[发明专利]采用水缓冲来增加水通量的输水装置

权利要求书

1、一种输水装置，包括：

第一流动通道，其具有用于接收和排出第一流体流的入口和出口；

第二流动通道，其具有用于接收和排出第二流体流的入口和出口；

输水膜，其与所述第一和第二流动通道相连并将它们分开，所述输水膜可操作以将流过所述第一流动通道的第一流体流的一部分水分传输到流过所述第二流动通道的第二流体流；以及

第一扩散介质，其布置在所述输水膜和所述第一流动通道之间，所述第一扩散介质是亲水性的并且可操作以吸收所述第一流动通道中的液态水，保持所述被吸收的液态水与所述输水膜接触，并且将水传输到所述输水膜，并且可操作以扩散水汽，将所述第一流动通道中的所述水汽输送到所述输水膜，并且将所述水汽传输到所述输水膜。

2、如权利要求1所述的输水装置，其特征在于：

所述第一流动通道是多个第一流动通道中的一个；

所述第二流动通道是多个第二流动通道中的一个；

所述输水膜是多个输水膜中的一个；

所述第一扩散介质是多个第一扩散介质中的一个；并且

所述第一和第二流动通道中的每一个都被所述输水膜之一和所述第一扩散介质之一分开，所述第一扩散介质面对着所述复数个第一流动通道。

3、如权利要求1所述的输水装置，进一步包括第二扩散介质，其被布置在所述输水膜和所述第二流动通道之间并且可操作以将水从所述输水膜传输到所述第二流动通道。

4、如权利要求3所述的输水装置，其特征在于，所述第二扩散介质是疏水性的。

5、如权利要求1所述的输水装置，其特征在于，所述第一扩散介质的孔隙度约大于70％。

6、如权利要求1所述的输水装置，其特征在于，所述第一扩散介质的孔隙度在约70％和约85％之间。

7、如权利要求1所述的输水装置，其特征在于，所述第一扩散介质的平均孔径在约1微米和约100微米之间。

8、如权利要求1所述的输水装置，其特征在于，所述第一扩散介质的厚度约小于0.2mm。

9、如权利要求8所述的输水装置，其特征在于，所述厚度在约0.05mm至约0.1mm之间。

10、如权利要求1所述的输水装置，其特征在于，所述第一扩散介质进一步包括前缘，所述前缘被布置在所述第一流动通道的所述入口的附近。

11、如权利要求1所述的输水装置，其特征在于，所述第一扩散介质的毛细作用系数约大于0.2g/cm-s。

12、如权利要求11所述的输水装置，其特征在于，所述毛细作用系数约大于13g/cm-s。

13、如权利要求1所述的输水装置，其特征在于，所述第一扩散介质包括通过紫外光制备的聚乙二醇二丙烯酸盐和聚乙二醇丙烯酸盐的溶液。

14、如权利要求1所述的输水装置，其特征在于，所述输水膜是微孔膜，当所述输水膜接触液态水时其水通量能力相比于其接触水汽时具有正的阶跃变化。

15、一种输水系统，包括：

第一流体流，其具有第一水分；

第二流体流，其具有第二水分；

输水膜，其与所述第一和第二流体流相连并将它们分开，所述输水膜可操作以将来自所述第一流的所述第一水分的一部分传输到所述第二流；以及

亲水性扩散介质，其被布置在所述输水膜和所述第一流体流之间，所述亲水性扩散介质可操作以吸收所述第一流体流中的液态水，保持所述被吸收的液态水与所述输水膜接触，并且将水传输到所述输水膜，并且可操作以扩散所述第一流体流中的水汽，将所述扩散的水汽输送到所述输水膜，并且将所述扩散的水汽传输到所述输水膜。

16、如权利要求15所述的输水系统，进一步包括燃料电池堆，其可操作以将阳极反应物流和阴极反应物流转换成电、阳极流出流和阴极流出流，其中所述第一流体流是所述阴极流出流，所述第二流体流是所述阴极反应物流。