[发明专利]一种燃料电池系统的供氢装置及其运行方法

说明书

本发明公开了一种可以保护燃料电池，延长燃料电池使用寿命的供氢装置及其运行方法。该供氢装置包括大容量储氢装置，第一关断阀，小容量储氢装置，第二关断阀，减压阀等。所述的小容量储氢装置在燃料电池工作时自动被充满燃料气体，当燃料电池处于待机条件时，通过控制第二关断阀的开关时间和周期，将燃料气体输送进入燃料电池内，来实现对燃料电池的保护，延长燃料电池寿命。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，更具体地涉及一种燃料电池的供氢装置及其运行方法。

背景技术

燃料电池，能以较高的效率将氢气与氧气(通常是空气中的氧气)直接转化为电能，反应副产品是纯水。因此具有节能、环保等优点。而燃料电池系统待机时燃料电池的保护，对于燃料电池的寿命有非常大的影响。由于燃料电池系统待机的时候，外部大容量的储氢装置关闭，无法维持阳极的氢气的供应，燃料电池自身不是完全的密封，导致系统内部阳极的氢气会慢慢被阴极的空气置换，导致每次重新开机的时候，阳极充满空气，当氢气进入阳极时，燃料电池的寿命就会受到影响。因此，本领域急需开发一种新的能够保护燃料电池，增加燃料电池寿命的供氢装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种在燃料电池待机时能够维持燃料电池内部供氢的供氢装置。

在本发明中，本发明提供了一种燃料电池的供氢装置及其运行方法。

在本发明的第一方面，本发明提供了一种燃料电池系统的供氢装置。所述供氢装置设于燃料电池堆之前，所述装置包括包含大容量储氢装置、第一关断阀、小容量储氢装置、第二关断阀以及减压装置，所述大容量储氢装置与所述第一关断阀连接，所述小容量储氢装置设在所述大容量储氢装置与燃料电池堆之间；

所述大容量储氢装置、第一关断阀、小容量储氢装置、第二关断阀以及所述减压装置通过氢气管路相互连接；

其中，所述小容量储氢装置的储氢量小于等于所述大容量储氢装置的储氢量的千分之一。

使用时，所述小容量储氢装置的压力小于所述大容量储氢罐内的压力。

在另一优选例中，所述第一关断阀和所述小容量储氢装置之间设有第一减压装置。

在另一优选例中，所述小容量储氢装置和燃料电池电堆之间设有第二减压装置。

优选地，所述大容量储氢装置为高压储氢罐，所述高压储氢罐的最高储氢压力为35兆帕-70兆帕。

优选地，所述小容量储氢装置为低压储氢罐，所述低压储氢罐的最高储氢压力为0.2兆帕到4兆帕。

优选地，所述小容量储氢装置中包括氢气吸附材料，所述氢气吸附材料用于在压力、温度等环境条件发生变化时吸附或释放氢气。

在另一优选例中，所述小容量储氢装置包括过滤器，所述过滤器用于防止氢气吸附材料进入燃料电池堆或氢气管路。

在另一优选例中，所述小容量储氢装置和所述第二关断阀串联在所述大容量储氢装置和所述第一关断阀之后，设于燃料电池堆之前。

在另一优选例中，所述小容量储氢装置和所述第二关断阀并联在从所述大容量储氢装置到燃料电池堆和所述减压装置之前的氢气管路上。

所述氢气吸附材料为碳纳米管或金属储氢合金。

所述氢气吸附材料能够在零下30度到零上70度范围内吸附和释放氢气。

所述大容量储氢装置用于为主负载供氢，所述小容量储氢装置用于辅助功能的供氢。

所述辅助功能在主负载不运行时运行。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种燃料电池的供氢装置的运行方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供一燃料电池堆；