CN1725535A - 氢空气燃料电池mea微波热压方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氢空气燃料电池MEA微波热压方法及装置，其热压方法包括以下步骤：1)将多组MEA叠加置于一方框中；2)在最上层的MEA上设置压力装置；3)压力装置向多组MEA施加压力；4)用微波对多组MEA加热。本发明利用MEA中碳纤维、铂、Nafion树脂等介质能吸收微波而发热的特点，对多层叠加以后的MEA进行加压，在加到设定的压力后，用微波进行加热，使MEA热压而成为一个整体。这种方法一次可叠压10~50组MEA，具有加热均匀、速度快、加温时间短、用电少的优点。

Description

氢空气燃料电池MEA微波热压方法及装置
技术领域
本发明涉及一种氢空气燃料电池MEA微波热压方法及装置
背景技术
MEA即膜电极“三合一”组件是电池的关键部件，它是由氢电极、质子交换膜、氧电极叠加后热压而成。传统的方法是将已叠装好的MEA夹在两块不锈钢板中，送入电阻炉中热压而成。这种外热式加热法，设备成本低，但工效太低，质量难保证，不适于产业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种氢空气燃料电池MEA微波热压方法，以克服现有外热式加热法生产MEA时工效低、质量不稳定、不能产业化生产的缺点。
本发明的另一个目的是提供一种氢空气燃料电池MEA微波热压装置。
为实现上述的目的，本氢空气燃料电池MEA微波热压方法包括以下步骤：
1)将多组MEA叠加置于一方框中；
2)在最上层的MEA上设置压力装置。
3)压力装置向多组MEA施加压力；
4)用微波对多组MEA加热。
一种氢空气燃料电池MEA微波热压装置，包括固定架，所述固定架内设有方框，方框与固定架底板构成桶状结构，方框内设有多组叠加的MEA，最上层的MEA上设置微波天线板，微波天线板与微波产生器的输出端相连，微波天线板上设绝缘垫块，绝缘垫块上设有压力装置。
上述的氢空气燃料电池MEA微波热压装置中，所述压力装置为液压千斤顶。
上述的氢空气燃料电池MEA微波热压装置中，所述方框下方的固定架底板上开有一个小孔，小孔内设有红外测温仪。
上述的氢空气燃料电池MEA微波热压装置中，所述绝缘垫块为防微波泄漏块。
上述的氢空气燃料电池MEA微波热压装置中，所述微波天线板为不锈钢板。
本发明的有益效果：本发明利用MEA中碳纤维、铂、Nafion树脂等介质能吸收微波而发热的特点，对多层叠加以后的MEA进行加压，在加到设定的压力后，用微波进行加热，使MEA热压而成为一个整体。本发明利用热压方法生产MEA，一次可叠压10~50组MEA，具有加热均匀、速度快、加温时间短、用电少的优点，可进行产业化生产，提高生产效率。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2本发明中微波发生器的结构图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的氢空气燃料电池MEA微波热压装置包括固定架1，固定架1为龙门式钢制框架，其A、B两点的中心位置，应能承受10Mpa的压力。固定架1内设有方框5，方框5与固定架1底板构成桶状结构，方框5内设有多组叠加的MEA6，最上层的MEA上设置不锈钢的微波天线板4，微波天线板4与微波产生器的输出端相连，微波天线板4上设绝缘垫块3，绝缘垫块3的作用是防止微波泄漏，绝缘垫块3上设有液压千斤顶2，绝缘垫块3与液压千斤顶2之间设有压力传感器11，方框5下方的固定架底板上开有一个小孔，小孔内设有红外测温仪7。整个装置，除在正面设一工作门外，其余三面及上下方必须全部封闭，对微波进行电磁屏蔽，外壳应可靠的接地。
图1MEA6的叠装。装MEA的PTFE方框，其底部要开一个∮15mm的圆孔，作红外测温仪的观测孔，同样在最底层PTFE的0.5mm隔离片中心也要开一个∮15mm的圆孔，叠装的次序是最底层，厚0.5mmPTFE隔离片——MEA——0.3mm厚的PTFE隔离片——MEA——0.3mm厚的PTFE隔离片——MEA——……一直至设定好的MEA数后，在顶层也装一片0.5mm的PTFE隔离片。
图2为本发明中微波产生器的结构图，220V交流电经时间控制器8后接到调压器9，经整流输出后提供磁控管10的电源。采用可控硅精密调压，以改变供给磁控管的电压，进而改变其振荡频率和输出功率。时间控制器8的作用主要是控制磁控管的通电时间，进而控制MEA的加热时间。
MEA的热压过程如下：将MEA叠装于方框5中，其顺序为0.5mm厚PTFE隔片——MEA——0.3mm厚PTFE隔片——MEA——0.3mmPTFE隔片——MEA……，最上一层为0.5mmPTFE隔片。关好工作门，将液压千斤顶加压6~9Mpa，打开电源，设定时间控制器，用微波对MEA进行加热，加热温度控制在130~135℃，热压1分钟左右即可，其时间一般可根据MEA叠层多少进行调整。
本发明是用微波介质加热法，是以能吸收微波的介质，如碳、PT等加热，同时加压、热压而成，是一种内热法。它的特点是加热均匀，速度快，加温时间短，每次可同时加压10~50片MEA，适宜于产业化生产，而且耗电少、费用低。

Claims (9)

1、一种氢空气燃料电池MEA微波热压方法，包括以下步骤：
1)将多组MEA叠加置于一方框中；
2)在最上层的MEA上设置压力装置；
3)压力装置向多组MEA施加压力；
4)用微波对多组MEA加热。
2、根据权利要求1所述的氢空气燃料电池MEA微波热压方法，其特征在于：所述压力装置的压力为6~10Mpa。
3、根据权利要求1所述的氢空气燃料电池MEA微波热压方法，其特征在于：所述微波的加热温度为130~135℃。
4、根据权利要求1所述的氢空气燃料电池MEA微波热压方法，其特征在于：所述多组MEA是按以下方式叠加：0.5mm厚PTFE隔片——MEA——0.3mm厚PTFE隔片——MEA——0.3mmPTFE隔片——MEA……
最上一层为0.5mmPTFE隔片。
5、一种氢空气燃料电池MEA微波热压装置，包括固定架，其特征在于：固定架内设有方框，方框与固定架底板构成桶状结构，方框内设有多组叠加的MEA，最上层的MEA上设置微波天线板，微波天线板与微波产生器的输出端相连，微波天线板上设绝缘垫块，绝缘垫块上设有压力装置。
6、根据权利要求5所述的氢空气燃料电池MEA微波热压装置，其特征在于：所述压力装置为液压千斤顶。
7、根据权利要求5所述的氢空气燃料电池MEA微波热压装置，其特征在于：所述方框下方的固定架底板上开有一个小孔，小孔内设有红外测温仪。
8、根据权利要求5所述的氢空气燃料电池MEA微波热压装置，其特征在于：绝缘垫块为防微波泄漏块。
9、根据权利要求5所述的氢空气燃料电池MEA微波热压装置，其特征在于：所述微波天线板为不锈钢板。
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