[发明专利]应用于碱性阴离子交换膜燃料电池的水循环方法及装置

说明书

本发明涉及一种应用于碱性阴离子交换膜燃料电池的水循环方法，包括：将AAEMFC的阳极生成的水通过AAEMFC的AEM流通至设置在AAEMFC的阴极的第一增湿装置中；使外部的阴极用气体通过第一增湿装置进入阴极，以使阴极用气体将第一增湿装置中的水带入阴极。本发明能够实现AAEMFC的水循环，使AAEMFC无需进行额外水供应，降低了AAEMFC的使用成本，使所述阴极用气体与水充分接触，加快了所述阴极的电化学反应。

技术领域

本发明涉及碱性阴离子交换膜燃料电池技术领域，具体涉及一种应用于碱性阴离子交换膜燃料电池的水循环方法及装置。

背景技术

燃料电池的运行过程中产物仅有水，无污染，具有很好的应用前景。目前应用比较广泛的燃料电池为质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、磷酸燃料电池和固体氧化物燃料电池，其中，质子交换膜燃料电池存在有在酸性条件下氧还原反应速率慢以及容易腐蚀金属双极板的缺点；而碱性燃料电池虽然克服了质子交换膜燃料电池的缺点，但是碱性燃料电池存在有电解液流失、空气中的CO₂很容易与碱液反应生成碳酸盐和/或碳酸氢盐，增加碱性燃料电池内阻，并且在电极中产生沉积物，堵塞孔道，破坏电极结构，致使电池性能逐渐衰减的缺点。

碱性阴离子交换膜燃料电池（Alkaline Anion Exchange Membrane Fuel Cell，AAEMFC）是采用致密的碱性阴离子交换膜做固体电解质的一种新型燃料电池，具有质子交换膜燃料电池的全固态结构，同时又具备碱性燃料电池的碱性特质，且作为一种新型的燃料电池，AAEMFC有与质子交换膜燃料电池存在截然不同之处，在质子交换膜燃料电池中，水只是电化学反应生成物；在AAEMFC中，水既是AAEMFC阳极的电化学反应的生成物，又是AAEMFC阴极的电化学反应的反应物。

因此，有必要发明一种应用于碱性阴离子交换膜燃料电池的水循环方法及装置，使其可以将所述阳极生成的水传输至所述阴极，从而使所述AAEMFC实现内部水循环，发挥出AAEMFC最大优势，降低AAEMFC使用成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种应用于碱性阴离子交换膜燃料电池的水循环方法及装置。

本发明采用如下技术方案：

参看本发明的第一方面，本发明提供了一种应用于碱性阴离子交换膜燃料电池的水循环方法，包括：将AAEMFC的阳极生成的水通过所述AAEMFC的阴离子交换膜（AnionExchange Membrane，AEM）流通至设置在所述AAEMFC的阴极的第一增湿装置中；使外部的阴极用气体通过所述第一增湿装置进入所述阴极，以使所述阴极用气体将所述第一增湿装置中的水带入所述阴极，以满足所述阴极用水。

参看本发明的第二方面，本发明提供了一种应用于碱性阴离子交换膜燃料电池的水循环装置，用于实现本发明的第一方面叙述的应用于碱性阴离子交换膜燃料电池的水循环方法，该装置包括：设置在AAEMFC的电堆中的AEM和设置在所述AAEMFC的阴极的第一增湿装置；所述AEM用于将所述AAEMFC的阳极生成的水输送至所述第一增湿装置；所述第一增湿装置用于为所述阴极提供水。

本发明采用以上技术方案，将所述阳极生成的水通过所述AEM流通至所述第一增湿装置中，然后使外部的阴极用气体通过所述第一增湿装置进入所述阴极，不仅使所述阴极用气体将所述第一增湿装置中的水带入所述阴极，满足所述阴极用水，使本发明能够实现AAEMFC的水循环，使AAEMFC无需进行额外水供应，降低了AAEMFC的使用成本，而且使所述阴极用气体与水充分接触，加快了所述阴极的电化学反应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。