[发明专利]一种用于燃料电池发动机的氢气提纯装置

权利要求书

1.一种用于燃料电池发动机的氢气提纯装置，其特征在于，包括固态电化学反应器和控制器；其中，

固态电化学反应器进一步包括阳极电极层（4）、用于传输质子或电子的电解质层（6）、阴极电极层（5）和参比电极（3）；阳极电极层（4）设有待提纯氢气入口和提纯后氢气出口；阴极电极层（5）设有空气入口和空气出口；电解质层（6）设于阳极电极层（4）、阴极电极层（5）之间；参比电极（3）设于电解质层（6）内；

控制器，用于启动后，控制固态电化学反应器的阳极电极层（4）的电位为杂质的氧化还原电位；以及，根据参比电极（3）的电位调整固态电化学反应器的供电电流或电压；以及，根据所述杂质的类型控制固态电化学反应器的工作温度、待提纯氢气入口和空气入口处气体的湿度和压力，使得对燃料电池影响较大的杂质得以去除，或者，转化成对燃料电池影响较小的其他成分物质。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池发动机的氢气提纯装置，其特征在于，对于CO杂质，所述阳极电极层（4）的电位为0.8~0.9 V，所述固态电化学反应器的工作温度为50~80℃，待提纯氢气入口和空气入口的气体温度为0~40℃，气体压力为100~250 kPa，气体湿度为20~100% RH。

3.根据权利要求1或2所述的用于燃料电池发动机的氢气提纯装置，其特征在于，所述阳极电极层（4）、阴极电极层（5）均采用表面分布有催化剂的多孔碳结构。

4.根据权利要求3所述的用于燃料电池发动机的氢气提纯装置，其特征在于，对于CO杂质，所述阳极电极层（4）的催化剂为金属氧化物和铂的复合物；并且，

所述阴极电极层（5）的催化剂包括铂或铂合金。

5.根据权利要求4所述的用于燃料电池发动机的氢气提纯装置，其特征在于，所述控制器进一步包括：

恒电位仪（1），其输入端与参比电极（3）连接，其输出端与阳极电极层（4）连接，用于将阳极电极层（4）的电位控制在CO的氧化电位；

环境温度控制模块，设于固态电化学反应器的周围或者壳体表面，用于将固态电化学反应器的工作温度控制在50~80℃；

气体温度控制模块，分别设于待提纯氢气入口和空气入口的前端，用于将待提纯氢气入口和空气入口的气体温度分别控制在0~40℃；

气体湿度控制模块，分别设于待提纯氢气入口和空气入口的前端，用于将待提纯氢气入口和空气入口的气体湿度分别控制在20~100% RH；

气体压力控制模块，分别设于待提纯氢气入口和空气入口的前端，用于将待提纯氢气入口和空气入口的气体压力分别控制在100~250 kPa。

6.根据权利要求5所述的用于燃料电池发动机的氢气提纯装置，其特征在于，所述气体压力控制模块分为待提纯氢气压力控制模块和空气控制模块；其中，

所述待提纯氢气压力控制模块进一步包括依次连接的：

气体压力传感器一，设于固态电化学反应器的待提纯氢气入口处，用于采集待提纯氢气入口处的气体压力，发送至氢气压力分析控制子模块；

氢气压力分析控制子模块，用于将接收到的待提纯氢气入口处的气体压力与预设值比较，根据比较结果向减压阀（11）发出控制信号调整减压阀（11）的开度，使待提纯氢气入口处的气体压力达到预设值；

减压阀（11），设于固态电化学反应器的待提纯氢气入口前端。

7.根据权利要求6所述的用于燃料电池发动机的氢气提纯装置，其特征在于，所述空气控制模块进一步包括空压机（7）；其中，

所述空压机（7），用于输出预设气压的空气至固态电化学反应器的空气入口，其输出端与固态电化学反应器的空气入口连接。