一种实时测量内部温度湿度的燃料电池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种实时测量内部温度湿度的燃料电池，包括若干质子交换膜、若干扩散层、若干双极板、若干集电板、若干绝缘板；其中至少一个质子交换膜、扩散层、双极板、集电板或绝缘板作为测量基材，至少一个测量基材的至少一面上涂覆有温敏材料层，至少一个测量基材的至少一面上涂覆有湿敏材料层，该温敏材料层和湿敏材料层各设置有用于与外部测量电路连接的引线或引脚。该燃料电池能够对内部温度和湿度进行实时测量。

A fuel cell for real-time measurement of internal temperature and humidity

【技术实现步骤摘要】
一种实时测量内部温度湿度的燃料电池
本技术涉及燃料电池
，特别涉及一种实时测量内部温度湿度的燃料电池。
技术介绍
近年来，随着全球能源供应结构调整进程的加速以及巴黎协定签订，能源系统环境友好性及“碳减排”要求日益提高，清洁、可再生能源发展成为大势所趋。氢能是公认的清洁能源，被誉为21世纪最具发展前景的二次能源，得到快速发展，以日本、美国、德国为代表的工业发达国家制定了长远的氢能创新发展计划。目前燃料电池汽车已经进入商业化前期，质子交换膜燃料电池作为低温燃料电池的一种，清洁且能量转换效率高从而被认为是未来车用动力的最佳选择。影响质子交换膜燃料电池性能的因素众多且相互耦合，但温度和湿度是最大的两个影响因素，是研究燃料电池水热管理不可避免的难题。对温度的影响主要是因为质子交换膜燃料电池中催化剂需要一定的温度满足反应需求，但温度过高导致膜电极过干造成性能下降。对湿度的影响主要是因为质子交换膜燃料电池中质子传导是以水合质子的形式，所以需要一定的湿度满足发电所需的质子传导，但湿度过高导致水淹造成气体传输受阻带来性能下降。并且温度和湿度两个因素相互耦合，所以在燃料电池发电过程中必须实施监控温度和湿度，以满足燃料电池高性能长寿命的发电输出。目前燃料电池系统主要是采用温度传感器、湿度传感器或温湿一体传感器进行测量，但这种传感器只能监测电池进口或者出口处的温度和湿度，不能准确反应燃料电池内部温度和湿度。可见现有技术有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本技术的目的在于提供一种能够对内部温度和湿度进行实时测量的燃料电池。为了达到上述目的，本技术采取了以下技术方案：一种实时测量内部温度湿度的燃料电池，包括若干质子交换膜、若干扩散层、若干双极板、若干集电板、若干绝缘板；其中至少一个质子交换膜、扩散层、双极板、集电板或绝缘板作为测量基材，至少一个测量基材的至少一面上涂覆有温敏材料层，至少一个测量基材的至少一面上涂覆有湿敏材料层，该温敏材料层和湿敏材料层各设置有用于与外部测量电路连接的引线或引脚。所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,同一测量基材上不同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且所述测量基材仅一面设置有温敏材料层或湿敏材料层。所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,同一测量基材上不同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且所述测量基材的两面均设置有温敏材料层或湿敏材料层。所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,同一测量基材上同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且所述温敏材料层和湿敏材料层设置在测量基材的不同表面上。所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,同一测量基材上同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且所述温敏材料层和湿敏材料层设置在测量基材的同一表面上，且湿敏材料层涂覆在温敏材料层上。所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,所述测量基材的两面均设置有温敏材料层和湿敏材料层。所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,至少一个测量基材上同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且另外至少一个测量基材上仅设置有温敏材料层或湿敏材料层。所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,所述温敏材料层为SiC层。所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,所述SiC层的厚度为90nm~110nm。所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,所述湿敏材料层为由碳纳米管和纸纤维复合而成的复合层。有益效果：本技术提供的一种实时测量内部温度湿度的燃料电池，通过在燃料电池内部的质子交换膜、扩散层、双极板、集电板或绝缘板上设置温敏材料层和湿敏材料层，并通过引线或引脚与外部测量电路连接，温敏材料层的电阻会根据温度的变化而变化，湿敏材料层的电阻会根据湿度的变化而变化，其变化情况可通过外部测量电路测得，从而得到相应的温度值和湿度值。可见，该燃料电池可对内部温度和湿度进行实时测量。附图说明图1为本技术提供的实时测量内部温度湿度的燃料电池中，第一种温敏材料层和湿敏材料层设置方式的示意图。图2为本技术提供的实时测量内部温度湿度的燃料电池中，第二种温敏材料层和湿敏材料层设置方式的示意图。图3为本技术提供的实时测量内部温度湿度的燃料电池中，第三种温敏材料层和湿敏材料层设置方式的示意图。图4为本技术提供的实时测量内部温度湿度的燃料电池中，第四种温敏材料层和湿敏材料层设置方式的示意图。图5为本技术提供的实时测量内部温度湿度的燃料电池中，第五种温敏材料层和湿敏材料层设置方式的示意图。图6为实施例一中的实时测量内部温度湿度的燃料电池的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。下文的公开提供的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。请参阅图1-5，本技术提供的一种实时测量内部温度湿度的燃料电池，包括若干质子交换膜、若干扩散层、若干双极板、若干集电板、若干绝缘板；其中至少一个质子交换膜、扩散层、双极板、集电板或绝缘板作为测量基材1，至少一个测量基材1的至少一面上涂覆有温敏材料层2，至少一个测量基材1的至少一面上涂覆有湿敏材料层3，该温敏材料层和湿敏材料层各设置有用于与外部测量电路连接的引线或引脚（图中没画）。其中，温敏材料层2的电阻可随温度的变化而变化，可以但不限于是半导体热敏材料（如单晶半导体、多晶半导体、玻璃半导体、有机半导体以及金属氧化物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时测量内部温度湿度的燃料电池，包括若干质子交换膜、若干扩散层、若干双极板、若干集电板、若干绝缘板；其特征在于，其中至少一个质子交换膜、扩散层、双极板、集电板或绝缘板作为测量基材，至少一个测量基材的至少一面上涂覆有温敏材料层，至少一个测量基材的至少一面上涂覆有湿敏材料层，该温敏材料层和湿敏材料层各设置有用于与外部测量电路连接的引线或引脚。/n

【技术特征摘要】
1.一种实时测量内部温度湿度的燃料电池，包括若干质子交换膜、若干扩散层、若干双极板、若干集电板、若干绝缘板；其特征在于，其中至少一个质子交换膜、扩散层、双极板、集电板或绝缘板作为测量基材，至少一个测量基材的至少一面上涂覆有温敏材料层，至少一个测量基材的至少一面上涂覆有湿敏材料层，该温敏材料层和湿敏材料层各设置有用于与外部测量电路连接的引线或引脚。


2.根据权利要求1所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池，其特征在于,同一测量基材上不同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且所述测量基材仅一面设置有温敏材料层或湿敏材料层。


3.根据权利要求1所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池，其特征在于,同一测量基材上不同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且所述测量基材的两面均设置有温敏材料层或湿敏材料层。


4.根据权利要求1所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池，其特征在于,同一测量基材上同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且所述温敏材料层和湿敏材料层设置在测量基材的不同表面上。


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【专利技术属性】
技术研发人员：刘锋，陆镜莲，邓莳萌，钱伟，叶长流，
申请(专利权)人：佛山市清极能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44