[发明专利]燃料电池加湿器

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池加湿器，以及特别地，涉及一种具有增强的加湿性能的燃料电池加湿器。

背景技术

燃料电池是一种电化学电池，该电池通过氢和氧的结合发电。不同于一般的化学电池，如干电池或蓄电池，只要供应氢和氧，燃料电池就能够连续地发电。另外，在燃料电池内几乎没有热损耗，这使得燃料电池的效率是内燃机效率的两倍。此外，由于燃料电池把氢和氧结合产生的化学能直接转换成电能，所以燃料电池是环境友好的以及能够减缓化石燃料枯竭的问题。

根据电解质类型，燃料电池可以被分为聚合物电解质燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固态氧化物燃料电池、以及碱性燃料电池。

提高聚合物电解质燃料电池的性能的最重要因素之一是通过向膜连续地供应预定量的水分来保持膜电极组件的聚合物电解质膜中的湿度大小。这是因为当聚合物电解质膜变干时，燃料电池的发电效率迅速降低。

用于加湿聚合物电解质膜的各种方法之一是使用用于向干燥反应气体供应水分的聚合物隔离膜的方法。

膜加湿法使用只允许包含在排出气体中的水蒸气通过的膜，由此将水蒸气供应到聚合物电解质膜。这种方法的优点在于能够制造小尺寸和轻重量的加湿器。

对于用于膜加湿法的膜，优选地使用当应用到模块中时能够提供大的单位体积渗透面积的中空纤维膜。即是，当用中空纤维膜制造加湿器时，具有大的接触表面积的中空纤维膜能够被高度集成，以使得即使是小体积，燃料电池也可以被充分地加湿。中空纤维膜能够由廉价材料形成。同时，包含在以高温从燃料电池排出的非反应气体中的水分和热量能够通过加湿器被有利地收集和再利用。

通常，燃料电池加湿器包括：膜外壳，一束中空纤维膜被集成在膜外壳中以向流过空腔（hollow）的反应气体供应水分；用于引入高湿度的非反应气体的入口；以及用于排放该气体的出口。

然而，由于结构原因，根据相关技术的用于加湿器的中空纤维膜不能包含足够的水分。这样，如果在驾驶汽车时由于突然加速使得气体注入的速度升高，反应气体不能迅速地被加湿。因此，湿度不够的气体从加湿器供应到燃料电池，这导致燃料电池系统的输出瞬间减小。

为了克服这类问题，已经提出了增加中空纤维膜的厚度以增加中空纤维膜中湿度含量的方法。然而，中空纤维膜的增加的厚度导致水分转移的困难，从而导致如加湿性能降低的有害影响。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面是提供一种具有增强加湿性能并因此能够防止在高速驾驶时发生的汽车输出瞬间减小的燃料电池加湿器。

技术方案

为了达到这些目的和其他优点以及结合本发明的目的，如在此具体和概括描述的，提供了一种燃料电池加湿器，包括：具有第一和第二末端的膜外壳；设置在膜外壳的内部空间中的一束中空纤维膜，其中中空纤维膜的两个末端分别被装入膜外壳的第一和第二末端中；设置在膜外壳的内部空间中的湿度保持器；安置在膜外壳的第一末端上的第一覆盖物，该第一覆盖物包括用于引入从排气管中排放的高湿度的非反应气体的入口；和布置在膜外壳的第二末端上的第二覆盖物，该第二覆盖物包括用于排放用来加湿的非反应气体的出口。

有益效果

根据本发明，燃料电池加湿器包括能够包含大量水分的湿度保持器。因此，即使当汽车瞬间加速时，也能给燃料电池供应足够量的水分。

此外，根据本发明的加湿器设置有在膜外壳内部的隔板，由此高湿度的非反应气体能够均匀地供应到膜外壳内部的全部中空纤维膜。

附图说明

图1是图示根据本发明一个实施例的燃料电池加湿器的示意图；

图2是沿图1的I-I’线截取的剖视图。

具体实施方式

对本领域的技术人员显而易见的是，在不违背本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因此，本发明意在包含本发明的修改和变型，只要它们落在所附权利要求及其等同物的范围内。

在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的燃料电池加湿器。

图1是图示根据本发明一个实施例的燃料电池加湿器的示意图。

如图1所示，根据本发明的燃料电池加湿器包括具有第一和第二末端的膜外壳310。在膜外壳310的第一末端具有第一孔311。在与第一末端相对的第二末端具有第二孔312。膜外壳310具有内部空间。