[发明专利]一种燃料电池增湿器、燃料电池及增湿处理方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池增湿器，包括上端板、下端板和位于上端板和下端板之间的至少一个增湿器板芯，增湿器板芯包括导热基底板，导热基底板的两面涂布吸水树脂，上端板上设置空气入口，下端板上设置空气出口。增湿器板芯还包括外圈密封垫和内圈密封垫，外圈密封垫和内圈密封垫设置于导热基底板上形成“回”字形，分别形成流动通道。本发明利用吸水树脂超强吸性能制作成燃料电池可用的增湿器，用于替代膜管式增湿器，达到国产化和低成本的要求，破除对进口产品和技术的依赖；另外，本发明突破传统渗透膜承压能力与机械强度差易出现破损串气情况的技术瓶颈，可以承载较高的压力和机械强度。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种燃料电池增湿器装置、相应的燃料电池及运用该燃料电池增湿器装置的增湿处理方法。

背景技术

PEMFC一般采用全氟磺酸树脂膜作为质子交换膜，实验表明只有在一定湿度情况下才能发挥较好的质子交换性。目前很难做到电池内部自增湿的方式稳定燃料电池工作性能，通常在空气进气口增加增湿器的方式，增加进气空气的湿度用于保证燃料电池的输出性能。现在市场一般采用全氟磺酸树脂所制作的膜管式或板式增湿器，通过浓度差的形式将反应过程含水量较大的空气中的水传递到新进空气侧，增加新进空气的湿度，保证燃料电池性能输出。该技术目前基本掌握在日本、韩国和美国等较为发达的国家手中，目前燃料电池系统中所采用的增湿器均为进口产品，其价格较为昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全新结构的燃料电池增湿器装置、相应的燃料电池及运用该燃料电池增湿器装置的增湿处理方法，用于取代价格昂贵的进口的全氟磺酸树脂所制作的膜管式或板式增湿器。

为了实现上述目的，本发明的一种燃料电池增湿器，包括上端板、下端板和位于上端板和下端板之间的至少一个增湿器板芯，增湿器板芯包括导热基底板，导热基底板的两面涂布吸水树脂，上端板上设置空气入口，下端板上设置空气出口。

进一步的，增湿器板芯还包括外圈密封垫和内圈密封垫，外圈密封垫和内圈密封垫设置于导热基底板上形成“回”字形，分别形成流动通道。

进一步的，只有导热基底板的“回”字形结构的内圈“口”内两面涂布吸水树脂。

进一步的，导热基底板的“回”字形结构的内圈“口”字形的两端开设反应气体进口和反应气体出口，供预进入燃料电池堆反应的反应气体的进入和放出，形成反应气体流动通道。

进一步的，导热基底板的“回”字形结构的外圈“口”字形两端开设热空气进口和热空气出口，供高温空气的进入和放出，形成热空气流动通道。

进一步的，导热基底板为不锈钢板。

进一步的，吸水树脂的外侧设置无纺布层，防止吸水树脂脱落。

进一步的，上端板和下端板之间设置多个增湿器板芯，增湿器板芯平行堆叠设置，通过外圈密封垫和内圈密封垫的高度堆叠形成增湿器板芯之间的流动通道。

进一步的，反应气体进口与热空气进口分设于导热基底板的两端，反应气体出口与热空气出口也分设于导热基底板的两端，使反应气体流动通道与热空气流动通道内气体或液体的流动方向逆向流动。

进一步的，上端板上的空气入口包括反应气体进口，下端板上的空气出口包括反应气体出口，反应气体进口和反应气体出口与导热基底板上的反应气体进口和反应气体出口位置对应。

进一步的，上端板上的空气入口包括热空气进口，下端板上的空气出口包括热空气出口，热空气进口和热空气出口与导热基底板上的热空气进口和热空气出口位置对应。

一种燃料电池系统，具有以上所述的燃料电池增湿器。