CN1989646A - 冷却剂组合物、冷却系统和冷却剂组合物的制备方法 - Google Patents

Abstract

当特征在于离子交换树脂均匀分散在水基冷却剂中的冷却剂组合物从高压安全性的角度用作燃料电池组的冷却剂时，除去在初始阶段以及随着时间从冷却系统的部件中流出的物质，以便稳定保持冷却剂的绝缘性能。

Description

冷却剂组合物、冷却系统和冷却剂组合物的制备方法

技术领域

本发明涉及冷却剂组合物、冷却系统以及冷却剂组合物的制备方法。更具体地，本发明涉及用于燃料电池，特别是用于车载燃料电池的表现出稳定绝缘性质的冷却剂组合物。

背景技术

一般而言，燃料电池组具有多个电池的层叠结构，其中在各个子叠层之间插入冷却叠层(电池)用的冷却板，而各个子叠层由几个电池层组成。在冷却板内形成冷却剂管道，通过冷却剂流经该冷却剂管道来冷却电池组。这样，由于上述燃料电池用的冷却剂在产生电力的电池组与热交换器之间循环，所以需要高绝缘性能以防止漏电到电池组外，以及由冷却剂的电阻造成电效率降低(减少能量损失)。

为了满足确保绝缘性能、冷却效率等等的上述要求，在常规技术中用纯水作为冷却剂。除了上述要求以外，为了保持长久的冷却板产品寿命，燃料电池组冷却剂需要防锈性能。该要求一般按如下解决：将防锈性能高的不锈钢材料用于冷却板或者向冷却剂中加入铁离子，如日本专利申请(公开)No.2-21572A(1990)中公开的那样。

然而，尽管上述常规方法对于所谓的固定、静止式的中型或大型燃料电池或持续运行的燃料电池是有效的，但是它们对于非静止式的小型燃料电池或间歇运行的燃料电池(如车辆装载的燃料电池)并不一定有效。

例如，由于间歇运行的非静止式燃料电池中的冷却剂温度在电池不运行时降至环境温度，在环境温度为冰点或更低的条件下冷却剂要求具有防冻性能。这是因为，如果冷却剂冻结，可能会损坏包括冷却板的冷却回路。进而，当冷却回路损坏时，燃料电池可能无法充分运行。

在此情形下，考虑到防冻性能，使用用于冷却内燃机的冷却剂作为不冻冷却剂是一种选择。然而，由于上述用于冷却内燃机的冷却剂主要用于不产生电的领域中，并不期望低的电导性，因此该冷却剂具有极高的电导率。同时，由于电流经燃料电池组的冷却管，当冷却剂具有高的电导率时，燃料电池中产生的电流入冷却剂中，由此损失电能。为此，上述冷却剂不适合作为冷却燃料电池组用的冷却剂。

此外，在车辆等装载的非静止式燃料电池的情况下，减轻包括冷却回路在内的燃料电池系统的重量是有待解决的重要问题。因此，从重量减轻的角度，期望将热导率高的轻金属(如铝材)用于冷却板、热交换器等等。一般而言，上述轻金属的防锈性能没有不锈钢材料的那么高，因此要求冷却剂本身具有防锈性能。

鉴于这一点，本发明人发明出在日本专利申请(公开)No.2001-164244A中公布的冷却剂，其包含由水和二醇的混合溶液所组成的基剂、维持冷却剂的低电导性并将冷却剂的氢离子指数保持在大约中性的防锈添加剂。上述防锈添加剂的例子包括弱碱性添加剂、弱酸性添加剂和非离子物质。糖类(如槲皮素)以及非离子表面活性剂(如烷基糖苷)作为非离子物质得到公开。

此外，为了即使对燃料电池所要求的电力增加或降低时，仍能通过控制主冷却剂的电导性来尽可能地降低浪费的能量消耗，日本专利申请(公开)No.2002-100383 A公开了通过使部分主冷却剂从热交换器中排出，流入离子交换器中而除去主冷却剂中的离子。

日本专利申请(公开)No.2001-164244 A中公开的冷却剂是具有低电导性、防锈性能、高传热性能和防冻性能的燃料电池组冷却剂。然而，由于大多数添加剂是离子型，冷却剂在其绝缘性能上存在问题。此外，日本专利申请(公开)No.2002-100383 A中公开的冷却系统对于非静止式小型燃料电池(如车载燃料电池)并不一定有效。

在现有的燃料电池车辆中，从传热特性的角度，采用水基冷却剂，并且在车中装有离子交换树脂等从而应对绝缘性能，由此除去基于从部件中流出或者冷却剂分解的离子产物。离子交换树脂装在容量为100-500cc的容器中，并且由于压力损失大而对冷却水通路设置了旁路。通过使一定量(少量)的冷却剂流经该部分来除去离子产物。此外，为了抑制电导率因初始阶段中从部件流出的物质而升高，在装配部件之前用纯水清洗冷却系统的部件的内部，并且还在组装车辆之后使冷却剂循环一定时间以除去离子产物。

发明内容

在如同常规技术中那样设置离子交换树脂的系统中，由于将离子交换树脂设置在冷却水系统的旁路中，无法抑制因初始阶段中从部件流出的离子产物所造成的电导率上升。因而，诸如清洗冷却系统各个部件的内部的措施是必不可少的。此外，用于安置离子交换树脂的部件(管、容器等等)或空间以及流速控制是必要的。

本发明解决了上述问题。本发明的目的在于，通过从高压安全性的角度将本发明用作燃料电池组冷却剂，以及除去在初始阶段和随时间从冷却系统部件中流出的物质，稳定保持冷却剂的绝缘性能。

在本发明中，通过使冷却剂组合物本身具有适时除去离子流出物质的功能来解决上述问题。

即，在第一方面，本发明在于冷却剂组合物自身的发明，其特征在于离子交换树脂均匀分散于水基冷却剂中。优选所述冷却剂的密度和所述离子交换树脂的密度近乎相同，并且使离子交换树脂细微化以提高其分散性。为了使冷却剂的密度与离子交换树脂的密度近乎相同，可以将一种或多种调节密度用的碳化物，如金属粉末、金属氧化物粉末、无机氧化物粉末和碳化硅与冷却剂混合。

优选(1)离子交换树脂具有80℃以上的耐热性，(2)其平均粒径是300μm以下和(3)其分散量是30vol％以下。此外，在适时除去所有离子流出物质方面，将阴离子交换树脂和阳离子交换树脂都用作所述离子交换树脂是有效的。

为了提高防冻性能可以向水基冷却剂中加入二醇和/或醇。此外，可以向水基冷却剂中加入非离子表面活性剂，以提高离子交换树脂的分散性。

上述冷却剂适用于燃料电池。特别地，它适用于车载燃料电池。

在第二方面，本发明在于包括其中具有上述冷却剂组合物和(需要的话)惰性气体的冷却回路的燃料电池冷却系统。在该冷却系统中，车辆可以装有上述离子交换树脂预先分散于其中的冷却剂，并且能够通过分散于冷却剂中的离子交换树脂适时除去在初始阶段从冷却系统的部件中流出的离子。此外，在该冷却系统中可以得到高的绝缘性能。另外，可以防止冷却回路中的冷却剂组合物的品质长时间后劣化。通过进行其中注入惰性气体如氮气(N₂)的脱氧处理，冷却剂组合物中溶解的氧减少，由此抑制对铝材的腐蚀以及长时间保持绝缘性能。因而，通过用氮气等对冷却剂组合物进行脱氧处理，可以防止用作形成冷却剂回路用材料的铝材腐蚀。

在第三方面，本发明在于燃料电池冷却系统，其包括具有上述冷却剂组合物和(需要的话)惰性气体的冷却回路，以及作为上述冷却回路的旁路的离子交换树脂容器。这意味着本发明的冷却剂组合物用于包括上述离子交换树脂容器作为冷却回路的旁路的常规燃料电池冷却系统中。本发明中提及的离子交换树脂容器是具有冷却剂的入口和出口，呈圆柱形等的容器。该容器内部装有小球状的离子交换树脂。可替换地，例如在容器内部设置离子交换树脂膜。

由于将离子交换树脂容器设置为冷却回路的旁路，所以(1)车辆装有上述离子交换树脂预先分散于其中的冷却剂，(2)通过分散于冷却剂中的离子交换树脂适时除去在初始阶段中从冷却系统的部件中流出的离子，(3)通过在冷却系统的旁路中车载离子交换树脂的过滤效应，收集分散在液体中的离子交换树脂，和(4)通过车载离子交换树脂除去随时间逐渐产生或流出的分解物质或者流出物质。

在第四方面，本发明在于上述冷却剂组合物制备方法的发明，其特征在于调节水基冷却剂以使得离子交换树脂分散在上述冷却剂中。可以通过使冷却剂的密度与离子交换树脂的密度近乎相同，以提高离子交换树脂的分散性。具体地，这可以通过将一种或多种调节密度用的碳化物，如金属粉末、金属氧化物粉末、无机氧化物粉末和碳化硅与冷却剂混合，或者通过选择密度与所述冷却剂的密度近乎相同的离子交换树脂来实现。

在第五方面，本发明在于冷却剂组合物存储方法的发明，其特征在于容许离子交换树脂共存于水基冷却剂中。本发明是一种保存方法，通过该方法，因乙二醇等的分解所造成的电导率升高通过预先使冷却剂组合物与离子交换树脂共存而得到抑制。

在本发明中，就处理方式而言，优选使离子交换树脂以所述离子交换树脂包含在网状或织物包装内的状态共存于水基分散剂中，而不是将它分散在基剂中。

优选地，本发明所适用的水基冷却剂包含相对于水0-70wt％二醇和0-60wt％醇。

在第六方面，本发明在于相对于燃料电池本体收集、交换和再生离子交换树脂分散于水基冷却剂中的上述冷却剂组合物的装置的发明。该收集、交换和再生冷却剂组合物的装置包括使收集的冷却剂分离成基剂和离子交换树脂的过滤器，存储分离出的基剂的供应槽，收集经分离的离子交换树脂并基于比重差将其分成阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的纯水槽，用于化学再生所述分离出的阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的处理浴，将再生后的离子交换树脂注入所述供应槽中并在其中搅拌的装置，和用于将再生后的冷却剂组合物装入所述燃料电池本体的泵。

本文所用的燃料电池本体构成燃料电池车辆的一部分，并且优选本发明的收集、交换和再生冷却剂组合物的装置安装在燃料电池的燃料供应站。

通过将离子交换树脂均匀分散于水基冷却剂中，使得冷却剂组合物自身具有适时除去离子流出物质的功能。因而，当本发明的冷却剂组合物用于燃料电池组时，在初始阶段和随着时间从冷却系统的部件中流出的物质得以清除，由此可以稳定地保持冷却剂的绝缘性能，并且可以实现得到高压安全性的预期目的。

此外，通过使离子交换树脂共存于乙二醇水溶液中，在存储期间可以提高燃料电池系统中冷却剂的绝缘性能，由此可以抑制存储期间电导率的上升。

附图简要说明

图1示出了试验持续时间与冷却剂电导率之间的关系。图2示出了包括离子交换树脂容器作为冷却回路的旁路的燃料电池冷却系统。图3示出了本发明的实例可以适用的燃料电池组冷却系统的示意图。图4示出了电池20的层叠结构的分解透视图。图5示出了具有不同组成的冷却剂的电导率随时间的变化。图6示出了就燃料电池车而言，本发明收集、交换和再生燃料电池用冷却剂组合物的装置。

实施本发明的最佳方式

以下参照实施例和比较例来描述本发明的冷却剂组合物。

[实施例1]

将离子交换树脂添加到乙二醇(EG)50％水溶液中，然后进行分散(实施例1)。另一方面，试验设备在旁路中装有离子交换树脂，而不是将该离子交换树脂分散在乙二醇(EG)50％水溶液中(比较例1)。用于比较例1中的离子交换树脂如下：尺寸：Ф50×200，流速：40ml/min，离子交换树脂用量：330ml，离子交换树脂的布置：水平位置(用真车模拟)。

表1示出了实施例1和比较例1的冷却剂组合物的若干性能。

表1

	实施例1	比较例1
			基剂	乙二醇50％水溶液
分散物质	离子交换树脂	无
			分散物质浓度(vol％)	3	-
电导率(μS/cm)	示于图1中
			热导率(W/m·K)	0.42	0.42
比热(kJ/kg·K)	3.6	3.6
			冻结温度(℃)	-35	-35

用实施例1和比较例1的冷却剂组合物进行模拟冷却系统的循环小型试验。考虑到铝和铝合金用作冷却回路中热交换器、冷却板等等的材料，当燃料电池安装在车辆中时，在本发明的实施例和比较例中特别采用铝材。

评估设备的测试条件如下：

LLC：EG50％离子交换水

液体用量：10L

整个液体的温度：90℃(特别地，最高温度约86℃)

散热器出口处液体的温度：85℃

总流速：15L/min

加热时间：14小时

空气冷却时间：24小时

图1将模拟冷却系统的循环小型试验的结果示为试验持续时间与电导率之间的关系。

图1的结果表明在简单提供离子交换树脂的比较例1中没有充分捕获离子流出物质，因此观察到电导率上升。另一方面，在分散有离子交换树脂的本发明实施例1中，电导率从开始经过长时间保持在低水平。

图2示出了包括其中具有上述冷却剂组合物和(需要的话)惰性气体的冷却回路，以及离子交换树脂容器作为冷却回路的旁路的燃料电池冷却系统，作为本发明的实例。在图2的例子中，电池组中的液体量是18L，在电池组与散热器之间以每分钟0-100L循环的冷却剂作为热交换剂。由于车辆装有上述离子交换树脂预先分散于其中的冷却剂，通过分散在冷却剂中的离子交换树脂适时除去初始阶段中从冷却系统的部件中流出的离子。本冷却系统具有离子交换树脂容器作为冷却回路的旁路，每分钟约0-6L冷却剂经过该离子交换树脂容器。通过冷却系统旁路中的车载离子交换树脂的过滤效应，可以收集分散在液体中的离子交换树脂，并且通过该车载离子交换树脂可以几乎完全除去随时间逐渐产生或者流出的分解物质或流出物质。

以下参照图3和4描述包含上述冷却剂组合物作为致冷剂的燃料电池组冷却系统。图3示出了本发明实例可以适用的燃料电池组冷却系统的示意图。图4示出了电池20的层叠结构的分解透视图。

参照图3，燃料电池10的叠层12包括堆叠成层的多个电池20。各个电池20具有空气电极21、燃料电极22、夹在空气电极21和燃料电极22之间的基质(电解质)23、以及设置在燃料电极22和空气电极21的外侧上由致密碳制成的隔板24。每隔几个电池20的叠层，在隔板24上设置铝制冷却隔板30。

在本实例中，将隔板24作为端部隔板40或者作为中央隔板50提供。各个冷却隔板30以及隔板40和50呈堆叠表面为正方形的板状。各个冷却隔板30、端部隔板40和中央隔板50设有形成于其周边部分两处(图4中的上角)上的具有圆形截面的冷却剂孔81和82。在构成叠层时，冷却剂孔81和82形成冷却剂沿堆叠方向流经叠层的通道。一对细长的燃料气体孔83和84以及一对氧化气体孔85和86沿着上述三种隔板各自的堆叠表面的每条边形成在各侧边缘附近。当形成叠层时，燃料气体孔83和84形成含氢的燃料气体的通道，而氧化气体孔85和86形成含氧的氧化气体的通道，所述通道沿层叠方向贯穿该叠层。

冷却隔板30经冷却剂通路与外部冷却回路32相连，从而形成包括冷却隔板30的冷却回路34。在冷却隔板30一侧(图4中的后侧)上形成有在相对的氧化气体孔85和86之间连通的多个平行槽状肋片63。当形成叠层时，在肋片63与相邻的空气电极21之间形成氧化气体通道。此外，在冷却隔板30的另一侧(图4中的前侧)上形成有在上述冷却剂孔81和82之间连通的迂回槽87。当形成叠层时，冷却隔板30邻着端部隔板40，于是在槽87与端部隔板40的平坦表面之间形成冷却剂的通道。

在端部隔板40的一侧(图4中的前侧)上形成有在相对的燃料气体孔83和84之间连通的多个平行槽状肋片62。当形成叠层时，在肋片62与相邻的燃料电极22之间形成燃料气体通道。端部隔板40的另一侧(图4中的后侧)是没有槽结构的平坦表面。

在中央隔板50的一侧(图4中的前侧)上形成有在相对的燃料气体孔83和84之间连通的多个平行槽状肋片62。当形成叠层时，在肋片62与相邻的燃料电极22之间形成燃料气体通道。在中央隔板50的另一侧(图4中的后侧)上形成有在相对的氧化气体孔85和86之间连通并且垂直于肋片62的多个槽状肋片63。当形成叠层时，在肋片63与相邻的空气电极21之间形成氧化气体通道。

尽管上述隔板24(40和50)由致密的碳形成，但是可以由具有电导性的其他材料制成所述隔板。例如，从刚性和传热性能的角度，隔板可以由金属，如铜合金或铝合金制成。

上述冷却剂组合物用作冷却回路中的冷却剂。当冷却回路34包含该冷却剂组合物时，惰性气体(如氮气)一起包含在其中。因此，在冷却回路34内的空气和冷却剂组合物中的溶解氧被氮气替换，因而可以防止由溶解氧造成的冷却剂组合物的劣化。

图3和4中所示的燃料电池组冷却系统的示意图仅作为例子，冷却系统不受其限制，只要冷却系统包括带有惰性气体的本发明冷却剂组合物作为冷却回路的致冷剂即可。

此外，在上述例子中，特别地将铝材用于包括冷却板在内的冷却回路。然而，并不排除其他材料用于冷却回路。

[实施例2]

将具有下表2所示组成的冷却剂放置在30℃恒温浴内的气密容器中。以5周的间隔测量电导率。

表2

		实施例2	比较例2	比较例3
					组成vol％	乙二醇	50	50	50
离子交换水	50	50	50
				处理		将离子交换树脂(DIAION SMT1200)引入聚酯无纺包中(涂布量：25g/m2)，以使树脂不会出现在外	-	使500ml通过2.22g离子交换树脂(SMT 1200)(容积3.14cm3，直径3cm，高0.4cm的圆柱体)＝与实施例2

面。投入量对于18L为80g。

一致(对于18L为80g)

图5示出了具有表2组成的冷却剂的电导率随时间的变化。图5的结果表明在没有离子交换树脂共存的比较例2的情况下，电导率随时间会升高。另外，在允许与共存的离子交换树脂相等用量的树脂通过的比较例3的情况下，电导率上升的抑制效果不足。相反，在本发明的实施例2中，通过使离子交换树脂共存，可以在20周抑制电导率。

关于存储状态下这种电导率上升的原因，已知由乙二醇和离子交换水组成的混合溶液在高温下氧化而劣化，以及生成甲酸和乙醇酸，由此增加电导率。然而，即使在30℃存储状态下电导率也会升高。检查组成的结果发现仅生成甲酸。因而，可以认为由于乙二醇中所含的微量甲酸酯在与离子交换水混合后水解生成甲酸，所以电导率升高。

[实施例3]

图6示出了在燃料电池车辆情况下，本发明收集、交换和再生燃料电池用冷却剂组合物的装置。基本上，本发明收集、交换和再生冷却剂组合物的装置包括(1)交换单元和(2)再生单元。

交换单元具有过滤器3，用于在从车辆收集冷却剂时将离子交换树脂分离。树脂收集完成后，在向车辆装入离子交换树脂分散于其中的冷却剂时，不再允许冷却剂通过过滤器3。交换装置具有供应槽7，在其中使再生或新的离子交换树脂分散。

再生单元具有纯水(分离)槽4，用于将自过滤器3收集的离子交换树脂分离成阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。该分离基于树脂间比重差进行。再生单元具有槽5和6，用于使分离出的树脂再生。

本发明的收集、交换和再生冷却剂组合物的装置可以解决以下问题。

(1)由于收集离子交换树脂的同时循环冷却剂，在车辆冷却系统中残留的离子交换树脂的量小。

(2)由于在交换时空气没有流入冷却系统中，因此不需要排出空气。

(3)可以循环燃料电池冷却剂。

以下将要描述用本发明的收集、交换和再生冷却剂组合物的装置将冷却剂收集、交换和再生的具体过程的例子。

1.从车辆的冷却剂中收集离子交换树脂。

(1)将收集装置的冷却剂入口和出口与车辆相连。

(2)在整个车辆冷却系统中产生液体流动。

(3)将一些乙二醇50％水溶液充入供应槽，作为启动收集装置的底料(priming)。

(4)开动泵，使乙二醇50％水溶液通过注入管流入车辆冷却系统中，以将车辆中的离子交换树脂通过返回管引入装置中的过滤器。

(5)将引入装置中的冷却剂通过过滤器分离成液体和离子交换树脂。运行该装置，直至冷却剂完全分离为止。将液体存储在供应槽中，而离子交换树脂存储在过滤器中。

(6)在停下泵之后，用纯水仅洗涤离子交换树脂，然后将其从过滤器引入纯水槽中。

2.离子交换树脂的再生

(1)在将离子交换树脂引入纯水槽中之后，将纯水装入槽，以根据阴离子交换树脂和阳离子交换树脂之间的比重差分离该离子交换树脂，并将这两种树脂收集在分开的再生槽中。阴离子交换树脂和阳离子交换树脂之间比重存在微小的差异。当利用上述性能进行再生时，离子交换树脂得以分离。分离后，应当充分搅拌该槽，并将其静置，以便离子交换树脂基于比重差分离。

(2)使1mol/L KOH水溶液以10倍于阴离子交换树脂的量在1ml/min的速率下流入阴离子交换树脂的再生槽中。

(3)使1mol/L H₂SO₄水溶液以10倍于阳离子交换树脂的量在1ml/min的速率下流入阳离子交换树脂的再生槽中。

(4)流入完成后，用纯水充分洗涤这两种树脂，并确定洗涤水是否为中性。

(5)如果是中性，结束离子交换树脂的再生。

(6)使纯水从装置的再生槽中排出。

3.将离子交换树脂装入冷却系统

(1)将再生后的离子交换树脂引入供应槽中，然后分散在乙二醇50％水溶液中。当没有进行树脂的再生时，在供应槽中分散预定量的新的离子交换树脂。

(2)将装置的循环回路切换至旁路，以使没有物质通过装置中的过滤器。

(3)由泵通过注入管使含有再生的离子交换树脂的FC冷却剂流入仅含有液体的车辆中。

(4)由于当FC冷却剂在车辆冷却系统和所述装置之间循环时离子交换树脂均匀分散在冷却系统中，将泵停下。

工业应用性

当如本发明中那样，将离子交换树脂均匀分散在水基冷却剂中所得到的冷却剂组合物用于燃料电池组时，除去在初始阶段以及随着时间从冷却系统的部件中流出的物质，由此可以稳定保持冷却剂的绝缘性能，并且能够得到高压下安全的燃料电池用冷却剂组合物。因而，本发明在推广燃料电池车辆上是有效的。

Claims (25)

1.一种冷却剂组合物，其包含离子交换树脂均匀分散于其中的水基冷却剂。

2.权利要求1的冷却剂组合物，其中所述冷却剂的密度和所述离子交换树脂的密度近乎相同。

3.权利要求1或2的冷却剂组合物，其中将所述冷却剂与选自用于调节密度的金属粉末、金属氧化物粉末、无机氧化物粉末和碳化物粉末中的至少一种混合。

4.权利要求1-3中任一项的冷却剂组合物，其中所述离子交换树脂具有80℃以上的耐热性。

5.权利要求1-4中任一项的冷却剂组合物，其中所述离子交换树脂的平均粒径是300μm以下。

6.权利要求1-5中任一项的冷却剂组合物，其中所述离子交换树脂的分散量是30vol％以下。

7.权利要求1-6中任一项的冷却剂组合物，其中将阴离子交换树脂和阳离子交换树脂都用作所述离子交换树脂。

8.权利要求1-7中任一项的冷却剂组合物，其中所述水基冷却剂包含水、0-70wt％二醇和0-60wt％醇。

9.权利要求1-8中任一项的冷却剂组合物，其中所述水基冷却剂包含非离子表面活性剂。

10.一种用于燃料电池的冷却剂组合物，其中将权利要求1-9中任一项的冷却剂组合物用于燃料电池。

11.一种用于车载燃料电池的冷却剂组合物，其中将权利要求1-9中任一项的冷却剂组合物用于车载燃料电池。

12.一种燃料电池冷却系统，其包括装有权利要求1-9中任一项的冷却剂组合物的冷却回路。

13.一种燃料电池冷却系统，其包括装有权利要求1-9中任一项的冷却剂组合物的冷却回路，以及作为所述冷却回路的旁路的离子交换树脂容器。

14.权利要求12或13的燃料电池冷却系统，其中所述冷却回路还充有惰性气体。

15.一种制备冷却剂组合物的方法，通过所述方法调节水基冷却剂，以使离子交换树脂分散在所述冷却剂中。

16.权利要求15的制备冷却剂组合物的方法，其中所述冷却剂的密度与所述离子交换树脂的密度近乎相同。

17.权利要求16的制备冷却剂组合物的方法，其中将所述冷却剂与选自用于调节密度的金属粉末、金属氧化物粉末、无机氧化物粉末和碳化物粉末中的至少一种混合。

18.权利要求16或17的制备冷却剂组合物的方法，其中选择密度与所述冷却剂的密度近乎相同的离子交换树脂。

19.权利要求16-18中任一项的制备冷却剂组合物的方法，其中所述水基冷却剂包含水、0-70wt％二醇和0-60wt％醇。

20.权利要求16-19中任一项的制备冷却剂组合物的方法，其中向所述水基冷却剂中加入非离子表面活性剂。

21.一种存储冷却剂组合物的方法，其中允许离子交换树脂共存于水基冷却剂中。

22.权利要求21的存储冷却剂组合物的方法，其中允许所述离子交换树脂以所述树脂包含在网状或织物包装内的状态共存于水基冷却剂中。

23.权利要求21或22的存储冷却剂组合物的方法，其中所述水基冷却剂包含水、0-70wt％二醇和0-60wt％醇。

24.一种相对于燃料电池本体收集、交换和再生权利要求1-11中任一项的冷却剂组合物的装置，所述冷却剂组合物包含离子交换树脂均匀分散于其中的水基冷却剂，所述装置包括：

使收集后的冷却剂分离成基剂和离子交换树脂的过滤器；

存储分离出的基剂的供应槽；

收集经分离的离子交换树脂，并将收集的离子交换树脂基于比重差分成阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的纯水槽；

用于化学再生所述分离后的阴离子交换树脂和阳离子交换树脂的处理浴；

将再生后的离子交换树脂注入所述供应槽中，并在其中搅拌的装置；和

用于将再生后的冷却剂组合物装入所述燃料电池本体的泵。

25.权利要求24的收集、交换和再生冷却剂组合物的方法，其中所述燃料电池本体包括燃料电池车。

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