[實(shí)用新型]一種用于直接甲醇燃料電池的氣液分離器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202023329562.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN215008301U
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阮遠(yuǎn)強(qiáng);李山;汪曄;魏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中科軍聯(lián)（張家港）新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/1011
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陳月紅

本實(shí)用新型提供一種用于直接甲醇燃料電池的氣液分離器，采用內(nèi)外兩層腔體結(jié)構(gòu)；其中內(nèi)腔由在上的尾排腔和在下的水回收腔組成，整體位于分離器上半部；外腔為儲液腔；帶孔隔板將尾排腔和水回收腔分隔開來，并通過其上設(shè)置的孔道將兩腔聯(lián)通；所述尾排腔上表面設(shè)置有一尾排口，用于氣體排放；所述水回收腔用于分離液態(tài)水和空氣，上部中心處設(shè)置有一管口，和陰極物料入口相連，導(dǎo)入氣液混合物；在水回收腔下部設(shè)置數(shù)層帶對稱錯位通孔的折流板；本氣液分離器采用了內(nèi)外層腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計，相比于過去的上下層腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計空間集成度更高，更加符合直接甲醇燃料電池便攜式移動電源的定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于直接甲醇燃料電池的氣液分離器。

背景技術(shù)

直接甲醇燃料電池(DMFC)是一種以甲醇溶液為燃料的電池。隨著便攜式電子設(shè)備的能量需求越來越高，傳統(tǒng)鉛酸蓄電池已經(jīng)很難滿足其能量密度和續(xù)航性能要求，而當(dāng)代氫燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)又相對復(fù)雜，燃料不易存儲攜帶，因此直接甲醇燃料電池在便攜式移動電源領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注和應(yīng)用。為了滿足便攜式產(chǎn)品輕量化、集成化的設(shè)計，現(xiàn)有技術(shù)的直接甲醇燃料電池采用純甲醇溶液作為燃料。但純甲醇溶液滲透性強(qiáng)，易損害電池性能，現(xiàn)實(shí)中通常通過回收電池系統(tǒng)在電化學(xué)反應(yīng)過程中生成的水來稀釋純甲醇溶液。除水之外，電化學(xué)反應(yīng)還會生成少量的CO₂氣體，而CO₂氣體的積聚會導(dǎo)致甲醇溶液供應(yīng)不均勻且阻礙催化反應(yīng)的進(jìn)行，削弱電池性能，需要及時排出。這就需要對電化學(xué)過程中生成的氣體和液體進(jìn)行分離，將分離出來的水和反應(yīng)未完全的甲醇溶液重新回收利用，將分離出來的CO₂氣體從電池中排放出去。

一種典型的直接甲醇燃料電池氣液分離器通常包含與電堆陰極側(cè)冷凝器相連接的水/空氣分離器和與電堆陽極出口相連的CO₂分離器兩個獨(dú)立部件，在系統(tǒng)中占用空間較大，集成度不高，且分離器功能只有遵循既定空間朝向時才能充分維持。中國專利CN101997127B公開了一種將兩個獨(dú)立氣液分離器集成為一體、并在空氣/水分離腔中設(shè)置有螺旋分離棒的氣液分離器。該實(shí)用新型雖然對傳統(tǒng)氣液分離器占用空間大、集成度低、只能定向維持等缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，但該設(shè)計使氣液混合物經(jīng)過旋轉(zhuǎn)分離棒的空間相對開放，難以使全部氣液混合物通過旋轉(zhuǎn)分離，氣液分離效果有限。專利CN106898801B在前者基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)，增強(qiáng)了其氣液分離能力，但該技術(shù)在結(jié)構(gòu)頂端僅留有覆蓋憎水性膜的空氣排出口，再加上內(nèi)置螺旋板的阻礙作用，在一定程度上影響上下通道的空氣流暢性，造成CO₂氣體去除不盡。

綜上所述，現(xiàn)有氣液分離器在集成性、分離效果和性能穩(wěn)定性上仍有進(jìn)一步改進(jìn)的空間。

因此，需要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種用于直接甲醇燃料電池的氣液分離器，相比于現(xiàn)有技術(shù)成果，該氣液分離器能進(jìn)一步提升直接甲醇燃料電池氣液分離器的集成性，提升氣液分離效果，同時增強(qiáng)水回收效率和CO₂排放能力，并保持氣液分離器長時間在任意方向上的正常運(yùn)行能力。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于直接甲醇燃料電池的氣液分離器，采用內(nèi)外兩層腔體結(jié)構(gòu)；其中內(nèi)腔由在上的尾排腔和在下的水回收腔組成，整體位于分離器上半部；外腔為儲液腔；帶孔隔板將尾排腔和水回收腔分隔開來，并通過其上設(shè)置的孔道將兩腔連通；

所述尾排腔中部設(shè)置有一連通水回收腔的尾排管路，用于氣體排放；所述水回收腔用于分離液態(tài)水和空氣，上部中心處設(shè)置有一管口，和陰極物料入口相連，導(dǎo)入氣液混合物；在水回收腔下部設(shè)置數(shù)層帶對稱錯位通孔的折流板；