[实用新型]燃料电池的自增湿极板

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池的自增湿极板，包括设在氧流场板（13）上的氧进口（1）、氧出口（2）、冷却进口（3）、冷却出口（4）、氢进口（5）、氢出口（6）、密封结构（7）、氧流道脊（8）及氧流道槽（9）；若干条氧流道脊设在氧进口与氧出口之间，相邻氧流道脊间设有氧流道槽；密封结构环绕设置在氧进口、氧出口、冷却进口、冷却出口、氢进口、氢出口外侧；氧流场板上设有复合微孔膜（12），填充在氧流道槽底部，复合微孔膜由亲水微孔膜层（10）及高强度多孔膜层（11）叠加复合而成，亲水微孔膜层覆盖在高强度多孔膜层上。本实用新型使燃料电池可进行水的自主管理，实现电堆自增湿，简化燃料电池的增湿零件，系统可靠性高。

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池，尤其涉及一种燃料电池的自增湿极板。

背景技术

质子交换膜燃料电池（PEMFC）的核心是质子交换膜，质子交换膜的含水量直接影响电池的内阻，是要严格控制的。空气增湿是保证质子交换膜含水量的重要手段之一，目前，常见的空气增湿方法包括：

（1）采用气体增湿的办法，一般以阴极排出的尾气为增湿气体，直接经过增湿器为流经增湿器的干燥气体进行增湿。

（2）改进电堆结构或组件，一般是电堆内置增湿结构或采用自增湿膜电极。

其中，自增湿的燃料电池结构相对复杂，重量和可靠性会受到明显影响。目前普遍使用的是使用气体增湿装置为通入燃料电池的气体进行增湿。但是现有的增湿器效率并不高，需要增加内置的增湿膜管数量以满足大流量空气加湿需求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种燃料电池的自增湿极板，能实现电堆的自增湿，简化了空气增湿系统。

本实用新型是这样实现的：

一种燃料电池的自增湿极板，包括设置在氧流场板上的氧进口、氧出口、冷却进口、冷却出口、氢进口、氢出口、密封结构、氧流道脊及氧流道槽；若干条氧流道脊间隔设置在氧进口与氧出口之间，相邻两条氧流道脊之间设有氧流道槽；密封结构环绕设置在氧进口、氧出口、冷却进口、冷却出口、氢进口、氢出口的外侧；

所述的氧流场板上还设有复合微孔膜，复合微孔膜填充在氧流道槽的底部，复合微孔膜由亲水微孔膜层及高强度多孔膜层叠加复合而成，亲水微孔膜层覆盖在高强度多孔膜层的上方。

所述的亲水微孔膜层的膜厚度范围为0.1-10mm。

所述的亲水微孔膜层上的微孔孔径为0.1-1.5um。

所述的亲水微孔膜层的表面接触角范围为0-30°。

所述的高强度多孔膜层的膜厚度范围为0.1-5mm。

所述的高强度多孔膜层上的微孔孔径为0.1-1.5um。

所述的高强度多孔膜层的拉伸强度为150-250MPa。

所述的高强度多孔膜层的表面接触角范围为10-60°。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本实用新型能在燃料电池工作时通过两层微孔膜平衡活性反应区域中增湿的水量，使其能进行水的自主管理，实现自增湿。

2、本实用新型能在复合微孔膜含水饱和后通过空气尾气排出多余的水分，进一步平衡内部的水量，提高系统的可靠性。

本实用新型通过极板结构的改进，燃料电池可以进行水的自主管理，实现电堆的自增湿，可以简化燃料电池系统中的增湿零件，提高燃料电池的系统的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型燃料电池的自增湿极板的主视图；

图2是本实用新型燃料电池的自增湿极板的截面图。