具体实施方式

结合图1，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。

如图1所示，一种电化学发电反应堆阴极气体供给系统，包括电化学反应堆3，还包括高气体流量循环风机5，气液分离器6、微型气体压缩机9、空气过滤器8、气体压缩分离器12、压力传感器10、电磁排气阀13；所述电化学反应堆3与气体分离器12形成内循环气体回路，且内循环气体回路内设置有高气体流量循环风机5和气液分离器6；

所述高气体流量循环风机5与电化学反应堆3的电化学反应堆阴极入口4连通，为电化学反应堆3阴极提供高流速的气体循环，使阴极入口4与电化学反应堆阴极出口7的氧浓度差减少，阴极气体流场内的气体分配更均匀。高的气体线速度，可以推动阴极电极气体扩散层内生成的水顺利排出；同时，由于采用气体循环，阴极出口的高湿气体又被再次利用，所以阴极气体无需增湿处理，简化了系统结构；化学反应堆阴极反应生成的液态水，通过内循环的高速气体带到反应堆阴极出口7的气液分离器6进行分离，避免了液态水再次进入电化学反应堆3阴极造成阴极气体传质困难。

所述微型气体压缩机9通过空气过滤器8过滤空气，并向气体压缩分离器12提供高压空气；高压气体通过气体压缩分离器12分离出氧气，并向内循环气体回路内补充氧，以维持和提高内循环的氧气浓度。

所述气体压缩分离器12包括气体压缩腔、气体分离腔，气体压缩腔体与微型气体压缩机9出口相连通，接收高压空气，气体压缩腔体与气体分离腔相连的壁面由氧分离膜11构成，可以在一定压力差条件下，向气体分离腔扩散传输氧气。气体分离腔则位于电化学反应堆阴极的内循环气体回路上，不断向内部补充氧气，当补充氧气的速度超过内部电化学反应消耗氧的速度，则可以提高内循环氧分压与浓度，从而提高电化学反应电极的放电性能及低氧环境适应性；气体压缩腔与气体分离腔相对的壁面由氮气分离膜14构成，在腔内与环境压力差作用下，向外排放分离氮气，进一步提高气体压缩腔内氧气浓度，增加氧气向气体分离腔浓差扩散的能力。

所述压力传感器10用于监测气体压缩分离器12的气体压缩腔内气体的压力，且压力传感器10设置在气体压缩分离器12和微型气体压缩机9间，当压力高压一定值则停止微型气体压缩机9的工作；当压力低于一定值则启动微型气体压缩机9的工作，使微型气体压缩机9工作在间歇状态，提高了寿命。

所述电磁排气阀13用于间歇排放气体压缩腔内的压缩气体，以防止除了氧气、氮气之外的其它微量气体的累积影响新鲜空气的压入。

综上所述，本发明具有以下优点：

1.本发明解决了现有中小型电化学发电系统阴极气体供给压力低、电化学反应电极阴极动力学性能差、排水能力不足、不适合低氧环境应用的难题，利用低压力高流量循环风机为电化学反应堆阴极提供高流速的空气内循环，同时利用低流量高压力的微型气体压缩机提供高压力氧气，通过氧分离膜进入电化学反应堆阴极内循环，使得电化学反应堆阴极内循环气体具有高线速度和高氧浓度。

2.本发明解决了循环风机提供空气压力不足的问题，特别是高空应用条件下氧浓度低的问题。

3.本发明利用高气体流量循环风机利用提高电堆内气体流速，使得氧化剂分配更均匀，减小浓差梯度，同时将反应堆阴极排出的高湿高温度气体循环入反应堆入口，实现系统内自增湿，无需外置增湿器，同时利于反应堆的低温启动与运行。

4.本发明采用氧分离膜与氮气分离膜，通过气体压缩机提高氧浓度，实现氧气向电堆内循环系统的高效浓差扩散，增加电化学反应堆阴极内循环氧气浓度的稳定性及提高氧气浓度，从而提供电化学反应电极的性能及低氧环境适应性。

5.本发明中的反应堆阴极完全是封闭结构，内部无需气体过滤系统，外部增压流量低，可以方便实现低压气体的高效过滤，系统的环境适应性更好。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。