[发明专利]一种燃料电池发动机氢水分离装置总成

权利要求书

1.一种燃料电池发动机氢水分离装置总成，其特征在于，包括：氢水分离器分离本体、复合保温层、离子吸附剂、电加热器、温度感应探头及控制单元；

所述氢水分离器分离本体是由流体力学优化的流道板和不同目数的金属网格而设计的，具有腔体、总成入口管道、氢气出口管道、液态水出口管道以及总成出口管道；

所述复合保温层是由保温材料和相变材料复合而设计的，包裹在所述氢水分离器分离本体、所述离子吸附剂、所述电加热器的外部；

所述离子吸附剂是由阴阳离子和催化剂根据酸碱性调节不同的配比而设计的，包裹在所述总成出口管道的外部；

所述电加热器用于对所述氢水分离器分离本体进行加热；

所述温度感应探头设置在所述总成出口管道内，用于感应所述总成出口管道内的温度；

所述控制单元与所述电加热器和所述温度感应探头连接，是根据采集的温度感应探头的信号，调节不同电加热器的数量与功率而设计的；

燃料电池发动机在运行过程中，过量的氢气在阴极侧与氧气发生电化学反应，其中所产生的水和汽会通过阴极渗透到阳极侧，所产生的热量会通过对流与辐射传递到阳极侧，过量的氢气需要被重新利用，阳极侧的水与汽利用流体力学优化的流道板和不同目数的金属网格被分离，此时的热量通过EV材料和相变材料需要反复利用，保证氢气与水汽有一定适宜的温度，能够更好地参与电堆内部的化学反应，与此同时，反应中的生成的水和汽具有一定的酸性和导电离子，需要离子吸附剂进行一定的酸性中和与去离子化，保证系统平稳的运行。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机氢水分离装置总成，其特征在于：

其中，所述复合保温层是由EV材料和相变材料复合而设计的，EV材料根据密度的不同可以设计不同降温速率的保温材料，可以极大地延缓氢水分离装置总成与外界环境温度的换热，发动机低温启动时尤为明显，可以极大地提高启动速率；相变材料根据发动机的运行温度特性，是包括三氧化二铝、二氧化硅在内的纳米材料在一定温度与压力下经过挤压成型的复合材料，两者材料的紧密结合，极大地提高了系统的发动机的保温性能。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机氢水分离装置总成，其特征在于：

其中，所述离子吸附剂根据发动机的特点在一定催化剂的情况下，使阴离子与阳离子按照1-1.35:1的配比进行去酸性与去离子化。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池发动机氢水分离装置总成，其特征在于：

其中，氢气、液态水和水汽经过分离、保温、去离子化、去酸性化，控制单元通过采集温度感应探头的信号，经过一定的信号处理，通过FCU控制指令，使其控制电加热器的开启数量与功率。