CN100590920C - 直接甲醇燃料电池的水控制器系统 - Google Patents

Abstract

本发明在此公开一种直接甲醇燃料电池系统。更特别地，本发明提供一种水控制器系统和包括所述水控制器系统的燃料电池系统，所述水控制器系统被构造为从直接甲醇燃料电池系统的阴极产生的水和从直接甲醇燃料电池系统的阳极产生的二氧化碳和未反应的甲醇溶液被引入到所述水控制器系统中，所述二氧化碳从所述水控制器系统排出，并且所述甲醇溶液循环到相应的电极以使得重复利用所述甲醇溶液。依照本发明的用于燃料电池的水控制器系统具有可以重复使用从燃料电池排出的水和未反应的甲醇溶液、最小化被蒸发和排放的甲醇量和精确控制水控制器的水位的效果。

Description

直接甲醇燃料电池的水控制器系统

技术领域

[1]本发明涉及一种直接甲醇燃料电池，尤其涉及一种水控制器系统和包括所述水控制器系统的燃料电池系统，所述水控制器系统构造为，使得从直接甲醇燃料电池系统的阴极产生的水和从直接甲醇燃料电池系统的阳极产生的二氧化碳和未反应的甲醇溶液被引入到所述水控制器系统中，所述二氧化碳从所述水控制器系统排出，并且所述甲醇溶液循环到相应的电极以使得重复利用所述甲醇溶液。

背景技术

[2]燃料电池是一种新的发电系统，其将由燃料(氢或甲醇)和氧化剂(氧或空气)之间的电化学反应产生的化学能直接转换为电能。燃料电池依靠高能效和低污染排放，即环保特性作为下一代能源已经引起了相当的注意。

[3]基于所使用的电解质的种类，燃料电池可分类为磷酸燃料电池、碱性燃料电池、聚合物电解质燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固态氧化物燃料电池。在这些当中，质子交换膜燃料电池被分类为使用氢气作为燃料的质子交换膜燃料电池或直接甲醇燃料电池，在所述直接甲醇燃料电池中液相甲醇作为直接燃料被供应到阳极。

[4]由于100℃或更低的工作温度、使用固态电解质消除了泄漏问题、快速启动和响应特性以及优良的耐久性，所述聚合物电解质燃料电池所注目的是作为便携式供电单元、用于车辆的供电单元或的家用供电单元。特别地，直接甲醇燃料电池具有简单的燃料供应系统，并且直接甲醇燃料电池的整体构造相较于其它燃料电池并不复杂。此外，直接甲醇燃料电池的小型化是可能的。因此，关于直接甲醇燃料电池作为便携式燃料电池的研究正在进行。

[5]通常，燃料电池的单元电池(unit cell)被构造为这样的结构，其中阳极和阴极被应用于由聚合物材料制成的电解质膜的相对的侧面。甲醇溶液作为燃料被供应到阳极，而包括氧气的空气被供应到阴极。氢离子和电子作为甲醇的氧化反应的结果而从阳极产生。氢离子穿过聚合物电解质移动到阴极，并且还原反应发生在氢离子和氧气之间。由于所述还原反应而产生了纯水。通过上述反应，电子经由外部电路移动到阴极，从而由所述燃料电池产生电力。这时，大量的二氧化碳和未反应的甲醇溶液从阳极排出。在燃料电池的发电期间产生的水、二氧化碳和未反应的甲醇被排出并通过附加的水控制器系统再循环。

[6]图1为传统燃料电池的典型视图，其说明了供应到燃料电池和由燃料电池产生的材料的流动。

[7]参考图1，燃料电池系统100包括燃料电池110、水控制器系统120和热交换器130。当使用燃料电池110来产生电力时，从阴极111产生的水和二氧化碳被引入到水控制器系统120中，而未反应的甲醇溶液从阳极112被引入到水控制器系统120中。这时，水以水蒸气的形式冷凝并被收集在热交换器130中，然后被引入到水控制器系统120中。二氧化碳通过水控制器系统120的排出口140排出。未反应的甲醇溶液和水通过液泵150再循环到燃料电池110。然而，在水控制器系统120中收集的一些甲醇溶液蒸发，然后通过排出口140排出，排出口140设置用于消除二氧化碳气体。

[8]因此，有必要提供一种防止由于甲醇的排放所造成的环境污染和补充燃料损失的方法。例如，公开号为4-229958的日本未审查专利申请公开了一种构造为这样的结构的水控制器系统，其中未反应的甲醇和二氧化碳被引入到液体分离器的下部，并且被引入的甲醇被设置在所述液体分离器上部的冷却板凝结，由此凝结的甲醇被收集。然而，在该传统构造中，需要凝结甲醇的冷却板。此外，需要用于将所述冷却板维持在预定或更低温度的附加装置，还需要用于操作所述附加装置的电力。

[9]同样，在公开号为20044-186151的日本未审查专利申请中公开了一种构造为这样的结构的水控制器系统，其中在所述系统中安装了液体吸收构件，所述液体吸收构件具有限定在其中间的中空部分，气体排放管的一端定位在所述液体吸收构件处，并且所述气体排放管的另一端，具有安装在其中的液体分离膜，定位在所述中空部分处。然而，在该传统构造中，甲醇很可能会通过末端定位于所述液体吸收构件上的气体排放管排出。此外，所述液体分离膜的效率由于所述水控制器系统的连续使用而降低，因此，液体分离率被降低。

发明内容

[10]因此，本发明是用于解决上述问题和其它尚未解决的技术问题。

[11]特别地，本发明的一个目的是提供一种水控制器系统，所述系统能够重复利用由燃料电池排出的水和未反应的甲醇溶液、最小化被蒸发和排放的甲醇量和精确地控制所述水控制器的水位。

[12]本发明的另一个目的是提供包括所述水控制器系统的燃料电池系统。

[13]依照本发明的一个方面，能够通过提供一种水控制器系统实现上述和其它目的，所述水控制器系统构造为使得从直接甲醇燃料电池系统的阴极产生的水和从所述直接甲醇燃料电池系统的阳极产生的二氧化碳和未反应的甲醇溶液被引入到所述水控制器系统中，所述二氧化碳从所述水控制器系统排出，并且所述甲醇溶液被循环到相应的电极以使得重复使用所述甲醇溶液，其中水控制器系统包括：进水口，来自阴极的水通过所述进水口被引入到所述水控制器系统中，所述进水口安装在所述水控制器系统的上部；气体/溶液进口，从阳极产生的二氧化碳和未反应的甲醇溶液通过所述气体/溶液进口被引入到所述水控制器系统中，所述气体/溶液进口安装在所述进水口下方；安装在所述进水口上方的二氧化碳出口；以及至少一个甲醇收集单元，其构造为当通过所述气体/溶液进口被引入到所述水控制器系统的成分中的气相成分向上运动时，所述气相成分穿过通过所述进水口被引入到所述水控制器系统中的水，由此防止气相甲醇通过二氧化碳出口从所述水控制器系统排出，所述甲醇收集单元安装在限定在所述进水口和所述气体/溶液进口之间的空间内。

[14]因此，通过所述气体/溶液进口被引入到所述水控制器系统的二氧化碳和未反应的甲醇溶液的气相成分，特别是被蒸发的甲醇，向上运动，而被蒸发的甲醇穿过通过所述进水口被引入到所述水控制器系统中的水。结果，只有不溶于水的成分，即二氧化碳从所述水控制器系统排出，由此很大程度上防止了甲醇的排放。

[15]在优选实施例中，所述甲醇收集单元可以包括：上开口式水箱，其安装在所述水控制器系统的内壁的一侧；以及隔板，其从所述水控制器系统的内壁的另一侧延伸到所述水箱的内部，同时所述隔板密封了所述水控制器系统的内部空间，延伸到所述水箱的内部的隔板的一端浸入到填满所述水箱的水中。

[16]优选地，所述甲醇收集单元可以包括两个或多个以交替定位结构设置的甲醇收集单元。例如，所述甲醇收集单元可以被构造为正好从所述进水口下方延伸的第一隔板的末端延伸到第一水箱，所述第一水箱安装到面向A侧的B侧，其中所述进水口定位于A侧上，并且正好从所述第一水箱下方延伸的第二隔板的末端延伸到安装到A侧的第二水箱。

[17]优选地，所述隔板可以朝所述水箱倾斜以便水能够沿所述隔板的上表面流动并被收集到所述水箱中。

[18]根据情况，可以在所述隔板处安装一个或多个泡罩。每个泡罩是只有在气体以气泡的形状通过环绕每个泡罩而聚集的液相成分时允许从下方上升的气体连续地上升的结构。

[19]优选地，每个所述泡罩包括：中空构件，其向上延伸通过所述隔板；以及安装到所述中空构件的上部的罩构件。所述罩构件可以具有比所述中空构件的截面面积大的截面面积，以便在所述中空构件和罩构件之间限定一间隙，而且当所述罩构件安装到所述中空构件的上部时，所述中空构件和所述罩构件彼此没有接触。

[20]在优选实施例中，每个所述泡罩可以被构造为多个凹槽形成于所述中空构件的上端，和/或多个凹槽形成于所述罩构件的下端。

[21]在多个凹槽形成于所述中空构件的上端的情况下，优选地所述中空构件具有足够的高度，以便所述罩构件的上端接触于所述中空构件的上端除了所述凹槽之外的地方，并且所述罩构件的下端被浸入到所述中空构件的外部填充到预定水位的水中，而所述罩构件的下端没有和所述隔板的上表面接触。

[22]在多个凹槽形成于所述罩构件的下端的情况中，优选地所述罩构件具有比所述中空构件的高度大的高度，以便所述罩构件的上端不接触所述中空构件的上端，并且所述罩构件的下端延伸到所述隔板。

[23]在所述泡罩安装到所述隔板的情况中，例如，优选地所述隔板水平地设置，并且在所述隔板的一端形成了向上延伸部，以便水能在所述中空构件的外部填充到预定水位。

[24]所述中空构件和所述罩构件的水平截面形状可以被构造为圆形、矩形或椭圆形。同样，形成于所述中空构件和所述罩构件处的多个凹槽可以被构造为圆形、矩形或椭圆形形状。

[25]在优选实施例中，所述二氧化碳出口安装在所述水控制器系统的上端，并且所述水控制器系统进一步包括：漏斗形冷凝器，其安装到所述二氧化碳出口下方，用于凝结所述蒸发的水。这时，优选地所述出口没有和所述冷凝器的进口排列在一条直线上。

[26]优选地，所述冷凝器在其漏斗形倾斜表面的下端处，特别是其面向所述进水口的倾斜表面处设置有多个突起，所述突起增加了接触界面面积，由此通过所述进水口被引入到所述水控制器系统中的蒸汽和凝结的水中的蒸汽的冷凝率增加。所述突起可以成形为各种形状。例如，所述突起可以成形为微小针状、微小板状或微小不规则状。

[27]优选地，所述水控制器系统可以进一步包括：相位分离膜，其安装在所述冷凝器的进口处，其仅允许气相成分从其通过，由此只有诸如二氧化碳的气相成分选择性地通过所述相位分离膜被传送。

[28]存储在所述水控制器系统中的混合的水和甲醇溶液必须维持在预定水位，并且所述混合的水和甲醇溶液通过所述溶液出口被再循环到电极。基于安装在所述水控制器系统的下部中的水位传感器检测到的水位信号，来控制所述混合的水和甲醇溶液的预定水位。另一方面，由于当液相成分通过所述气体/溶液进口被引入到所述水控制器系统中时引起的所述混合的水和甲醇溶液的振荡，所以很难精确地测量所述混合的水和甲醇溶液的水位。因此，优选地所述水位传感器安装在密封单元中，所述密封单元被构造为这样的结构：其中除了形成于其上端和下端的开口外，所述密封单元基本都被密封，并且在所述水控制器系统运转期间，上端开口从所述混合溶液突出，而下端开口浸入所述混合溶液中。

[29]依照本发明的另一个方面，提供了包括上述水控制器系统的燃料电池系统。如图1所示的包括上述水控制器系统的所述燃料电池系统为人们熟知，因此，将不再说明所述燃料电池系统。

附图说明

[30]通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和其它优点将更清楚地被理解，其中：

[31]图1为说明传统燃料电池系统的典型视图；

[32]图2和图3为说明依照本发明的优选实施例的水控制器系统的典型视图和部分放大视图；

[33]图4为说明依照本发明的另一个优选实施例的水控制器系统的典型视图；

[34]图5至图7为说明安装在图4中所示的水控制器系统中的泡罩的各种变体的立体图；

[35]图8为说明依照本发明的又一优选实施例的水控制器系统的典型视图；以及

[36]图9至图11为说明安装在图8中所示的水控制器系统中的泡罩的各种变体的立体图。

具体实施方式

[37]现在将参考附图详细描述本发明的优选实施例。然而，应当注意，本发明的范围不局限于图示实施例。

[38]图2为说明依照本发明的优选实施例的水控制器系统的典型视图。

[39]参考图2，水控制器系统200为这样一种系统：其可将与从燃料电池(未示出)产生的二氧化碳和水一起被引入到水控制器系统中的未反应的甲醇溶液与水一起再循环到所述燃料电池。从燃料电池的阳极(未示出)产生的水通过进水口210被引入到水控制器系统200中，而从所述燃料电池的阴极(未示出)排出的二氧化碳和未反应的甲醇溶液通过气体/溶液进口220被引入到水控制器系统200中。

[40]进水口210形成于水控制器系统200的上部，因此，水流到水控制器系统200的下部。另一方面，气体/溶液进口220形成于水控制器系统200的中部，因此，被引入的二氧化碳向上运动，而所述未反应的甲醇溶液向下运动。所述未反应的甲醇溶液的温度高，因此，一些未反应的甲醇溶液被蒸发然后和二氧化碳一起向上运动。这些气相成分仅当所述成分穿过甲醇收集单元250时通过出口240排出到水控制器系统200外。

[41]甲醇收集单元250包括其中充满水的水箱251和朝水箱251倾斜的隔板252。隔板252构造为在水控制器系统200的侧向上密封水控制器系统200的内部。隔板252的一端延伸到水箱251以便隔板252的所述端浸入聚集在水箱251中的水中。因此，包括未反应的甲醇气体的气相成分仅在所述气相成分穿过甲醇收集单元250后移动到出口240。这时，大量未反应的甲醇被聚集在水箱251中的水吸收。

[42]甲醇收集单元250安装到对应于侧壁201的侧壁202上，穿过侧壁201安装了进水口210。另一个甲醇收集单元260安装到侧壁202上。因此，隔板262从侧壁202延伸到水箱261。

[43]隔板252和隔板262分别朝水箱251和水箱261倾斜，以便位于隔板252和隔板262上表面上的水能够流入水箱251和水箱261中。当聚集在水箱251和水箱261中的水超过预定量的水时，水溢出水箱251和水箱261，然后向下流动。

[44]在二氧化碳出口240下方安装有漏斗形冷凝器270，水在冷凝器270处冷凝然后滴落在隔板252上。冷凝器的进口271和出口240不在一条直线上，由此最大程度地防止了凝结的水的直接排放。在冷凝器的进口271处安装有相位分离膜272，其仅允许气相成分从其穿过。结果，只有诸如二氧化碳的气相成分选择性地通过所述气相分离膜被传送。

[45]同时，由于燃料电池运转期间发生的放热反应，从阴极产生的水的大部分为蒸汽。大量的蒸汽被热交换器(未示出)转变为水，并且当所述水通过进水口210被引入到所述水控制器系统中时，所述水包含蒸汽。因此，通过冷凝器270的蒸汽的冷凝降低了所述热交换器的驱动力，例如冷却风扇的驱动力，由此降低了所述水控制器系统的运转成本。如图3所示，为了增加冷凝效率，冷凝器270在其漏斗形倾斜表面的下端处，特别是其面向进水口210的倾斜表面273处设置有多个微小针状突起274，其可增加接触界面面积。针状突起274增加了通过进水口210被引入到所述水控制器系统的成分中的蒸汽的接触面积，从而增加冷凝效率。

[46]回头参考图2，水位传感器280安装在水控制器系统200的下部，用于测量所述水控制器系统中的混合的水和甲醇溶液的水位，以将所述混合的水和甲醇溶液维持在预定水位并且将所述混合的水和甲醇溶液在电极方向上移动通过溶液出口230。水位传感器280安装在密封单元281中，通过密封单元281，使得由于当液相成分通过气体/溶液进口220被引入到所述水控制器系统中时引起的所述混合的水和甲醇溶液的振荡所造成的测量误差最小化。密封单元281被构造为这样的结构，其中除了形成在密封单元281的上、下端的开口282和283外，密封单元281基本都被密封。上端开口282从混合溶液突出，而下端开口283被浸入所述混合溶液中。因此，流过上端开口282的气相成分和流过下端开口283的液相成分影响密封单元281中的混合溶液的实际水位。

[47]图4为说明依照本发明的另一个优选实施例的水控制器系统的典型视图。

[48]参考图4，水控制器系统300包括安装在隔板352上的泡罩390，其用于进一步减少排出的未反应甲醇的量和降低所述水控制器系统的内部压力。泡罩390包括向上延伸穿过隔板352的中空构件391和安装到中空构件391的上部的罩构件392。

[49]此外，隔板352被水平设置以便水能够在泡罩390外部被收集到预定水位。在所述隔板的一端形成有具有预定高度的向上延伸部353。

[50]图5至图7为说明安装在图4中所示的水控制器系统中的泡罩的各种变体的立体图。特别地，图5中显示了圆形泡罩，图6中显示了矩形泡罩，而图7中显示了椭圆形泡罩。

[51]参考这些图，泡罩390、390a、390b包括中空构件391、391a、391b和罩构件392、392a、392b。在中空构件391、391a、391b上端形成有多个凹槽393、393a、393b。覆盖中空构件391、391a、391b的上端的罩构件392、392a、392b具有大于中空构件391、391a、391b水平截面积的水平截面积，但是罩构件392、392a、392b的长度小于中空构件391、391a、391b的长度。因此，当罩构件392、392a、392b覆盖中空构件391、391a、391b的上端时，在罩构件392、392a、392b和中空构件391、391a、391b之间限定了一间隙。

[52]在上述接合构造中，除凹槽393、393a、393b之外，罩构件392、392a、392b的上端面和中空构件391、391a、391b的上端接触，而罩构件392、392a、392b的下端浸入水中，且罩构件392、392a、392b的下端没有接触隔板(未示出)。因此，未反应的甲醇沿着移动路径A穿过泡罩390。特别地，未反应的甲醇沿中空构件391、391a、391b的中间通道向上运动，并经由中空构件391、391a、391b的凹槽393、393a、393b以及由罩构件392、392a、392b的上端面限定在罩构件392、392a、392b与中空构件391、391a、391b之间的间隙排出。因此，当未反应的甲醇穿过泡罩390、390a、390b中的水时，大部分未反应的甲醇被吸收到水中，只有二氧化碳穿过泡罩390、390a、390b。

[53]图8为说明依照本发明的又一个优选实施例的水控制器系统的典型视图。

[54]参考图8，除了在泡罩490的罩构件492处形成了多个凹槽493，以及在泡罩490的中空构件处没有形成凹槽外，水控制器系统400与图4中所示的水控制器系统300的构造大体相同。下面将参考图9至图11描述泡罩490的构造。

[55]图9至图11为说明安装在图8中所示的水控制器系统400中的泡罩490的各种变体的立体图。

[56]参考这些图，泡罩490、490a、490b和图5至图7中所示的泡罩390、390a、390b的构造相同，其中泡罩490、490a、490b包括中空构件491、491a、491b和罩构件492、492a、492b。然而，多个凹槽493、493a、493b形成在罩构件492、492a、492b的下端而不是中空构件491、491a、491b上，并且罩构件492、492a、492b的水平截面积和长度大于中空构件491、491a、491b的水平截面积和长度。因此，当罩构件492、492a、492b覆盖中空构件491、491a、491b的上端时，在罩构件492、492a、492b和中空构件491、491a、491b之间限定了一间隙。

[57]在上述接合构造中，罩构件492、492a、492b的内表面和中空构件491、491a、491b隔开，并且形成在罩构件492、492a、492b的下端的凹槽493、493a、493b提供了限定在凹槽493、493a、493b和隔板(未示出)之间的通道。因此，未反应的甲醇气体沿中空构件491、491a、491b的中间通道向上运动，通过由于罩构件492、492a、492b限定在罩构件492、492a、492b和中空构件491、491a、491b之间的间隙向下运动，并经由形成在罩构件492、492a、492b的下端的凹槽493、493a、493b排出。结果，当所述未反应的甲醇穿过泡罩490、490a、490b中的水时，大部分未反应的甲醇被吸收到水中，而只有二氧化碳穿过泡罩490、490a、490b。

[58]尽管为了说明的目的公开了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员将了解，在不背离如所附的权利要求书中公开的本发明的范围和精神的条件下，可以进行各种修正、增加和取代。

工业应用

[59]从上面的描述可以明白，依照本发明的用于燃料电池的水控制器系统具有可以重复使用从燃料电池排出的水和未反应的甲醇溶液、最小化被蒸发和排放的甲醇量和准确控制水控制器的水位的效果。

Claims (12)

1、一种水控制器系统，其构造为使得从直接甲醇燃料电池系统的阴极产生的水和从直接甲醇燃料电池系统的阳极产生的二氧化碳和未反应的甲醇溶液被引入到所述水控制器系统中，所述二氧化碳从所述水控制器系统排出，并且所述甲醇溶液被循环到相应的电极以使得重复利用所述甲醇溶液，其中所述水控制器系统包括：

进水口，来自阴极的水通过所述进水口被引入到所述水控制器系统中，所述进水口安装在所述水控制器系统的上部；

气体/溶液进口，从阳极产生的二氧化碳和未反应的甲醇溶液通过所述气体/溶液进口被引入到所述水控制器系统中，所述气体/溶液进口安装在所述进水口下方；

二氧化碳出口，其安装在所述进水口上方；以及

至少一个甲醇收集单元，其被构造为当通过所述气体/溶液进口被引入到所述水控制器系统的成分中的气相成分向上运动时，所述气相成分穿过通过所述进水口被引入到所述水控制器系统中的水，由此防止气相甲醇通过所述二氧化碳出口从所述水控制器系统排出，所述甲醇收集单元安装在限定在所述进水口和所述气体/溶液进口之间的空间内，

其中，所述甲醇收集单元包括：上开口式水箱，其安装在所述水控制器系统的内壁的一侧；以及隔板，其从所述水控制器系统的内壁的另一侧延伸到所述水箱的内部，同时所述隔板密封了所述水控制器系统的内部空间，延伸到所述水箱的内部的隔板的一端浸入到填满所述水箱的水中。

2、根据权利要求1所述的水控制器系统，其中所述隔板朝所述水箱倾斜。

3、根据权利要求1所述的水控制器系统，其中所述至少一个甲醇收集单元包括两个或大于两个甲醇收集单元。

4、根据权利要求1所述的水控制器系统，进一步包括：

一个或多个安装在所述隔板处的泡罩。

5、根据权利要求4所述的水控制器系统，其中每个泡罩包括：

中空构件，其向上延伸通过所述隔板，所述中空构件具有多个形成在其上端的凹槽；以及

罩构件，其安装到所述中空构件的上部，并且其中在所述中空构件和所述罩构件之间限定一间隙，并且所述罩构件的下端被浸入到在所述中空构件的外部填充到预定水位的水中，而所述罩构件的下端没有和所述隔板接触。

6、根据权利要求4所述的水控制器系统，其中每个泡罩包括：

中空构件，其向上延伸通过所述隔板；以及

罩构件，其安装到所述中空构件的上部，所述罩构件具有多个形成在其下端的凹槽，并且其中所述罩构件具有比所述中空构件的高度大的高度，并且在所述中空构件和所述罩构件之间限定了一间隙。

7、根据权利要求5或6所述的水控制器系统，其中所述中空构件和所述罩构件被构造为水平截面形状为圆形、矩形或椭圆形。

8、根据权利要求1所述的水控制器系统，其中所述二氧化碳出口安装在所述水控制器系统的上端，并且所述水控制器系统进一步包括：安装在所述二氧化碳出口下方用于凝结被蒸发的水的漏斗形冷凝器。

9、根据权利要求8所述的水控制器系统，其中所述冷凝器在其漏斗形倾斜表面的下端处，其面向所述进水口的倾斜表面处设置有多个突起，所述突起增加了接触界面面积。

10、根据权利要求8所述的水控制器系统，进一步包括：安装在所述冷凝器的进口处的相位分离膜，其仅允许气相成分从其通过。

11、根据权利要求1所述的水控制器系统，进一步包括：

水位传感器，其用于测量所述水控制器系统中的混合的水和甲醇溶液的水位，

所述水位传感器安装在密封单元中，所述密封单元被构造为这样的结构：其中除了形成于所述密封单元上端和下端的开口外，所述密封单元基本都被密封，并且在所述水控制器系统运转期间，所述上端开口从所述混合溶液突出，而所述下端开口浸入所述混合溶液中。

12、一种燃料电池系统，其包括根据权利要求1所述的水控制器系统。

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