【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请根据35u.s.c.§119(e)要求2021年6月1日提交的申请号为17/335,238、名称为“燃料电池堆”的美国非临时申请的优先权利益，该申请在此通过引用全部并入本申请。本专利技术总体上涉及电化学电池，尤其涉及燃料电池系统和方法。
技术介绍
1、燃料电池以电化学方式将燃料和氧化剂转化为电和热，可以根据运行过程中用于调节离子转移的电解质类型(例如，固体氧化物、熔融碳酸盐、碱、磷酸或固体聚合物)来分类。此外，燃料电池组件可用于许多(例如，汽车到航空航天到工业到住宅)环境，用于多种应用。
2、质子交换膜(以下称为“pem”)燃料电池将燃料(如氢气和氧化剂(如空气))的化学能直接转化为电能。pem是一种固体聚合物电解质，允许质子(即h+离子)从燃料电池的“阳极”侧穿过燃料电池的“阴极”侧，同时阻止反应物流体(例如氢气和空气气体)穿过那里。膜电极组件(以下称为“mea”)位于两个导电板之间，每个导电板都具有流道，以将燃料引导到pem的阳极侧并将氧化剂引导到pem的阴极侧。
3、mea可以包括气体扩散层(gdl)和围绕gdl的密封件。反应物的旁路流动可以在流动方向上环绕gdl和密封件之间的mea的活性区域流动。这种旁路流动可能导致效率较低的系统，因为需要更大的反应物流动来弥补环绕活性区域的流动，即旁路流动。
4、两个或多个燃料电池可以连接在一起以增加组件的总输出。通常，电池串联连接，其中板的一侧作为一个电池的阳极板，板的另一侧作为相邻电池的阴极板。这些通常被称为双极板(以下称为“bpp”)。或
5、燃料电池堆还包括端板、绝缘体、膜电极组件、垫圈、隔板、电连接器和集电板以及其他部件，这些部件集成在一起以形成设计用于发电的工作堆。不同的板可以相互邻接并相互连接以便于执行特定功能。
6、因此，需要使低效率最小化的改进的燃料电池系统以及改进的制造燃料电池的方法。
技术实现思路
1、在第一方面，本专利技术提供了一种用于制造燃料电池堆的方法，包括：组装膜电极组件以在第一气体扩散层和第二气体扩散层之间具有膜。将旁路阻断件置于膜电极组件的第一气体扩散层和密封件之间的空间处。使该阻断件在密封件上变形而避免阻断件在空间处变形，以使阻断件阻止反应物通过密封件和气体扩散层之间的空间的旁路流动。将膜电极组件置于第一流体流动板和第二流体流动板之间。
2、在第二方面，本专利技术提供了一种燃料电池系统，包括：膜电极组件，在第一气体扩散层和第二气体扩散层之间具有膜；密封件，位于第一气体扩散层周围；空间，在第一气体扩散层和围绕气体扩散层的密封件之间；阻断件，位于第一气体扩散层和密封件之间的空间处，使阻断件阻止反应物在燃料电池运行期间沿反应物流动方向通过该空间从第一气体扩散层的第一侧到第一气体扩散层的第二侧的旁路流动；第一流体流动板和第二流体流动板，位于膜电极组件的相对侧。
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1.一种用于制造燃料电池堆的方法：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述空间和所述阻断件位于所述气体扩散层的外围外部和所述密封件的外围内部。
3.根据权利要求1所述的方法，其中使所述阻断件变形包括通过在约垂直于所述膜电极组件的纵向尺寸的方向上向所述阻断件施加力来压缩所述阻断件。
4.根据权利要求1所述的方法，其中使所述阻断件变形包括通过在约垂直于所述膜电极组件的纵向尺寸的方向上将力施加到与所述阻断件接触的第一流动板上以向阻断件施加力来压缩所述阻断件。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述阻断件在垂直于所述膜电极组件纵向尺寸的方向上的宽度尺寸约等于所述气体扩散层在垂直于所述膜电极组件纵向尺寸的方向上的宽度尺寸。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述阻断件包括第一阻断件，还包括第二阻断件，所述第二阻断件位于所述膜相对于所述密封件和所述气体扩散层的相对侧上、第二气体扩散层的外围外部和第二密封件的外围内部的第二空间处。
7.根据权利要求1所述的方法，其中使所述阻断件变形包括通过在约垂直于所述膜电极组件的纵向尺寸
8.根据权利要求1所述的方法，其中使所述阻断件变形包括通过在约垂直于所述膜电极组件的纵向尺寸的方向上向所述阻断件施加力以使所述阻断件塑性变形来压缩所述阻断件。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述阻断件为无孔且可弹性变形的。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括层压所述膜电极组件、所述阻断件和所述密封件以使所述阻断件保持在所述密封件上。
11.根据权利要求1所述的方法，其中将所述膜电极组件置于第一流体流动板和第二流体流动板之间包括所述流体流动板的内表面被配置为保持所述阻断件在所述空间处不变形并且保持所述阻断件在所述密封件上变形。
12.一种燃料电池系统，包括：
13.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其中所述阻断件包括在所述空间处的未变形部分和在所述密封件处的变形部分。
14.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其中所述流体流动板的内表面被配置为保持所述阻断件在所述空间处未变形并且保持所述阻断件在所述密封件上变形。
15.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其中所述膜电极组件、所述阻断件和所述密封件保持所述阻断件在密封件上处于变形状态。
16.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其中所述阻断件为无孔且可弹性变形的。
17.根据权利要求12所述的系统，其中所述阻断件在垂直于所述膜电极组件纵向尺寸的方向上的宽度尺寸约等于所述气体扩散层在垂直于所述膜电极组件纵向尺寸的方向上的宽度尺寸。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述阻断件包括第一阻断件，还包括第二阻断件，所述第二阻断件位于所述膜相对于所述密封件和所述气体扩散层的相对侧上、第二气体扩散层外围外部和第二密封件外围内部的第二空间。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于制造燃料电池堆的方法：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述空间和所述阻断件位于所述气体扩散层的外围外部和所述密封件的外围内部。
3.根据权利要求1所述的方法，其中使所述阻断件变形包括通过在约垂直于所述膜电极组件的纵向尺寸的方向上向所述阻断件施加力来压缩所述阻断件。
4.根据权利要求1所述的方法，其中使所述阻断件变形包括通过在约垂直于所述膜电极组件的纵向尺寸的方向上将力施加到与所述阻断件接触的第一流动板上以向阻断件施加力来压缩所述阻断件。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述阻断件在垂直于所述膜电极组件纵向尺寸的方向上的宽度尺寸约等于所述气体扩散层在垂直于所述膜电极组件纵向尺寸的方向上的宽度尺寸。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述阻断件包括第一阻断件，还包括第二阻断件，所述第二阻断件位于所述膜相对于所述密封件和所述气体扩散层的相对侧上、第二气体扩散层的外围外部和第二密封件的外围内部的第二空间处。
7.根据权利要求1所述的方法，其中使所述阻断件变形包括通过在约垂直于所述膜电极组件的纵向尺寸的方向上向所述阻断件施加力以使所述阻断件弹性变形来压缩所述阻断件。
8.根据权利要求1所述的方法，其中使所述阻断件变形包括通过在约垂直于所述膜电极组件的纵向尺寸的方向上向所述阻断件施加力以使所述阻断件塑性变形来压缩所述阻断件。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述阻断件为无孔且可弹...
【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·卡尔斯特罗姆，
申请(专利权)人：普拉格能源公司，
类型：发明
国别省市：
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