[发明专利]燃料电池的反应物气体的蒸发式冷却和防止运转冻结

权利要求书

1.一种燃料电池动力装置，包括：

燃料电池的组(37、120)，每个燃料电池都包括：电极组件(72)，所述电极组件(72)包括具有设置在其相对侧上的阴极催化剂和阳极催化剂的电解质；具有从其第一表面延伸的燃料反应物气体流道(74)的燃料反应物气体流场板(75)；具有从其第一表面延伸的氧化剂反应物气体流道(82)的氧化剂反应物气体流场板(81)，所述流场板中的至少一个是多孔性的和亲水的；以及设置在所述至少一个流场板的与其所述第一表面相对的第二表面上或附近的水通道(67；78、85；78a、85a)；

其特征在于：

所述水通道是(a)在相应的燃料电池内为端部封闭的或者是(b)带排放口(69、89、99、145)的，所述水通道包括(c)在所述至少一个流场板中的至少一个流体管道(78、85)或(d)与基本上整个所述第二表面邻接的材料(78a、85a)，所述材料是导电的、亲水的和可渗透水的；以及

所述燃料电池动力装置进一步包括：

与所述燃料电池中的所述至少一个的反应物气体出口连通的冷凝器(59、124)，所述冷凝器的冷凝水与所述燃料电池的所述水通道流体连通，水由此从所述水通道迁移通过所述至少一个亲水性多孔性反应物气体流场板中的每一个，并且蒸发以便冷却所述燃料电池。

2.根据权利要求1所述的燃料电池动力装置，其特征在于：

每个燃料电池都具有在所述燃料反应物气体流场板(75)和所述氧化剂反应物气体流场板(81)中的任一个或这二者的所述第一表面中的槽(76、77；83、84)，它们在装配所述燃料电池组时形成了所述水通道(78、85)。

3.根据权利要求1所述的燃料电池动力装置，其特征在于：

所述冷凝器(59)与所述燃料电池组分开地设置(图2)。

4.根据权利要求1所述的燃料电池动力装置，其特征在于：

所述冷凝器(59、124)中的空气流是竖向的。

5.根据权利要求1所述的燃料电池动力装置，其特征在于：

所述燃料电池动力装置是设置在车辆中的，所述冷凝器(59)包括车辆散热器(图2)。

6.根据权利要求5所述的燃料电池动力装置，其特征在于：

所述冷凝器(59、124)具有设置成邻接其底部的水容器(64、128)。

7.根据权利要求1所述的燃料电池动力装置，其特征在于，进一步包括：

接受所述冷凝水的水容器(64、128)，所述通道(67；78、85；78a、85a)与所述容器流体连通。

8.根据权利要求1所述的燃料电池动力装置，其特征在于：

所述水通道(67；78、85；78a、85a)各自与排放口(69、89、99、145)连通。

9.根据权利要求8所述的燃料电池动力装置，其特征在于：

所述排放口(69、99)处于大气压力下。

10.根据权利要求8所述的燃料电池动力装置，其特征在于：

在所述排放口(69、86、99、145)处的水压小于或等于在所述冷凝器(59、124)出口处的水压。

11.根据权利要求10所述的燃料电池动力装置，其特征在于：

在所述排放口(69、86、99、145)处的所述水压小于在所述冷凝器(59、124)出口处的所述水压；以及

通过将水推入所述水通道(67；78、85；78a、85a)的所述冷凝器排气气体的压力，来获得液体压力差。

12.根据权利要求10所述的燃料电池动力装置，其特征在于，进一步包括：

接受所述冷凝水的水容器(64、128)，所述通道与所述容器(64、128)流体连通；并且：

在所述冷凝器(59、124)中的所述水的液压将水推入所述水通道(67；78、85；78a、85a)中。

13.根据权利要求10所述的燃料电池动力装置，其特征在于：

在所述排放口(69、89、99、145)处的所述液体压力充分地小于在所述冷凝器出口(59、124)处的所述水压，以便使水流出所述排放口。