一种燃料电池阳极排水方法技术

技术编号:30789050 阅读:33 留言:0更新日期:2021-11-16 07:51
本发明专利技术公开了一种燃料电池阳极排水方法,其通过中空纤维膜的排水阻气特性,将氢气中水蒸气的冷凝和液态水的排出集合在一起,利用低温冷却水来控制阳极氢气的露点,起到快速高效排水的效果,同时具有结构紧凑、简单可靠的优点。本发明专利技术解决了碱性膜燃料电池阳极排水问题,在推进碱性膜燃料电池电堆的工程应用方面有应用前景。有应用前景。有应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池阳极排水方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
,具体而言是一种燃料电池阳极排水方法,尤其涉及燃料电池阳极水管理。

技术介绍

[0002]与质子交换膜燃料电池不同,碱性阴离子交换膜燃料电池在阳极生成水,产物水需要靠氢气从扩散层中吹扫或携带出去,这要求氢气具有大的循环比,并且出入口氢气的含水量差别大,即阳极具有很强的排水能力。
[0003]现有的阳极水管理通常是针对PEMFC来开发的,而PEMFC阳极本身的液态水含量少,通常采用氢气循环泵或者引射器将阳极的氢气进行循环,在氢循环管路中加入离心式分水器或重力分水器将水排出,具有良好的液态水分离效果。然而对于碱性膜燃料电池,由于阳极产生水,其产水量远大于PEMFC的阳极,尤其是碱性膜燃料电池的阳极需要通过控制电堆阳极氢气入口和出口的相对湿度来使阳极水分排出,而传统的传统离心式分水器没有冷凝功能,分水效果不够,不能满足排水需要,若氢循环管路中多余的水分不能及时排出,在进行电化学反应时,多余的水分会覆盖催化剂,使得氢气不能充分传递至催化剂表面。
专利
技术实现思路

[本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱性阴离子交换膜燃料电池阳极排水方法,其特征在于,所述燃料电池氢气出口排出的含水氢气通过排水装置进行排水,排水后的氢气进入燃料电池氢气入口循环使用;所述排水装置利用循环水与出口氢气的温差将水冷凝,并利用出口氢气与循环水的压差将液态水排出。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述排水装置包括具有排水阻气功能的中空纤维束;所述中空纤维束在使用过程中管壁内的温度和压力高于管壁外的温度和压力。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述中空纤维束使用时管壁外部设有循环水,循环水的温度低于管壁内部含水氢气的温度;中空纤维束管壁内通入含水氢气时管壁内的压力高于管壁外的压力;含水氢气在经过中空纤维管的过程中,携带的液态水和在内外温差下冷凝的液态水在压力差作用下通过中空纤维束的外壁排出。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述中空纤维束的成分为聚醚砜、聚醋酸纤维酯中的至少一种。5.根据权利要求2所述的燃料电池阳极排水装置,其特征在于,所述中空纤维管的管壁含有微孔,孔径小于1μm从而具有毛细作用;在润湿状态下,纤维管管壁在超过氢气压力的压差下不漏气。6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据不同温度下饱和蒸汽压的...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢峰周亚文黄娜俞红梅邵志刚
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所
类型:发明
国别省市:

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