[发明专利]直接醇类燃料电池发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及直接醇类燃料电池技术领域，更具体地说，涉及一种直接醇类燃料电池发电系统。

背景技术

近年来，具有方便、快捷、价格合理等优点的电动自行车发展迅速，并且，随着适合电动自行车使用的电池的性能的明显提高，电动自行车将会成为人们出行的理想交通工具。电动自行车的核心部件是电池，电池性能的好坏决定了电动自行车的性能。目前市场上适合电动自行车用的电池主要是铅酸电池和锂离子电池，其中，铅酸电池存在质量能量密度低，充电时间长，容易造成环境污染等诸多缺点；大容量的动力锂离子电池存在自身安全性差，循环寿命短、价格昂贵等缺点，不能真正适用锂离子动力电池产业的需要。

燃料电池是21世纪全新的高效、节能、环境友好的发电方式之一，可以将燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，并且不受卡诺循环限制，能量转换效率高，对环境无污染，是真正的绿色动力源。因此，世界各国纷纷投巨资研究开发燃料电池，其中，欧美以及日韩的许多实验室以及公司致力于直接甲醇燃料电池发电系统的开发研究，德国的SFC公司已经在市场推出了系列直接醇类燃料电池(DMFC)产品；加拿大Ballard能源系统公司、Palcan Fuel Cells Ltd.等公司以氢气为燃料的质子交换膜制备了燃料电池电动自行车；国内方面，上海神力、北京富源、大连新源动力等公司已经研制出了以氢气为燃料的电动自行车样车。

现有技术中，申请号为201010228048，200920110222，200810161794的中国专利文献分别对燃料电池系统的物料控制或水、热管理等问题提出了技术方案。另外，申请号为200520077924.8的中国专利文献报道了江苏双登集团有限公司研制的以甲醇为燃料的电动自行车样车，采用直流风扇作为供应空气的设备。但是，该供气模式对燃料电池电堆的结构有特殊要求，如果直接采用不经净化过滤的空气，很容易使供燃料电池电堆内的电极造成污染；如果采用纯氧气，自行车自身还要自带氧气存储罐，氧气的存储量使得电动自行车行驶距离受到限制。因此，电动自行车用直接甲醇燃料电池发电系统的整体结构的设计还有待进一步优化。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种直接醇类燃料电池发电系统，携带方便，性能稳定，避免了燃料电池电堆内的电极污染。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种直接醇类燃料电池发电系统，包括直接甲醇燃料电池电堆、燃料储存罐、第一燃料供给泵、启动模块、系统控制模块和启动电源，还包括空气压缩泵、设置于所述空气压缩泵和直接甲醇燃料电池电堆之间的空气过滤装置、用于回收直接甲醇燃料电池电堆的阴极水的阴极水冷却回收装置。

优选的，所述系统控制模块包括微处理器、稳压电路、电机驱动电路、电量控制电路、浓度控制电路和保护电路。

优选的，所述启动模块为超级电容器的组合模块。

优选的，所述启动电源为锂离子电池。

优选的，所述空气过滤装置为空气过滤器。

优选的，所述阴极水冷却回收装置为外设风扇的阴极水冷却管道。

优选的，所述阴极水冷却回收装置还用于对空气过滤装置进入直接甲醇燃料电池电堆中的空气进行预热。

优选的，还包括设置于燃料储存罐外的浓度检测装置。

优选的，所述浓度检测装置为甲醇浓度传感器。

优选的，还包括设置有通气栅板、电源接线端口、开关口和燃料供料口的系统箱体。

本发明提供一种直接醇类燃料电池发电系统，包括直接甲醇燃料电池电堆、燃料储存罐、第一燃料供给泵、启动模块、系统控制模块、启动电源、空气压缩泵、设置于所述空气压缩泵和直接甲醇燃料电池电堆之间的空气过滤装置、用于回收直接甲醇燃料电池电堆的阴极水的阴极水冷却回收装置。与现有技术相比，本发明利用空气压缩泵提供含有燃料电池电堆反应所需氧化剂物质氧气(O₂)的空气，避免了氧气存储罐的使用，从而该直接醇类燃料电池发电系统，携带方便，性能稳定。另一方面，本发明通过在空气压缩泵和直接甲醇燃料电池电堆之间设置空气过滤装置，实现了对空气的净化，从而避免了空气不清洁所造成的燃料电池电堆内的电极污染。因此，本发明提供的直接醇类燃料电池发电系统以甲醇作为燃料，成本低、来源丰富、环境友好，携带和储存方便；同时具有能量转换效率高、性能稳定、工作时间长、燃料补给方便快捷、结构紧凑、体积小、重量轻、高温环境下能够正常工作和维修保养容易等特点。

附图说明

图1为本发明实施例公开的一种直接醇类燃料电池发电系统的结构示意图。