[实用新型]一种具有空气净化功能的燃料电池系统

说明书

本实用新型公开了一种具有空气净化功能的燃料电池系统，包括架体及安装于架体上的燃料电池电堆、抽风装置和空气净化装置；所述空气净化装置安装于燃料电池电堆的一侧，所述抽风装置安装于燃料电池电堆的另一侧，在抽风装置的驱动下，外界空气经空气净化装置净化之后从燃料电池电堆一侧进入，再从燃料电池电堆另一侧排出；外界空气在通过燃料电池电堆的过程中，为燃料电池电堆提供电化学反应所需要的氧气，并同时为燃料电池电堆散热降温。本实用新型能使进入燃料电池的空气能够预先净化，以保持质子交换膜的稳定性和活性，大幅提高燃料电池使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种具有空气净化功能的燃料电池系统。

背景技术

目前，氢气在产业中的应用越来越广泛，例如合成氨工业和石油精制加氢工业等等，除此之外，氢气还可用于发电，随着时代进步，涌现出一批燃料电池，该燃料电池用于氢气与空气中的氧气发生电化学反应产生电能，如图1所示，在燃料电池的负极：2H₂→4H⁺+4e^-，H₂分裂成两个质子和两个电子，质子穿过质子交换膜100进入正极，电子经外部负载进入正极，在燃料电池的正极：O₂+4e^-+4H⁺→2H₂O，质子、电子和O₂重新结合以形成H₂O。燃料电池在工作过程中，质子交换膜的稳定可靠非常关键。燃料电池所需要的氧气均来自于空气，但是，空气中存在的污染物和杂质，例如PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类装修污染、细菌、过敏原等均能破坏质子交换膜的稳定性和活性，使质子交换膜使用寿命降低，进而降低燃料电池系统的寿命，然而，在现有技术中，还没有能够净化空气的燃料电池。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术中的不足，提供一种具有空气净化功能的燃料电池系统，使进入燃料电池的空气能够预先净化，以保持质子交换膜的稳定性和活性，大幅提高燃料电池使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种具有空气净化功能的燃料电池系统，包括架体及安装于架体上的燃料电池电堆、抽风装置和空气净化装置；所述空气净化装置安装于燃料电池电堆的一侧，所述抽风装置安装于燃料电池电堆的另一侧，在抽风装置的驱动下，外界空气经空气净化装置净化之后从燃料电池电堆一侧进入，再从燃料电池电堆另一侧排出；外界空气在通过燃料电池电堆的过程中，为燃料电池电堆提供电化学反应所需要的氧气，并同时为燃料电池电堆散热降温。

优选地，所述空气净化装置从外至内依次包括外网层、初效过滤层、高效过滤层、活性炭层和内网层，外界空气依次经外网层、初效过滤层、高效过滤层、活性炭层和内网层后进入燃料电池电堆。

优选地，所述具有空气净化功能的燃料电池系统还包括控制装置，所述内网层与活性炭层之间还设有PTC加热器层，所述内网层与燃料电池电堆之间还设有湿度感应器和温度感应器，所述PTC加热器层、湿度感应器和温度感应器分别与控制装置电连接。

优选地，所述燃料电池电堆包括氢气输送通道和空气输送通道，氢气输送通道与空气输送通道之间设有质子交换膜，在质子交换膜中，氢气及空气中的氧气之间发生电化学反应，产生电能输出，所述质子交换膜中含有催化剂，催化剂用于加快氢气及空气中的氧气之间的电化学反应速率。

优选地，所述氢气输送通道连通有氢气输气管道和排气管道，所述氢气输气管道上包括输氧电磁阀，以控制氢气输气管道的通断；所述排气管道上安装有排气电磁阀，以控制排气管道的通断。