[实用新型]一种微型燃料电池装置

说明书

本实用新型提供了一种微型燃料电池装置，属于新能源技术领域。它解决了现有的微型燃料电池装置氢气产量和流速控制不够灵敏的问题。本微型燃料电池装置，包括燃料电池、蓄水槽和反应器，反应器内具有反应腔，蓄水槽与反应腔之间通过单向水通阀相连通，反应器与燃料电池连接，反应器上还设有调节器，调节器内设有活塞且活塞将调节器分隔形成工作气室和储存有定量空气的参比气室，工作气室与反应器相连通，活塞上连接有限流板，限流板穿出调节器与单向水通阀的进水口相对且通过滑动能够改变单向水通阀的进水流量。本装置通过气压差驱动活塞移动来实现实时在线控制流入反应器的水量，最终达到及时控制氢气的产量和流速，灵敏度较高。

技术领域

本实用新型属于新能源技术领域，涉及一种微型燃料电池装置。

背景技术

燃料电池(Fuel Cell)是一种使用燃料进行化学反应产生电力的供电装置，最常见的是以氢氧为燃料的质子交换膜燃料电池。氢燃料是一种无污染、零排放的清洁新能源，可有效缓解当下全球面临的能源和环境污染危机。另外，氢燃料电池的能量转化率很高，可以达到70％～80％，故其在能源领域具有极大的应用前景。

在高能量密度的微型燃料电池的研发中，高能量密度燃料源和受控制的燃料传输是两个重要的课题。氢供给的已知方式包括将H2存储于压缩的储气罐中，这使得氢气的储存和运输成本显著提高且极易发生爆炸等危险，在微型燃料电池中不适用；或者也可以将氢燃料储存于碳纳米管或金属有机框架中，氢存储的量都是有限的并且能量密度低，使其在特定应用中不具备竞争性。铝基、镁基、硼氢化物等高能活化材料极易在水中发生水解反应并放出氢气，现已有技术将其作为制氢剂为燃料电池提供氢源。但是，利用高能活化材料水解释放氢气需要严格控制氢气产生和流动速率，氢气生产过剩引起泄露将降低电池能量密度，而生产不足会降低燃料电池的输出功率。

发明专利(ZL 00124379.9)公开了一种集制氢、蓄氢、供氢功能为一体的燃料电池制氢装置，包括水室、产气盒和水流控制板。其中，水流控制板由三片不锈钢板叠加而成，其在水室和产气盒之间形成通水管道，根据反应室和水室之间的压差，控制从水室进入反应室的水量，从而控制产生氢气量。上述的燃料电池制氢装置具有以下缺陷：由于反应室和水室之间的压差的反馈到控制产生氢气量的完成存在时间差，相对来说，氢气发生的产量和流速控制不够灵敏。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种微型燃料电池装置，本实用新型所要解决的技术问题是：如何实现灵敏的控制氢气和产量和流速。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种微型燃料电池装置，包括燃料电池、蓄水槽和反应器，所述反应器内具有用于盛装固体氢化物且能够供产生的氢气流出的反应腔，所述蓄水槽与反应腔之间通过单向水通阀相连通，所述反应器与燃料电池连接，其特征在于，所述反应器上还设有调节器，所述调节器内设有活塞且所述活塞将调节器分隔形成工作气室和储存有定量空气的参比气室，所述工作气室与反应器相连通，所述活塞上连接有限流板，所述限流板穿出调节器与单向水通阀的进水口相对且通过滑动能够改变单向水通阀的进水流量。

本微型燃料电池装置中，蓄水槽用于向反应器提供水源，反应器是固体氢化物燃料发生水解反应产生氢气的场所，固体氢化物燃料盛装于反应腔中，水通过单向水通阀进入反应腔发生反应释放氢气。本电池装置通过在反应器上设置调节器，调节器的工作气室与反应器相通且气压与反应器保持一致，参比气室储存有一定量的空气形成气压，用于与工作气室的气压保持平衡。当工作气室的气压升高或降低时，通过两者气压差的作用能够推动活塞向左或相右移动，使参比气室与工作气室的气压保持平衡，从而能够带动限流板的共同移动实现调节单向水通阀的进水口的流通面积，实现实时在线控制流入反应器的水量，最终达到及时控制氢气的产量和流速，灵敏度较高。另外，本电池装置还可通过调节参比气室中的气体量来控制活塞滑动的临界条件，以此来改变气体发生产量控制的临界点，从而实现给不同功率的燃料电池连续稳定地提供氢源。