[发明专利]一种用于燃料电池的氢气杂质净化装置

权利要求书

1.一种用于燃料电池的氢气杂质净化装置，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扩散电极层（4）、电解质层（6）、阴极扩散电极层（5）和参比电极（3）；电解质层（6）用于传输氧离子；阳极扩散电极层（4）的两侧分别设有待提纯氢气入口、提纯后氢气出口；阴极扩散电极层（5）与空气接触，其与阳极扩散电极层（4）之间通过电解质层（6）隔离；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扩散电极层（4）的电位为杂质的氧化还原电位；以及，根据参比电极（3）反馈的电信号实时调整固态电化学反应器的供电电流或电压，使得杂质发生氧化还原反应转换成对燃料电池无影响或影响较小的其他成分物质；

所述控制器进一步包括：

恒电位仪（7），其输入端与参比电极（3）连接，其输出端与阳极扩散电极层（4）连接，用于根据参比电极（3）反馈的电信号实时调整固态电化学反应器的阳极供电电流或电压，使得阳极扩散电极层（4）的电位始终维持在杂质的氧化电位，以提高对氢气的提纯度；

温度控制模块，设于电解质层的两端，用于根据所述杂质的类型控制固态电化学反应器的工作温度，通过加热维持电解质的电导率；

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，用于控制待提纯氢气入口和空气入口的气体湿度；

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。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的氢气杂质净化装置，其特征在于，所述杂质包括一氧化碳、硫化氢、氨气中的至少一种；并且，

该氢气净化装置用于将一氧化碳转换成二氧化碳，或者，将硫化氢转换成硫酸，或者，将氨气转换成氮气和水。

3.根据权利要求1或2所述的用于燃料电池的氢气杂质净化装置，其特征在于，所述阳极扩散电极层（4）和阴极扩散电极层（5）内均分布有催化剂；并且，

所述催化剂为金属氧化物。

4.根据权利要求3所述的用于燃料电池的氢气杂质净化装置，其特征在于，对于一氧化碳或硫化氢杂质，所述催化剂包括氧化镍；

对于氨气杂质，所述催化剂包括氧化锆。

5.根据权利要求4所述的用于燃料电池的氢气杂质净化装置，其特征在于，所述控制器，还用于根据所述杂质的类型控制固态电化学反应器的工作温度、待提纯氢气入口处气体的湿度和压力，使得所述催化剂的氧化还原活性最高。

6.根据权利要求1-2、4-5任意一项所述的用于燃料电池的氢气杂质净化装置，其特征在于，所述阴极扩散电极层（5）的两侧分别设有空气入口、空气出口；其中，

所述空气入口、空气出口至少有一处设有氧气泵，用于将氧气泵入或泵出该氢气杂质净化装置。

7.根据权利要求6所述的用于燃料电池的氢气杂质净化装置，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子模块和空气压力控制子模块；其中，

所述待提纯氢气压力控制子模块进一步包括依次连接的：

气体压力传感器，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发出控制信号调整减压阀的开度，使待提纯氢气入口处的气体压力达到预设值；

减压阀，设于固态电化学反应器的待提纯氢气入口前端。