[发明专利]一种直接醇类燃料电池系统

权利要求书

1.一种直接醇类燃料电池系统，所用主要部件包括燃料罐、阴极氧化剂进料子系统、阳极燃料循环子系统及电堆，其特征在于：

所述燃料罐不需内胆，高浓度燃料直接贮存在燃料罐内；所述高浓度燃料为纯甲醇、乙醇、乙二醇或C3-C6低碳液态烃类中的至少一种；

所述阳极燃料循环子系统包括阀、阳极燃料混合子系统，燃料罐中的高浓度燃料经阀进入阳极燃料混合子系统，阳极燃料混合子系统通过管路与电堆的阳极入口和出口相连；

所述阴极氧化剂进料子系统包括气泵、气路、冷凝器，阴极氧化剂通过气泵经气路流入电堆的阴极氧化剂进口，从电堆的阴极氧化剂出口流出后经冷凝器与大气相连通；在气泵的作用下阴极氧化剂进料子系统的气路中具有高于外界大气的压力，当燃料罐与阴极氧化剂进料子系统的气路连通时，燃料罐便被充气，从而使罐内气体具有压力，此燃料罐内气体的相对高压力与阳极燃料混合子系统内的压力形成一定的压差，从而将燃料通过阀受控注入阳极燃料混合子系统；

所述燃料罐为完全密闭结构，并通过气体管路与阴极氧化剂进料子系统的气路相连通。

2.根据权利要求1所述的直接醇类燃料电池系统，其特征在于：在所述燃料罐的中上部设置所述气体管路与阴极氧化剂进料子系统的气路相连通。

3.根据权利要求1所述的直接醇类燃料电池系统，其特征在于：阳极燃料循环子系统中的所述阀，或者是开度一定、通过调节开启频率和开启周期来控制流量的数字式开关阀，或者是通过连续调节开度来控制流量的连续调节阀。

4.根据权利要求1所述的直接醇类燃料电池系统，其特征在于：上述阀是电磁阀、电动阀、气动阀以及液动阀中一种。

5.根据权利要求1所述的直接醇类燃料电池系统，其特征在于：阳极燃料循环子系统中的所述阀，其开启、闭合、开度调整动作是由一控制器来控制的，此控制器为一单片机芯片，阀与控制器信号连接，控制器能够实时接收燃料电池系统状态参数的信号，然后经过内置的控制程序进行简单计算及判断，最终输出信号控制阀进行动作；阀依控制器输出的信号控制燃料供应，从而满足直接醇类燃料电池正常稳定工作时对燃料的需求；

在阳极燃料混合子系统与电堆的阳极入口间的管路上设置有燃料浓度传感器，燃料浓度传感器与控制器线路连接； 

所述控制器或者与燃料浓度传感器配合使用，根据反馈的燃料浓度值来控制阀的动作，使燃料电池系统中的燃料浓度保持一定；

或者根据燃料电池输出电能的需求，通过控制器指定的内置控制程序对系统燃料需求进行实时计算，然后输出信号控制阀的动作，使燃料的补给量与消耗量相一致；

控制器的内置控制程序包括阀的开度系数ξ与燃料所受驱动压力差ΔP之间关系的相关程序，ξ与ΔP之间的关系，即：ξ＝f(ΔP)，通过对已明确所用系统事先进行ξ与ΔP之间关系的实验，然后根据最小二乘法原理对实验数据作线性或非线性回归计算来得到。