[发明专利]用于质子膜燃料电池电源系统的压力跟踪调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力调节装置，特别涉及一种用于质子膜燃料电池电源系统的压力跟踪调节装置。

背景技术

通常，质子交换膜燃料电池工作时，燃料通过阳极气体扩散层，在阳极催化层表面发生电化学反应，失去电子形成质子H⁺，质子H⁺可通过质子交换膜，到达膜电极的阴极一侧；与此同时，氧化剂气体通过阴极扩散层，在阴极催化层表面与透过质子膜的质子H⁺发生反应，生成水。

在采用氢气作为燃料的质子交换膜燃料电池中，阳极反应与阴极反应的方程式为：

阳极反应：H₂→2H⁺+2e

阴极反应：O₂+4H⁺+4e→2H₂O

在燃料电池工作过程中，质子膜将两极的氢气和氧化剂(空气或氧气)隔离开来。工作时，质子膜除了要长期处在阳极介质和阴极介质本身的温度、湿度环境下以外，还承受一定的工作压力。因为增加两极的压力后，可以提高燃料电池的发电性能，并有利于燃料电池生成水迅速排出。质子膜燃料电池的阳极介质(氢气)和阴极介质(空气或氧气)，其压力来自于二个完全独立压力系统，即由二个压力源分别提供压力。为了维持电堆质子膜在压力下正常工作，保证这二个系统的压差稳定尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于加压质子膜燃料电池电源系统的压力跟踪调节装置，从而保证了上述二个独立压力系统稳定运转和质子膜因阳极介质和阴极介质压差过大造成的破裂损坏。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于加压质子膜燃料电池电源系统的压力跟踪调节装置，包括一装置本体，其特征在于，所述本体分为上、下部，所述本体的上部与所述本体的下部之间通过弹性分隔件分隔，所述本体的上部和下部内分别设置有容腔，在所述本体的顶端设置有气体输入端，所述气体输入端与所述本体上部的容腔互相连通；在所述本体的下部两端分别设置有气体入口端和气体出口端，所述气体入口端和气体出口端通过设置在所述本体下部容腔内的分隔件分隔，在所述分隔件上设置有使气体入口端和气体出口端互相连通的通孔，所述本体的底部设置有杆件，所述杆件的顶端穿过所述本体下部容腔和所述分隔件上的通孔并顶在所述弹性分隔件的底部，所述杆件上设置有在常态下堵在所述分隔件上的通孔处的凸块。

所述杆件为一调节螺杆，所述调节螺杆上设置有一包含有调节弹簧的调节装置，在所述调节装置的底端设置有调节螺母。

所述弹性分隔件为一弹性膜片。

本发明的一种用于加压质子膜燃料电池电源系统的压力跟踪调节装置，阴极介质(氧气或空气)连接在本体顶端的气体输入端，阳极介质从本体下部的气体入口端输入，由气体出口端输出，阴极介质与阳极介质通过弹性分隔件分隔，形成相互制约的统一体，并通过杆件利用阴极介质的压力去调节控制阳极介质的压力，可保证质子膜电极处于稳定的压力状态下，实现本发明的目的。

附图说明

图1是本发明的压力跟踪调节装置的结构示意图；

图2是本发明的压力跟踪调节装置在质子膜燃料电池发电系统中的工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参看图1，一种用于质子膜燃料电池电源系统的压力跟踪调节装置，包括一装置本体1，本体1分为上部11和下部12，本体1的上部11与本体1的下部12之间通过弹性分隔件2分隔，本体1的上部11内设置有容腔13，本体1的下部12内设置有容腔14，容腔13与容腔14由于被弹性分隔件2分隔开来，在本体1内形成相互制约的统一体；在本实施例中，弹性分隔件2为一弹性膜片。

在本体1的顶端设置有气体输入端15，气体输入端15与本体1的上部11的容腔13互相连通，阴极介质(氧气或空气)通过气体输入端15输入到容腔13内。

在本体1的下部12两端分别设置有气体入口端16和气体出口端17，阳极介质从气体入口端16输入，由气体出口端17输出，气体入口端16和气体出口端17通过设置在本体1的下部12的容腔14内的分隔件18分隔，在分隔件18上设置有通孔181，使气体入口端16和气体出口端17互相连通。

本体1的底部设置有杆件3，杆件3的顶端穿过本体1的下部12的容腔14和分隔件18上的通孔181并顶在弹性分隔件2的底部，杆件3上设置有凸块31，凸块31在常态下堵在分隔件18上的通孔181处。