[发明专利]一种基于固态储氢与燃料电池的便携电源

说明书

本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种基于固态储氢与燃料电池的便携电源，本发明将燃料电池、储氢合金相互接触集成设置在壳体内，为了减小体积并实现气液分离，储氢合金内嵌有与燃料电池尾排出口相连的气液分离管路，由于储氢合金吸热会使燃料电池尾排出的水蒸气液化集存到排水管路中从而被排出，而燃料电池尾排出的空气则会通过内嵌在储氢合金中的换热管路排出，利用风机为燃料电池提供空气并且为壳体内的热交换循环提供动力，尾排空气中的热量以及燃料电池本体的热量会被储氢合金吸收用于释放氢气并起到冷却燃料电池的作用，而储氢合金释放的氢气则用于燃料电池的发电，实现了将燃料电池与储氢合金集成化为便携电源的目的。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种基于固态储氢与燃料电池的便携电源。

背景技术

目前市场上便携电源主要分为电池、柴油发电机、太阳能便携电源等。电池作为储能的便携电源受限于电池的能量密度，便携与续航相互冲突，想要实现长时间续航就必须要增加电池数量，所以作为便携电源有一定的局限性，同时基于电池储能的便携电源，当内部电池电量耗尽难以快速补充电能，也是此种便携电源的一个较大问题。柴油发电机作为传统方式的便携电源，目前在市场上应用最为广泛，依靠柴油为燃料将化石能源转换为电能，不受续航的约束，但其使用柴油燃料不符合当下双碳目标下的环境趋势，终将不能作为未来电源的主流。太阳能便携电源将光能转换为电能，没有任何碳排放洁净环保，但受限于太阳能电板的发电特性，功率与电板面积成正比，所以也不能体现便携性，同时太阳能电板移动电源还受限于天气，阴天、夜间等期间无法使用，也使得其有一定的局限性。

燃料电池能够利用氢气和空气反应发电生成水，比较环保，但是燃料电池只是发电装置，需要与储氢装置配合使用，例如，中国专利文献CN105244519A(CN201510763446.4)公开了一种金属氢化物储氢与燃料电池联合系统。所述联合系统包括燃料电池系统、金属氢化物储氢系统和电解水制氢系统。该专利将金属氢化物储氢罐设置在与排风管道连通的热交换腔室内，当燃料电池工作时，金属氢化物储氢罐利用从燃料电池排出的热空气加热储氢合金粉末进行放氢，保证储氢合金粉末处于有效放氢温度区，从而令其有效放氢量达到最高。引入到热交换腔室中并且被储氢合金粉末冷却的空气与新鲜空气混合后，循环提供给燃料电池，还可以提高燃料电池的冷却性能。虽然上述系统有效的将燃料电池与金属氢化物储氢系统联合在一起实现了作为电源系统的目的，但是为了防止储氢合金粉末不会与水及其他物质接触而导致AB系储氢合金因与水及其他物质接触反应毒化而失去储氢能力，上述系统储氢装置采用金属氢化物储氢罐，为了实现热交换，将储氢罐设置在热交换腔室内，并在储氢罐外侧设置散热叶片，导致整个电源系统体积较大，无法实现便携的目的。

发明内容

本发明专利提供了一种基于固态储氢与燃料电池的便携电源，本发明将燃料电池和储氢合金通过集成设计，实现了电源的基本功能，并且实现了小体积大功率长续航、清洁能源发电、能源利用率高、不受限于天气等环境因素、使用氢能安全可靠并且便于充装的目的。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于固态储氢与燃料电池的便携电源，包括壳体、燃料电池、储氢合金、气液分离管路、换热管路、排水管路和风机，所述燃料电池与储氢合金密封设置在壳体内，所述燃料电池与储氢合金触接，所述燃料电池空气进口通过风机与壳体外侧相通，所述储氢合金氢气出口与所述燃料电池氢气入口相连；