[实用新型]一种氢燃料电池的尾气回收利用装置

说明书

本实用新型提供了一种氢燃料电池的尾气回收利用装置，属于燃料电池技术领域。它解决了现有的技术没有对阳极尾气和阴极尾气的热量进行回收利用的问题。本氢燃料电池的尾气回收利用装置包括氢燃料电池、气体混合器和加热增湿器，加热增湿器内设置有储水室、热交换管以及与热交换管连接的阴极尾气分配室，储水室入口与阳极尾气出口连接，阴极尾气分配室连接氢燃料电池的阴极尾气出口，气体混合器包括混合腔以及分别与混合腔连接的氢气回收管路、加湿气入口管路、氢气入口管路和混合气出口管路，混合气出口管路与氢燃料电池的阳极燃料入口连接，氢气回收管路与加热增湿器的出口连接。本尾气回收利用装置能够实现阳极氢气和阴极热量的有效回收利用。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，涉及一种氢燃料电池的尾气回收利用装置。

背景技术

燃料电池是一种将化学能转化成电能的新型能量转换装置。一般由三部分组成:阳极、阴极和电解质。其中，阳极发生的是氧化反应，氢气失电子，变成氢离子，氢离子通过质子交换膜移动到阴极，而电子则通过外部电路运动到阴极，同时，阴极的氧气得到电子发生还原反应，与氢离子结合生成水。在这个过程中，由于电子的不断定向运动产生电流，为外部用电器供电。

为了维持燃料电池正常平稳的工作，阴阳极往往需要分别通入过量的经加湿过的空气氧化剂和氢气燃料，因此在燃料电池的尾气中仍存在较多燃料和氧化剂原料，在现有的工艺中尾气直接排入大气中，造成资源的浪费，同时高通量H₂排入大气存在一定的安全隐患。此外，燃料电池内部会因化学反应具有较高的温度，燃料气体和氧化剂气体在经过此高温区域后将携带大量的热量，若尾气直接排入大气，这部分热量也会直接损失。

针对上述存在的问题，现有中国专利文献公开了一种氢燃料电池用的排放物回收循环制氢系统【申请号：CN201621128881.6】。所述系统包括制氢反应器、水箱、燃料电池，所述制氢反应器通过第一管道与所述水箱连通；所述水箱通过第二管道与所述制氢反应器连通；所述水箱通过第三管道与所述燃料电池的阳极连通；所述燃料电池的排水口与所述水箱通过第四管道连通。该方案将制氢结构与燃料电池结构相互结合，省去燃料电池内氢气的润湿部件，虽然此装置实现了阳极分离水自动回收和氢气的安全隔离排放，但是该方案是将分离后的气体排入到尾气收集装置中，没有对氢气进行循环再利用，氢燃料的损失问题没有得到解决，另外，没有对阴极尾气的热量进行回收利用，造成了浪费。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种氢燃料电池的尾气回收利用装置，该氢燃料电池的尾气回收利用装置所要解决的技术问题是：如何实现阳极氢气和阴极热量的有效回收利用。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种氢燃料电池的尾气回收利用装置，包括氢燃料电池、气体混合器和加热增湿器，其特征在于，所述加热增湿器内设置有储水室、设置在储水室内的热交换管以及与热交换管连接的阴极尾气分配室，所述储水室入口与氢燃料电池的阳极尾气出口连接，所述阴极尾气分配室连接氢燃料电池的阴极尾气出口，所述气体混合器包括混合腔以及分别与混合腔连接的氢气回收管路、加湿气入口管路、氢气入口管路和混合气出口管路，所述混合气出口管路与氢燃料电池的阳极燃料入口连接，所述氢气回收管路与加热增湿器的出口连接。