RU87574U1 - AUTONOMOUS FUEL POWER SUPPLY - Google Patents

AUTONOMOUS FUEL POWER SUPPLY Download PDF

Info

Publication number
RU87574U1
RU87574U1 RU2008140666/22U RU2008140666U RU87574U1 RU 87574 U1 RU87574 U1 RU 87574U1 RU 2008140666/22 U RU2008140666/22 U RU 2008140666/22U RU 2008140666 U RU2008140666 U RU 2008140666U RU 87574 U1 RU87574 U1 RU 87574U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laptop
hydrogen
membrane
electrode assembly
fuel chamber
Prior art date
Application number
RU2008140666/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Иосифович Школьников
Михаил Сергеевич Власкин
Игорь Витальевич Янилкин
Андрей Андреевич Васин
Алексей Сергеевич Илюхин
Original Assignee
Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук (ОИВТ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук (ОИВТ РАН) filed Critical Объединенный институт высоких температур Российской Академии Наук (ОИВТ РАН)
Priority to RU2008140666/22U priority Critical patent/RU87574U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU87574U1 publication Critical patent/RU87574U1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

1. Автономный источник питания на топливных элементах, содержащий, по крайней мере, одну мембранно-электродную сборку и средства для подвода к ней анодного и катодного газов, отличающийся тем, что он содержит размещенные в первом корпусе блок управления, преобразователь напряжения и средства для подвода анодного газа, включающие последовательно соединенные генератор водорода, первый управляемый клапан, буферный накопитель водорода и второй управляемый клапан, выход которого через гибкий канал и разъем соединен с входом топливной камеры, снабженной на выходе третьим управляемым клапаном, причем топливная камера и мембранно-электродная сборка размещены во втором корпусе, выполненном в виде плоского модуля с возможностью размещения на крышке ноутбука, первый, второй, третий и четвертый выходы блока управления соединены с управляющими входами первого, второго и третьего клапанов и преобразователя напряжения, который снабжен первым кабелем для подключения к электродам мембранно-электродной сборки и вторым кабелем для соединения с входом блока питания ноутбука. ! 2. Автономный источник питания по п.1, отличающийся тем, что модуль второго корпуса имеет толщину 3-6 мм и в плане размеры ноутбука, а его топливная камера содержит разделительную решетку с каналами для протока водорода.1. An autonomous power source on fuel cells containing at least one membrane-electrode assembly and means for supplying anode and cathode gases to it, characterized in that it contains a control unit, a voltage converter and means for supplying anode gas, including a series-connected hydrogen generator, a first controlled valve, a hydrogen storage buffer and a second controlled valve, the output of which is connected through a flexible channel and connector to the input of the fuel chamber equipped with a third controllable valve at the outlet, the fuel chamber and the membrane-electrode assembly housed in a second housing made in the form of a flat module with the possibility of placement on the laptop cover, the first, second, third and fourth outputs of the control unit are connected to the control inputs of the first, second and a third valve and voltage converter, which is equipped with a first cable for connecting to the electrodes of the membrane-electrode assembly and a second cable for connecting to the input of the laptop power supply. ! 2. The self-contained power supply according to claim 1, characterized in that the module of the second case has a thickness of 3-6 mm and in terms of size of the laptop, and its fuel chamber contains a separation grid with channels for the flow of hydrogen.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, более конкретно, к автономным источникам питания аппаратуры обработки информации на топливных элементах и может найти применение при создании компактных источников питания для потребителей малой мощности, в частности, ноутбуков.The utility model relates to the field of electrical engineering, more specifically, to autonomous power sources of information processing equipment for fuel cells and can be used to create compact power sources for low-power consumers, in particular laptops.

Известен автономный источник питания, выполненный в виде первичной литиевой батареи, содержащей источники тока в количестве, необходимом для обеспечения требуемого напряжения батареи и электрической емкости, причем каждый из корпусов источника тока имеет цилиндрическую форму и снабжен предохранительным средством для сброса избыточного давления (см. патент РФ №48111, бюл. №25, 2005).A self-contained power source is known, made in the form of a primary lithium battery containing current sources in an amount necessary to provide the required voltage of the battery and electric capacity, each of the cases of the current source having a cylindrical shape and equipped with a safety device to relieve excess pressure (see RF patent No. 48111, bull. No. 25, 2005).

Известные источники питания на основе литиевых батарей широко используются в современной портативной электронике, однако их удельные характеристики, в большинстве случаев, недостаточны для длительной автономной работы ноутбука с потребляемой мощностью 20-40 Вт.Well-known power sources based on lithium batteries are widely used in modern portable electronics, however, their specific characteristics, in most cases, are insufficient for a long battery life of a laptop with a power consumption of 20-40 watts.

Наиболее близким техническим решением является автономный источник питания на топливных элементах, содержащий, по крайней мере, одну мембранно-электродную сборку и средства для подвода к ней анодного и катодного газов (см. патент США №5902691, МПК 6 Н01М 8/00, 1997 г. - прототип).The closest technical solution is an autonomous fuel cell power source containing at least one membrane-electrode assembly and means for supplying anode and cathode gases to it (see US patent No. 5902691, IPC 6 H01M 8/00, 1997 . - prototype).

К недостаткам известного устройства следует отнести ограничения по его использованию в качестве автономного источника питания для маломощных потребителей аппаратуры приема и обработки информации, в том числе, ноутбуков, из-за отсутствия интегрированной системы получения, накопления и подачи анодного газа в топливную камеру.The disadvantages of the known device include restrictions on its use as an autonomous power source for low-power consumers of equipment for receiving and processing information, including laptops, due to the lack of an integrated system for receiving, accumulating and supplying anode gas to the fuel chamber.

Решаемой задачей является создание сравнительно простого и эффективного автономного источника питания на топливных элементах для питания маломощной (10-50 Вт) аппаратуры приема и обработки информации, в том числе, ноутбуков. Дополнительной, к указанной, является задача оптимизации массовых и габаритных характеристик автономного источника питания и повышения его эксплуатационных характеристик при работе мембранно-электродной сборки топливных элементов на водороде и воздухе.The problem to be solved is the creation of a relatively simple and effective autonomous power source based on fuel cells for powering low-power (10-50 W) equipment for receiving and processing information, including laptops. An additional, to the indicated, is the task of optimizing the mass and overall characteristics of an autonomous power source and increasing its operational characteristics during the operation of the membrane-electrode assembly of fuel cells on hydrogen and air.

Указанная задача решается тем, что в автономном источнике питания на топливных элементах, содержащем, по крайней мере, одну мембранно-электродную сборку и средства для подвода к ней анодного и катодного газов, согласно полезной модели, он содержит размещенные в первом корпусе блок управления, преобразователь напряжения и средства для подвода анодного газа, включающие последовательно соединенные генератор водорода, первый управляемый клапан, буферный накопитель водорода и второй управляемый клапан, выход которого через гибкий канал и разъем соединен с входом топливной камеры, снабженной на выходе третьим управляемым клапаном, причем топливная камера и мембранно-электродная сборка размещены во втором корпусе, выполненном в виде плоского модуля с возможностью размещения на крышке ноутбука, первый, второй, третий и четвертый выходы блока управления соединены с управляющими входами первого, второго и третьего клапанов и преобразователя напряжения, который снабжен первым кабелем для подключения к электродам мембранно-электродной сборки и вторым кабелем для соединения с входом блока питания ноутбука.This problem is solved by the fact that in an autonomous power source on fuel cells containing at least one membrane-electrode assembly and means for supplying anode and cathode gases to it, according to a utility model, it contains a control unit, a converter voltage and means for supplying anode gas, including a series-connected hydrogen generator, a first controlled valve, a hydrogen storage buffer and a second controlled valve, the output of which is through a flexible channel and the connector is connected to the inlet of the fuel chamber provided with a third controlled valve at the outlet, the fuel chamber and the membrane-electrode assembly placed in a second housing made in the form of a flat module with the possibility of placement on the laptop cover, the first, second, third and fourth outputs of the control unit are connected with control inputs of the first, second and third valves and a voltage converter, which is equipped with a first cable for connecting to the electrodes of the membrane-electrode assembly and a second cable for connecting to laptop power input.

Кроме того, модуль второго корпуса может иметь толщину 3-6 мм и в плане размеры ноутбука, а его топливная камера может содержать разделительную решетку с каналами для протока водорода.In addition, the module of the second case may have a thickness of 3-6 mm and in terms of size of the laptop, and its fuel chamber may contain a separation grid with channels for the flow of hydrogen.

Такое выполнение автономного источника питания на топливных элементах позволяет создать сравнительно простое, компактное и эффективное устройство для питания аппаратуры приема и обработки информации. Благодаря использованию в предложенном устройстве первого корпуса с отдельно размещенными генератором водорода, буферным накопителем, клапанами, преобразователем напряжения и блоком управления, а также второго корпуса в виде плоского модуля, размещенного на крышке ноутбука с мембранно-электродной сборкой, имеющей катодную поверхность свободную для контакта с окружающим воздухом оказывается возможным оптимизировать массовые и габаритные характеристики внешнего автономного источника питания и повысить его эксплуатационные характеристики при работе мембранно-электродной сборки топливных элементов на водороде и воздухе.This embodiment of an autonomous power source on fuel cells allows you to create a relatively simple, compact and efficient device for powering the equipment for receiving and processing information. Due to the use in the proposed device of the first case with a separately placed hydrogen generator, a buffer accumulator, valves, a voltage converter and a control unit, as well as the second case in the form of a flat module placed on the lid of a laptop with a membrane-electrode assembly having a cathode surface free for contact with ambient air it is possible to optimize the mass and overall characteristics of an external independent power source and increase its operational characteristics Chronicles during the operation of the membrane-electrode assembly of fuel cells on hydrogen and air.

Наличие в интегрированном автономном источнике питания буферного накопителя и генератора водорода, содержащего сменный картридж с камерами для взаимодействующих реагентов в виде активированного алюминия и воды, обеспечивают его полную автономность на период эксплуатации несколько часов до замены указанных картриджейThe presence in the integrated stand-alone power supply of a buffer storage device and a hydrogen generator containing a replaceable cartridge with cameras for interacting reagents in the form of activated aluminum and water ensures its full autonomy for a period of operation of several hours before the replacement of these cartridges

На фиг.1 представлена блок-схема автономного источника питания на топливных элементах для ноутбука.Figure 1 presents a block diagram of an autonomous power source for fuel cells for a laptop.

Автономный источник питания на топливных элементах содержит первый корпус 1, включающий блок управления 2, преобразователь напряжения 3 и средства для подвода анодного газа, включающие последовательно соединенные генератор водорода 4, первый управляемый клапан 5, буферный накопитель 6 водорода и второй управляемый клапан 7, выход которого через гибкий канал 8 и разъем соединен с входом топливной камеры 9, снабженной на выходе третьим управляемым клапаном 10. Топливная камера 9 и мембранно-электродная сборка 11 размещены во втором корпусе 12, выполненном в виде плоского модуля с возможностью размещения на крышке ноутбука 13.An autonomous fuel cell power source comprises a first housing 1, including a control unit 2, a voltage converter 3, and means for supplying an anode gas, including a hydrogen generator 4 connected in series, a first controlled valve 5, a hydrogen storage buffer 6, and a second controlled valve 7, the output of which through a flexible channel 8 and a connector connected to the input of the fuel chamber 9, equipped with an output of a third controlled valve 10. The fuel chamber 9 and the membrane-electrode assembly 11 are located in the second housing 12, you olnennom as a flat module to be placed on the lid of the laptop 13.

Первый, второй, третий и четвертый выходы блока управления 2 соединены, соответственно, с управляющими входами первого, второго и третьего клапанов 5, 7, 10 и с управляющим входом преобразователя напряжения 3. Последний снабжен первым кабелем 14 для подключения к электродам мембранно-электродной сборки 11 и вторым кабелем 15 для соединения с входом блока питания ноутбука 13. Модуль второго корпуса 12 может иметь толщину 3-6 мм и в плане размеры ноутбука 13, а его топливная камера 9 может содержать разделительную решетку 16 с каналами для протока водорода. Буферный накопитель 6 водорода заполнен порошком интерметаллического соединения на основе лантан никелевого сплава для поглощения водорода из генератора 4 и отдачи в рабочем режиме в топливную камеру 9. Для поддержания требуемой температуры буферный накопитель 6 водорода снабжен средствами для его охлаждения с помощью вентилятора 17. Кроме того, буферный накопитель 6 может быть снабжен линией байпаса с дополнительным клапаном (не показаны) для прямой подачи водорода из генератора 4 к топливной камере 9The first, second, third and fourth outputs of the control unit 2 are connected, respectively, with the control inputs of the first, second and third valves 5, 7, 10 and with the control input of the voltage converter 3. The latter is equipped with a first cable 14 for connecting to the electrodes of the membrane-electrode assembly 11 and a second cable 15 for connecting to the input of the laptop power supply 13. The module of the second housing 12 may have a thickness of 3-6 mm and the dimensions of the laptop 13 in plan, and its fuel chamber 9 may contain a dividing grill 16 with channels for the passage of water a. The hydrogen storage buffer 6 is filled with a powder of an intermetallic compound based on lanthanum nickel alloy for absorbing hydrogen from the generator 4 and returning it to the fuel chamber 9 in an operating mode. To maintain the required temperature, the hydrogen storage buffer 6 is equipped with cooling means using a fan 17. In addition, buffer storage 6 may be equipped with a bypass line with an additional valve (not shown) for direct supply of hydrogen from generator 4 to fuel chamber 9

Автономный источник питания на топливных элементах, благодаря использованию плоского модуля с мембранно-электродной сборкой большой площади, наличию указанных средств для подвода анодного газа и преобразователя напряжения, может быть выполнен на выходную электрическую мощность в несколько десятков Вт, достаточную для питания стандартного ноутбука. Объем первого корпуса 1, включающего указанные выше компоненты, для одного из вариантов исполнения автономного источника питания ноутбука, может составлять до 0,5 дм3. В автономном источнике питания на топливных элементах используется водород давлением до 0,1 МПа и воздух при нормальной температуре. Протонобменная мембрана сборки 11 выполнена на основе материала NAFION толщиной 25-150 мкм. Газодиффузионные слои мембранно-электродной сборки 11 могут быть выполнены из нетканого или тканого углеграфитового материала, концевые пластины - из металла (титан, нержавеющая сталь), а разделительная решетка 16 - из диэлектрика. В качестве сменных картриджей для генератора 4 водорода используются емкости, заполненные активированным алюминием и водой (не показаны).An autonomous fuel cell power source, due to the use of a flat module with a large area membrane-electrode assembly, the presence of the indicated means for supplying anode gas and a voltage converter, can be performed on an output electric power of several tens of watts, sufficient to power a standard laptop. The volume of the first case 1, including the above components, for one of the versions of the laptop’s autonomous power supply, can be up to 0.5 dm 3 . In an autonomous fuel cell power source, hydrogen is used with a pressure of up to 0.1 MPa and air at normal temperature. The proton exchange membrane of assembly 11 is based on NAFION material with a thickness of 25-150 μm. The gas diffusion layers of the membrane-electrode assembly 11 can be made of non-woven or woven carbon-graphite material, the end plates are made of metal (titanium, stainless steel), and the separation grid 16 is made of dielectric. As replaceable cartridges for a hydrogen generator 4, containers filled with activated aluminum and water (not shown) are used.

Элементная база для блока управления 2 является стандартной для аппаратуры указанного назначения, при этом блок 2 может быть снабжен встроенным микро аккумулятором и таймером (не показаны) для обеспечения функционирования до включения автономного источника питания.The element base for the control unit 2 is standard for equipment of the indicated purpose, while unit 2 can be equipped with a built-in micro battery and a timer (not shown) to ensure functioning until the autonomous power source is turned on.

Автономный источник питания на топливных элементах для ноутбука работает следующим образом.Autonomous power supply for fuel cells for a laptop works as follows.

Предварительно укрепляют корпус 2 на крышке ноутбука 13 и соединяют кабели 14, 15 и разъем гибкого канал 8 с соответствующими разъемами (не показаны) на корпусе 1. В генератор водорода 4 корпуса 1 вставляют подготовленные к работе сменные картриджи (не показаны), заполненные активированным алюминием и водой, при химическом взаимодействии между которыми происходит выделение водорода. В течение времени 10-20 мин при открытом клапане 5 и закрытых клапанах 7, 10 осуществляется поглощение выделившегося водорода активным материалом (порошок интерметаллического соединения на основе лантан никелевого сплава), размещенным в буферном накопителе 6. Затем при закрытом клапане 5 и открытых клапанах 7, 10 в течение одной минуты осуществляют подачу водорода с повышенным расходом в топливную камеру 9 модуля корпуса 12 для освобождения топливной камеры 9 от воздуха путем ее продувки выделяющимся водородом.Pre-strengthen the housing 2 on the cover of the laptop 13 and connect the cables 14, 15 and the connector of the flexible channel 8 with the corresponding connectors (not shown) on the housing 1. Into the hydrogen generator 4 of the housing 1 insert replaceable cartridges prepared for operation (not shown) filled with activated aluminum and water, during the chemical interaction between which hydrogen is released. Over a period of 10-20 min with the open valve 5 and the closed valves 7, 10, the released hydrogen is absorbed by the active material (powder of the intermetallic compound based on lanthanum nickel alloy), located in the buffer tank 6. Then, with the valve 5 closed and the valves 7 open, 10 within one minute, hydrogen is supplied with an increased flow rate to the fuel chamber 9 of the housing module 12 to release the fuel chamber 9 from the air by purging it with hydrogen.

После этого при закрытых клапанах 5, 10 и открытом клапане 7 осуществляют подачу водорода в топливную камеру 9 с расчетным значением расхода для выхода источника питания ноутбука 13 на номинальный режим. Ноутбук 13 включается спустя указанное время автоматически. При выключении ноутбука 13 блок управления 2, по сигналу снижения нагрузки, перекрывает клапаном 7 подачу водорода в топливную камеру 9. При этом блок управления 2 запрограммирован на своевременное управление указанными клапанами в каждый из подготовительных или рабочих периодов эксплуатации источника питанияAfter that, with closed valves 5, 10 and open valve 7, hydrogen is supplied to the fuel chamber 9 with the calculated value of the flow rate for the power supply of the laptop 13 to reach its nominal mode. The laptop 13 turns on after a specified time automatically. When the laptop 13 is turned off, the control unit 2, by the load reduction signal, shuts off the hydrogen supply to the fuel chamber 9 with the valve 7. At the same time, the control unit 2 is programmed to timely control these valves in each of the preparatory or working periods of operation of the power source

При выходе топливных элементов мембранно-электродной сборки 11 на рабочий режим давление водорода в топливной камере 9 должно находиться в диапазоне 0,01-0,1 МПа при температуре до 30°С. При заданной выходной мощности выходное напряжение на выходе преобразователя напряжения 3 составляет около 15 В с допустимым отклонением 10 мВ. Давление в генераторе водорода 4 при его функционировании может изменяться в широких пределах, по этой причине генератор водорода 4 должен быть снабжен средствами для сброса избыточного давления (не показаны).When the fuel elements of the membrane-electrode assembly 11 enter the operating mode, the hydrogen pressure in the fuel chamber 9 should be in the range of 0.01-0.1 MPa at a temperature of up to 30 ° C. For a given output power, the output voltage at the output of the voltage converter 3 is about 15 V with a tolerance of 10 mV. The pressure in the hydrogen generator 4 during its operation can vary within wide limits, for this reason, the hydrogen generator 4 must be equipped with means for relieving excess pressure (not shown).

Время открытия и закрытия указанных клапанов на различных режимах работы автономного источника питания подобрано экспериментально в зависимости от давления, расхода и влажности поступающего в топливную камеру водорода, а также от выходного тока и напряжения топливных элементов мембранно-электродной сборки 11.The opening and closing times of these valves at various operating modes of an autonomous power source are selected experimentally depending on the pressure, flow rate and humidity of the hydrogen entering the fuel chamber, as well as on the output current and voltage of the fuel cells of the membrane-electrode assembly 11.

Разработанный в ОИВТ РАН внешний источник питания на топливных элементах для ноутбука выполнен в двух корпусах, второй из которых представляет собой плоский модуль толщиной 3-6 мм и площадью 600-1200 см2. Модуль имеет «свободно дышащую» конструкцию без специальных зазоров и каналов у катода, при этом воздух имеет открытый доступ к поверхности катода. При плотности тока на электродах 50-150 мА/см2 к.п.д. топливных элементов и ресурс максимальны, при этом мощность модуля может составлять 40 Вт и более. При снижении напряжения в рабочем режиме до минимального, источник питания на топливных элементах с помощью блока управления 2 автоматически отключается от нагрузки и ждет повышения напряжения до стартового значения.The external power source based on fuel cells for a laptop developed at the Institute for Optical Technology of the Russian Academy of Sciences is made in two buildings, the second of which is a flat module with a thickness of 3-6 mm and an area of 600-1200 cm 2 . The module has a "freely breathing" design without special gaps and channels at the cathode, while the air has open access to the surface of the cathode. At a current density on the electrodes of 50-150 mA / cm 2 efficiency fuel cells and the maximum resource, while the power of the module can be 40 watts or more. When the voltage in the operating mode is reduced to the minimum, the power source on the fuel cells using the control unit 2 is automatically disconnected from the load and waits for the voltage to rise to the starting value.

Генератор водорода представляет собой устройство картриджного типа, состоящего из камер для воды и активированного алюминия с добавками эвтектики галлий-индий, которые при запуске приводятся в контакт друг с другом, вследствие чего начинается реакция взаимодействия активированного алюминия с водой с выделением водорода и тепла. После отработки картридж выбрасывается или отдается на переработку. Запас энергоемкости картриджа определяется массой алюминия, при взаимодействии 1 г которого с водой выделяется около 1,2 л водорода. Массовое соотношение вода - алюминий в картридже должно быть порядка 5/1, поэтому, при заправке алюминия 40 г удельная энергоемкость картриджа составит около 300 Втч/кг.The hydrogen generator is a cartridge-type device consisting of chambers for water and activated aluminum with gallium-indium eutectic additives, which are brought into contact with each other upon startup, as a result of which the reaction of activated aluminum with water begins to produce hydrogen and heat. After working out, the cartridge is thrown away or recycled. The energy reserve of the cartridge is determined by the mass of aluminum, when 1 g of which interacts with water, about 1.2 liters of hydrogen are released. The mass ratio of water - aluminum in the cartridge should be about 5/1, therefore, when refueling 40 g of aluminum, the specific energy consumption of the cartridge will be about 300 Wh / kg.

Буферный накопитель водорода на порошке интерметаллического соединения предназначен для того, чтобы генератор водорода мог вырабатывать весь водород в течение 20-30 мин и отсоединяться от источника питания ноутбука, затем топливный элемент, как указывалось, работает от водорода, запасенного в буферном накопителе в течение нескольких часов. Таким образом использование буферного накопителя водорода и двухкорпусной конструкции устройства существенно уменьшает его стоимость, увеличивает надежность и энергоемкость. Необходимый объем активного порошка в буферном накопителе составит около 400 мл и рассчитываются, например, исходя из массы 40 г алюминия в картридже, которая определяет количество выделяющегося водорода, в данном случае около 48 л.The buffer storage of hydrogen on the powder of the intermetallic compound is designed so that the hydrogen generator can produce all of the hydrogen for 20-30 minutes and disconnect from the laptop’s power source, then the fuel cell, as indicated, runs on hydrogen stored in the buffer storage for several hours . Thus, the use of a hydrogen storage buffer and a two-case design of the device significantly reduces its cost, increases reliability and energy consumption. The required volume of active powder in the buffer storage will be about 400 ml and calculated, for example, based on the mass of 40 g of aluminum in the cartridge, which determines the amount of hydrogen released, in this case about 48 liters.

Автономный источник питания на топливных элементах с предложенной интегрированной системой его функционирования разработан в Объединенном институте высоких температур РАН для использования в аппаратуре приема и обработки информации и, в частности, в качестве внешнего источника питания ноутбуков различных модификаций. Испытания подтвердили основные тактико-технические данные и эффективность предложенного решения.An autonomous fuel cell power source with the proposed integrated system for its functioning was developed at the Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences for use in equipment for receiving and processing information and, in particular, as an external power source for laptops of various modifications. Tests confirmed the basic tactical and technical data and the effectiveness of the proposed solution.

Claims (2)

1. Автономный источник питания на топливных элементах, содержащий, по крайней мере, одну мембранно-электродную сборку и средства для подвода к ней анодного и катодного газов, отличающийся тем, что он содержит размещенные в первом корпусе блок управления, преобразователь напряжения и средства для подвода анодного газа, включающие последовательно соединенные генератор водорода, первый управляемый клапан, буферный накопитель водорода и второй управляемый клапан, выход которого через гибкий канал и разъем соединен с входом топливной камеры, снабженной на выходе третьим управляемым клапаном, причем топливная камера и мембранно-электродная сборка размещены во втором корпусе, выполненном в виде плоского модуля с возможностью размещения на крышке ноутбука, первый, второй, третий и четвертый выходы блока управления соединены с управляющими входами первого, второго и третьего клапанов и преобразователя напряжения, который снабжен первым кабелем для подключения к электродам мембранно-электродной сборки и вторым кабелем для соединения с входом блока питания ноутбука.1. An autonomous power source on fuel cells containing at least one membrane-electrode assembly and means for supplying anode and cathode gases to it, characterized in that it contains a control unit, a voltage converter and means for supplying anode gas, including a series-connected hydrogen generator, a first controlled valve, a hydrogen storage buffer and a second controlled valve, the output of which is connected through a flexible channel and connector to the input of the fuel chamber provided with a third controlled valve at the outlet, the fuel chamber and the membrane-electrode assembly placed in a second housing made in the form of a flat module with the possibility of placement on the laptop cover, the first, second, third and fourth outputs of the control unit are connected to the control inputs of the first, second and a third valve and voltage converter, which is equipped with a first cable for connecting to the electrodes of the membrane-electrode assembly and a second cable for connecting to the input of the laptop power supply. 2. Автономный источник питания по п.1, отличающийся тем, что модуль второго корпуса имеет толщину 3-6 мм и в плане размеры ноутбука, а его топливная камера содержит разделительную решетку с каналами для протока водорода.
Figure 00000001
2. The self-contained power supply according to claim 1, characterized in that the module of the second case has a thickness of 3-6 mm and in terms of size of the laptop, and its fuel chamber contains a separation grid with channels for the flow of hydrogen.
Figure 00000001
RU2008140666/22U 2008-10-14 2008-10-14 AUTONOMOUS FUEL POWER SUPPLY RU87574U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008140666/22U RU87574U1 (en) 2008-10-14 2008-10-14 AUTONOMOUS FUEL POWER SUPPLY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008140666/22U RU87574U1 (en) 2008-10-14 2008-10-14 AUTONOMOUS FUEL POWER SUPPLY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU87574U1 true RU87574U1 (en) 2009-10-10

Family

ID=41261360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008140666/22U RU87574U1 (en) 2008-10-14 2008-10-14 AUTONOMOUS FUEL POWER SUPPLY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU87574U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2520616C1 (en) * 2010-05-19 2014-06-27 Абб Б.В. Charging system for electrical vehicles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2520616C1 (en) * 2010-05-19 2014-06-27 Абб Б.В. Charging system for electrical vehicles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2446940T3 (en) Fuel cell systems with maintenance hydration by primary feed displacement
US7052658B2 (en) Hydrogen generation cartridge and portable hydrogen generator
US8492044B2 (en) Systems and methods for starting and operating fuel cell systems in subfreezing temperatures
US20020114983A1 (en) Portable fuel cell electric power source
JP2015506542A (en) Flow battery device having standby mode
JP2007242606A (en) Fuel cell device and its method
WO2014057603A1 (en) Fuel battery system including fuel battery and lead storage battery, and method for charging same
RU87574U1 (en) AUTONOMOUS FUEL POWER SUPPLY
US8367261B2 (en) Fuel cell device and method of operating the same
KR101148260B1 (en) Fuel cell system
Colpan et al. Portable fuel cells–Fundamentals, technologies and applications
CN110350220B (en) Fuel cell oxygen supply system suitable for underwater power system
RU2351040C1 (en) Independent power source on fuel cells
US20160156047A1 (en) Fuel Cell System
RU70051U1 (en) FUEL CELL BATTERY FOR A STAND-ALONE POWER SUPPLY
JP2015210914A (en) Power supply system
Houy et al. Fuel cell/Li-ion battery hybrid power system for the advanced space suit
EP4075552A1 (en) Hydrogen power generation system
KR20090114559A (en) Hydrogen generation apparatus
JP2007335225A (en) Fuel cell system and operating method thereof
KR20230143203A (en) Renewable Energy Linked Renewable Fuel Cell System
JP2005197124A (en) Fuel cell power supply device
KR100847231B1 (en) Direct Methanol Fuel Cell Stack of Two Valve System
CN111720783A (en) Desk lamp comprising fuel cell
JP2003317782A (en) Housing for electrical apparatus and electrical apparatus operating device

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20091015

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20110420

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20131015