[發明專利]一種集成冷卻的氣體燃料電池用增濕器內芯及增濕器

在審

• 申請號: 202011256408.7
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112259763A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 華周發;張國;劉震;孫鵬;楊海軍
• 申請（專利權）人: 山東魔方新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/04014;H01M8/04701
• 代理公司: 武漢瑞創星知識產權代理事務所(普通合伙) 42274
• 代理人: 葉小勤

本發明公開了一種集成冷卻的氣體燃料電池用增濕器內芯及增濕器，所述增濕器內芯包含內芯單元，內芯單元包含依次設置的第一氣體隔板、第一增濕膜、第二氣體隔板、第三氣體隔板、第二增濕膜以及第四氣體隔板，并依次形成第一濕氣通道、第一燃料氣體通道、冷氣通道、第二燃料氣體通道以及第二燃料氣體通道。本發明利用冷氣與燃料氣體進行溫度交換，增濕后燃料氣體溫度可控，氣體隔板結構穩定性好，且本發明結構及工藝簡單，易于加工，成本低。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，尤其涉及一種集成冷卻的氣體燃料電池用增濕器內芯及增濕器。

背景技術

目前常用的燃料電池有：聚合物電解質膜燃料電池、磷酸鹽燃料電池、堿性燃料電池、固體氧化物燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池。其中質子交換膜燃料電池是聚合物電解質膜燃料電池中的一種，因其能量密度高、啟動速度快、工作壽命長等優點，很適合應用于運輸工具，因此目前大多數汽車公司開發的燃料電池也都著重于質子交換膜燃料電池。

在質子交換膜燃料電池運行過程中需要有水分子存在,如果燃料電池缺水,將導致電極內阻增加,電池性能下降,為了保證質子從膜電極陽極到達電極陰極的傳輸能力,需要用增濕器給進入電池堆的氣體進行增濕。

以氣體燃料電池中的氫燃料電池為例，需要向增濕器內通入高溫高濕的氣體并通過增濕器內的增濕膜對氫氣進行增濕。經增濕器加濕的氫氣的溫度是不可控的，流入電池反應堆后將大大影響質子交換膜的工作效率。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種集成冷卻的氣體燃料電池用增濕器內芯及增濕器。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：一種集成冷卻的氣體燃料電池用增濕器內芯，所述增濕器內芯包含內芯單元，內芯單元包含依次設置的第一氣體隔板、第一增濕膜、第二氣體隔板、第三氣體隔板、第二增濕膜以及第四氣體隔板；

第一氣體隔板與第一增濕膜的兩相對側分別通過第一濕氣側密封件進行密封，第一氣體隔板與第一增濕膜之間形成第一濕氣通道，第二氣體隔板與第一增濕膜的兩相對側分別通過第一燃料氣體側密封件進行密封，第二氣體隔板與第一增濕膜之間形成第一燃料氣體通道；

第二氣體隔板和第三氣體隔板的相對側分別通過冷氣側密封件進行密封，第二氣體隔板和第三氣體隔板之間形成冷氣通道；

第三氣體隔板與第二增濕膜的兩相對側分別通過第二燃料氣體側密封件進行密封，第三氣體隔板與第二增濕膜之間形成第二燃料氣體通道，第四氣體隔板與第二增濕膜的兩相對側分別通過第二濕氣側密封件進行密封，第四氣體隔板與第二增濕膜之間形成第二燃料氣體通道。

進一步地，所述第一濕氣通道、所述第一燃料氣體通道、所述冷氣通道、所述第二燃料氣體通道以及第二濕氣通道的通道方向一致，且平行設置。

進一步地，所述增濕器內芯為多個所述內芯單元堆疊而成，堆疊時，當前內芯單元的第四氣體隔板作為下個內芯單元的第一氣體隔板。

進一步地，第一至第四氣體隔板的具體結構為：包含隔板本體，所述隔板本體的兩側為密封件設置部，中間部分的兩個面上分別設置有多個凸部，且凸部關于所述隔板本體對稱設置。

進一步地，隔板本體上的凸部均為長方體結構，凸部之間的間隔相同。

進一步地，所述第一氣體隔板上靠近所述第一濕氣通道的凸部與第一增濕膜相隔一定距離，所述第二氣體隔板上靠近所述第一燃料氣體通道的凸部也與所述第一增濕膜相隔一定距離。

進一步地，所述第二氣體隔板和所述第三氣體隔板上靠近冷氣通道的凸部抵接，相鄰兩組抵接的凸部之間形成一個冷氣通道。

進一步地，所述氣體燃料電池為氫燃料電池，所述第一燃料氣體通道和所述第二燃料氣體通道均為氫氣通道。