燃料电池系统的制作方法

专利名称：燃料电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池系统，特别是，设计为更加有效地重复利用包含在
燃料电池系统的燃料循环中的湿气且具有无向性(orientation free functionality )的燃泮+电池系统。
背景技术：
燃料电池系统设计为通过氩和氧之间的电化学反应来产生电能。燃料电 池根据所使用的燃料不同分成各种类型，例如，聚合物电解质膜燃料电池 (PEMFC)和直接曱醇燃料电池(DMFC)等。
聚合物电解质膜燃料电池采用氢离子交换聚合物膜作为电解质膜。包含 氬的燃料与其中包含氧的氧化气体进行电化学反应，从而连续产生电能和 热。与其它类型的燃料电池相比，聚合物电解质膜燃料电池典型地显示出极 好的输出特性，并且运行温度很低。另外，聚合物电解质膜燃料电池与其它 类型的燃料电池相比，启动和响应较快。采用聚合物电解质膜燃料电池的燃 料电池系统已经用于各种用途，例如，便携式电源或者电池替代电源 (battery-alternative power)。燃料电池系统通常设计为给每个燃料电池堆提 供氧化气体和燃料。
在聚合物电解质膜燃料电池中，诸如曱醇的液化燃料直接供给每个燃料 电池堆而没有采用燃料重整器(fliel reformer )。聚合物电解质膜燃料电池容 放液化燃料和空气，并且通过燃料的氧化反应和其中的氧化气体的还原反应 而产生电能。采用聚合物电解质膜燃料电池的燃料电池系统典型地具有相对 简单的结构，并且因此已经用于便携式电源和小型电源。
在上述燃料电池系统中，在燃料与氧化气体电化学反应后，没有反应的 燃料和二氧化碳(co2)通过阳极出口排放，而没有反应的氧化气体和水通 过阴极出口排放。为了重复利用没有反应的燃料，二氧化碳被单独排放，而 没有反应的燃料再循环到燃料电池堆。此外，没有反应的氧化气体单独排放， 而电化学反应所产生的水(湿气)与没有反应的燃料混合，并且提供给燃料
4电池堆。
在燃料电池系统中，电化学反应所产生的湿气通过阴极出口排放，混有 没有反应的氧化气体。因此，为了重复利用水(湿气)，典型的燃料电池系 统包括燃料重复利用设备，用于将湿气与氧化气体分离。燃料重复利用设备 将从燃料电池堆排放的没有反应的氧化气体冷却到预定温度或者更低，以将 包含在氧化气体中的湿气凝缩成液态水，从而湿气和氧化气体能由重力而彼 此分离。
例如，当具有直接曱醇燃料电池的燃料电池系统用作便携式或者小型电
源时，燃料重复利用设备会摇动或者旋转。结果，从没有反应的氧化气体分 离出来的水会与没有反应的氧化气体再度混合，或者泄漏出燃料电池系统。
这类问题通常牙尔为'M氐无向'l"生(low orientation free performance )，， 。 ；f尤是"i兌， 因为典型的燃料电池系统具有低无向性，所以降低了典型燃料电池系统的功效。

发明内容
本发明的示范性实施例提供燃料电池系统，该燃料电池系统设计为将电 化学反应利用后从燃料电池主体中排放出来的流体分离成液态流体和气态 流体。
体分离成液体和气体，而不受燃料电池系统摇动和转动的影响。
一些实施例所^是供的燃料电池系统包括燃料电池堆；第一气体/液体分 离单元；第二气体/液体分离单元；以及緩冲管线。燃料电池堆包括用于供给 燃料的阳极进口、将用过的和没有反应的燃料排放出来的阳极出口、供给氧 化剂的阴极进口和将没有反应的氧化剂和水蒸气排放出来的阴极出口 。阳极 出口流体连接到第 一气体/液体分离单元的进口 ，在这里将没有反应的燃料与 二氧化碳分离。阴极出口流体连接到第二气体/液体分离单元的进口，在这里 气体与液态的水分离。第一和第二气体/液体分离单元的出口流体连接到緩沖 管线。緩沖管线的出口流体连接到燃料电池堆的阳极进口 。在一些实施例中， 緩沖管线包括蛇管或者盘管，其成型为适合于在紧凑的体积内。緩冲管线的 体积根据燃料电池堆叠的容量来选择，以容纳燃料电池堆排放的没有反应的 燃料和水的体积。燃料电池系统的实施例显示出无向运行。根据本发明的示范性实施例，燃料电池系统包括燃料电池主体、第一液 体/气体分离单元和緩冲管线。燃料电池主体容放含氢的燃料和含氧的氧化气 体，并且通过氢和氧之间的电化学反应来产生电能。第一气体/液体分离单元 安装在从燃料电池主体的阳极出口延伸出来的第一重复利用管线上，以将通 过阳极出口排放出来的没有反应的燃料与气体副产品分离。第二气体/液体分 离单元安装在从燃料电池主体的阴极出口延伸出来的第二重复利用管线上， 以将通过阴极出口排放出来的没有反应的氧化气体与液体副产品分离。缓冲 管线连接到第一和第二重复利用管线，以便以预定的量容放和混合来自第一 和第二重复利用管线的没有反应的燃料和液体副产品，并且还连接到朝着燃 料电池主体的阳极进口延伸的第三重复利用管线，以？ I导没有反应的燃料和 液体副产品通过阳极进口进入燃料电池主体中。
緩沖管线可以弯曲成蛇形图案，并且可以紧凑地设置在预定的空间中。
燃料电池系统还可以包括多个液体^r测传感器，安装在緩冲管线上，以 才企测是否有液化的流体存在。
第 一气体/液体分离单元可以包括用于将没有反应的燃料与气体副产品 分离的疏水膜。气体副产品可以是二氧化碳。
燃料电池系统还可以包括安装在第 一重复利用管线上的冷却器，以将没 有反应的燃料和气体副产品的混合物冷却到预定的温度。冷却器可以设置在 燃料电池主体和第 一 气体/液体分离单元之间。
第二气体/液体分离单元可以包括用于将没有反应的氧化气体与液体副
产品分离的疏水膜。液体副产品可以是水。
燃料电池系统还可以包括安装在燃料电池主体和第二气体/液体分离单 元之间的第二重复利用管线上的冷凝器，以将没有反应的氧化气体和液体副 产品的混合物凝缩到预定的压力。
燃料电池系统还可以包括以预定间隔设置在緩冲管线上的多个疏水膜。
燃料电池系统还可以包括安装在第三重复利用管线上的流体泵，以在预 定压力下给燃料电池主体供给没有反应的燃料和液体副产品的混合物。
燃料电池系统还可以包括安装在第三重复利用管线上的亲水膜。
緩冲管线可以由可变化体积的弹性材料形成。
燃料电池系统还可以包括用于给燃料电池主体供给含氢燃料的燃料供 给单元，以及用于给燃料电池主体供给含氧的氧化气体的氧化气体供给单元。燃料供给单元可以连接到緩沖管线，从而含氢的燃料被引入緩冲管线中。
一些实施例所提供的燃料电池系统包括燃料电池主体，构造为容放含 氢燃料，并且构造为容放含氧的氧化气体，还构造为通过氢和氧之间的电化 学反应来产生电能；第一气体/液体分离单元，安装在从燃料电池主体的阳极 出口延伸出来的第 一重复利用管线上，其中第 一气体/液体分离单元构造为将 通过阳极出口排放出来的没有反应的燃料与气体副产品分离；第二气体/液体 分离单元，安装在从燃料电池主体的阴极出口延伸出来的第二重复利用管线 上，其中第二气体/液体分离单元构造为将通过阴极出口排放出来的没有反应 的氧化气体与液体副产品分离；以及緩沖管线，流体连接到第一和第二重复 利用管线，构造为容放和混合来自第 一和第二重复利用管线的没有反应的燃 料和液体副产品，并且流体连接到与燃料电池主体的阳极进口流体连接的第 三重复利用管线，构造为将从緩冲管线进入燃料电池主体的没有反应的燃料 和液体副产品引导进入阳极进口 。
在一些实施例中，緩沖管线包括蛇管，并且紧凑地设置在预定的空间中。 一些实施例还包括安装在緩沖管线上的多个液体检测传感器。 在一些实施例中，第一气体/液体分离单元包括疏水膜，构造为将没有反 应的燃料与气体副产品分离。在一些实施例中，气体副产品包括二氧化碳。 一些实施例还包括安装在燃料电池主体和第一气体/液体分离单元之间 的第一重复利用管线上的冷却器，其中冷却器构造为将没有反应的燃料和气 体副产品的混合物冷却到预定温度。
在一些实施例中，第二气体/液体分离单元包括疏水膜，构造为将没有反 应的氧化气体与液体副产品分离。在一些实施例中，液体副产品包括水。
一些实施例还包括安装在燃料电池主体和第二气体/液体分离单元之间 的第二重复利用管线上的冷凝器，其中冷凝器构造为以预定的压力从没有反 应的氧化气体的混合物凝缩出液体副产品。
一些实施例还包括以预定间隔设置在緩冲管线上的多个疏水膜。 一些实施例还包括安装在第三重复利用管线上的流体泵，构造为以预定 的压力给燃料电池主体供给没有反应的燃料和液体副产品的混合物。 一些实施例还包括安装在第三重复利用管线上的亲水膜。 在一些实施例中，緩冲管线包括可变体积的构件，该构件包括弹性材料。 一些实施例还包括构造为用于给燃料电池主体供给含氢燃料的燃料供给单元，以及用于给燃料电池主体供给含氧的氧化气体的氧化气体供给单 元，其中燃料供给单元流体连接到緩冲管线，由此将含氩燃料供入緩沖管线中。


图1是根据本发明第一示范性实施例的燃料电池系统的示意图。
图2是根据本发明第二示范性实施例的燃料电池系统的示意图。 图3是根据本发明第三示范性实施例的燃料电池系统的示意图。 图4是根据本发明第四示范性实施例的燃料电池系统的示意图。 图5是根据本发明第五示范性实施例的燃料电池系统的示意图。 图6是根据本发明第六示范性实施例的燃料电池系统的示意图。 图7是图解图1的燃料电池系统安装在膝上型计算机中作为电源时，燃 料电池系统的方位无关试验结果的图线。
具体实施例方式
在下文，将参考示出了示范性实施例的附图来更加全面地描述一些实施 例。本领域的技术人员会认识到，所描述的实施例可以以各种不同的方式修 改，而都没有脱离本发明的精神或范围。
图1是根据本发明第一示范性实施例的燃料电池系统100的示意图如图1所示，本发明第一示范性实施例的燃料电池系统100设计为将电 化学反应利用后从燃料电池主体排放出来的流体分离成液体和气体，并且防 止分离的液体和气体泄漏到外面和彼此再混合。
燃料电池主体110通过氬和氧之间的电化学反应产生电能。燃料电池主 体110包括至少一个单元电池，它是产生电能的最小单元。
通常，燃料电池主体110是依次堆叠的几个或者几十个单元电池的集合 体。端板(未示出)分别连接到燃料电池主体110的集合体的相对端。如上 所述的燃料电池主体110也称为"燃料电池堆(fUel cell stack )"。
燃料供给单元120给燃料电池主体IIO供给含氬的燃料。燃料可以是羟 基燃料(例如，LNG (液化天然气)或者LPG (液化石油气))。可选择地， 纯氬可以用作燃料。燃料供给单元120包括用于存储含氢燃料的燃料罐121 以及用于以预定压力供给燃料的第一燃料泵122。燃料供给单元20还可以包括附加元件，例如依照燃料类型的燃料重整器。
氧化气体供给单元130给燃料电池主体IIO提供含氧的氧化气体。大气 中的氧可以用作氧化气体。就是说，氧化气体供给单元130采用诸如气泵的 装置将来自大气的空气供给燃料电池主体110。
含氢燃料通过燃料电池主体110的阳极进口 111引入燃料电池主体IIO。 燃料在燃料电池主体110中用于电化学反应后，接着通过燃料电池主体110 的阳极出口 113排;改到燃料电池主体110的外面。通过燃津+电池主体110的 阳极出口 113排放的流体包括在电化学反应中产生的没有反应的燃料和二氧 化碳(C02)。为了最大化地利用含氢燃料，燃料电池系统IOO通过阳极进口 111将没有反应的燃料循环到燃料电池主体110。
用作氧化气体的空气通过阴极进口 112引入燃料电池主体110中。空气 在燃料电池主体110中用于电化学反应后，接着通过燃料电池主体110的阴 极出口 114排放。通过燃料电池主体110的阴极出口 114排放的流体包括反 应过的空气和电化学反应中产生的湿气(水蒸汽)。燃料电池系统100在将 包含在流体中的湿气凝缩成液体水后重复利用包含在流体中的湿气。就是 说，燃料电池系统IOO将诸如水的液化副产品与没有反应的燃料混合，并且 将所形成的混合物通过阳极进口 111供给燃料电池主体110。
具体地讲，第一重复利用管线140从燃料电池主体110的阳极出口 113 延伸出来，并且流体连接到緩冲管线160。具有疏水膜的第一气体/液体分离 单元141安装在第一重复利用管线140上。疏水膜是薄膜，其不吸收诸如水 的液体，而允许气体选择性通过,由此使液体和气体彼此分离。也就是，第 一气体/液体分离单元141釆用疏水膜从反应的燃料中分离出二氧化碳，并且 将分离出来的二氧化碳排放到外面。
第二重复利用管线150从燃料电池主体110的阴极出口 114延伸出来， 并且流体连接到緩冲管线160。具有疏水膜的第二气体/液体分离单元151安 装在第二重复利用管线150上。第二气体/液体分离单元151采用疏水膜将诸 如水的液体副产品与没有反应的空气分离，并且将分离的没有反应的空气排 放到外面。
緩冲管线160包括蛇管线(serpentine pipe line)，它可以紧凑地设置在 预定的空间中。緩沖管线160从第二重复利用管线150延伸出来，流体连接 到第一重复利用管线140。没有反应的燃料通过第一重复利用管线140引入缓冲管线160,并且诸如水的液体副产品通过第二重复利用管线150引入緩 冲管线160。然后，没有反应的燃料和液体副产品在缓沖管线160中彼此混 合，緩沖管线160可以填充有预定量的流体。来自氧化气体供给单元130的 压力以及在第二气体/液体分离单元151中分离没有反应的空气时所产生的 压力驱动水通过緩沖管线160。通过流体副产品沿着緩沖管线160流动时产 生的压力差将来自第一重复利用管线140的没有反应的燃料吸入緩冲管线 160中。
緩冲管线160流体连接到朝着燃料电池主体110的阳极进口 111延伸的 第三重复利用管线170。然后，没有反应的燃料和液体副产品从緩冲管线160 引到第三重复利用管线170，从而通过阳极进口 111将它们引入燃料电池主 体110中。
在上述实施例中，燃料电池系统IOO不像通常的燃料电池系统那样需要 单独的燃料罐，而是将燃料存入緩冲管线160中。因为緩冲管线160弯曲成 蛇形图案，所以它占据最小的空间，并且在其中存储预定量的没有反应的燃 料和液体副产品，即水。在燃料电池系统100中，因为通过第一和第二液体 /气体分离单元141和151消除了气体，所以緩冲管线160填充了没有反应的 燃料和液体副产品。因此，甚至在燃料电池系统IOO摇动或者转动时，液化 流体也不泄漏，并且不与气体混合。就是说，燃料电池系统100具有方位无 关的性能。在这一点上，从燃料电池主体110排放的没有反应的燃料和液体 副产品的量才艮据燃料电池主体110的输出性能而变化。考虑到燃料电池主体 110的输出性能，緩沖管线160的长度^t是供预定的体积。
为了保持无向性，緩冲管线160均匀地填充有预定量的没有反应的燃料 和液体副产品。燃料电池系统100包括以预定间隔布置在緩沖管线160上的 多个液体检测传感器161。液体检测传感器161检测是否在緩沖管线160中 存在液化流体，并且产生不同的信号。通过阻抗或者折射系数检测液化流体 的传感器可以用作流体检测传感器161。流体检测传感器161设计为甚至在 燃料电池系统IOO摇动或者转动时也能检测液化流体。就是说，流体检测传 感器161也具有无向性。流体检测传感器161的每一个都检测是否没有反应 的燃料和液体副产品存在于预定的位置，并且还一企测是否预定量的没有反应 的燃料和液体副产品保持在緩沖管线160中。
燃料电池系统100还包括安装在第三重复利用管线170上的流体泵171 。流体泵171将没有反应的燃料和混有液体副产品的液体以预定的压力抽吸到 阳极进口 111。
图2是根据本发明第二示范性实施例的燃料电池系统200的示意图。 如图2所示，与图1的燃料电池系统相类似，根据本发明第二示范性实
施例的燃料电池系统包括燃料电池主体210、燃料供给单元220和氧化气体
供给单元230。
根据图2的燃料电池系统200的特征，在第一重复利用管线240上安装 冷却器242。就是说，冷却器242安装在燃料电池主体210和第一气体/液体 分离单元241之间，以冷却包含没有反应的燃料和二氧化碳的流体到预定温 度。然后，没有反应的燃料更快地液化，并且因此第一气体/液体分离单元 241可以更加有效地将没有反应的燃料与二氧化碳气体副产品分离。
燃料电池系统200还包括安装在第二重复利用管线250上的冷凝器252。 就是说，冷凝器252安装在燃料电池主体210和第二气体/液体分离单元251 之间，以凝缩没有反应的空气和水蒸气的混合物到预定压力。冷凝器252通 过变化饱和蒸汽压力可以更加有效地将水蒸气凝缩为液体水。作为液体副产 品的水与来自第 一重复利用管线240的没有反应的燃料在緩沖管线260中混 合。
图3是根据本发明第三示范性实施例的燃料电池系统300的示意图。 如图3所示，与图2的燃料电池系统200相类似，才艮据本发明第三示范 性实施例的燃料电池系统300包括燃料单元主体310、燃料供给单元320和 氧化气体供给单元330。冷却器342和第一气体/液体分离单元341安装在第 一重复利用管线340上。因此，燃料电池系统300能更加有效地将没有反应 的燃料与二氧化碳气体副产品分离。第二气体/液体分离单元351和冷凝器 352安装在第二重复利用管线350上。因此，没有反应的空气和水能更加有 效地;波此分离。
具体地讲， 一个或多个疏水膜361以预定间隔安装在緩冲管线360中。 诸如二氧化碳或没有反应的空气的气态流体(gaseous fluid)可能在第一和 第二气体/液体分离单元341和351中不完全分离。因此，緩沖管线360可能 包含一些气体。安装在緩冲管线360中的疏水膜361还有效地分离出小量的 气体，例如二氧化碳或没有反应的空气。緩沖管线360是蛇形的，并且因此 疏水膜361能以预定间隔更加有效地安装在緩冲管线360中。图4是根据本发明第四示范性实施例的燃料电池系统400的示意图。 如图4所示，与图2的燃料电池系统相类似，根据本发明第四示范性实 施例的燃料电池系统400包括燃料电池主体410、燃料供给单元420和氧化 气体供给单元430。冷却器442和第一气体/液体分离单元441安装在第一重 复利用管线440上。因此，燃料电池系统400能更加有效地将没有反应的燃 料与二氧化碳气体副产品分离。第二气体/液体分离单元451和冷凝器452 安装在第二重复利用管线450上。因此，没有反应的空气和水能更加有效地 4皮此分离。
具体地讲，亲水膜(hydrophilic membrane ) 安装在第三重复利用管 线中。亲水膜462是对诸如水的液体副产品具有亲和力的薄膜。
通过氧化气体供给单元430施加的气压，没有反应的燃料和水能有效地 沿着緩冲管线460和第三重复利用管线朝着燃料电池主体410流动。然而， 当燃料电池系统400用作便携式电源时，燃料电池系统400会翻转或者旋转， 并且因此燃料电池系统400的运行条件会频繁变化。当燃料电池系统400翻 转或者旋转时，没有反应的燃料和水的流动会颠倒，即，乂人燃料电池主体410 流走。考虑到上述情况，燃料电池系统400设计为使得没有反应的燃料和水 由亲水膜462临时存储在緩沖管线460中，这使其只在一个方向上流动。
作为替换，燃料电池系统400可以设计为利用毛细现象使得没有反应的 燃料和水仅在第三重复利用管线中的 一个方向上流动。
图5是根据本发明第五示范性实施例的燃料电池系统500的示意图。 如图5所示，与图2的燃料电池系统相类似，根据本发明第五示范性实 施例的燃料电池系统500包括燃料电池主体510、燃料供给单元520和氧化 气体供给单元530。冷却器542和第一气体/液体分离单元541安装在第一重 复利用管线540上。因此，燃料电池系统500能更加有效地将没有反应的燃 料与二氧化碳气体副产品分离。第二气体/液体分离单元551和冷凝器552 安装在第二重复利用管线550上。因此，没有反应的空气和7jC波此可以更加 有效地分离。
具体地讲，可变构件560 (variable member) i殳置在第二重复利用管线 550的特定位置。可变构件560包括体积(volume)可变的弹性材料。第一 重复利用管线540流体连接到第二重复利用管线550的可变构件560的上游。 然后，没有反应的燃料和水在预定的体积范围内可以在可变构件560中彼此混合。如上所述，本示范性实施例的燃料电池系统500采用可变构件560代 替采用图l至4的緩冲管线160、 260、 360和460同样可以实现方位无关的 性能。
图6是根据本发明第六示范性实施例的燃料电池系统600的示意图。 如图6所示，与图2的燃料电池系统相类似，根据本发明第六示范性实 施例的燃料电池系统600包括燃料电池主体610、燃料供给单元620和氧化 气体供给单元630。冷却器642和第一气体/液体分离单元641安装在第一重 复利用管线640上。因此，燃料电池系统600能更加有效地将没有反应的燃 料与二氧化碳气体副产品分离。第二气体/液体分离单元651和冷凝器652 安装在第二重复利用管线650上。因此，没有反应的空气和水能更加有效地 彼此分离。
根据本示范性实施例的特征，燃料供给单元620流体连接到緩冲管线 660。在本示范性实施例中，燃料供给单元620通过燃料供给管线623给緩 沖管线660供给含氢燃料，如图6所示。然后，来自燃料电池主体610的没 有反应的燃料、液体水副产品和从燃料供给单元620供给的燃料能更加有效 地在緩冲管线660中彼此混合，并且所形成的混合物通过阳极进口引入燃料 电池主体610中。
图7是图解装有图1的燃料电池系统作为电源的膝上计算机的方位无关 实验结果的图线。
在该实验中，测量了图1的燃料电池系统的功率(W)、电压(V)和外 部负荷。膝上计算机的位置坐标轴通过每小时(60分钟)转动该膝上计算机 来变化。如图7的图线所示，功率W、电压V和外部负荷保持一致而不随 方位显著变化。
该结果显示，即使在燃料电池系统IOO用作移动装置的便携式电源时， 诸如水的液体副产品也不泄漏到燃料电池系统IOO的外面，并且燃料电池系 统的功率输出也不恶化。就是说，该示范性实施例的燃料电池系统具有极好 的无向性。
根据本发明，燃料电池系统包括将从燃料电池主体排放出来的流体分离 成液体和气体的緩冲管线，并且防止该液体和气体泄漏，还防止该液体和气 体彼此再混合。因此，能改善燃料电池系统的无向性，并且因此该燃料电池 系统能广泛地用作便携式电源或者小型电源。
13尽管结合当前考虑到的实际的示范性实施例已经描述一些实施例，但是 应当理解的是本发明不限于此，而是相反，旨在覆盖包括在所附权利要求的 精神和范围内的各种修改和等同布置。
权利要求
1、一种燃料电池系统，包括燃料电池主体，构造为容放含氢的燃料，并且构造为容放含氧的氧化气体，还构造为通过该氢和该氧之间的电化学反应来产生电能；第一气体/液体分离单元，安装在从该燃料电池主体的阳极出口延伸出来的第一重复利用管线上，其中该第一气体/液体分离单元构造为将通过该阳极出口排放出来的没有反应的燃料与气体副产品分离；第二气体/液体分离单元，安装在从该燃料电池主体的阴极出口延伸出来的第二重复利用管线上，其中该第二气体/液体分离单元构造为将通过该阴极出口排放出来的没有反应的氧化气体与液体副产品分离；以及缓冲管线，流体连接到该第一和第二重复利用管线，构造为容放和混合来自该第一和第二重复利用管线的没有反应的燃料和液体副产品，并且流体连接到与该燃料电池主体的阳极进口流体连接的第三重复利用管线，该第三重复利用管线构造为将从该缓冲管线进入该燃料电池主体的该没有反应的燃料和该液体副产品引导进入该阳极进口。
2、 如权利要求1所述的燃料电池系统，其中该緩沖管线包括蛇形部分， 并且紧凑地设置在预定的空间中。
3、 如权利要求2所述的燃料电池系统，还包括安装在该緩沖管线上的 多个液体检测传感器。
4、 如权利要求1所述的燃料电池系统，其中该第一气体/液体分离单元 包括疏水膜，构造为将该没有反应的燃料与该气体副产品分离。
5、 如权利要求4所述的燃料电池系统，其中该气体副产品包括二氧化碳。
6、 如权利要求1所述的燃料电池系统，还包括安装在该燃料电池主体 与该第一气体/液体分离单元之间的该第一重复利用管线上的冷却器，其中该 冷却器构造为将该没有反应的燃料和该气体副产品的混合物冷却到预定的 温度。
7、 如权利要求1所述的燃料电池系统，其中该第二气体/液体分离单元 包括疏7jc膜，构造为将该没有反应的氧化气体与该液体副产品分离。
8、 如权利要求7所述的燃料电池系统，其中该流体副产品包括水。
9、 如权利要求1所述的燃料电池系统，还包括安装在该燃料电池主体 和该第二气体/液体分离单元之间的该第二重复利用管线上的冷凝器，其中该 冷凝器构造为在预定的压力下从该没有反应的氧化气体的混合物中凝缩出 液体副产品。
10、 如权利要求1所述的燃料电池系统，还包括以预定的间隔设置在该 緩冲管线上的多个疏水膜。
11、 如权利要求1所述的燃料电池系统，还包括安装在该第三重复利用 管线上的流体泵，构造为以预定的压力将该没有反应的燃料和该液体副产品 的混合物提供给该燃料电池主体。
12、 如权利要求1所述的燃料电池系统，还包括安装在该第三重复利用 管线上的亲水膜。
13、 如权利要求1所述的燃料电池系统，其中该緩冲管线包括具有可变 体积的构件，其包括弹性材料。
14、 如权利要求1所述的燃料电池系统，还包括构造为给该燃料电池主 体供给该含氢的燃料的燃料供给单元，以及构造为给该燃料电池主体供给该 含氧的氧化气体的氧化气体供给单元，其中该燃料供给单元流体连接到该緩 冲管线，从而将该含氢的燃料供入该緩冲管线中。
全文摘要
本发明提供燃料电池系统，该燃料电池系统通过将流体分成液体和气体而不受燃料电池系统摇动和转动的影响从而具有极好的无向性，该燃料电池系统包括燃料电池主体、第一液体/气体分离单元以及缓冲管线。燃料电池主体容放包含氢的燃料和包含氧的氧化气体，并且通过氧与氢之间的电化学反应来产生电能。第一气体/液体分离单元安装在从燃料电池主体的阳极出口延伸的第一重复利用管线上，以将气体副产品与通过阳极出口排放的没有反应的燃料分离。缓冲管线流体连接到第一和第二重复利用管线，并且还流体连接到朝着燃料电池主体的阳极进口延伸的第三重复利用管线。
文档编号H01M8/04GK101494291SQ200910002980
公开日2009年7月29日 申请日期2009年1月23日 优先权日2008年1月24日
发明者朴程建, 河明珠, 金东贤 申请人:三星Sdi株式会社