[发明专利]燃料梯级利用物料分离传输燃料电池及其工作方法

摘要

本发明公开一种燃料梯级利用物料分离传输燃料电池及其工作方法，燃料电池包括设置在燃料电池本体上的阳极流场板和阴极流场板中均独立设置原料供应管路和支路，产物排出管路和支路，而且设置作为产物二次回收利用的氢气产物排出管路、氢气供给管路及支路，氧气产物排出管路、氧气供给支路，不仅原料和产物分离输送，而且将产物氧气和氢气引入电极中二次利用，与燃料输送流场相对应的燃料回收流场，保证燃料与产物的顺流传输，避免燃料产物的掺混，使燃料和氧化剂能够更高效的将化学能转化为电能，提高燃料氧化剂高效利用，最大限度的发挥电池的放电效率。

主权项

1.燃料梯级利用物料分离传输燃料电池，其特征在于：包括设置在燃料电池本体上的阳极流场板(1)、阳极缓冲腔(2)、阳极电极(3)、交换膜(4)、阴极电极(5)、阴极缓冲腔(6)和阴极流场板(7)；所述的阳极流场板(1)中分别独立设置有硼氢化物供给管路(9)、硼氢化物产物排出管路(13)、氢气产物排出管路(16)和氢气供给管路(18)，阳极流场板(1)中还设置有分别与硼氢化物供给管路(9)、硼氢化物产物排出管路(13)、氢气产物排出管路(16)和氢气供给管路(18)连通的硼氢化物供给支路(10)、硼氢化物产物排出支路(14)、氢气产物排出支路(17)和氢气供给支路(19)，各支路出口均匀交错分布；所述的硼氢化物产物排出管路(13)中接近硼氢化物产物排出口位置设置有阳极气液分离段(12)；所述的阴极流场板(7)中分别独立设置有过氧化氢供给管路(22)、过氧化氢产物排出管路(26)、氧气产物排出管路(29)和氧气供给管路(31)，阴极流场板(7)中还设置有分别与过氧化氢供给管路(22)、过氧化氢产物排出管路(26)、氧气产物排出管路(29)和氧气供给管路(31)连通的过氧化氢供给支路(23)、过氧化氢产物排出支路(27)、氧气产物排出支路(30)、氧气供给支路(32)，各支路出口均匀交错分布；所述的过氧化氢产物排出管路(26)中接近过氧化氢产物排出口位置设置有阴极气液分离度段(25)；所述的阳极电极(3)中设置有阳极电极隔离段(15)，阴极电极(5)中设置有阴极电极隔离段(28)，阳极电极隔离段(15)和阴极电极隔离段(28)将电极上下相隔绝分成上半段和下半段，使流体在电极上下半段不互相流通；阳极电极隔离段(15)和阴极电极隔离段(28)并将阳极缓冲腔(2)和阴极缓冲腔(6)分为上半部和下半部，缓冲腔上半部和下半部隔绝；阳极缓冲腔(2)上半部覆盖阳极电极(3)上半段，阳极缓冲腔(2)下半部覆盖阳极电极(3)下半段，阴极缓冲腔(6)上半部覆盖阴极电极(5)上半段，阴极缓冲腔(6)下半部覆盖阴极电极(5)下半段；硼氢化物供给支路(10)出口与阳极电极(3)下半段连通，硼氢化物产物排出支路(14)与阳极缓冲腔(2)下半部连通，氢气产物排出支路(17)与阳极电极(3)上半段连通，氢气供给支路(19)与阳极缓冲腔(2)上半部连通；过氧化氢供给支路(23)出口与阴极电极(5)下半段连通，过氧化氢产物排出支路(27)与阴极缓冲腔(6)下半部连通，氧气产物排出支路(30)与阴极电极(5)上半段连通，氧气供给支路(32)与阴极缓冲腔(6)上半部连通；硼氢化物产物排出管路(13)位于阳极流场板(1)下半段，氢气供给管路(18)位于阳极流场板(1)上半段，硼氢化物产物排出管路(13)与氢气供给管路(18)连通；过氧化氢产物排出管路(26)位于阴极流场板(7)下半段，氧气供给管路(31)位于阴极流场板(7)上半段，过氧化氢产物排出管路(26)与氧气供给管路(31)连通。