[发明专利]一种自储氢质子交换膜燃料电池单元、电池组件以及运行方法

权利要求书

1.一种自储氢质子交换膜燃料电池单元，其特征在于，包括：

储氢腔体（1），用于存储氢气；

氢气流道（3），设于储氢腔体（1）上，用于将储氢腔体（1）内容的氢气传递至膜电极组件（2）；

膜电极组件（2），设于储氢腔体（1）的壳体上，膜电极组件（2）的阳极侧通过氢气流道（3）与储氢腔体（1）连通。

2.根据权利要求1所述的自储氢质子交换膜燃料电池单元，其特征在于，还包括氢气充放接口（6），连接于储氢腔体（1），用于向储氢腔体（1）中供入或排出氢气；储氢腔体（1）为管状；储氢腔体（1）的长径比为1:1～50:1；氢气充放接口（6）连接于储氢腔体（1）的一端。

3.根据权利要求1所述的自储氢质子交换膜燃料电池单元，其特征在于，膜电极组件（2）阳极和阴极侧分别设有阳极集流网（5）和阴极集流网（4）。

4.根据权利要求1所述的自储氢质子交换膜燃料电池单元，其特征在于，所述的阳极集流网（5）和阴极集流网（4）的材质为导电材料。

5.根据权利要求1所述的自储氢质子交换膜燃料电池单元，其特征在于，所述的导电材料选自镀银铜丝网、金属银、铜、铁、不锈钢网、泡沫镍或者碳纤维中的一种或几种；膜电极组件（2）上包括质子交换膜以及覆于两侧的电催化剂。

6.一种质子交换膜燃料电池组件，其特征在于，其中安装有权利要求1～5任一项所述的的燃料电池单元（7）。

7.根据权利要求6所述的质子交换膜燃料电池组件，其特征在于，所述的燃料电池组件包括组件壳体（10），在组件壳体（10）中设有相互隔开的空气腔室（8）和氢气腔室（11）；膜电极组件（2）的阴极侧与空气腔室（8）连通；空气腔室（8）上还设有空气流道（9）；氢气充放接口（6）通过氢气腔室（11）与储氢腔体（1）连通。

8.根据权利要求7所述的质子交换膜燃料电池组件，其特征在于，燃料电池单元（7）的个数为两个以上。

9.权利要求1～5任一项所述的燃料电池单元的运行方法，其特征在于，包括如下步骤：

使空气通过燃料电池单元（7）的外侧与膜电极组件（2）接触；

使存储于储氢腔体（1）的氢气通过燃料电池单元（7）的内侧与膜电极组件（2）接触；分别通过膜电极组件（2）的阳极和阴极上的氧化和还原反应，使电池产生电能。

10.根据权利要求14所述的燃料电池单元的运行方法，其特征在于，所述的氢气是加湿氢气；所述的氢气相对湿度为10～80%；所述的氢气压力为1～10bar。