[发明专利]可制造的加湿器

说明书

一种用于组装一燃料电池加湿器(100)的方法(200)可包括提供一第一加湿板(108)及一加湿膜(106)的步骤(202、204)。所述第一加湿板(108)可以具有一第一顶板表面(114)。所述加湿膜(106)可以具有一底膜表面(154)。所述加湿膜(106)的所述底膜表面(154)可以被设置在所述第一加湿板(108)的所述第一顶板表面上(114)。所述第一加湿板(108)可以被部份熔化。这可以允许所述第一加湿板(108)的所述第一顶板表面(114)渗入所述加湿膜(106)的所述底膜表面(154)中。所述第一加湿板(108)可以被冷却，可以使所述第一加湿板(108)的所述第一顶板表面(114)与所述加湿膜(106)的所述底膜表面(154)融合。

相关申请的交叉引用

本申请主张于2020年8月28日提交美国临时专利申请第63/071,481号的优先权。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及燃料电池堆，并且更特定地，涉及燃料电池堆的加湿器。

背景技术

本部分提供与本公开相关的背景信息，不一定是现有技术。

燃料电池已被提出作为用于各种行业的清洁、高效及对环境负责的电源，包括在其它应用中的制造中心、家庭及电动汽车。燃料电池的一个示例是一质子交换膜(protonexchange membrane，PEM)燃料电池。所述PEM燃料电池可包括一膜电极组件(membraneelectrode assembly，MEA)，膜电极组件可具有一薄固体聚合物膜-电解质与一催化剂，薄固体聚合物膜-电解质具有一阳极及一阴极，催化剂在所述膜-电解质的相对面上。一般来说，所述MEA可以设置在一对多孔导电材料(也称为气体扩散介质)之间，其将气态反应物(例如氢气和氧气或空气)分布到所述阳极及阴极层。所述氢反应物在所述阳极被引入，在所述阳极处，在所述催化剂存在下发生电化学反应以产生电子及质子。所述电子通过设置在阳极及阴极之间的所述电路从所述阳极传导至所述阴极。同时，所述质子通过所述电解质到达所述阴极，在所述阴极处，氧气或空气等氧化剂在所述电解质及所述催化剂存在下发生电化学反应，产生氧阴离子。所述氧阴离子与所述质子反应形成水作为一反应物。所述PEM燃料电池的所述MEA可以夹在一对导电双极板之间，作为所述阳极及阴极层的集电器。

燃料电池加湿器对一燃料电池堆的整体系统性能及可靠性可为非常重要。罗伯(Robb)等人的美国专利第8,091,868号中公开了一燃料电池加湿器的一示例，所述专利的全部公开内容通过引用并入本文。燃料电池加湿器可以被配置以提供湿度至进入燃料电池的氧化剂或氢燃料流。不利的是，如果不加湿，所述燃料电池膜会变干，这会减少所述燃料电池堆中的所述质子传输。此外，加湿不足也会导致在所述阴极降低所述氧还原反应。

一般来说，加湿器有两种不同的样式，例如管束式或片式。片式加湿器使用与传统燃料电池堆类似的一密封设计、组装、压缩及保持系统。举例来说，片式加湿器可以在适当的地方分配及固化。另外，片式加湿器可以包括注塑成型的弹性密封件，这些密封件被一外部系统压缩及保持。这个外部系统必须保持压缩力以保持每个板的所述密封。不利的是，这些形式可能需要保持一压缩力。另外，这些形式可能会有增加的加工时间，可能高成本，并可能导致增加的厚度。

不需要保持一足够压缩力的一加湿板及方法是持续需要的。理想地，所述加湿板及方法可以减少处理时间、成本，并且不会显着增加一加湿器的厚度。

发明内容

根据本公开，令人惊奇地发现了不需要保持一足够压缩力并且可以减少处理时间、成本且不会显着增加加湿器厚度的一种加湿板及方法。