自增湿微型热动自循环冷却质子交换膜燃料电池系统技术方案

技术编号:3263315 阅读:214 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供自增湿微型高效热动自循环冷却质子交换膜燃料电池系统,由一体化设置的电堆模块、微通道循环冷却器组成,电堆模块由端板、集流金属板、单电池单元相互连接而成,端板开有燃料的进、出口;两块端板分别位于电堆模块的两端,两块端板的内侧分别通过橡胶垫相应与两块集流金属板相贴合,两块集流金属板之间贴合一组或多组单电池单元,单电池单元由石墨双极板与自增湿膜电极贴合组成;微循环冷却器包括冷凝管、埋设在石墨双极板中的微通道以及出、入口微止回阀,冷凝管两端通过出、入口微止回阀与微通道连通。本系统能避免阳极侧的膜脱水、阻止电堆的电性能下降,及时有效地排放电池堆的热量,使电池体系的电性能处于良好的状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池技术,具体是指自增湿微型高效热动自循环冷却质子交换膜燃料电池系统。
技术介绍
质子交换膜燃料电池是继碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池之后,正在迅速发展的第五代燃料电池。它具有洁净、噪音小、操作温度低、电流密度大、能量转化效率高、对环境友好等优点,最有希望成为无污染、零排放电动汽车的动力源。这种燃料电池系统除了燃料电池堆之外,还需要燃料和氧化剂的供给系统、电子智能控制及散热装置等辅助系统。其燃料氢供给一般都是有一个通过调节水温来调节氢气湿度的对氢增湿系统,电池堆则有一个用水或空气(又称风冷)对电池堆进行温度控制的冷却系统。膜电极是电堆的核心部件。它由一张质子交换膜和阴阳两个电极热压而成。在膜电极的阳极侧,燃料在催化剂的表面发生电化学反应产生电子和质子,质子通过质子交换膜迁移至阴极侧,并与从外电路传导过来的电子结合对氧还原而生成水。阳极侧的质子在膜内与水结合成水和质子,并在电渗力的作用下向阴极迁移,结果会导致阳极侧的膜脱水。燃料电池运行时,约有一半的能量转化为废热排出。目前广泛采用的排热方式有两种一种是通过水循环来排热。这种方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
自增湿微型高效热动自循环冷却质子交换膜燃料电池系统,其特征在于:由电堆模块、微通道循环冷却器相连接组成,且所述电堆模块与微通道循环冷却器是一体化设置:所述电堆模块由端板、集流金属板、单电池单元相互连接而成,所述端板开有燃料的进、出口;两块端板分别位于电堆模块的两端,两块端板的内侧分别通过橡胶垫相应与两块集流金属板相贴合,两块集流金属板之间贴合一组或多组单电池单元,所述单电池单元由石墨双极板与自增湿膜电极贴合组成;所述微循环冷却器包括冷凝管、埋设在石墨双极板中的微通道以及出、入口微止回阀,冷凝管两端通过出、入口微止回阀与微通道连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:周震涛樊孝红于非
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:81[中国|广州]

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