[發(fā)明專利]一種用于除濕的燃料電池雙極板及其燃料電池電堆

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110350614.2
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112928308B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 涂正凱;趙俊杰;常華偉
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/0202;H01M8/0263;H01M8/1004;H01M8/2465
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 尚威;孔娜

1.一種燃料電池電堆，其特征在于，該燃料電池電堆包括上端板（5）、下端板（11）、用于除濕的燃料電池雙極板（4）、膜電極（6）和除濕器（3），其中，該雙極板（4）包括基板（14）和設(shè)置在基板上的陰極流場（1）、陽極流場和除濕孔（13），其中，

所述基板（14）上半部分的正面和反面上均設(shè)置有凹槽（12），該凹槽（12）作為氣體的流道，分別形成陰極流場（1）和陽極流場，所述基板下半部分設(shè)置有除濕孔（13），該除濕孔為通孔，所述陰極流場與所述除濕孔相連，陰極氣體從所述陰極流場流入所述除濕孔中；

所述上端板（5）和下端板（11）之間設(shè)置有多個平行排列的所述雙極板（4），彼此相鄰的所述雙極板的陰極流場和陽極流場相對設(shè)置，且相鄰的雙極板之間設(shè)置有膜電極，相鄰的所述雙極板的陰極流場和陽極流場中的陰極氣體和陽極氣體在所述膜電極上的催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)；所述多個平行排列的雙極板（4）的除濕孔與所述上端板和下端板形成封閉的空腔（2），所述除濕器（3）放置該空腔中，反應(yīng)后的氣體從所述陰極流場進入所述除濕器中進行除濕，所述除濕器用于降低電堆出口處的氣體溫度，在燃料電池電堆內(nèi)部與燃料電池電堆出口氣體之間強制形成水蒸氣濃度梯度差，以加速燃料電池電堆內(nèi)部的水蒸氣排出并冷凝成液體。

2.如權(quán)利要求1所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述除濕器（3）采用物理吸附除濕或化學(xué)反應(yīng)除濕。

3.如權(quán)利要求1所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述除濕器（3）為冷凝管，在該冷凝管中通入冷凝液體后，陰極氣體中的水分被冷凝后實現(xiàn)除濕。

4.如權(quán)利要求1所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述除濕器（3）的冷凝管呈蛇形分布，以擴大氣體和冷凝管的接觸面積。

5.如權(quán)利要求1或2所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述膜電極（6）中設(shè)置有質(zhì)子交換膜，用于傳導(dǎo)氫離子，隔絕氫氣和氧氣防止二者直接接觸。

6.如權(quán)利要求1所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述陽極流場的凹槽呈Z型分布，氣體從所述基板的一側(cè)進入，另一側(cè)流出。

7.如權(quán)利要求1或6所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述陰極流場中的凹槽（12）為多個且沿縱向平行排列的波浪形流道，每個凹槽的底部均與所述除濕孔（13）連通。

8.如權(quán)利要求1或6所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述基板中間設(shè)置有冷卻流道，該冷卻流道介于所述陰極流場和陽極流場之間，用于冷卻陰極流場和陽極流場中的氣體。

9.如權(quán)利要求1或6所述的一種燃料電池電堆，其特征在于，所述雙極板（4）的兩側(cè)均設(shè)置有密封槽（19），用于安裝密封圈。