燃料電池系統除燃料電池本體(發電系統)外,還有一些外圍裝置,包括燃料重整供應系統、氧氣供應系統、水管理系統、熱管理系統、直流-交流逆變系統、控制系統、安全系統等。
(福建亞南集團為清潔能源解決方案供應商,致力於氫能燃料電池產業化的企業。亞小南為您解答4000-080-999)
(1)燃料重整供應系統,作用是將外部供給的燃料轉化為以氫為主要成分的燃料。如果直接以氫氣為燃料,供應系統可能比較簡單。若使用天然氣等氣體碳氫化合物或者石油、甲醇等液體燃料,需要透過水蒸氣重整等方法對燃料進行重整。而用煤炭作燃料時,則要先轉換為以氫和一氧化碳為主要成分的氣體燃料。用於實現這些轉換的反應裝置分別稱為重整器、煤氣化爐等。
(2)氧氣供給系統,作用是提供反應所需的氧,可以是純氧,也可以用空氣。氧氣供給系統可以用馬達驅動的送風機或者空氣壓縮機,也可以用回收排出餘氣的透平機或壓縮機的加壓裝置。
(3)水管理系統,可以將陰極生成的水及時帶走,以免造成燃料電池失效。對於質子交換膜燃料電池,質子是以水合離子狀態進行傳導的,需要有水參與,而且水少了還會影響電解質膜的質子傳導特性,進而影響電池的效能。
(4)熱管理系統,作用是將電池產生的熱量帶走,避免因溫度過高而燒壞電解質膜。燃料電池是有工作溫度限制的。外電路接通形成電流時,燃料電池會因內電阻上的功率損耗而發熱(發熱量與輸出的發電量大體相當)。熱管理系統中還包括泵(或風機)、流量計、閥門等部件。常用的傳熱介質是水和空氣。
(5)直流-交流逆變系統,將燃料電池本體產生的直流電轉換為用電裝置或電網要求的交流電。
(6)控制系統,主要由計算機及各種測量和控制執行機構組成,作用是控制燃料電池發電裝置啟動和停止、接通或斷開負載,往往還具有實時監測和調節工況、遠距離傳輸資料等功能。
(7)安全系統,主要由氫氣探測器、資料處理器以及滅火裝置構成,實現防火、防爆等安全措施。
需要說明的是,上面所說的各個部分,是大容量燃料電池可能具有的結構。對於不同型別、容量和適用場合的燃料電池,其中有些部分可能被簡化甚至取消。
燃料電池系統除燃料電池本體(發電系統)外,還有一些外圍裝置,包括燃料重整供應系統、氧氣供應系統、水管理系統、熱管理系統、直流-交流逆變系統、控制系統、安全系統等。
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(1)燃料重整供應系統,作用是將外部供給的燃料轉化為以氫為主要成分的燃料。如果直接以氫氣為燃料,供應系統可能比較簡單。若使用天然氣等氣體碳氫化合物或者石油、甲醇等液體燃料,需要透過水蒸氣重整等方法對燃料進行重整。而用煤炭作燃料時,則要先轉換為以氫和一氧化碳為主要成分的氣體燃料。用於實現這些轉換的反應裝置分別稱為重整器、煤氣化爐等。
(2)氧氣供給系統,作用是提供反應所需的氧,可以是純氧,也可以用空氣。氧氣供給系統可以用馬達驅動的送風機或者空氣壓縮機,也可以用回收排出餘氣的透平機或壓縮機的加壓裝置。
(3)水管理系統,可以將陰極生成的水及時帶走,以免造成燃料電池失效。對於質子交換膜燃料電池,質子是以水合離子狀態進行傳導的,需要有水參與,而且水少了還會影響電解質膜的質子傳導特性,進而影響電池的效能。
(4)熱管理系統,作用是將電池產生的熱量帶走,避免因溫度過高而燒壞電解質膜。燃料電池是有工作溫度限制的。外電路接通形成電流時,燃料電池會因內電阻上的功率損耗而發熱(發熱量與輸出的發電量大體相當)。熱管理系統中還包括泵(或風機)、流量計、閥門等部件。常用的傳熱介質是水和空氣。
(5)直流-交流逆變系統,將燃料電池本體產生的直流電轉換為用電裝置或電網要求的交流電。
(6)控制系統,主要由計算機及各種測量和控制執行機構組成,作用是控制燃料電池發電裝置啟動和停止、接通或斷開負載,往往還具有實時監測和調節工況、遠距離傳輸資料等功能。
(7)安全系統,主要由氫氣探測器、資料處理器以及滅火裝置構成,實現防火、防爆等安全措施。
需要說明的是,上面所說的各個部分,是大容量燃料電池可能具有的結構。對於不同型別、容量和適用場合的燃料電池,其中有些部分可能被簡化甚至取消。