的所述另一端之间。

16、在一些实施例中，所述第四换热板的数量为多个，相邻所述第四换热板之间间隔开，多个所述第四换热板的所述另一端沿从所述第二换热板朝向所述第一换热板的方向与所述第二端部在所述第一方向上的距离逐渐缩小。

17、根据本发明实施例的燃料电池系统包括：

18、电池电堆，所述电池电堆具有阴极排气口和阳极排气口；

19、消氢器，所述消氢器为上述任一项实施例所述的消氢器，所述进口与所述阴极排气口和所述阳极排气口中的每一者连通；和

20、膨胀机，所述出口与所述膨胀机的输入端连通。

21、本发明实施例的燃料电池系统不仅消除了电池电堆排放的尾气中的氢气，还充分利用了系统内对氢气和氧气催化反应产生的热量，消除了尾气中的液态水和低温下液态水形成的冰渣对膨胀机的涡轮的冲蚀损伤。

技术特征：

1.一种消氢器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的消氢器，其特征在于，进一步包括第二换热板（4），所述第二换热板（4）在所述第一方向上的一端设在所述蓄水槽（14），所述第二换热板（4）与所述第一换热板（3）间隔开，所述第二换热板（4）在所述第一方向上的另一端邻近所述催化反应模块（2）。

3.根据权利要求2所述的消氢器，其特征在于，所述催化反应模块（2）在第二方向上与所述第二换热板（4）相对应，所述第二方向与所述第一方向垂直。

4.根据权利要求3所述的消氢器，其特征在于，所述第一换热板（3）和所述第二换热板（4）中的每一者为环形，所述催化反应模块（2）位于所述第二换热板（4）的内侧。

5.根据权利要求4所述的消氢器，其特征在于，所述进口（11）位于所述第一换热板（3）的内侧。

6.根据权利要求3所述的消氢器，其特征在于，进一步包括第一隔热层（7），所述第一隔热层（7）的一侧与所述安装腔室（13）的壁面连接，所述第一隔热层（7）的另一侧与所述第二换热板（4）在所述第二方向上的一侧连接，所述第二换热板（4）在所述第二方向上的另一侧朝向所述第一换热板（3）。

7.根据权利要求2所述的消氢器，其特征在于，进一步包括第三换热板（5），所述第三换热板（5）设在所述壳体（1）的所述另一端，所述第三换热板（5）与所述第一换热板（3）的所述第一端部（31）和所述第二换热板（4）的所述一端中的每一者连接；

8.根据权利要求7所述的消氢器，其特征在于，进一步包括第四换热板（6），所述第四换热板（6）在第二方向上位于所述第一换热板（3）和所述第二换热板（4）之间，所述第四换热板（6）与所述第二换热板（4）和所述第一换热板（3）中的每一者间隔开，所述第四换热板（6）的一端与所述第三换热板（5）连接，所述第四换热板（6）的另一端在所述第一方向上位于所述第二端部（32）和所述第二换热板（4）的所述另一端之间。

9.根据权利要求8所述的消氢器，其特征在于，所述第四换热板（6）的数量为多个，相邻所述第四换热板（6）之间间隔开，多个所述第四换热板（6）的所述另一端沿从所述第二换热板（4）朝向所述第一换热板（3）的方向与所述第二端部（32）在所述第一方向上的距离逐渐缩小。

10.一种燃料电池系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及一种消氢器及燃料电池系统。消氢器包括壳体、催化反应模块和第一换热板，壳体具有安装腔室，壳体设有进口和出口，出口位于壳体在第一方向上的一端；催化反应模块设在安装腔室内；第一换热板位于安装腔室内，第一换热板的第一端部与壳体在第一方向上的另一端连接，第一换热板的第二端部朝向催化反应模块，第一换热板的至少一部分在第一方向上与催化反应模块相对，第一换热板和壳体之间围设出蓄水槽。本发明的消氢器可有效利用催化反应模块作业时散发出的热量，不仅降低了汽水混合物中的液态水，解决了相关技术中汽水混合物对膨胀机的涡轮的冲蚀损伤，还提升了汽水混合物的能量，有利于提高膨胀机的输出功率。

技术研发人员：水小波,陶林
受保护的技术使用者：势加透博洁净动力如皋有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14