CN217562611U - 一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构，包括冷却液公共管道、燃料电池电堆、第一电极单元和第一直流电源，所述燃料电池电堆包括正极集流板、负极集流板和冷却液流道，所述冷却液公共管道连通冷却液流道，所述第一电极单元设置在冷却液公共管道上，所述第一直流电源的一端连接第一电极单元，第一直流电源另一端连接正极集流板或负极集流板。与现有技术相比，本实用新型能够减少冷却液对极板冷却流道的电腐蚀，适用于大功率燃料电池，尤其对集流板附近电化学腐蚀严重的冷却流道防护效果更好。

Description

一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，尤其是涉及一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构。

背景技术

在燃料电池的工作过程中，电池冷却液会对极板的冷却流道造成一定的腐蚀。为了减少极板上冷却流道内的电化学腐蚀，目前已有技术主要通过增大腐蚀电流经过路经的阻抗来减小腐蚀电流，常规的方式包括：采用低电导率冷却液，监测冷却液电导率、采用离子交换树脂减少冷却液中的导电离子、在极板冷却流道表面覆盖保护层等。但是对于输出电压高达数百伏特的大功率燃料电池，常规方式的防护方式效果非常有限。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构，包括冷却液公共管道、燃料电池电堆、第一电极单元和第一直流电源，所述燃料电池电堆包括正极集流板、负极集流板和冷却液流道，所述冷却液公共管道连通冷却液流道，所述第一电极单元设置在冷却液公共管道上，所述第一直流电源的一端连接第一电极单元，第一直流电源另一端连接正极集流板或负极集流板。

进一步地，还包括第二电极单元和第二直流电源，所述第二电极单元设置在冷却液公共管道上，所述第二直流电源的一端连接第二电极单元，第二直流电源另一端连接负极集流板或正极集流板。

进一步地，所述燃料电池电堆包括多个层叠设置的电池单元，冷却液流道位于两个相邻的电池单元之间，所述正极集流板和负极集流板分别设置于层叠的电池单元的两端。

进一步地，所述第一电极单元为石墨单元或铂金单元。

进一步地，所以第一直流电源的电压范围为0.1V～100V。

进一步地，所述第一直流电源为蓄电池或隔离电源。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过在冷却液公共管道上设置电极单元，并且通过直流电源连接集流板，由此在冷却液的流场中形成与所在位置附近的极板相近的电势，减少冷却液和极板之间的电势差，减少冷却液对极板冷却流道的电腐蚀，适用于大功率燃料电池，尤其对于集流板附近电化学腐蚀严重的冷却流道，防护效果显著。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。

附图标记：1-冷却液公共管道；2-燃料电池电堆；21-正极集流板；22-负极集流板；23-冷却液流道；24-阳极板；25-阴极板；26-膜电极组件；3-第一电极单元；4-第一直流电源；5-第二电极单元；6-第二直流电源。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构，包括冷却液公共管道1、燃料电池电堆2、第一电极单元3和第一直流电源4。燃料电池电堆2包括正极集流板21、负极集流板22、电池单元和冷却液流道23，其中电池单元包括阳极板24、阴极板25和膜电极组件26。阳极板24、膜电极组件26和阴极板25依次层叠设置组成电池单元，然后电池单元同样依次层叠设置组成燃料电池电堆2。相邻的电池单元之间形成冷却液流道23。正极集流板21和负极集流板22分别设置于层叠的电池单元的两端。冷却液公共管道1连通燃料电池电堆2内的各个冷却液流道23。第一电极单元3设置在冷却液公共管道1上，第一电极单元3为耐腐蚀电极，采用石墨或铂金等材料制成，具体位于靠近燃料电池电堆2的负极侧。第一直流电源4的负极连接第一电极单元3，第一直流电源4的正极连接负极集流板22，由此使得第一电极单元3的电势低于负极集流板22。

第一直流电源4可以为额外的蓄电池，可以是采用隔离电源通过电堆供电，也可以是由隔离电源和蓄电池组合方式供电，具体形式不限。第一直流电源4的电压范围在0.1V～100V，一般在1V左右，根据冷却液公共管道1设计与耐腐蚀电极的布置决定，其优化目标为降低负极侧极板在冷却液流场中的腐蚀电流。第一直流电源4的电压可以根据系统设计设定为优化的恒定值，也可以通过额外的监测系统数据来自动调整输出电压。额外的监测系统可以是检测腐蚀电流或者电极电势，或者电流和电势的组合。

综上，本实施例通过在冷却液公共管道1外加第一电极单元3，由此在冷却液的流场中形成与所在位置附近的极板相近的电势，减少冷却液和极板之间的电势差，减少冷却液对极板冷却流道的电腐蚀，适用于大功率燃料电池，尤其对于集流板附近电化学腐蚀严重的冷却流道，防护效果显著。

实施例2

如图2所示，本实施例的基本结构和实施例1相同，其区别点在于，还包括第二电极单元5和第二直流电源6。第二电极单元5的结构和第一电极单元3基本一致，同样设置在冷却液公共管道1上，具体设置在靠近燃料电池电堆2的正极侧。第二直流电源6的结构和第一直流电源4基本一致。第二直流电源6的正极连接第二电极单元5，第二直流电源6的负极极连接正极集流板21，由此使得第二电极单元5的电势高于正极集流板21。本实施例可以对两块集流板附近电化学腐蚀严重的冷却流道进行全面防护。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构，其特征在于，包括冷却液公共管道(1)、燃料电池电堆(2)、第一电极单元(3)和第一直流电源(4)，所述燃料电池电堆(2)包括正极集流板(21)、负极集流板(22)和冷却液流道(23)，所述冷却液公共管道(1)连通冷却液流道(23)，所述第一电极单元(3)设置在冷却液公共管道(1)上，所述第一直流电源(4)的一端连接第一电极单元(3)，第一直流电源(4)另一端连接正极集流板(21)或负极集流板(22)。

2.根据权利要求1所述的一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构，其特征在于，还包括第二电极单元(5)和第二直流电源(6)，所述第二电极单元(5)设置在冷却液公共管道(1)上，所述第二直流电源(6)的一端连接第二电极单元(5)，第二直流电源(6)另一端连接负极集流板(22)或正极集流板(21)。

3.根据权利要求1所述的一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构，其特征在于，所述燃料电池电堆(2)包括多个层叠设置的电池单元，冷却液流道(23)位于两个相邻的电池单元之间，所述正极集流板(21)和负极集流板(22)分别设置于层叠的电池单元的两端。

4.根据权利要求1所述的一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构，其特征在于，所述第一电极单元(3)为石墨单元或铂金单元。

5.根据权利要求1所述的一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构，其特征在于，所以第一直流电源(4)的电压范围为0.1V～100V。

6.根据权利要求1所述的一种防冷却液腐蚀的燃料电池结构，其特征在于，所述第一直流电源(4)为蓄电池或隔离电源。

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