一种自主增湿的燃料电池双极板组合件、电堆和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自主增湿的燃料电池双极板组合件、电堆和系统，双极板组合件包括叠放的阴极板和阳极板，阴极板为多孔石墨板；本发明专利技术以多孔石墨板取代金属双极板中阴极板来实现提高(高电位)阴极侧的防腐蚀性能和对质子交换膜进行自主增湿，使其具有最佳的质子电导性，同时可以使电化学反应生成水通过多孔板导出去进入冷却水腔，这样可以减轻空压机(压气机)的内耗和负荷。本发明专利技术不仅取消了外增湿器和增湿保温管路，简化了系统结构，提高了系统集成度和系统体积比功率、重量比功率；同时减少了燃料电池两端的单电池性能衰减的边缘效应，保持每节电池中的气体和水分布的均匀性，提高了电堆的一致性，进一步促进燃料电池长期稳定运行。长期稳定运行。长期稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种自主增湿的燃料电池双极板组合件、电堆和系统


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体涉及一种适用于液冷技术的燃料电池双极板组合件、电堆和系统。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种可以快速启动的低噪音、高能量转换效率的零排放发电装置，可广泛用于车用动力电源、固定式电站、航空动力电源、水下动力电源、移动电源、便携电源等，满足多领域的用电需要，是最接近于实际应用的燃料电池之一。
[0003]在液冷型燃料电池中，双极板主要有石墨双极板、金属双极板和复合双极板等，一般都采用焊接或粘结的方法将两层极板(阳极板和阴极板)复合在一起，中间形成冷却腔体。普遍采用水或其他冷却剂作为导热载体，流经双极板中间的冷却腔，将燃料电池工作过程中产生的热量通过循环带出来，再通过散热器传至周围环境中或者作为热电联供的优质热源加以利用。
[0004]当前广泛应用的金属双极板，基材一般选用316L不锈钢，即使不锈钢表面制备了涂层，在燃料电池环境中(如阴极侧高电位可达0.8V，pH＝3)长时间应用时，也不可避免的会发生腐蚀。腐蚀电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池双极板组合件，其特征在于，所述双极板组合件包括叠放的阴极板(2)和阳极板(1)，所述阴极板(2)为多孔石墨板；所述多孔石墨板的外侧设有空气流场，内侧设有冷却水流场；所述阳极板(1)的外侧设有氢气流场，内侧设有或不设有冷却水流场；所述多孔石墨板的冷却水流场与阳极板(1)的板体或阳极板(1)的冷却水流场合围形成冷却水流道(7)。2.根据权利要求1所述的双极板组合件，其特征在于，所述多孔石墨板的孔径为0.05
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20微米。3.根据权利要求1所述的双极板组合件，其特征在于，所述多孔石墨板和阳极板(1)分别设有氢气通孔一和氢气通孔二，组装后形成氢气公共管道；所述氢气通孔一的外周进行气密性处理，使氢气与多孔石墨板相隔离。4.根据权利要求3所述的双极板组合件，其特征在于，所述气密性处理方式包括：在所述氢气通孔一的外周设置内衬件(9)、灌注密封胶或设置密封胶垫(10)。5.根据权利要求1所述的双极板组合件，其特征在于，所述阳极板(1)为金属板。6.一种燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统包括燃料电池电堆(13)，所述燃料电池电堆(13)包括权利要求1
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5任一所述的双极板组合件。7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池电堆(13)设有内循环水管路和外循环液管路；所述内循环水管路的一端与燃料电池电堆(13)的内循环水出口相连，另一端与燃料电池电堆(13)的内循环水入口相连，并沿内循环水流动方向依次设有内循环水泵(14)、去离子器(15)和换热器(17)，所述去离子器(15)的出口与换热器(17)的热源进口相连通，所述换热器(17)的热源出口与燃料电池内循环水入口相连通；所述外循环液管路用于对经过换热器(17)的内循环水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李吉畅，张彬彬，徐丽，郝婉岑，李梓萌，
申请(专利权)人：大连华氢动力有限公司，
类型：发明
国别省市：