[發明專利]一種用于燃料電池的多孔介質增濕器

有效

• 申請號: 201611032038.2
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108091910B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 邵志剛;王志強;瞿麗娟;秦曉平;衣寶廉
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種用于燃料電池的多孔介質增濕器，其特征在于：它包括上下二端開口的筒狀容器（4），于容器（4）的二開口端分別設有端板（1），端板（1）與開口端密閉連接；

于容器（4）內橫向設有一塊多孔介質板（2）；多孔介質板（2）的四周邊緣與容器（4）內壁面間相固接，于多孔介質板（2）上表面或端板（1）下表面設有作為第一進氣通道的流場，于多孔介質板（2）下表面或端板（1）上表面設有作為第二進氣通道的流場；

或，于容器（4）內橫向設有二塊以上的多孔介質板（2），相鄰多孔介質板（2）間通過隔板（3）相間隔，隔板（3）的四周邊緣與容器（4）內壁面間密閉連接；多孔介質板（2）的四周邊緣與容器（4）內壁面間相固接，于最上面一塊多孔介質板（2）上表面或端板（1）下表面設有作為第一進氣通道的流場，于最下面一塊多孔介質板（2）下表面或端板（1）上表面設有作為第二進氣通道的流場，于靠近隔板（3）的隔板下方的多孔介質板（2）上表面或隔板（3）下表面設有作為第一進氣通道的流場，于靠近隔板（3）的隔板上方的多孔介質板（2）下表面或隔板（3）上表面設有作為第二進氣通道的流場；

于每塊多孔介質板（2）中部設有作為水通道的通孔；第一進氣通道的二端分別通過管路與燃料氣氣源和燃料電池的燃料氣進氣口相連，第二進氣通道的二端分別通過管路與儲罐和燃料電池的氧化劑進口相連，水通道的二端分別通過管路經循環泵（5）與水箱相連。

2.根據權利要求1所述的增濕器，其特征在于：增濕器端板（1）上設有燃料氣、氧化劑以及水的進口與出口；燃料氣的進口與出口分別和第一進氣通道的二端相連通；氧化劑的進口與出口分別和第二進氣通道的二端相連通；水的進口與出口分別和水通道的二端相連通。

3.根據權利要求1所述的增濕器，其特征在于：多孔介質板（2）的材料為石墨、金屬、陶瓷或其他無機多孔材料，孔隙率為1%～40%，孔徑為0.01μm～100μm；端板（1）、隔板（3）和容器（4）的材料分別為金屬或石墨。

4.根據權利要求1所述的增濕器，其特征在于：操作時，燃料氣體與氧化劑分別位于第一腔室（6）與第二腔室（8）中，其中第一腔室（6）與第二腔室（8）內氣體與水腔（7）內水的壓力差需要大于0，但是要小于多孔介質的初始泡點壓力P，其中,γ為水的表面張力，θ為多孔介質的接觸角，r為多孔介質的最大孔徑。

5.根據權利要求1所述的增濕器，其特征在于：所述增濕器（9）單獨作為外增濕器置于燃料電池（10）外部，給燃料電池（10）的氣體增濕；增濕器（9）的氣體出口與燃料電池（10）的氣體入口端相連。

6.根據權利要求1所述的增濕器，其特征在于：所述增濕器（9）與燃料電池（10）相集成，即直接將增濕器（9）和膜電極同時組裝于電池之中，循環水依次通過增濕器（9）與燃料電池（10），通過循環泵（5）循環；增濕器（9）的氣體出口與燃料電池（10）的氣體入口端相連。