H - Electricity – 01 – M
Patent
H - Electricity
01
M
H01M 8/00 (2006.01) H01M 8/10 (2006.01) H01M 8/12 (2006.01) H01M 8/14 (2006.01) H01M 8/18 (2006.01)
Patent
CA 2518752
A hydrogen fuel cell power system having improved efficiency comprises a fuel cell (14), a source of hydrogen gas (14), a compressor (64) for creating a pressurized air stream, and a liquid supply which is heated by waste heat from the power system and evaporates into the pressurized air stream (70) to produce a pressurized air and steam mixture. The pressurized air/steam mixture (70), which is preferably used as the oxidant in the fuel cell, is combusted with the fuel in a burner (12) to produce a high-temperature steam-laden exhaust stream (30). The high-temperature steam-laden exhaust stream (30) drives an expander (32) to produce a power output. The evaporation of liquid can take place external to the fuel cell, or can take place directly within the fuel cell, preferably using a cooling liquid that is directly injected into the fuel cell. The fuel cell power system advantageously uses the low- temperature waste heat of the fuel cell to evaporated liquid into the pressurized air, resulting in a steam/air mixture (70) having a relatively large expansion potential.
La présente invention concerne un système électrique à pile à combustible à l'hydrogène présentant un rendement amélioré. Il comprend une pile à combustible, une source d'hydrogène gazeux, un compresseur pour entretenir un courant d'air pressurisé, et une alimentation liquide qui est chauffé par la chaleur de récupération du système électrique et s'évapore dans le courant d'air pressurisé pour produire un mélange pressurisé d'air et de vapeur. Ce mélange pressurisé d'air et de vapeur, qui sert de préférence d'oxydant pour la pile à combustible, rendre en combustion avec le combustible dans un brûleur pour donner un courant d'évacuation haute température rempli de vapeur. Ce courant entraîne un détendeur qui dégage en sortie de l'énergie, une prise de puissance partant du détendeur utilisant l'énergie du détendeur pour, par exemple, entraîner un générateur électrique, ou pour entraîner d'autres composants du système. L'évaporation du liquide peut se produire à l'extérieur de la pile à combustible, ou peut se produire directement à l'intérieur de la pile à combustible, de préférence en utilisant un liquide de refroidissement directement injecté dans la pile à combustible. Ce système électrique à pile à combustible profite de la chaleur de récupération basse température de la pile à combustible pour évaporer le liquide donnant l'air pressurisé, ce qui aboutit à un mélange vapeur/air au potentiel de détente relativement important. Les systèmes et procédés correspondants de l'invention peuvent s'appliquer à une grande diversité de système électrique à pile à combustible, y compris un système électrique à pile à combustible "pur" ou "non-hybride", tirant son énergie d'hydrogène provenant soit d'une source externe, telle qu'un réservoir de stockage d'hydrogène, soit du reformage "direct" d'un combustible sur l'anode. L'invention peut également s'appliquer à des systèmes électriques à pile à combustible intégrés ou "hybrides" qui contient un reformeur de combustible local. Dans ces systèmes, la pile à combustible tire son énergie du reformat hydrogéné dégagé par le reformeur.
Clawson Lawrence G.
Hagan Mark R.
O'brien Christopher J.
Macrae & Co.
Nuvera Fuel Cells Inc.
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1650321