無人飛機用燃料電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無人飛機技術領域，特別涉及一種無人飛機用燃料電池。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中的無人飛機大多使用的是鋰電池為整機提供電源，鋰電池需要經(jīng)常充電，且充電時間較長，不利于無人飛機的頻繁使用。若采用燃料電池，則有以下幾點問題:1、氫氧燃料的貯存問題；2、燃料電池產(chǎn)生的水如何處理的問題；3、燃料電池產(chǎn)生的熱量如何處理的問題等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種清潔環(huán)保，產(chǎn)物是水，容易持續(xù)通氫氣和氧氣，產(chǎn)生持續(xù)電流，能量轉換率較高的無人飛機用燃料電池。
[0004]實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案是:一種無人飛機用燃料電池，具有電池本體；所述電池本體內(nèi)設有鋰電池；所述電池本體內(nèi)設有氫氧燃料電池、排水分系統(tǒng)、排熱分系統(tǒng)和自控制分系統(tǒng)；所述氫氧燃料電池的陽極通過管道輸入儲存在儲罐內(nèi)的氫氣，陰極通過管道輸入氧氣，陽極與陰極之間設有質子交換膜；所述陽極與質子交換膜之間、陰極與質子交換膜之間均設有催化層。
[0005]上述技術方案所述排水分系統(tǒng)包括動態(tài)排水系統(tǒng)和靜態(tài)排水系統(tǒng)；所述動態(tài)排水系統(tǒng)具有冷卻裝置；所述靜態(tài)排水系統(tǒng)具有多孔纖維編織線。
[0006]上述技術方案所述排熱分系統(tǒng)包括循環(huán)管道；所述循環(huán)管道內(nèi)具有冷卻劑，循環(huán)管道連接至輻射器。
[0007]上述技術方案所述自控制分系統(tǒng)包括各種測量裝置；所述各種測量裝置與座艙顯示器或遙測設備連接。
[0008]上述技術方案所述測量裝置包括壓力測量裝置、溫度測量裝置、電壓測量裝置、排水與排氣測量裝置。
[0009]上述技術方案所述催化層為鉑電極或活性碳電極。
[0010]采用上述技術方案后，本實用新型具有以下積極的效果:
[0011](1)本實用新型具有清潔環(huán)保，產(chǎn)物是水，容易持續(xù)通氫氣和氧氣，產(chǎn)生持續(xù)電流，能量轉換率較高等特點，轉換率高達80%，普通的能量轉換率只有30%左右。
[0012](2)本實用新型可循環(huán)，效率高，以氣體為發(fā)電介質無需充電，大大提高工作效率。
【附圖說明】
[0013]為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0014]圖1為本實用新型的氫氧燃料電池的結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型的結構示意圖；
[0016]附圖中標號為:陽極1、陰極2、質子交換膜3、催化層4、排水分系統(tǒng)5、動態(tài)排水系統(tǒng)6、靜態(tài)排水系統(tǒng)7、冷卻裝置8、多孔纖維編織線9、排熱分系統(tǒng)10、循環(huán)管道11、自控制分系統(tǒng)12、測量裝置13。
【具體實施方式】
[0017](實施例1)
[0018]見圖1，本實用新型具有電池本體；電池本體內(nèi)設有鋰電池；電池本體內(nèi)設有氫氧燃料電池；氫氧燃料電池的陽極1通過管道輸入儲存在儲罐內(nèi)的氫氣，陰極2通過管道輸入氧氣，陽極1與陰極2之間設有質子交換膜3 ;陽極1與質子交換膜3之間、陰極2與質子交換膜3之間均設有催化層4，催化層4為鉑電極或活性碳電極。
[0019]還具有排水分系統(tǒng)5 ;排水分系統(tǒng)5包括動態(tài)排水系統(tǒng)6和靜態(tài)排水系統(tǒng)7 ;動態(tài)排水系統(tǒng)6具有冷卻裝置8 ;靜態(tài)排水系統(tǒng)7具有多孔纖維編織線9。
[0020]還具有排熱分系統(tǒng)10 ;排熱分系統(tǒng)10包括循環(huán)管道11 ;循環(huán)管道11內(nèi)具有冷卻劑，循環(huán)管道11連接至輻射器。
[0021]還具有自控制分系統(tǒng)12 ;自控制分系統(tǒng)12包括各種測量裝置13 ;各種測量裝置13與座艙顯示器或遙測設備連接。測量裝置13包括壓力測量裝置、溫度測量裝置、電壓測量裝置、排水與排氣測量裝置。
[0022]本實用新型的工作原理為:氫氧燃料電池以氫氣作燃料為還原劑，氧氣作氧化劑，通過燃料的燃燒反應，將化學能轉變?yōu)殡娔艿碾姵亍?br>[0023]為維持電池的正常運轉，須持續(xù)供應氫和氧，及時排除反應產(chǎn)物(水)和廢熱。電池組由以下幾部分組成:
[0024]①氫氧供給分系統(tǒng):航天器攜帶的氫和氧采用超臨界液態(tài)貯存，可縮小貯罐體積，解決失重條件下氣、液態(tài)的分離問題，但要求貯罐絕熱性能好、耐低溫、耐高壓(氧罐為6兆帕、氫罐為3?3.5兆帕)。
[0025]②排水分系統(tǒng)5:主要有動態(tài)排水和靜態(tài)排水兩種方式。前者把帶有水蒸氣的氫氣循環(huán)輸送到冷卻裝置，使水蒸氣冷凝成水進行分離；后者依靠多孔纖維編織材料(如燈芯)將冷凝后的水吸附出來，又稱燈芯排水。電池組排出的水經(jīng)凈化后可供航天員飲用或作冷卻劑。
[0026]③排熱分系統(tǒng)10:電池組通過冷卻劑(如乙二醇水溶液)循環(huán)，將廢熱帶到輻射器向外排放，以維持電池組正常工作的溫度范圍。
[0027]④自動控制分系統(tǒng)12:包括電池組工作壓力、溫度、排水與排氣、電壓、安全和冷卻液循環(huán)等的控制與調(diào)節(jié)。所測量的參數(shù)傳送到航天員座艙的顯示器或由遙測設備發(fā)回地面。當電池組出現(xiàn)故障時，自動切換到備份電池組供電。
[0028]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種無人飛機用燃料電池，具有電池本體；所述電池本體內(nèi)設有鋰電池；其特征在于:所述電池本體內(nèi)設有氫氧燃料電池、排水分系統(tǒng)(5)、排熱分系統(tǒng)(10)和自控制分系統(tǒng)(12);所述氫氧燃料電池的陽極(1)通過管道輸入儲存在儲罐內(nèi)的氫氣，陰極(2)通過管道輸入氧氣，陽極(1)與陰極(2)之間設有質子交換膜(3);所述陽極(1)與質子交換膜(3)之間、陰極(2)與質子交換膜(3)之間均設有催化層(4)。2.根據(jù)權利要求1所述的無人飛機用燃料電池，其特征在于:所述排水分系統(tǒng)(5)包括動態(tài)排水系統(tǒng)(6)和靜態(tài)排水系統(tǒng)(7);所述動態(tài)排水系統(tǒng)(6)具有冷卻裝置(8);所述靜態(tài)排水系統(tǒng)(7)具有多孔纖維編織線(9)。3.根據(jù)權利要求1所述的無人飛機用燃料電池，其特征在于:所述排熱分系統(tǒng)(10)包括循環(huán)管道(11);所述循環(huán)管道(11)內(nèi)具有冷卻劑，循環(huán)管道(11)連接至輻射器。4.根據(jù)權利要求1所述的無人飛機用燃料電池，其特征在于:所述自控制分系統(tǒng)(12)包括各種測量裝置(13);所述各種測量裝置(13)與座艙顯示器或遙測設備連接。5.根據(jù)權利要求4所述的無人飛機用燃料電池，其特征在于:所述測量裝置(13)包括壓力測量裝置、溫度測量裝置、電壓測量裝置、排水與排氣測量裝置。6.根據(jù)權利要求1所述的無人飛機用燃料電池，其特征在于:所述催化層(4)為鉑電極或活性碳電極。
【專利摘要】本實用新型涉及一種無人飛機用燃料電池，具有電池本體；所述電池本體內(nèi)設有鋰電池；所述電池本體內(nèi)設有氫氧燃料電池、排水分系統(tǒng)、排熱分系統(tǒng)和自控制分系統(tǒng)；所述氫氧燃料電池的陽極通過管道輸入儲存在儲罐內(nèi)的氫氣，陰極通過管道輸入氧氣，陽極與陰極之間設有質子交換膜；所述陽極與質子交換膜之間、陰極與質子交換膜之間均設有催化層。本實用新型具有清潔環(huán)保，產(chǎn)物是水，容易持續(xù)通氫氣和氧氣，產(chǎn)生持續(xù)電流，能量轉換率較高等特點，轉換率高達80％，普通的能量轉換率只有30％左右。
【IPC分類】H01M8/1009, H01M8/04029
【公開號】CN204991860
【申請?zhí)枴緾N201520539410
【發(fā)明人】李志宇, 鄭欣, 張飛, 彭靚
【申請人】江蘇優(yōu)埃唯智能科技有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年7月20日