【技术实现步骤摘要】
蒸发冷却和润湿的燃料电池本专利技术涉及一种膜式电化学发生器，其中直接向气态反应物中注入液态水。在本领域中，基于膜式电化学发生器将化学能转化成电能的过程是已知的。通常，膜式电化学发生器由多个互相电串联连接且根据双极结构组装的反应单元形成。每个反应单元将燃料与氧化剂的反应过程中产生的化学能转化，而不使其完全化为热能，因此，不会受到卡诺循环的限制。具体而言，燃料供应至反应单元的阳极腔室，例如由富氢的气态混合物或轻醇溶液，比如甲醇或乙醇组成，同时将氧化剂供给同一反应单元的阴极腔室，例如由空气或氧气组成。燃料在阳极腔室中催化地电氧化，释放出质子H+和电子e-，它们在阴极腔室中通过氧化剂的电还原催化反应消耗，产生水。质子交换膜将阳极和阴极腔室隔开，使连续的质子H+流从阳极腔室流至阴极腔室，同时阻止电子e-通过，这通过外部电路相反地发生。这样，在反应单元的电极上产生的电位差最大。质子交换膜通常用于包含化学惰性聚合物的膜式电化学发生器中，所述聚合物部分地由在液态水存在时能承受酸基水解作用的基团发挥作用，结果分离出电荷。更准确地说，上述水解作用包括正离子(阳离子)的释放和在所述聚合...
【技术保护点】
一种膜式电化学发生器（１，１００，２００），输送有气态反应物，且包含多个反应单元（２，２０１），所述反应单元通过导电双极板（３，２０３）限界，其中包含质子交换膜（４，２０４），其特征在于所述导电双极板（３，２０３）包含多个流体注入校准孔（２０，２３０），用于在所述反应单元（２，２０１）内注入校准的冷却流体流。
【技术特征摘要】
IT 2002-6-17 MI2002A0013381.一种膜式电化学发生器(1，100，200)，输送有气态反应物，且包含多个反应单元(2，201)，所述反应单元通过导电双极板(3，203)限界，其中包含质子交换膜(4，204)，其特征在于所述导电双极板(3，203)包含多个流体注入校准孔(20，230)，用于在所述反应单元(2，201)内注入校准的冷却流体流。2.如权利要求1所述的发生器，其特征在于每一所述的反应单元(2，201)由通过所述膜(4，204)分开的阳极腔室(9)和阴极腔室(10)形成，所述阳极腔室(9)和所述阴极腔室(10)分别包含导电的网状元件(7，206)，在网状元件内部所述冷却流体的所述校准流部分蒸发，同时用于润湿所述气态反应物、和所述膜式电化学发生器(1，100，200)的热量管理。3.如权利要求1或2所述的发生器，其特征在于所述流体注入校准孔(20，230)互相对准，且对应于用于输送所述气态反应物的输送开口(12，13，208a1，208a2)和用于输送所述冷却流体的侧部开口(16，209)放置，且所述侧部开口(16，209)在所述导电双极板(3，203)的周边部分(11，208)内形成。4.如权利要求1-3任一所述的发生器，其特征在于所述流体注入校准孔(20，230)具有在0.2mm-1mm之间的相同直径。5.如前述任一权利要求所述的发生器，其特征在于所述导电双极板(3)位于两个相邻反应单元(2)的一对密封垫圈(8a，8b)之间，所述密封垫圈(8a，8b)分别用作相应的导电网状元件(7)的基座，且包含：用于所述气态反应物通过的相应输送开口(8a1，8a2，8b1，8b2)；用于所述冷却流体通过的相应侧部开口(8a5；8b5)；使所述相应的输送开口(8a1，8a2，8b1，8b2)连接于所述相应的导电网状元件(7)的各个分配通道(21a，23a)。6.如权利要求5所述的发生器，其特征在于至少所述密封垫圈-->(8a，8b)之一包含连接于所述相应的侧部开口(8a5，8b5)的相应流体汇集通道(22)，所述流体汇集通道(22)位于所述相应的输送开口(8a1，8a2，8b1，8b2)和所述相应的分配通道(21a，23a)之间，且适于汇集所述的冷却流体。7.如权利要求5所述的发生器，其特征在于至少所述密封垫圈(8a，8b)之一包含连接于所述相应的侧部开口(8a5，8b5)和所述相应的分配通道(21a，23a)的相应的流体汇集通道(22)，所述流体汇集通道(22)位于所述相应的输送开口(8a1，8a2，8b1，8b2)和所述相应的分配通道(21a，23a)之间，且适于汇集所述的冷却流体。8.如权利要求6或7所述的发生器，其特征在于在压滤型结构中，位于至少所述密封垫圈(8a，8b)之一上的所述流体汇集通道(22)重叠在所述流体注入校准孔(20)上，且每一所述流体注入校准孔(20)对应于另一密封垫圈(8a，8b)上的分配通道(21a，23a)。9.如权利要求1-4任一所述的发生器，其特征在于它包含多个附加单元(101)，每个附加单元(101)位于一对反应单元(2)之间，作为相应的导电网状元件(7)的基座，且包含周边部分(102a)，在该周边部分中有：用于所述冷却流体通过的侧部开口(104)；连接于所述侧部开口(104)且适于汇集所述冷却流体的至少一个流体汇集通道(106)；用于所述气态反应物通过的输送开口(103a1，103a2)；用于排放反应产物和残留反应物的排放开口(103b1，103b2)。10.如权利要求9所述的发生器，其特征在于所述流体汇集通道(106)位于所述输送开口(103a1，103a2)下方。11.如权利要求9或10所述的发生器，其特征在于在压滤型结构中，所述流体汇集通道(106)重叠在所述导电双极板(3)的所述流体注入校准孔(20)上。12.如权利要求9所述的发生器，其特征在于所述流体汇集通道(106)由位于所述排放开口(103b1，103b2)上方的第一和第二侧部-->分(107，108)形成。13.如权利要求12所述的发生器，其特征在于所述冷却流体在到达所述流体注入孔(20)之前，经过所述相应的导电网状元件(7)的整个表面，相对于进入所述反应单元(2)内的至少一种气态流逆流或顺流地预热。14.如权利要求1-4任一所述的发生器，其特征在于所述导电双极板(203)包含多个用于所述气态反应物通过的第一校准孔(213a)，和多个用于排放反应产物和任意的残留反应物的第二校准孔(213b)，且所述多个流体注入校准孔(230)对应于所述多个第一校准孔(213a)放置。15.如权利要求14所述的发生器，其特征在于所述第一校准孔(213a)互相对准，且对应于所述导电双极板(203)的所述输送开口(208a1，208a2)放置，所述第二校准孔(213b)互相对准，且对应于所述导电双极板(203)的所述周边部分(208)上的排放开口(208b1，208b2)放置。16.如权利要求14或15...
【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华多特里福尼，达尼埃拉法基，吉安P弗莱巴，马泰奥莱纳尔德，马尔切洛廖托，卢卡梅洛，鲁本O雅克波，托罗安东尼诺，法比奥特拉伊尼，
申请(专利权)人：纽韦拉燃料电池欧洲有限责任公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]
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