[发明专利]一种氢燃料电池系统

说明书

本发明公开了一种氢燃料电池系统，包括氢燃料电池和与氢燃料电池的负极气体进口相连的高压储氢罐，高压储氢罐与氢燃料电池间还设有用以在高压氢气驱动下运转的二级涡轮机。高压储氢罐和氢燃料电池之间设有二级涡轮机，高压氢气能够推动二级涡轮机转动。一方面二级涡轮机能够降低氢气压力，经过降压的氢气可直接通入氢燃料电池中；另一方面二级涡轮机在氢气的推动下运转，二级涡轮机能够作为动力元件向外输出动能，使高压氢气的能量得到利用，从而达到提高氢燃料电池系统效率的目的。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别涉及一种氢燃料电池系统。

背景技术

燃料电池是将燃料中化学能转化为电能的装置，燃料电池不受卡诺循环限制，能量转化效率可达50％～80％。而且电池的燃料来源广泛，产物清洁环保，是一种可同时兼顾能源和环境问题的先进技术。随着世界各国对清洁燃料车、纯电动车、混合动力车、燃料电池车等的研究的日趋深人，燃料电池极有可能取代普通燃油而成为未来汽车动力的主要来源，是汽车最好的替代动力源之一。

在燃料电池中，氢燃料电池具有产物无污染、转化效率高、运行平稳等优点。然而，现有的氢燃料电池仍然存在效率低、能量不能完全利用的问题，这也成为氢燃料电池无法广泛应用的瓶颈之一。

因此，如何提高氢燃料电池的效率是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种氢燃料电池系统，其在高压储氢罐与氢燃料电池间设置了二级涡轮机，利用高压氢气的能量，进而提高了氢燃料电池系统的效率。

为实现上述目的，本发明提供一种氢燃料电池系统，包括氢燃料电池和与所述氢燃料电池的负极气体进口相连的高压储氢罐，所述高压储氢罐与所述氢燃料电池间还设有用以在高压氢气驱动下运转的二级涡轮机。

优选地，所述氢燃料电池的正极气体进口连有空气压缩机，所述空气压缩机与所述二级涡轮机同轴连接。

优选地，还包括一级涡轮机，所述一级涡轮机与所述氢燃料电池的废气出口相连、并在废气的驱动下运转。

优选地，所述空气压缩机与所述一级涡轮机同轴连接。

优选地，所述二级涡轮机连有发电机。

优选地，所述空气压缩机的驱动电机与所述氢燃料电池的输出端相连。

优选地，所述空气压缩机为干式压气机，所述干式压气机与所述氢燃料电池间设有加湿器。

优选地，所述氢燃料电池的液体出口连有储水罐，所述储水罐的排气口与所述干式压气机的进气口相连。

现有技术中，氢燃料电池与高压储氢罐相连。由于氢气压力较高，不能直接进入氢燃料电池中进行反应，因而在氢燃料电池与高压储氢罐之间需要设置减压阀。通过减压阀降低氢气压力会导致储氢能量的浪费，使氢燃料电池系统的效率降低。

本发明所提供的氢燃料电池系统，包括氢燃料电池和与氢燃料电池的负极气体进口相连的高压储氢罐，高压储氢罐与氢燃料电池间还设有用以在高压氢气驱动下运转的二级涡轮机。

高压储氢罐和氢燃料电池之间设有二级涡轮机，高压氢气能够推动二级涡轮机转动。一方面能够利用二级涡轮机降低氢气压力，经过降压的氢气可直接通入氢燃料电池中；另一方面二级涡轮机在氢气的推动下运转，二级涡轮机能够作为动力元件向外输出动能，使高压氢气的能量得到利用，从而达到提高氢燃料电池系统效率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。