[发明专利]一种闭口质子交换膜燃料电池

说明书

本发明公开一种闭口质子交换膜燃料电池，包括电池组件和尾气处理装置，电池组件内部形成有气液通道，气液通道包括沿其流通方向依次形成的前电池段、加速段和后电池段，加速段用以供自前电池段输出的反应气和/或反应液加速通过并进入后电池段；尾气处理装置用于对处于加速段内的反应气和/或反应液作用，以获得去液反应气或者聚液反应气。本发明中，通过在前电池段和后电池段间设置加速段，有助于提高反应气和/或反应液自前电池段至后电池段的流通速度，再配合尾气处理装置，使得电池组件内的排水工作可快速进行而不影响电池组件内的电化学反应，并且分段排水的设置更有利于电池组件的彻底、高效排水，有助于提高排水可靠性。

技术领域

本发明涉及质子交换膜燃料电池技术领域，特别涉及闭口质子交换膜燃料电池排积水的技术领域，具体涉及一种闭口质子交换膜燃料电池。

背景技术

在催化剂的作用下，质子交换膜燃料电池中的质子穿过质子交换膜到达阴极，反应气体(例如氢气和氧气)相互反应而实现转化化学能为电能的目的，具有能量转换效率高、噪音低、燃料来源广、无排放(反应产物为水)的优点，广泛应用于备用电源、汽车、小型电站及军用领域等。

质子交换膜燃料电池在反应过程中会生成水，若水量偏多，则可能覆盖在催化层反应区域，形成水膜而限制氧气与催化层的接触，阻碍了反应气体到达催化层表面参与电化学反应；若水量偏少，则可能导致反应气体之间无法充分反应，同样影响电能转换效果，需要合理把控质子交换膜燃料电池内的水量。基于此，常规的开口式质子交换膜燃料电池可采用过量气体吹扫带走电池内反应生成的水，从而避免电池因水的堆积而造成电池的失效；而传统的闭口式质子交换膜燃料电池的出口是封闭状态的，无法直接利用过量反应气体将电池内的水吹扫出电池外，通常采用脉冲式或者重力式排水，但是脉冲式或者重力式排水方法仍然无法适配完全的闭口运行，且排水不够彻底及时，可靠性差。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种闭口质子交换膜燃料电池，旨在解决传统闭口质子交换膜燃料电池排水效果不佳的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种闭口质子交换膜燃料电池，包括：

电池组件，内部形成有气液通道，所述气液通道包括沿其流通方向依次形成的前电池段、加速段和后电池段，所述加速段用以供自所述前电池段输出的反应气和/或反应液加速通过并进入所述后电池段；以及，

尾气处理装置，用于对处于所述加速段内的反应气和/或反应液作用，以获得去液反应气或者聚液反应气。

可选地，所述电池组件包括：

沿流通方向依次层叠设置的多个单电池，每一所述单电池具有一反应腔，多个所述单电池的反应腔依次连通形成所述气液通道；以及，

隔板，夹设于多个所述单电池中相邻的两个所述单电池之间，以将所述气液通道分隔出所述前电池段和所述后电池段，所述隔板的外形与两个所述单电池的夹持面形状相适配；

其中，所述隔板开设有与所述前电池段的排气口连通设置的第一集气槽、以及与所述后电池段的进气口连通设置的第二集气槽，所述第一集气槽和所述第二集气槽相互连通以形成所述加速段。

可选地，所述隔板由导体材料制成。

可选地，所述第一集气槽与所述前电池段的排气口之间的连接处设有密封筋；和/或，

所述第二集气槽与所述后电池段的进气口之间的连接处设有密封筋。

可选地，所述第一集气槽和所述第二集气槽间通过一通道孔实现连通，其中：

所述通道孔靠近所述第一集气槽的一段在靠近所述第一集气槽的方向上呈渐扩设置；和/或，

所述通道孔靠近所述第二集气槽的一段在靠近所述第二集气槽的方向上呈渐扩设置。