一种液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统的制作方法

本发明涉及燃料电池，特别是一种甲醇燃料电池系统。

背景技术：

1、 甲醇燃料电池（direct methanol fuel cell，dmfc）属于低温燃料电池，釆用质子交换膜做固体电解质，甲醇作为燃料。甲醇燃料电池的单电池主要由膜电极、双极板、集流板和密封垫片组成。由催化剂层和质子交换膜构成的膜电极是燃料电池的核心部件，燃料电池的所有电化学反应均通过膜电极来完成。质子交换膜的主要功能是传导质子阻隔电子，同时作为隔膜防止两极燃料的互串。催化剂的主要功能是降低反应的活化过电位，促进电极反应迅速进行。

2、随着甲醇燃料电池的技术不断进步，工业化和实用化前景日益明朗，显示出较好的发展势头。为了提升甲醇燃料电池的稳态放电性能，武汉理工大学提出了通过在甲醇燃料电池的燃料供给通道（即板极流场）上设置超声波换能器，利用超声波换能器所产生的超声振动，对通道内的燃料进行超声波辐射，使燃料变得细腻而更容易被催化剂层所吸收，参与到化学化反应中，以此来达到提升甲醇燃料电池稳态放电性能的目的。详细请查阅中国国家知识产权局所公布的公开专利文献，该公开专利文献的公布号为cn103633352a。虽然武汉理工大学为甲醇燃料电池发展提供了一定理论基础和研究方向，但是由于甲醇燃料电池内的通道空间十分窄小，空间十分有限，在实际工业应用当中，实现的难度十分大，仅仅停留在理论层面。因此，本申请人认为，前面所述提升甲醇燃料电池稳态放电性能的方式，还存在实施难度大，可行性不高，不具有实现可行性等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述问题和不足，提供一种液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，该甲醇燃料电池系统利用超声波燃料雾化机构将燃料雾化气体状，再由雾气传送增压泵送至甲醇燃料电池本体中参与化学反应，转换电能，不仅有效地提升甲醇燃料电池稳态放电性能，而且实现构造简单、技术方案实施难度小，具有现实的经济价值。

2、本发明的技术方案是这样实现的：一种液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，包括具有燃料输入端口、燃料排放端口、氧化剂输入端口、氧化剂排放端口的甲醇燃料电池本体，其特点在于还包括有超声波燃料雾化机构、雾气传送增压泵，其中所述超声波燃料雾化机构包括燃料存放腔室、超声波雾化器模块、雾气输出管、管内压力平衡管；所述超声波雾化器模块设置于燃料存放腔室的底部，所述雾气输出管设置于超声波雾化器模块的上方，所述管内压力平衡管与雾气输出管相连接，在管内压力平衡管的外端上还连接有压力平衡阀；所述雾气传送增压泵连接于燃料输入端口与雾气输出管之间，以实现将燃料雾气泵送给甲醇燃料电池本体。

3、进一步地，所述超声波燃料雾化机构还包括底壳，所述超声波雾化器模块安装于底壳中，所述燃料存放腔室设置于底壳上，所述雾气输出管贯穿设置于燃料存放腔室中且超声波雾化器模块相连接一起。

4、又进一步地，所述燃料存放腔室还设有燃料添加端口。

5、本发明的有益效果：本甲醇燃料电池系统利用超声波燃料雾化机构将燃料雾化气体状，再由雾气传送增压泵送至甲醇燃料电池本体中参与化学反应，转换电能，不仅有效地提升甲醇燃料电池稳态放电性能，而且实现构造简单、技术方案实施难度小，具有现实的经济价值。并且，利用燃料雾气进行反应发电，还十分利于提升燃料能源的利用率，起到节省能源，提高每升燃料发电能效比。

技术特征：

1.一种液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，包括具有燃料输入端口（11）、燃料排放端口（12）、氧化剂输入端口（13）、氧化剂排放端口（14）的甲醇燃料电池本体（1），其特征在于：还包括有超声波燃料雾化机构（2）、雾气传送增压泵（3），其中

2.根据权利要求1所述液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，其特征在于：所述超声波燃料雾化机构（2）还包括底壳（25），所述超声波雾化器模块（22）安装于底壳（25）中，所述燃料存放腔室（21）设置于底壳（25）上，所述雾气输出管（23）贯穿设置于燃料存放腔室（21）中且超声波雾化器模块（22）相连接一起。

3.根据权利要求2所述液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，其特征在于：所述燃料存放腔室（21）还设有燃料添加端口（211）。

4.根据权利要求1所述液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，其特征在于：所述甲醇燃料电池本体（1）包括阳极板（4）、阴极板（5）、扩散层（6）、催化层（7）、板极流场（8）及质子交换膜（9），其中

5.根据权利要求4所述液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，其特征在于：所述阳极板（4）还嵌装有超声波元件（10）。

6.根据权利要求4所述液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，其特征在于：所述阴极板（5）还嵌装有超声波元件（10）。

7.根据权利要求4所述液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，其特征在于：所述质子交换膜（9）还设有边框架（20），在边框架（20）还内嵌有超声波元件（10）。

8.根据权利要求1所述液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，其特征在于：还括动态自平衡机构（40），该动态自平衡机构（40）的中间位置与超声波燃料雾化机构（2）的底部活动连接，该动态自平衡机构（40）的四周侧面分别与超声波燃料雾化机构（2）的侧面活动连接，以通过动态自平衡机构（40）实现超声波燃料雾化机构（2）保持平衡状态。

9.根据权利要求8所述液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，其特征在于：所述动态自平衡机构（40）包括底座（401）、万向节（402）、电子陀螺仪（403）、修正调节电机（404），所述底座（401）通过万向节（402）与超声波燃料雾化机构（2）的底部相连接，在底座（401）的四周侧面上分别布置有所述修正调节电机（404），各修正调节电机（404）通过万向节（402）与超声波燃料雾化机构（2）的侧面相连接；所述电子陀螺仪（403）安装于超声波燃料雾化机构（2）的底面上。

10.根据权利要求9所述液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，其特征在于：所述修正调节电机（404）包括竖向支架（4041）、水平推杆（4042）、电机（4043），所述竖向支架（4041）的底端与底座（401）相连接，所述电机（4043）安装于竖向支架（4041）的顶端上，所述水平推杆（4042）的一端与电机（4043）相连接，该水平推杆（4042）的另一端与万向节（402）相连接。

技术总结
本发明涉及一种液态燃料变雾气燃料的超声波甲醇燃料电池系统，包括甲醇燃料电池本体、超声波燃料雾化机构、雾气传送增压泵，超声波燃料雾化机构包括燃料存放腔室、超声波雾化器模块、雾气输出管、管内压力平衡管；超声波雾化器模块设置于燃料存放腔室的底部，雾气输出管设置于超声波雾化器模块的上方，管内压力平衡管与雾气输出管相连接，在管内压力平衡管的外端上还连接有压力平衡阀；雾气传送增压泵连接于燃料输入端口与雾气输出管之间。本发明利用超声波燃料雾化机构将燃料雾化气体状，再由雾气传送增压泵送至甲醇燃料电池本体中参与化学反应，转换电能，能有效地提升甲醇燃料电池稳态放电性能，构造简单、实施难度小。

技术研发人员：彭志军
受保护的技术使用者：彭志军
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15