[发明专利]一种燃料电池发动机氢水分离装置总成

说明书

本发明提供了一种燃料电池发动机氢水分离装置总成，属于分离装置领域。本发明提供的燃料电池发动机氢水分离装置总成包括：氢水分离器分离本体、离子吸附层、电加热器、温度感应探头、控制器、复合保温层以及流道板。燃料电池发动机在运行过程中，所产生的水和汽会通过阴极渗透到阳极侧，所产生的热量传递到阳极侧，此时的热量需要反复利用，保证氢气与水汽有一定适宜的温度，能够更好的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。本发明从氢水分离、温度、去离子化、去酸性化的角度达到了燃料电池发动机的可靠性和动力性的目的。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池发动机氢水分离装置总成，属于分离装置领域。

背景技术

燃料电池汽车基本不产生二氧化碳，作为新一代新能源汽车，发动机的优化及关键零部件的设计与开发能够让燃料电池发动机可靠性、耐久性更优。尾排过量氢气量可能危害人的生命健康。

然而现有技术中的氢水分离装置对氢气、液态水和水汽经过分离、保温、去离子化、去酸性化的效果一般，效率普遍低下。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种回收分离燃料电池阳极产生的氢气、液态水和水汽的燃料电池发动机氢水分离装置总成。

本发明提供了一种燃料电池发动机氢水分离装置总成，具有这样的特征，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；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；复合保温层是由EV材料和相变材料复合而设计的；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；控制单元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，能够更好的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。

在本发明提供的燃料电池发动机氢水分离装置总成中，还可以具有这样的特征：其中，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，流道板的设计以提高氢气、液态水和水汽分离为目的，同时为了减小分离时的阻力，根据氢气、液态水和水汽分子的大小和运动的特点，设计了不同目数的金属网格增加分离效果。

在本发明提供的燃料电池发动机氢水分离装置总成中，还可以具有这样的特征：其中，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、纳米材料在内的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。

在本发明提供的燃料电池发动机氢水分离装置总成中，还可以具有这样的特征：其中，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，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。

在本发明提供的燃料电池发动机氢水分离装置总成中，还可以具有这样的特征：其中，控制单元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，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。

发明的作用与效果