[发明专利]用于燃料电池的加湿器

说明书

本发明涉及一种用于燃料电池的加湿器，包括：中空纤维膜束，设置在加湿器中，使得进入气体在中空纤维膜束内流动；壳体，配置为容纳中空纤维膜束，使得湿度高于进入气体的排出气体在壳体内流动；以及引导构件，设置在壳体中以限制中空纤维膜束在壳体内的移动。冷却剂流经引导构件以冷却排出气体，从而促进排出气体的冷凝。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月20日向韩国知识产权局提交的第10-2018-0096910号韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及用于一种用于燃料电池的加湿器，更具体地，涉及一种包括用于冷却的冷却剂通道的燃料电池加湿器。

背景技术

经过长期的研究和开发，通过持续供应的燃料的电化学反应而不断产生电能的燃料电池系统是解决全球环境问题的替代方案。

根据所使用的电解质的类型，燃料电池系统可以分为磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)等，并且根据操作温度、输出范围以及使用的燃料类型，燃料电池系统可以用于各种应用，例如移动电源、运输、分布式发电等。

在上述燃料电池中，PEMFC应用于正在开发以取代内燃机车辆的氢能源车辆(氢燃料电池车辆)。

氢能源车辆配置为通过氢气和氧气的电化学反应产生电力并且利用产生的电力驱动电动机以行驶。氢能源车辆具有包括用于储存氢气(H₂)的氢气罐、用于通过氢气(H₂)和氧气(O₂)的氧化/还原反应产生电力的燃料电池堆(FC堆)、用于排出产生的水的各种装置、用于储存由燃料电池堆产生的电力的电池、用于转换和控制所产生的电力的控制器、用于产生驱动力的电动机等的结构。

燃料电池堆是指具有数十个或数百个彼此串联堆叠的电池的燃料电池体。燃料电池堆具有如下结构，在该结构中，多个电池堆叠在端板之间，各电池包括将电池内部分成两部分的电解质膜、位于电解质膜一侧的阳极和位于其另一侧的阴极。

隔板设置在电池之间以限制氢气和氧气的流动路径。隔板由导体制成，以在氧化/还原反应过程中移动电子。

当氢气供应到阳极时，氢气由催化剂分成氢离子和电子。电子在穿过隔板移动到燃料电池堆外部时产生电力。氢离子穿过电解质膜并移动到阴极，随后氢离子与周围空气提供的氧气和电子结合产生水，并且产生的水被排放到外面。

只有在通过向膜-电极组件(MEA)的聚合物电解质膜供应预定量的水分以维持适当的含水量时，PEMFC才可以保持发电效率。

燃料电池系统可以包括加湿器，以加湿流入燃料电池堆的进入气体。

燃料电池加湿器可以配置为利用从燃料电池堆排出的排出气体来加湿流入燃料电池堆的进入气体。由于排出气体含有由在燃料电池堆中由电化学反应产生的水分，所以从燃料电池堆排出的排出气体的湿度高于进入气体的湿度。

当燃料电池工作时，燃料电池内部的温度升高，并且排出气体也以高温和高湿度从燃料电池堆中排出。

因此，为了提高利用排出气体对进入气体进行加湿的燃料电池加湿器的性能，需要有效地降低加湿器内的温度，即，排出气体的温度。

发明内容

本发明致力于解决现有技术中出现的上述问题，同时保持现有技术所实现的优点。

本发明的一方面提供一种燃料电池加湿器，其冷却流入加湿器的排出气体以促进排出气体的冷凝，从而改善加湿性能。

本发明要解决的技术问题不限于上述问题，本发明所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解本文未提及的任何其他技术问题。