[發明專利]一種用于燃料電池GDL疏水工藝的設備

有效

• 申請號: 202210363000.2
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114464820B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 劉家輝;周文;郭啟;胡海平
• 申請（專利權）人: 湖南隆深氫能科技有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M8/1004
• 代理公司: 湖南稷合專利代理事務所(普通合伙) 43256
• 代理人: 郭軍

本發明公開了一種用于燃料電池GDL疏水工藝的設備，涉及清潔能源領域，包括溶液池，其內腔轉動安裝有多個真空吸附輥和一個過輥，外側設有動力機構，上端面設有除水機構；真空吸附輥表面依次經過GDL材料；在沿GDL材料運動方向上，依次設有放料裝置，牽引除水機構、烘烤裝置、牽引出料機構和收卷裝置，還包括兩個密度測量儀；通過對比兩個密度測量儀檢測的面密度的差值來表示出GDL材料的疏水量和疏水均勻性。本發明有效將疏水液滲透到GDL材料內部，減少GDL材料的疏水時間，同時GDL材料的疏水均勻性也非常好，可達±1%以內，具有生產效率高，疏水效果好。

技術領域

本發明涉及清潔能源領域，具體為一種用于燃料電池GDL疏水工藝的設備。

背景技術

質子交換膜燃料電池是一種新型清潔能源使用技術，由于其在工作過程中會產生液體的水，因此要求燃料電池的氣體擴散層需要具備一定的疏水性質，現有技術上，質子交換膜燃料電池一般采用GDL碳紙作為氣體擴散層的基本原料，然而GDL碳紙是不具備疏水性能的，因此需要對GDL碳紙進行疏水處理，現有的GDL碳紙疏水方法一般采用常壓噴淋、常壓浸漬、超聲浸漬等疏水方法，常使用于實驗室設備進行試驗性質的生產，生產效率底，GDL碳紙疏水載量以及均勻性難以保證。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于燃料電池GDL疏水工藝的設備，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種用于燃料電池GDL疏水工藝的設備，包括溶液池，所述溶液池內腔轉動安裝有多個真空吸附輥和一個過輥，多個所述真空吸附輥呈三角形進行安裝，所述溶液池外側設有動力機構，所述溶液池上端面設有除水機構，所述真空吸附輥表面依次經過GDL材料；在沿所述GDL材料運動方向上，依次設有放料裝置，牽引除水機構、烘烤裝置、牽引出料機構和收卷裝置，所述溶液池位于所述放料裝置和牽引除水機構之間；還包括兩個密度測量儀，其中一個所述密度測量儀位于所述放料裝置和所述溶液池之間，另一個所述密度測量儀位于所述牽引出料機構和所述收卷裝置之間。所述牽引除水機構將所述溶液池中疏水后的所述GDL材料進行擠壓去除，通過所述除水機構和所述牽引除水機構的聯合作用將所述GDL材料表面殘留的PTFE乳液去除，所述烘烤裝置對GDL材料進行烘烤，將所述GDL材料進行烘干，所述牽引出料機構對烘干后的所述GDL材料進行位置糾正和對所述GDL材料張力進行處理，使GDL材料的張力達到一定標準，所述密度測量儀對所述GDL材料進行密度檢測，所述放料裝置和所述收卷裝置分別對所述GDL材料進行張力的處理，達到一定疏水的標準，使其在進行疏水過程中效果最佳，保持了高質量的疏水效果。通過對比兩個所述密度測量儀檢測的面密度的差值來表示出GDL材料的疏水量和疏水均勻性。

作為優選，所述溶液池內腔中裝有PTFE乳液，所述溶液池內腔一側壁面上安裝濃度檢測開關，所述溶液池內腔另一側壁面上固定安裝液位檢測開關，通過所述濃度檢測開關和所述液位檢測開關可以檢測出所述溶液池內腔中的PTFE乳液的濃度和液面高度，進而適當添加PTFE乳液。

作為優選，所述溶液池外壁一側面轉動安裝從動輥和牽引輥，所述牽引輥位于所述從動輥的上方，所述牽引輥連接動力電機，為運輸所述GDL材料提供運輸傳遞動力，所述溶液池中設有攪拌機構，所述攪拌機構對所述溶液池中的溶液進行攪拌處理，可將PTFE乳液充分混合，提高其濃度均勻性。

作為優選，所述動力機構包括位于所述溶液池一側的離心泵，所述離心泵通過管道分別與多個所述真空吸附輥進行連接和所述溶液池底部連接，所述管道上設有過濾器，通過所述過濾器對PTFE乳液中的雜質進行過濾。

作為優選，所述除水機構包括，所述溶液池兩側的上端面設有固定架，所述固定架上均設有滑軌，兩個所述滑軌之間對稱設有兩個真空吸頭，所述GDL材料在兩個所述真空吸頭之間通過，所述固定架固定安裝液壓缸，所述液壓缸與所述滑軌連接，從而帶動真空吸頭在所述滑軌上進行滑動，所述真空吸頭噴口在朝向所述GDL材料一側上下對稱轉動安裝滾輪，所述GDL材料與所述滾輪接觸滑動，從而防止損壞GDL材料表面。