[發(fā)明專利]一種燃料電池膜增濕器及燃料電池裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010933554.2
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN111987335A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于蓬;張元元;薛彬;魏添;裴寶浩;何曉銘
• 申請（專利權(quán)）人: 山東明宇新能源技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/2465;H01M8/2483
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 焦海峰

本發(fā)明公開了一種燃料電池膜增濕器及燃料電池裝置，包括順次連通設(shè)置的進氣部、加濕部和出氣部；其中，所述加濕部自內(nèi)而外形成有待加濕氣體通路和濕熱水汽通路，且所述濕熱水汽通路包括連通至外部的進汽通路和出汽通路；所述待加濕氣體通路包括多條沿所述進氣部至所述出氣部延伸形成的纖維膜管，且位于外側(cè)的所述纖維膜管的直徑大于位于內(nèi)側(cè)的所述纖維膜管的直徑。通過上述設(shè)計，解決了現(xiàn)有技術(shù)中燃料電池的膜增濕器對空氣增濕不均，造成供入燃料電池堆內(nèi)部的加濕氣體濕度差異大，進而給加濕效果帶來明顯的影響，從而大大影響整個燃料電池裝置的使用壽命和使用性能的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料電池結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種燃料電池膜增濕器及燃料電池裝置。

背景技術(shù)

質(zhì)子交換膜燃料電池是以質(zhì)子交換膜為媒介的一種新型電池，其在工作時，為保證電池性能和良好的質(zhì)子導(dǎo)電率，必須保持適當(dāng)?shù)乃帧Ｔ趯嶋H應(yīng)用過程中，當(dāng)濕度較低時，質(zhì)子交換膜會干化，質(zhì)子交換膜傳導(dǎo)質(zhì)子的能力下降，電阻增大，電壓下降，輸出功率降低，可能會導(dǎo)致質(zhì)子交換膜的破裂，影響到燃料電池的運行；當(dāng)濕度較高時，燃料電池運行的水無法及時排出，含水量過高，容易發(fā)生水淹現(xiàn)象，阻礙氧氣的傳輸，電池的性能下降。因此質(zhì)子交換膜燃料電池正常運行的關(guān)鍵就是保持質(zhì)子交換膜的濕度。

針對這一現(xiàn)象，通常是利用氣體增濕的方法在空氣進入燃料電池之前對其進行增濕，常見的增濕器包括焓輪增濕器和膜增濕器。

膜增濕器具有制備工藝相對成熟，結(jié)構(gòu)緊湊、壓降小和易于操作等優(yōu)點，然而，由于其待加濕部分和濕氣提供部分各自獨立且相對集中，這樣就使得處于內(nèi)部的待加濕部分往往難以得到有效加濕，并且整體加濕不均，造成供入燃料電池堆內(nèi)部的加濕氣體濕度差異大，進而給加濕效果帶來明顯的影響，從而大大影響整個燃料電池裝置的使用壽命和使用性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種燃料電池膜增濕器及燃料電池裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中燃料電池的膜增濕器對空氣增濕不均，造成供入燃料電池堆內(nèi)部的加濕氣體濕度差異大，進而給加濕效果帶來明顯的影響，從而大大影響整個燃料電池裝置的使用壽命和使用性能的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明具體提供下述技術(shù)方案：

一種燃料電池膜增濕器，包括順次連通設(shè)置的進氣部、加濕部和出氣部；其中，

所述加濕部自內(nèi)而外形成有待加濕氣體通路和濕熱水汽通路，且所述濕熱水汽通路包括連通至外部的進汽通路和出汽通路；

所述待加濕氣體通路包括多條沿所述進氣部至所述出氣部延伸形成的纖維膜管，且位于外側(cè)的所述纖維膜管的直徑大于位于內(nèi)側(cè)的所述纖維膜管的直徑。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述進汽通路至所述出汽通路的流通方向與所述進氣部至所述出氣部的流通方向相反。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，多條所述纖維膜管均勻分布于以所述加濕部的中點為圓心形成的多條圓環(huán)上，且分布于同一圓環(huán)上的多條所述纖維膜管形成為一組膜管組。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，多組所述膜管組自外而內(nèi)纖維膜管的數(shù)量逐漸降低。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，相鄰的兩組所述膜管組中纖維膜管的數(shù)量之比為1:1.5-2.5。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，每根所述纖維膜管為雙層結(jié)構(gòu)，且內(nèi)層為不銹鋼篩網(wǎng)，外層為至少一層芳綸紙管；

所述芳綸紙管與所述不銹鋼篩網(wǎng)之間形成有呈波浪形延伸的間隙，且自外側(cè)至內(nèi)側(cè)延伸的多根所述纖維膜管中的間隙中的波浪形沿延伸方向的深度和寬度順次減小。