[發(fā)明專利]一種燃料電池冷卻液及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110867387.0
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113429945A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡葉根;閻華
• 申請（專利權(quán)）人: 胡葉根
• 主分類號: C09K5/10
• 分類號: C09K5/10;C23F11/14;H01M8/04029
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及精細(xì)化工領(lǐng)域，具體涉及燃料電池冷卻液及其制備方法。該燃料電池冷卻液包括醇類化合物、骨膠、唑類化合物、酯類化合物和去離子水；所述醇類化合物選自乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一種或多種；所述唑類化合物選自甲基苯并三氮唑、苯并三氮唑、甲苯并三氮唑衍生物、甲苯并三氮唑衍生物中的一種或多種；所述酯類化合物選自三乙醇胺硼酸酯、硼酸酯，上述骨膠、唑類及酯類化合物占所述燃料電池冷卻液總質(zhì)量的0.01%~4.5%。本發(fā)明的氫燃料電池冷卻液具有低電導(dǎo)率及金屬防腐蝕性能，應(yīng)用于氫燃料電池發(fā)動機(jī)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氫燃料電池汽車的冷卻液液組合物，特別地涉及一種具有防凍、防腐效果并能夠保持冷卻液低電導(dǎo)率性能。

背景技術(shù)

氫燃料電池是將氫氣和氧氣通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。其具有轉(zhuǎn)化效率高和產(chǎn)物僅為電、熱和水等特點(diǎn)。氫燃料電池發(fā)熱量大，必須通過冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻，以便確保氫燃料電池的使用性能和使用壽命。冷卻介質(zhì)通入雙極板帶走氫燃料電池產(chǎn)生的熱量，因?yàn)槔鋮s介質(zhì)與雙極板直接接觸，所以冷卻液保持低電導(dǎo)率，以便防止燃料電池中產(chǎn)生的電力損失。通常情況下，氫燃料電池發(fā)動機(jī)溫控系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)要求具有優(yōu)異的絕緣性，其電導(dǎo)率小于5uS/cm。

為了保持冷卻介質(zhì)的低電導(dǎo)率，以往經(jīng)常使用高純水，但是高純水沒有防凍功能，在氣溫低于0℃、燃料電池汽車停駛狀態(tài)下會凍結(jié)，從而可能導(dǎo)致燃料電池發(fā)動機(jī)的凍裂。

為了解決燃料電池汽車用冷卻介質(zhì)的防凍、低電導(dǎo)率的要求，各廠商及科研機(jī)構(gòu)從不同的技術(shù)路線開展了一系列的攻關(guān)工作，并申請了相應(yīng)的專利。

中國專利CN109148915公開了一種燃料電池冷卻液，其主要成分為乙二醇、三乙醇胺、烷基二乙醇酰胺、磷酸三酯、三唑類化合物、消泡劑和去離子水，具有防凍、防腐的功能。該發(fā)明采用三乙醇胺本身會造成電導(dǎo)率的增加。

美國專利US8187763B公開了燃料電池單元的冷卻劑組合物，其包含至少一種在每個(gè)具有2至20個(gè)碳原子的分子中具有不飽和鍵的脂肪醇，解決冷卻劑中乙二醇的氧化問題，從而保證冷卻劑組合物保持冷卻劑的電導(dǎo)率在10uS/cm或更低。該冷卻液沒有防腐的作用，不能抑制金屬部件離子的析出。

美國專利20040086757公開燃料電池和燃料電池冷卻劑組合物，由去離子水、凝固點(diǎn)抑制劑、聚合物離子抑制劑和有機(jī)腐蝕抑制劑等構(gòu)成，確保冷卻液的低電導(dǎo)率的特性。

綜上所述，氫燃料電池對冷卻液提出更為苛刻的要求，有必要提出氫燃料電池冷卻液新技術(shù)和新方案，解決氫燃料電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)對冷卻液防凍、離子抑制等要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)異的低電導(dǎo)率、金屬離子抑制析出的氫燃料電池冷卻液及其制備方法與應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種燃料電池冷卻液，其特征在于，包括醇類化合物、骨膠、唑類化合物、酯類化合物和去離子水。

所述酯類化合物為三乙醇胺硼酸酯、硼酸酯的一種或多種，優(yōu)選三乙醇胺硼酸酯。

所述醇類化合物和去離子水可以按照不同比例形成不同冰點(diǎn)的基液可以防止凍結(jié)，骨膠、唑類、脂類等化合物占基液的0.01～4.5%，用于對金屬的防腐蝕、抑制金屬離子的析出和控制電導(dǎo)率的上升。

所述的燃料電池冷卻液，其特征在于，所述唑類化合物為甲基苯并三氮唑、苯并三氮唑、甲苯并三氮唑衍生物中的一種或多種，優(yōu)選為甲基苯并三氮唑。

所述的燃料電池冷卻液，其特征在于，所述醇類化合物為乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一種或多種，優(yōu)選乙二醇、丙二醇。

所述的燃料電池冷卻液，其特征在于，所述骨膠、脂類化合物和所述唑類化合物的質(zhì)量比為0.01：（0.01～2）：（0.01～2）。