[實用新型]一種車、船用質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的分水器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920203955.1
• 申請日: 2009-10-15
• 公開（公告）號: CN201534047U
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李秋紅;林業(yè)發(fā);王輝;侯中軍;甘全全
• 申請（專利權(quán)）人: 新源動力股份有限公司
• 主分類號: B01D53/26
• 分類號: B01D53/26;B01D46/00;H01M8/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 高永德

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及車、船用質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的高效分水器。

背景技術(shù)

燃料電池中的水來自反應(yīng)氣體加濕或陰極反應(yīng)。理想的狀態(tài)下，這些生成的水應(yīng)該能夠保證電解質(zhì)正常水化的要求。實際操作過程中，需對燃料電池中的水進行管理，做到使聚合物電解質(zhì)中含有足夠的水分，因為電解質(zhì)的質(zhì)子傳導(dǎo)能力與含水量成正比，但含水量又不能過高，否則會引起電解質(zhì)淹沒，并導(dǎo)致與其相連的電極或氣體擴散中的孔道被堵。因此需要保證一個良好的水平衡關(guān)系。

現(xiàn)有技術(shù)中，燃料電池的水管理大部分通過濕焓轉(zhuǎn)換裝置、分水器、氫氣尾排和空氣尾排來完成。目前車、船使用的質(zhì)子交換摸燃料電池的空氣系統(tǒng)分水器，普遍采用箱體式分水器，把分水器設(shè)在燃料電池堆的入口處。現(xiàn)有技術(shù)的空氣系統(tǒng)分水器的不足是：

(1)新鮮空氣增濕后，濕氣較大，并且含有部分液態(tài)水，容易腐蝕空氣供給裝置，并且由于液態(tài)水的存在，使空氣供給裝置功耗增加。

(2)箱體式分水器的分水效果較差，容易使液態(tài)水直接進入電池，從而破壞電解質(zhì)的水平衡，引起電極、氣體擴散襯底或氣體流道的淹沒，從而阻止反應(yīng)物向各個催化點的擴散，將增大擴散過電壓，影響發(fā)電效率，降低電池壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，并根據(jù)質(zhì)子交換摸燃料電池自身特點及車、船使用條件，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，分水效率高，壽命長，維護成本低，適用范圍廣的車、船用質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的分水器。

本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種車、船用質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的分水器，包括分水器盒體和盒體內(nèi)的填料，分水器盒體上設(shè)有入氣口、出氣口和出水口，其特征在于所述分水器盒體內(nèi)設(shè)有一道反‘Z’字型的隔柵，將分水器盒體內(nèi)分隔為上下兩個腔，反‘Z’字型隔柵的上平面和豎立面為不透氣面，下平面是透氣面，所述填料置于反‘Z’字型隔柵下平面的透氣面上，填料平行于反‘Z’字型隔柵下平面置放至反‘Z’字型隔柵的上平面處，所述入氣口設(shè)在分水器盒體的下腔所對應(yīng)的盒體壁上，所述出氣口設(shè)在分水器盒體的上腔所對應(yīng)的盒體壁上，所述出水口設(shè)在分水器盒體的底面上。

本實用新型所述的車、船用質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的分水器，其特征在于所述入氣口的接口位置可根據(jù)實際需要在分水器盒體的下腔所對應(yīng)的盒體壁的任意位置上。

本實用新型所述的車、船用質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的分水器，其特征在于所述分水器盒體內(nèi)的反‘Z’字型隔柵的上平面是水平面，下平面是傾斜面，由反‘Z’字型隔柵的豎立面向分水器盒體豎壁傾斜。

本實用新型所述的車、船用質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的分水器，其特征在于所述分水器盒體內(nèi)的反‘Z’字型隔柵的下平面的傾斜角度在5～15°。

本實用新型具有如下優(yōu)點：

1、當被增濕的空氣進入分水器后，由于分水的效率高，降低了液態(tài)水進入電池堆的機率，避免淹堆。

2、由于本部件的結(jié)構(gòu)簡單便于安裝和維修，大大提高了生產(chǎn)效率。

3、將分離出的液態(tài)水回收或從尾排將其排出，改善系統(tǒng)水平衡，使整個系統(tǒng)運作更平穩(wěn)，延長整個燃料電池的壽命。

附圖說明

本實用新型共有附圖二幅，其中

圖1是本實用新型的分水器的主視示意圖

圖2是本實用新型的分水器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視示意圖。圖中的箭頭的方向表示氣體走向。

附圖中，1、入氣口，2、分水盒，3、出水口，4、填料，5、出氣口，6、反‘Z’字型隔柵的上平面，7、反‘Z’字型隔柵的豎立面，8、反‘Z’字型隔柵的下平面。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖給成的實施例對本實用新型作進一步描述。

本實施例是燃料電池氫氣入口的分水器。分水器由盒體和盒體內(nèi)的填料組成，分水器盒體內(nèi)設(shè)有一道反‘Z’字型的隔柵，將分水器盒體內(nèi)分隔為上下兩個腔，反‘Z’字型隔柵的上平面6和豎立面7用薄板制作，固定密封在分水器盒體的豎壁上，下平面8是網(wǎng)狀板，網(wǎng)狀板固定在分水器盒體的豎壁和反‘Z’字型隔柵的豎立面7上，填料4置于反‘Z’字型隔柵下平面8的透氣面上，填料4平行于反‘Z’字型隔柵下平面8置放至反‘Z’字型隔柵的上平面6處，即置于附圖2中下平面8之上的雙點劃線之間。入氣口1設(shè)在分水器盒體的下腔所對應(yīng)的盒體豎壁的下部，出氣口5設(shè)在分水器盒體的上腔的頂壁上，出水口3設(shè)在分水器盒體的底面上。分水器盒體內(nèi)的反‘Z’字型隔柵的上平面6是水平面，下平面8是傾斜面，由反‘Z’字型隔柵的豎立面7向分水器盒體豎壁傾斜，傾斜角度為15°。

使用時，將分水器盒體上的出氣口5于燃料電池的氫氣入口連接，入氣口1與經(jīng)過加濕的氫氣的供給口連接。