[发明专利]半模块化高温燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明是关于一种燃料电池系统及其模块，尤指一种适用于高温燃料电池堆的燃料电池系统及其模块。

背景技术

燃料电池系统是一种将气体燃料当中的化学能直接转换为电能以产生电力的装置，相较于其它型态的发电装置来说，燃料电池系统提供较高发电效率。

请一并参考图1、图2，以了解已知的高温燃料电池架构，其中，图1为已知高温燃料电池的功能方块图，图2为已知高温燃料电池的电池组示意图。如图中所示，传统的高温燃料电池系统1包含：燃料槽11、重组器12、及电池组13；且重组器12又包含：蒸发单元121、反应单元122、及燃烧单元123；而电池组13包含：二端板131、多个电池132。

另外，电池组13的反应温度须为120-180℃，重组器12的蒸发单元121、反应单元122、及燃烧单元123的反应温度则分别须是：150-250℃、275℃、200-275℃。

因此，从图1中可知，传统的高温燃料电池系统1的重组器12与电池组13是为分离设置的装置，且重组器12本身包含的各单元亦为分离设置，如此将造成体积占用大的缺点。又，传统的高温燃料电池系统1尚需另设置流体循环装置(图中未示)，以由流体冷却剂在封管(图中未示)中循环流动来辅助热能的回收，因此必须额外设置帮浦(图中未示)及冷却剂储藏槽(图中未示)等零件，而造成传统的高温燃料电池系统1的成本增加且系统复杂的缺点。

发明内容

本发明的主要目的是在提供一种半模块化高温燃料电池系统，以能整合成热能回收效益较佳的模块，以减少体积。

本发明的另一目的是在提供一种燃料电池系统及其模块，以便能省却部分零件，以降低成本及系统复杂度。

依据本发明的一特色，本发明提供一种燃料电池系统，其特征在于，包括：

一燃料槽，储存一燃料；

一燃料电池模块，包括：

一电池堆单元，堆栈多个电池；

一蒸发单元，连接于该燃料槽，且该燃料通入该蒸发单元中以汽化该燃料；

该燃料电池模块是将反应温度相近的电池堆单元、及蒸发单元整合于同一模块中，该电池堆单元是以蒸发单元经由管线连接于燃料槽，以将燃料通入蒸发单元中，由蒸发单元加热气化燃料使之成为气相后，再由另一管线输出燃料，该燃料电池模块还包含一加热单元，该加热单元提供热能以维持该燃料电池模块的温度于120℃-250℃之间；以及

一燃料燃烧反应模块，包括：

一反应单元，连接于该燃料电池模块的该蒸发单元，且燃料自蒸发单元通入该反应单元以进行化学反应，并在该化学反应后，成为气相输出至该燃料电池模块的电池堆单元；

一燃烧单元，连接于该燃料电池模块的电池堆单元，且将经过电堆电化学反应后的废气通入该燃烧单元以进行燃烧；

该燃料燃烧反应模块是将反应温度相近的反应单元、及燃烧单元整合于同一模块中，由于燃料燃烧反应模块是进行吸热反应，而燃烧单元则会因进行燃烧反应而产生热；

其中，该燃料的化学能在该燃料电池模块的该电池堆单元中转换为电能。

其中，该电池堆单元的两侧还分别设置有一端板。

其中，该蒸发单元容置于该电池堆单元两侧的端板的其一之中。

其中，该加热单元容置于该端板的其中一端。

其中，该燃料电池系统还包含一电瓶，电性连接该加热单元以提供电力。

其中，该燃料于该反应单元中化学反应后，产生氢气。

依据本发明的另一特色，本发明提供一种应用于一燃料电池系统中的燃料电池模块，该燃料电池模块连接于一燃料槽，且该燃料槽中储存一燃料，其特征在于，其中，该燃料电池模块包括：

一电池堆单元，堆栈多个电池；以及

一蒸发单元，该燃料通入该蒸发单元中以汽化该燃料；

该燃料电池模块是将反应温度相近的电池堆单元、及蒸发单元整合于同一模块中，该电池堆单元是以蒸发单元经由管线连接于燃料槽，以将燃料通入蒸发单元中，由蒸发单元加热气化燃料使之成为气相后，再由另一管线输出燃料，该燃料电池模块还包含一加热单元，该加热单元提供热能以维持该燃料电池模块的温度于120℃-250℃之间；

其中，该燃料通入该电池堆单元，且该燃料的化学能在该电池堆单元中转换为电能。

本发明的燃料电池系统所使用的燃料可为甲醇、液态瓦斯、天然气、酒精、沼气、氢气，其中以甲醇为较佳实施态样。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是已知高温燃料电池的功能方块图。

图2是已知高温燃料电池的电池组示意图。