[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池系统，并且特别涉及一种燃料电池系统。 

背景技术

随着科技的进步，传统能源如煤、石油及天然气的消耗量持续提高。由于传统能源的储量有限，所以目前各国都在研发新的替代能源以取代传统能源，而燃料电池便是一种重要并且具实用价值的选择。 

简单地说，燃料电池基本上是一种利用水电解的逆反应来将化学能转换成电能的发电装置。目前常见的燃料电池有磷酸型燃料电池(phosphate fuel cell，PAFC)、固态氧化物型燃料电池(solid oxide fuelcell，SOFC)或质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuelcell，PEMFC)。 

以质子交换膜燃料电池为例，质子交换膜燃料电池包括第一燃料(例如为甲醇水溶夜)、第二燃料(例如为氧气)、质子交换膜以及位于质子交换膜两侧的阴极(cathode)与阳极(anode)。上述质子交换膜燃料电池的反应式如下： 

阳极：CH₃OH+H₂O→CO₂+6H⁺+6e^-

阴极：3/2O₂+6H⁺+6e^-→3H₂O 

总反应：CH₃OH+3/2O₂→CO₂+2H₂O 

由以上反应式可知，燃料电池反应时，需提供足够的氧气至阴极。此外，若燃料电池反应时的温度越高，则反应效率越好。 

图1示出了公知的一种燃料电池系统的俯视示意图。请参考图1，公知的燃料电池系统100包括第一燃料电池模组(fuel cell module)110、第二燃料电池模组120、第一鼓风机(blower)130、第二鼓风机140、第三鼓风机150与冷凝器(condenser)160。第一鼓风机130 提供流过第一燃料电池模组110的第一气流(airflow)132，以提供给第一燃料电池模组110的阴极(未示出)足够的空气。第二鼓风机140提供流过第二燃料电池模组120的第二气流142，以提供给第二燃料电池模组120的阴极(未示出)足够的空气。 

离开第一燃料电池模组110并且温度较高的第一气流132与离开第二燃料电池模组120并且温度较高的第二气流142流过冷凝器160。此时，第三鼓风机150提供温度较低的第三气流152，并且第三气流152流过冷凝器160，使得第一气流132与第二气流142的温度降低，造成第一气流132与第二气流142中的部分水蒸气凝结成液态水，以实现水回收(water recovery)的目的，并且回收的水可用于发生在阳极处的化学反应。然而，第一气流132与第二气流142会分别降低第一燃料电池模组110反应时的温度与第二燃料电池模组120反应时的温度，使得第一燃料电池模组110的反应速率(reaction rate)与第二燃料电池模组120的反应速率降低。 

发明内容

本发明的实施例提出一种燃料电池系统，其燃料电池模组的反应速率较佳。 

本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。 

为实现上述部份目的或全部目的或其他目的，本发明的实施例提供一种燃料电池系统，其包括第一气流产生器(airflow generator)、第一燃料电池模组、第二气流产生器和第二燃料电池模组。第一气流产生器适用于提供第一气流，并且具有第一入风处(air inlet)和第一出风处(air outlet)。第一燃料电池模组具有第二入风处和第二出风处。第一气流依次流过第一入风处、第一气流产生器的内部、第一出风处、第二入风处、第一燃料电池模组的内部以及第二出风处。第二气流产生器适用于提供第二气流，并且具有第三入风处和第三出风处。第二燃料电池模组具有第四入风处和第四出风处。第二气流依次流过第三入风处、第二气流产生器的内部、第三出风处、第四入风处、第二燃 料电池模组的内部以及第四出风处。离开第一燃料电池模组的第一气流与进入第二燃料电池模组之前的第二气流进行热交换(heatexchange)，并且离开第二燃料电池模组的第二气流与进入第一燃料电池模组之前的第一气流进行热交换。