CN112271309A - 一种质子交换膜燃料电池 - Google Patents

一种质子交换膜燃料电池 Download PDF

Info

Publication number
CN112271309A
CN112271309A CN202011149716.XA CN202011149716A CN112271309A CN 112271309 A CN112271309 A CN 112271309A CN 202011149716 A CN202011149716 A CN 202011149716A CN 112271309 A CN112271309 A CN 112271309A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
pipe
oxygen
exchange membrane
proton exchange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202011149716.XA
Other languages
English (en)
Inventor
史小辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202011149716.XA priority Critical patent/CN112271309A/zh
Publication of CN112271309A publication Critical patent/CN112271309A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • H01M8/0263—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant having meandering or serpentine paths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H01M8/04164—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal by condensers, gas-liquid separators or filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H01M8/04179—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal by purging or increasing flow or pressure of reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04253—Means for solving freezing problems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04268—Heating of fuel cells during the start-up of the fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Abstract

本发明涉及新能源技术领域，且公开了一种质子交换膜燃料电池，包括集流块，与集流块上下两端的两侧通过间接柱固定安装的质子交换膜，固定安装集流块和质子交换膜之间靠近集流块一侧的气体扩散层以及位于质子交换膜和气体扩散层之间的催化层，所述集流块的中部的一侧固定安装有阴极板，所述阴极板的一侧与气体扩散层紧密贴合。质子交换膜燃料电池，通过高温时，吸水板吸取存水箱内的存水，并通过气水分离室的加热，使这部分水形成水蒸气并通过氢气进气管处进气，将水蒸气带入阳极板一侧的气体扩散层中，将其润湿，使得阳极在高温情况下得到水分补充，继而降低高温时阳极的电阻率，提高电池寿命。

Description

一种质子交换膜燃料电池
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体为一种质子交换膜燃料电池。
背景技术
随着存储量有限的化石燃料等传统能源的不断消耗与全球气候逐渐变暖，对于当今社会来说，节约能源与保护环境已成为了人类社会可持续发展战略的核心问题，所以人们对于新能源电池的开发越来越频繁，燃料电池因直接将化学能转化为电能，能量转化效率非常高，而在众多燃料电池中，质子交换膜燃料电池具有能量密度高以及零排放等特点，从而成为了国家原研究的重点，同时此技术广泛用于固定式发电、车载电源中。质子交换膜燃料电池的单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所。
首先，在正常温度下使用质子交换膜燃料电池时，由于在阴极发生氧化剂的还原反应，使得阴极产生大量的水，此时若水不及时排出而不断积累，使得电池内部水量过高，造成水分反渗透，继而产生水淹故障，气体扩散层和流道的水淹使得气体反应物到达反应位点的传输受阻，催化剂的活性面积因水的覆盖而降低；同时当低温冷启动时，由于反应产生部分水分，这些水分由于来不及排出，造成在扩散膜上凝结，造成扩散通道堵塞，使得电池无法正常工作，继而导致冷启动失败。
其次当电池使用时间过长时，由于电池本身随着反应的进行温度不断上升，阴极由于反应产生水分，不会出现膜干情况，而阳极处于高温环境中而没有水分补充，此时将会造成膜干，膜干故障会引起电阻率上升，使得质子交换膜在运行过程中产热增加，进一步导致能量转化效率降低及更为严重的膜干故障，甚至膜撕裂，严重影响输出性能和剩余寿命。
发明内容
本发明提供了一种质子交换膜燃料电池，具备高温自湿润，冷启动优良的优点，解决了以上背景技术中提到的问题。
本发明提供如下技术方案：一种质子交换膜燃料电池，包括集流块，与集流块上下两端的两侧通过间接柱固定安装的质子交换膜，固定安装集流块和质子交换膜之间靠近集流块一侧的气体扩散层以及位于质子交换膜和气体扩散层之间的催化层，所述集流块的中部的一侧固定安装有阴极板，所述阴极板的一侧与气体扩散层紧密贴合，所述集流块的中部的另一侧固定安装有与集流块另一侧的气体扩散层紧密贴合的阳极板，所述集流块的内部通过阴极板和阳极板形成内腔，所述阴极板靠近气体扩散层的一侧开设有氧气流道，所述集流块的顶部固定安装有通入内腔中的氧气进气管，所述氧气进气管与氧气流道顶部的开始位置相连通，所述阴极板的下端位于氧气流道内部开设有半圆出水口，所述阴极板靠近内腔的一侧固定连接有水流导出管，所述水流导出管与半圆出水口相对应，所述水流导出管的另一端固定安装有气水分离室，所述集流块下端的内部开设有位于气水分离室下方的存水箱，所述气水分离室与存水箱通过管道连通，所述管道内部活动套接有出水阀，所述出水阀的内部固定安装有磁极一，所述气水分离室的上表面固定安装有氧气出气管，所述氧气出气管与气水分离室的内部连通，所述氧气出气管靠近阴极板的一侧固定连接有侧通管，所述侧通管的内部活动套接有侧通阀，所述侧通管的另一端固定安装有吹扫室，所述吹扫室为空腔，所述阴极板的内部均匀开设有位于氧气流道之间的吹扫管, 所述吹扫管的内部靠近气体扩散层的一端通过轴承活动套接有排水扇，所述吹扫管与吹扫室空腔连通，所述氧气出气管内部活动安装有位于侧通管上方的出气阀，所述出气阀的内部固定安装有磁极二，所述氧气出气管的另一端固定安装在集流块的顶端且与外界连通，所述氧气出气管的另一端位于氧气进气管远离气体扩散层的一侧。
优选的，所述氧气出气管的中部固定安装有位于出气阀与侧通管之间的冷却室，所述阳极板靠近内腔的一侧固定安装有冷却水箱，所述冷却室位于冷却水箱的内部，所述冷却水箱与冷却室之间盛放有冷却液，所述气水分离室远离水流导出管的一侧嵌入阳极板，所述阳极板远离内腔的一侧固定安装有吸水板，所述吸水板的底端伸入存水箱内部，所述集流块上下两端的内部位于阳极板远离内腔的一侧分别开设有氢气出气管和氢气进气管.
优选的，所述集流块呈月牙形，所述多个集流块与两侧的气体扩散层，催化层，质子交换膜首尾相连形成环形。
优选的，所述氧气流道与气体扩散层形成弓字形空腔，所述吹扫管靠近气体扩散层的一端与气体扩散层表面紧密贴合，所述吹扫室和吹扫管形成的空间与氧气流道形成的腔室没有交集。
优选的，所述磁极一和磁极二磁极相同，所述出气阀打开时，气体向上快速流动将侧通阀向氧气出气管一侧吸附，此时侧通管关闭。
优选的，所述水流导出管为半圆形斜管，所述半圆出水口的底端与氧气流道的底面平齐。
优选的，所述吸水板吸水性能好，且高温易蒸发，所述氢气进气管紧靠吸水板设置。
本发明具备以下有益效果：
1、该质子交换膜燃料电池，通过氧气流道弓字形设置，同时气体从开始通入不断向下通过，推动水向下流动最后排出氧气流道，避免了水在电池内部的积累，使得气体扩散层与流道一致保持畅通，使得电池的发电效率保持不变；同时通过电池内结冰后，气体直接进入吹扫室中，并通过吹扫管对气体扩散层内部进行吹扫，使得在冷启动时存在能够工作的部分，并通过这部分的发电发热，使得电池整体升温，造成更多的可扩散气体通道，解决扩散通道堵塞问题。
2、该质子交换膜燃料电池，通过高温时，吸水板吸取存水箱内的存水，并通过气水分离室的加热，使这部分水形成水蒸气并通过氢气进气管处进气，将水蒸气带入阳极板一侧的气体扩散层中，将其润湿，使得阳极在高温情况下得到水分补充，继而降低高温时阳极的电阻率，提高电池寿命。
附图说明
图1为本发明俯视结构示意图；
图2为本发明内部剖视图；
图3为本发明阴极板结构示意图；
图4为本发明阳极板结构示意图；
图5为本发明图2中A处放大图；
图6为本发明冷却水箱与氧气出气管结构示意图；
图7为本发明水流导出管结构示意图。
图中：1、集流块；2、气体扩散层；3、催化层；4、质子交换膜；5、连接柱；6、阴极板；7、阳极板；8、氧气进气管；9、水流导出管；10、吹扫腔； 11、气水分离室；12、氧气出气管；13、冷却水箱；14、出气阀；15、氢气进气管；16、氢气出气管；17、存水箱；18、出水阀；19、磁极一；20、磁极二；21、侧通管；22、侧通阀；23、冷却室；24、氧气流道；25、吹扫管；26、半圆出水口；27、排水扇；28、吸水板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，一种质子交换膜燃料电池，包括集流块1，与集流块1上下两端的两侧通过间接柱5固定安装的质子交换膜4，固定安装集流块1和质子交换膜4之间靠近集流块1一侧的气体扩散层2以及位于质子交换膜4和气体扩散层2之间的催化层3，集流块1的中部的一侧固定安装有阴极板6，阴极板6 的一侧与气体扩散层2紧密贴合，集流块1的中部的另一侧固定安装有与集流块1另一侧的气体扩散层2紧密贴合的阳极板7，集流块1的内部通过阴极板6 和阳极板7形成内腔，本块集流块1的阴极板6与前一块集流块1的阳极板7 进行质子交换发电，本块集流块1的阳极板7与后一块集流块1的阴极板6进行质子交换发电，阴极板6靠近气体扩散层2的一侧开设有氧气流道24，集流块1的顶部固定安装有通入内腔中的氧气进气管8，氧气进气管8与氧气流道 24顶部的开始位置相连通，氧气从氧气通道进气管8进入氧气流道24中，且氧气通道进气管8设在阴极板6的氧气流道24顶端起始位置，使得氧气流道24 中所有的水都能在氧气的推动下排出，阴极板6的下端位于氧气流道24内部开设有半圆出水口26，阴极板6靠近内腔的一侧固定连接有水流导出管9，水流导出管9与半圆出水口26相对应，水流导出管9的另一端固定安装有气水分离室11，水流导出管9的进口端的水平位置比水流导出管9的出口端水平位置低，便于水流入气水分离室11中，集流块1下端的内部开设有位于气水分离室11 下方的存水箱17，气水分离室11与存水箱17通过管道连通，管道内部活动套接有出水阀18，只有在水流导出管9流出水，受到重力的情况下，才能使出水阀18打开，出水阀18的内部固定安装有磁极一19，气水分离室11的上表面固定安装有氧气出气管12，氧气出气管12与气水分离室11的内部连通，氧气出气管12靠近阴极板6的一侧固定连接有侧通管21，侧通管21的内部活动套接有侧通阀22，侧通管21的另一端固定安装有吹扫室10，吹扫室10为空腔，阴极板6的内部均匀开设有位于氧气流道24之间的吹扫管25,吹扫管25的内部靠近气体扩散层2的一端通过轴承活动套接有排水扇27，当气流通过排水扇27，此时排水扇27转动，使得气流流速增加，提到了气流的吹扫效果，同时排水扇 27的扇叶与气体扩散层2贴合，在转动时能将表面产生的水排除，防止此处气体扩散层2表面的水凝结，吹扫管25与吹扫室10空腔连通，氧气出气管12内部活动安装有位于侧通管21上方的出气阀14，出气阀14的内部固定安装有磁极二20，氧气出气管12的另一端固定安装在集流块1的顶端且与外界连通，氧气出气管12的另一端位于氧气进气管8远离气体扩散层2的一侧。
其中，氧气出气管12的中部固定安装有位于出气阀14与侧通管21之间的冷却室23，阳极板7靠近内腔的一侧固定安装有冷却水箱13，冷却室23位于冷却水箱13的内部，冷却水箱13与冷却室23之间盛放有冷却液，冷却室23 为导热性好的材料制成，当含水蒸气的高温混合气体流过时，在此处水蒸气遇冷变成液态水流下，此时只有气体流出，冷却室23的直径设置比氧气出气管12 大，使得在此处气体流动速度变缓，便于水蒸气的液化处理，气水分离室11远离水流导出管9的一侧嵌入阳极板7，阳极板7远离内腔的一侧固定安装有吸水板28，吸水板28的底端伸入存水箱17内部，吸水板7的高度与气水分离室11 的高度一致，使得吸水板7上的水的蒸发效率高，集流块1上下两端的内部位于阳极板7远离内腔的一侧分别开设有氢气出气管16和氢气进气管15.
其中，集流块1呈月牙形，多个集流块1与两侧的气体扩散层2，催化层3，质子交换膜4首尾相连形成环形，通过环状连接，使得每块集流块1的阳极板7 都能进行系统自湿润。
其中，氧气流道24与气体扩散层2形成弓字形空腔，吹扫管25靠近气体扩散层2的一端与气体扩散层2表面紧密贴合，在常温状态下，使得反应产生的水能堆积在氧气流道24，便于阴极板6上水的清理，吹扫室10和吹扫管25 形成的空间与氧气流道24形成的腔室没有交集，防止在冷启动时，氧气流道24 形成的冰蔓延到吹扫管25对应的气体扩散层2处。
其中，磁极一19和磁极二20磁极相同，出气阀14打开时，气体向上快速流动将侧通阀22向氧气出气管12一侧吸附，此时侧通管21关闭，通过磁极一 19和磁极二20磁极相同，使得在出水阀18向下移动过程中，出气阀14受到斥力变小，使得其向下移动，从而使出气阀14打开。
其中，水流导出管9为半圆形斜管，半圆出水口26的底端与氧气流道24 的底面平齐，便于氧气流道24中水的清除。
其中，吸水板28吸水性能好，且高温易蒸发，氢气进气管15紧靠吸水板 28设置，通过氢气进气管15紧靠吸水板28设置，使得在吸水板28产生水蒸气后，进入的氢气能够方便将水蒸气一同带入气体扩散层2内。
本案例工作原理如下：
当质子交换膜燃料电池在常温下工作时，此时氧气从氧气进气管8处通入氧气流道24中，氢气从氢气进气管15通入，氧气在氧气流道24中流动的同时不断向气体扩散层2的内部扩散，由于电池不断进行，在氧气流道24的相应位置产生大量的水，这些水先积累在氧气流道24中，由于氧气不断通入，这些水受到气体的推动下不断前进，最终流动到氧气流道24最底层，从水流导出管9 流出到气水分离室11内，由于水较重无法随着气体向上移动，此时由于出水阀 18顶部水越来越多，出水阀18受到压力不断增加，使得出水阀18向下移动后水从出水阀18处流入存水箱17内，而出水阀18向下移动后，使得磁极二20 受到存水箱17的斥力变小，使得出气阀14向下移动，此时气体从出气阀14流出。
当质子交换膜燃料电池在低温情况下工作时，通入氧气和氢气后，由于一开始反应产生水分，由于在低温环境中，使得水马上凝结并凝结在与氧气流道 24对应的气体扩散层2表面，此时由于气体流出时无法带出水，此时气体无法从出气阀14处流出，转而从侧通管21流入吹扫室10中并从吹扫管25流过，通过排水扇27使得排水扇27转动，将气体扩散层2上与吹扫管25对应的表面发生反应后产生的水及时除掉，并对气体扩散层2内部进行吹扫，形成可持续反应的通道，利用此通道，电池不断工作并将整个电池工作温度提高，最终完成冷启动。
当质子交换膜燃料电池在高温条件下工作时，由于高温，使得阴极的水通过蒸汽的形式随气体通出，当混合气体从冷却水箱13处通过时，由于遇冷使得水蒸气化作水向下流，最终流入存水箱17中，此时气体通过出气阀14流出，而由于气水分离室11容积大，使得气水分离室11中始终存在大量的高温气体，同时吸水板28从存水箱17中吸入水分，由于吸水板28与气水分离室11距离极近，使得吸水板28上的水分蒸发，并随着氢气进气管15通入的气体一同向上移动，最终随气体扩散到气体扩散层2中，对气体扩散层2进行湿润。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种质子交换膜燃料电池，包括集流块(1)，与集流块(1)上下两端的两侧通过间接柱(5)固定安装的质子交换膜(4)，集流块(1)和质子交换膜(4)之间靠近集流块(1)一侧的气体扩散层(2)以及位于质子交换膜(4)和气体扩散层(2)之间的催化层(3)，其特征在于：所述集流块(1)中部的一侧固定安装有阴极板(6)，所述阴极板(6)的一侧与气体扩散层(2)紧密贴合，所述集流块(1)中部的另一侧固定安装有与集流块(1)另一侧气体扩散层(2)紧密贴合的阳极板(7)，所述集流块(1)的内部通过阴极板(6)和阳极板(7)形成内腔，所述阴极板(6)靠近气体扩散层(2)的一侧开设有氧气流道(24)，所述集流块(1)的顶部固定安装有通入内腔中的氧气进气管(8)，所述氧气进气管(8)与氧气流道(24)顶部的开始位置相连通，所述阴极板(6)的下端位于氧气流道(24)内部开设有半圆出水口(26)，所述阴极板(6)靠近内腔的一侧固定连接有水流导出管(9)，所述水流导出管(9)与半圆出水口(26)相对应，所述水流导出管(9)的另一端固定安装有气水分离室(11)，所述集流块(1)下端的内部开设有位于气水分离室(11)下方的存水箱(17)，所述气水分离室(11)与存水箱(17)通过管道连通，所述管道内部活动套接有出水阀(18)，所述出水阀(18)的内部固定安装有磁极一(19)，所述气水分离室(11)的上表面固定安装有氧气出气管(12)，所述氧气出气管(12)与气水分离室(11)的内部连通，所述氧气出气管(12)靠近阴极板(6)的一侧固定连接有侧通管(21)，所述侧通管(21)的内部活动套接有侧通阀(22)，所述侧通管(21)的另一端固定安装有吹扫室(10)，所述吹扫室(10)为空腔，所述阴极板(6)的内部均匀开设有位于氧气流道(24)之间的吹扫管(25),所述吹扫管(25)的内部靠近气体扩散层(2)的一端通过轴承活动套接有排水扇(27)，所述吹扫管(25)与吹扫室(10)空腔连通，所述氧气出气管(12)内部活动安装有位于侧通管(21)上方的出气阀(14)，所述出气阀(14)的内部固定安装有磁极二(20)，所述氧气出气管(12)的另一端固定安装在集流块(1)的顶端且与外界连通，所述氧气出气管(12)的另一端位于氧气进气管(8)远离气体扩散层(2)的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述氧气出气管(12)的中部固定安装有位于出气阀(14)与侧通管(21)之间的冷却室(23)，所述阳极板(7)靠近内腔的一侧固定安装有冷却水箱(13)，所述冷却室(23)位于冷却水箱(13)的内部，所述冷却水箱(13)与冷却室(23)之间盛放有冷却液，所述气水分离室(11)远离水流导出管(9)的一侧嵌入阳极板(7)，所述阳极板(7)远离内腔的一侧固定安装有吸水板(28)，所述吸水板(28)的底端伸入存水箱(17)内部，所述集流块(1)上下两端的内部位于阳极板(7)远离内腔的一侧分别开设有氢气出气管(16)和氢气进气管(15)。
3.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述集流块(1)呈月牙形，多个所述集流块(1)与两侧的气体扩散层(2)，催化层(3)，质子交换膜(4)首尾相连形成环形。
4.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述氧气流道(24)与气体扩散层(2)形成弓字形空腔，所述吹扫管(25)靠近气体扩散层(2)的一端与气体扩散层(2)表面紧密贴合，所述吹扫室(10)和吹扫管(25)形成的空间与氧气流道(24)形成的腔室没有交集。
5.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述磁极一(19)和磁极二(20)磁极相同，所述出气阀(14)打开时，气体向上快速流动将侧通阀(22)向氧气出气管(12)一侧吸附，此时侧通管(21)关闭。
6.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述水流导出管(9)为半圆形斜管，所述半圆出水口(26)的底端与氧气流道(24)的底面平齐。
7.根据权利要求2所述的一种质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述吸水板(28)吸水性能好，且高温易蒸发，所述氢气进气管(15)紧靠吸水板(28)设置。
CN202011149716.XA 2020-10-23 2020-10-23 一种质子交换膜燃料电池 Withdrawn CN112271309A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011149716.XA CN112271309A (zh) 2020-10-23 2020-10-23 一种质子交换膜燃料电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011149716.XA CN112271309A (zh) 2020-10-23 2020-10-23 一种质子交换膜燃料电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112271309A true CN112271309A (zh) 2021-01-26

Family

ID=74342885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011149716.XA Withdrawn CN112271309A (zh) 2020-10-23 2020-10-23 一种质子交换膜燃料电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112271309A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113506888A (zh) * 2021-09-07 2021-10-15 爱德曼氢能源装备有限公司 一种燃料电池极板结构及电堆

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113506888A (zh) * 2021-09-07 2021-10-15 爱德曼氢能源装备有限公司 一种燃料电池极板结构及电堆
CN113506888B (zh) * 2021-09-07 2021-11-30 爱德曼氢能源装备有限公司 一种燃料电池极板结构及电堆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101577342B (zh) 一种带单体电池增湿区的燃料电池
KR101398779B1 (ko) 내한성이 향상된 연료전지용 가습기
CN203674322U (zh) 一种中高温燃料电池集成运行系统
CN103069222B (zh) 燃料电池加湿器
CN101826626A (zh) 用于燃料电池系统的阳极水分离器
CN100416902C (zh) 质子交换膜燃料电池交指-平行组合流场
US8431278B2 (en) Passive water drain
CN109037731B (zh) 一种用于大功率燃料电池传热均温的液冷式模块
CN208753435U (zh) 一种用于燃料电池的双极板
CN100565998C (zh) 一种高温质子交换膜燃料电池组的冷却方法及其系统
CN102810688B (zh) 一种可低温启动高温运行的燃料电池堆
CN112271309A (zh) 一种质子交换膜燃料电池
CN109361003A (zh) 一种燃料电池用控湿分水器
CN101212057A (zh) 一种适用于高温操作的质子交换膜燃料电池结构
CN114284536B (zh) 一种基于固态储氢与燃料电池的便携电源
CN207512831U (zh) 适用于高温低湿环境的光伏电解质膜一体化空气制水装置
Xie et al. Modeling of passive vapor feed alkaline membrane direct methanol fuel cell
CN215184096U (zh) 一种用于燃料电池发动机的氢气水汽分离装置
CN207800765U (zh) 一种自储氢质子交换膜燃料电池单元以及电池组件
CN101071878A (zh) 燃料电池的外部气体加湿装置
KR100802749B1 (ko) 차량용 연료전지 시스템
CN207925584U (zh) 尾气排水回收利用系统及包括该系统的燃料电池汽车
US11664515B1 (en) Methanol solid oxide fuel cell and power generation system comprising the same
TW200820482A (en) Fuel cell systems
CN107842062A (zh) 适用于高温低湿环境的光伏电解质膜一体化空气制水装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210126

WW01 Invention patent application withdrawn after publication