[发明专利]一种适用于低温环境的燃料电池冷却液及其制备方法

说明书

本申请涉及一种适用于低温环境的燃料电池冷却液及其制备方法，涉及冷却液技术领域，按质量百分数计，该燃料电池冷却液包括：45～75％超纯水、20～50％乙二醇、0.5～2％缓蚀剂、0.5～1％稳定剂、0.1～0.5％抗氧剂、0.05～1.5％消泡剂。制备方法包括以下步骤：将超纯水分成四份，分别记为超纯水A、超纯水B、超纯水C和超纯水D；将稳定剂和抗氧剂溶解于超纯水A中，得到溶液A；将缓蚀剂溶于超纯水B中，得到溶液B；将消泡剂溶于超纯水C中，搅拌均匀得到溶液C；将溶液A加入乙二醇中，搅拌均匀，再加入溶液B继续搅拌，得到溶液D；将溶液D中加入超纯水D，搅拌均匀，再加入溶液C，直至分散均匀无泡沫，得到燃料电池冷却液。

技术领域

本申请涉及冷却液技术领域，特别涉及一种适用于低温环境的燃料电池冷却液及其制备方法。

背景技术

燃料电池冷却系统与传统发动机冷却系统不同，冷却液需流经燃料电池电堆的双极板冷却流道，再经管路流向风冷装置，其特殊使用环境对冷却液提出极低电导率的要求，而随着近年来对燃料电池功率密度的要求，双极板材质也逐渐发展为更薄更紧凑的金属材质，而且风冷装置一般均为金属材质，即便这些部件经过钝化防腐处理，但是在长时间的氧化还原环境中普通的冷却液也难以满足燃料电池的安全要求。

常温环境中一般采用超纯水作为冷却介质，但是不适用于低温环境中，此外超纯水在使用过程中也会吸附技术部件释放的阳离子导致电导率上升，影响燃料电池的性能甚至造成安全事故。

相关技术中，公开了一种低电导率燃料电池系统用冷却液，冷却液包含以下成份构成：尿嘧啶、超纯水、乙二醇和消泡剂，还存在有机缓蚀剂和乳糖醇。消泡剂为聚醚消泡剂，聚醚消泡剂GP型甘油聚醚、 GPE型聚氧乙烯(聚氧丙烯)醚或PPG型聚丙二醇中任意一种。通过在燃料电池冷却液中加入了乳糖醇，发现乳糖醇的引入解决了冷却液的稳定性差的缺陷，可使制备出的冷却液能够在较低的电导率条件下稳定运行，使用过程中未出现絮状物。

但是，上述方案中虽然添加了缓蚀剂及稳定剂，对金属部件的腐蚀以及冷却液中金属离子的溶解起到缓解作用，但是仍存在以下问题：

乙二醇在生产过程中会混有杂质，例如醛类、酮类及酸类物质，酸类物质在高温环境中长时间与金属接触或增加腐蚀的风险，而冷却液处于氧化还原环境中，其中混有的醛、酮类物质极易被氧化为酸类物质，加速金属部件的腐蚀，并导致金属离子溶解到冷却液中，从而导致电导率升高，直接影响冷却液的寿命。

发明内容

本申请实施例提供一种适用于低温环境的燃料电池冷却液及其制备方法，以解决相关技术中冷却液处于氧化还原环境中，乙二醇中混有的醛、酮类物质极易被氧化为酸类物质，加速金属部件的腐蚀，并导致金属离子溶解到冷却液中，从而导致电导率升高，直接影响冷却液的寿命的问题。

第一方面，提供了一种适用于低温环境的燃料电池冷却液，按质量百分数计，该燃料电池冷却液包括：45～75％超纯水、20～50％乙二醇、0.5～2％缓蚀剂、0.5～1％稳定剂、0.1～0.5％抗氧剂、0.05～1.5％消泡剂。

一些实施例中，所述缓蚀剂为有机硅酸钠。

一些实施例中，所述缓蚀剂为偏硅酸钠、甲基硅酸钠、乙基硅酸钠和聚醚有机二硅酸钠中的至少一种。

一些实施例中，所述稳定剂为2-巯基乙醇或环氧琥珀酸。

一些实施例中，所述抗氧剂为抗氧剂330和生育酚中的至少一种。

一些实施例中，所述消泡剂为聚醚消泡剂、硅聚醚消泡剂和有机硅消泡剂中的至少一种。

一些实施例中，该燃料电池冷却液包括：57.3％超纯水、40％乙二醇、2％缓蚀剂、0.5％稳定剂、0.1％抗氧剂、0.1％消泡剂。

一些实施例中，所述缓蚀剂包含偏硅酸钠和乙基硅酸钠，所述偏硅酸钠和乙基硅酸钠与所述燃料电池冷却液的质量比分别为0.5和 1.5。