[发明专利]用于燃料电池系统的尾气处理装置及燃料电池系统

说明书

本申请涉及一种用于燃料电池系统的尾气处理装置及燃料电池系统，涉及燃料电池技术领域，尾气处理装置包括第二气水分离器和第二燃料电池堆，第二气水分离器通过第二阳极进氢管获取第一燃料电池堆中的气液混合物，并对该气液混合物进行气水分离，且通过第一阳极出氢管将分离后的氢气通入第二燃料电池堆中与空气发生氧化还原反应后生成水并发电，而第二燃料电池堆中未利用的氢气和水通入大气中，由于在尾气处理装置中对氢气吹扫过程中排出的氢气进行了再次的氧化还原反应，使得燃料电池系统中尾排的氢气减少。因此，本申请通过尾气处理装置可降低氢气吹扫过程中排出的氢气的浓度，提高系统的整体安全性。

技术领域

本申请涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种用于燃料电池系统的尾气处理装置及燃料电池系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种利用氢气与氧气反应发电的装置，即氢气与氧气发生氧化还原反应后生成水并发电。但是在该氧化还原反应过程中，部分阴极空气中的氮气以及生成的水会窜过质子交换膜进入阳极，导致阳极中水与氮气的浓度升高，而当阳极中水与氮气的浓度过高时，便会造成氧化还原反应中的氢气出现饥饿现象，进而产生反向电势腐蚀燃料电池质子交换膜上的催化剂，并缩短电堆寿命。

因此，为了提升系统的氢气利用率，并提升电堆寿命，需在氧化还原反应过程中进行氢气吹扫，即利用阳极氢气及时将阳极侧的水与氮气排出，同时将未经反应的剩余氢气经氢气循环泵循环利用。

但是，在氢气吹扫过程中会有部分氢气排出，而该氢气聚集到一定浓度后会产生爆炸的风险，因此，如何降低氢气吹扫过程中排出的氢气的浓度已然成为亟需解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种用于燃料电池系统的尾气处理装置及燃料电池系统，以解决相关技术中氢气吹扫过程中排出的氢气浓度过高而导致爆炸风险升高的问题。

第一方面，提供了一种用于燃料电池系统的尾气处理装置，所述燃料电池系统包括第一燃料电池堆，尾气处理装置包括：第二气水分离器和第二燃料电池堆；

所述第二气水分离器连通有第二阳极进氢管和第一阳极出氢管，所述第二气水分离器通过所述第二阳极进氢管与所述第一燃料电池堆连通，所述第二气水分离器中的氢气通过所述第一阳极出氢管与所述第二燃料电池堆连通；

所述第二燃料电池堆连通有第二阴极进气管、第二阳极出氢管和第二阴极出气管，所述第二燃料电池堆通过所述第二阴极进气管、所述第二阳极出氢管和所述第二阴极出气管与大气连通。

一些实施例中，所述尾气处理装置还包括蓄电池，所述蓄电池与所述第二燃料电池堆连接，所述蓄电池的电压低于所述第二燃料电池堆的电压。

所述尾气处理装置还包括风扇，所述风扇设于所述第二阴极进气管一侧，其用于向所述第二阴极进气管通入大气并输出冷风至所述第二燃料电池堆上。

所述第二燃料电池堆为低功率燃料电池堆。

第二方面，提供了一种燃料电池系统，包括：前述的用于燃料电池系统的尾气处理装置、氢气供给装置、空气供给装置、散热装置以及升压装置；

所述氢气供给装置与所述第一燃料电池堆连通，其用于向所述第一燃料电池堆通入氢气；

所述空气供给装置与所述第一燃料电池堆连通，其用于向所述第一燃料电池堆通入空气；

所述散热装置与所述第一燃料电池堆连通；

所述升压装置与所述第一燃料电池堆连通，其用于对所述第一燃料电池堆中的电压进行升压；

所述第一燃料电池堆上连通有第一气水分离器，所述第一气水分离器一端与所述氢气供给装置连通，另一端上连通有purge阀，所述purge阀与所述第二阳极进氢管连通。