燃料電池的性能調節裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術燃料電池在發電器的陽極上連接供給燃料的燃料供給管和回收反應結束后的燃料的燃料回收管，發電器的陰極上連接有供給空氣的空氣供給管和排出反應后的空氣的空氣排出管，在由陽極上進行電化學氧化反應和陰極上進行的電化學還原反應而產生電的燃料電池上，設置有為了測定上述發電器的電壓值的電壓測定器和為了與從上述電壓測定器上測定的電壓值跟規定值進行比較的控制器，若上述電壓測定器上測定的電壓值超過規定值時，則修理發電器的異常部位或調節燃料泵或者空氣壓縮機，進而可在為了形成正常動作而迅速采取措施的同時，調整系統的性能始終維持正常狀態。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
?燃料電池的性能調節裝置
本專利技術涉及一種通過從外部供給的燃料和空氣進行電化學發應來產生電的燃料電池，更詳細的說，涉及一種根據檢測到的發電器的電壓值而判斷發電性能，進而當發生異常時能夠采取應對措施的燃料電池的性能調節裝置(PERPORMANCE?CONTROLL?APPARATUS?OF?FUEL?CELL)。
技術介紹
燃料電池系統(FUEL?CELL?SYSTEM)是能夠把燃料的能源直接轉換為電能源的裝置。這種燃料電池系統通常是以高分子電解質膜為中心，在其兩側上緊密附著陽極(ANODE)和陰極(CATHODE)，陽極(氧化電極或燃料極)上進行作為燃料的氫的電化學氧化反應，陰極(還原電極或空氣極)上進行作為氧化劑的氧的電化學還原反應，此時，因生成的電子的移動而產生電能。在質子半透膜燃料電池(PEMFC，Proton?Exchange?Membrane?Fuel?Cell)中，供給到燃料電池中的氫氣是液化天然氣(LNG)、液化石油氣(LPG)、甲醇(CH3OH)、汽油等碳化氫系(CH系列)燃料在轉化爐里經過脫磺過程→轉化反應→氫氣提煉過程提煉出的氫(H2)，以氣態的形式使用；或是在硼燃料電池(BFC，Boron?Fuel?Cell)中，把固態的四氫化硼陰離子(BH4-)轉化為水溶液狀態，將其直接作為燃料使用。現有BFC燃料電池的簡略構成如圖1所示，簡要說明如下：如圖所示，燃料電池1的整體結構是：在發電的發電器2的一側設置有儲存水溶液狀態BH4-的燃料罐3，在其燃料罐3和發電器2的陽極上連接有燃料供給管4和燃料回收管5，在其燃料供給管4上設置有抽吸燃料的燃料泵6。另外，上述發電器2的陰極上設置有空氣供給管7和空氣排出管8，在其空氣供給管7上設置有抽吸空氣的空氣壓縮機9。并且，在上述發電器2的輸出端上設置有檢測從燃料電池1的發電器2上輸出的功率(Power)的功率表(Power?Meter)10，另外還單獨設置有根據如此設置的功率表10檢測到的功率值控制整體性能的控制器11。未說明的部件12是電力變換器。-->具有上述結構的現有的燃料電池，在裝置的動作開關接通時，在燃料泵6上泵出儲存在燃料罐3的水溶液狀態BH4-，并通過燃料供給管4供給到發電器2的陽極，與此同時，啟動空氣壓縮機9，使空氣通過空氣供給管7供給到發電器2的陰極。上述發電器2上供給的水溶液狀態BH4-和空氣在發電器2的陽極上進行氫的電化學氧化反應，陰極上引起氧的電化學還原反應，此時產生的電在集電板(未圖示)上集聚并成為能量源。此時的反應方程式如下：??????E0＝1.64V另一方面，由上述的發電器2的發電而產生的電，輸出給負荷進而驅動負荷，此時輸出的功率由功率表10進行檢測，如此檢測到的功率值在控制器11上與設定值進行比較，若此時測定結果超過設定值，則調節燃料泵6或者空氣壓縮機9的動作，使輸出的功率值調整成設定的功率值。但是，上述所述現有的燃料電池1在輸出端利用功率表10檢測整體性能，再由其功率表10上檢測到的值與控制器11上設定的值進行比較，這樣的構成雖然能判斷整體性能，但是很難判斷形成實際發電的發電器2異常與否及異常部位，因此在發生異常時，不可能剖析發生異常的原因，也不可能及時采取恰當措施。
技術實現思路
為了解決上述技術中存在的問題，本專利技術的目的在于提供具有如下效果的燃料電池的性能調節裝置：在裝置發生異常時可容易剖析到發生異常的部位并可迅速采取恰當的措施。為了實現上述目的，本專利技術燃料電池在發電器的陽極上連接有為了供給燃料的燃料供給管和為了回收反應結束后的燃料的燃料回收管，而在發電器的陰極上連接有為了供給空氣的空氣供給管和為了排出反應后的空氣的空氣排出管，再由陽極上進行電化學氧化反應和陰極上進行的電化學還原反應，其特征在于提供包括為了測定上述發電器的電壓值的電壓測定器和為了與測定的電壓值跟規定值進行比較的控制器而構成的燃料電池的性能調節裝置。本專利技術的燃料電池的性能調節裝置是包括檢測由多個單一電池疊層而形成的電池堆型的發電器的電壓值的電壓測定器和在其電壓測定器上測定的電壓值與規定值進行比較的控制器而構成的。在上述電壓測定器上檢測的測定-->值超過規定值時，則修理發電器的異常部位或調節燃料泵或者空氣壓縮機的動作，因此在發生燃料電池的異常時，可迅速采取措施的同時，使整體系統的性能始終維持正常狀態，進而具有可確保系統的可靠性的效果。附圖說明圖1是顯示現有燃料電池的結構的簡略構成圖。圖2是本專利技術具備有性能調節裝置的燃料電池的構成圖。圖3是顯示本專利技術的單一電池的縱剖面圖。圖4是本專利技術具備有性能調節裝置的燃料電池的的另一實施例的構成圖。主要部件附圖標記說明101：發電器??????????????????????103：燃料供給管104：燃料回收管??????????????????107：空氣供給管108：空氣排出管??????????????????112：電壓測定器113：控制器具體實施方式下面，參照具有本專利技術的燃料電池的性能調節裝置的附圖對本專利技術實施例進一步詳細說明如下。圖2是本專利技術具備有性能調節裝置的燃料電池的一個優選實施例的構成圖。如圖所示，本專利技術一實施例的燃料電池100包括：形成發電的發電器(Generator)101；儲存水溶液狀態BH4-的燃料罐(Fuel?Tank)102，將BH4-間隔一定距離供給到發電器101的陽極(ANODE)；連接在燃料罐102的下部和發電器101的陽極(ANODE)入口的燃料供給管103，反應燃料由上述燃料供給管103進行供給；燃料回收管104，連接陽極(ANODE)的輸出口和燃料罐102的上部，回收反應后的燃料。另外，上述發電器101的陰極(CATHODE)的入口上設置有供給空氣的空氣供給管107，陰極(CATHODE)的出口上設置有排出反應后的空氣的空氣排出管108。并且，上述燃料供給管103上設置有為了泵出供給到發電器101的燃料的燃料泵109，上述空氣供給管107上設置有為了泵出空氣并供給到發電器101的空氣壓縮機(Air?Compressor)110。上述發電器101是多個單一電池111疊層而形成的電池堆型(S：STACK-->TYPE)，上述電池堆型的發電器101上設置有檢測發電器101的整體上發生的電壓狀況的電壓測定器(Voltmeter)112，在上述發電器101的周邊上設置有控制器(Controller)113，其能參考從上述電壓測定器112中檢測到的電壓值，修理異常發生部位或調整燃料泵109或者空氣壓縮機110的動作。圖3是顯示上述發電器101的單一電池結構，如圖所示包括：膜-電極集合體(MEA：MEMBRANE-ELECTRODE?ASSEMBLY)124，由電解質膜121、在電解質膜121的兩側面接觸的擴散氣體用的陽極122和陰極123構成；緊密接觸在膜-電極集合體124的兩側而組裝的分隔板(SEPARATOR)126，在陽極122和陰極123上形成燃料氣體及含氧氣體的流路；配置在其分隔板126的兩側的集電板127，作為陽極122和陰極123的集電極。上述膜-電極集合體124的電解質膜121是由高分子材料構成的離子交換膜，且有代表性的商品化的電解質膜11有杜邦公司的Nafio本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燃料電池，在其發電器的陽極上連接有供給燃料的燃料供給管和為了回收反應結束后的燃料的燃料回收管，而在發電器的陰極上連接有供給空氣的空氣供給管和為了排出反應后的空氣的空氣排出管，再由陽極上進行電化學氧化反應和陰極上進行的電化學還原反應而產生電，對于其性能調節裝置，其特征在于，包括：為了測定上述發電器的電壓值的電壓測定器和為了與測定的電壓值跟規定值進行比較進而檢測到異常發生部位或為了調節性能的控制器。

【技術特征摘要】
1.一種燃料電池，在其發電器的陽極上連接有供給燃料的燃料供給管和為了回收反應結束后的燃料的燃料回收管，而在發電器的陰極上連接有供給空氣的空氣供給管和為了排出反應后的空氣的空氣排出管，再由陽極上進行電化學氧化反應和陰極上進行的電化學還原反應而產生電，對于其性能調節裝置，其特征在于，包括：為了測定上述發電器的電壓值的電壓測定器和為了與測定的電壓值跟規定值進行比較進而檢測到異常發生部位或為了調節性能的控制器。2.根據權利要求1所述的燃料電池的性能調節裝...

【專利技術屬性】
技術研發人員：樸明碩，金鐵煥，李明浩，曺泰熙，黃龍俊，高承兌，許成根，崔鴻，
申請(專利權)人：樂金電子天津電器有限公司，
類型：發明
國別省市：12[中國|天津]