[发明专利]质子交换膜氢气电化学增压装置

权利要求书

1、一种质子交换膜氢气电化学增压装置：其特征在于，该装置包括：

阳极绝缘缓冲垫[A2]、阳极导电板[A3]、阳极密封环[A4]、带扩散层的阳极流场板[A5]、膜电极[M1]、带扩散层的阴极流场板[C5]、膜电极支撑层[P1]、阴极密封环[C4]、气体分隔板[S1]、压力缓冲弹垫[P2]、阴极密封环[C4]、气体分隔板[S1]、阳极密封环[A4]、带扩散层的阳极流场板[A5]、膜电极[M1]、带扩散层的阴极流场板[C5]、膜电极支撑层[P1]、阴极密封环[C4]、气体分隔板[S1]、压力缓冲弹垫[P2]、阴极密封环[C4]、阴极导电板[C3]、阴极绝缘缓冲垫[C2]依次堆叠组成的电池堆；

所述电池堆的两端分别安装前端板[A1]和后端板[C1]；前端板[A1]和后端板[C1]的外缘大于上述电池堆的其它部件，其突出于电池堆部件的区域等距离设置有若干边缘孔，分别安装螺杆，锁紧电池堆。

2、根据权利要求1所述的氢气电化学增压装置：其特征在于：所述前端板[A1]、阳极绝缘缓冲垫[A2]、阳极导电板[A3]、阳极密封环[A4]、阴极密封环[C4]、分隔板[S1]或膜电极[M1]的边缘设置有三个通孔，由所述阳极密封环[A4]或阴极密封环[C4]对三个通孔四周进行密封或提供导流缺口。

3、根据权利要求1所述的氢气电化学增压装置：其特征在于：所述电池堆的单体数可重复叠加；电池堆叠加时，相邻堆叠部件上对应的通孔由阳极密封环[A4]或阴极密封环[C4]密封连接后构成低压氢气和高压氢气进出通道的分配歧管。

4、根据权利要求1所述的氢气电化学增压装置：其特征在于：所述前端板[A1]内侧边缘设置有密封槽，采用O型密封结构形式；所述前端板[A1]上的3个通孔可分别开在前端板[A1]和后端板[C1]上，相应地，前绝缘缓冲垫[A2]、后绝缘缓冲垫[C2]的通孔位置也作调整。

5、根据权利要求1或4所述的氢气电化学增压装置：其特征在于：所述前端板[A1]、后端板[C1]选用以下材料的一种：阳极化表面处理硬质铝合金板、不锈钢、高分子聚合物板材。

6、根据权利要求1所述的氢气电化学增压装置：其特征在于：所述支撑层[P1]是薄型多孔金属网结构，可以是圆形网眼、菱形网眼或者编织网。

7、根据权利要求1所述的氢气电化学增压装置：其特征在于：所述压力缓冲弹垫[P2]是三层薄型金属网叠加组成的交叉网眼结构，或者是多层网眼结构组合。

8、根据权利要求1所述的氢气电化学增压装置：其特征在于：所述带扩散层的阳极流场板[A5]或带扩散层的阴极流场板[C5]的中间部分是流场沟槽；外围由阳极密封环[A4]或阴极密封环[C4]对进出流场的氢气密封，阳极密封环[A4]或阴极密封环[C4]上设置有通孔[P1]、[P2]、[P3]；这些通孔同其它相邻堆叠部件上对应的通孔密封连接后构成低压氢气和高压氢气进出通道的分配歧管。

9、根据权利要求1或8所述的氢气电化学增压装置：其特征在于：所述带扩散层的阳极流场板[A5]或带扩散层的阴极流场板[C5]是单面流场板，其中，与膜电极[M1]接触的一面是平面；与膜电极相背对的一面中间部分是流场沟槽，是氢气进出的流道；带扩散层的阳极流场板[A5]的流场沟槽的边缘具有两个导流沟槽[E1]、[E2]，分别用于低压氢气进出流场的出入口；带扩散层的阴极流场板[C5]流场沟槽的边缘有一个导流沟槽[E3]，用于高压氢气流出流场的出口；所述导流沟槽[E1]、[E2]、[E3]上的导流缺口将中间流场沟槽与通孔直接连通。

10、根据权利要求1或8所述的氢气电化学增压装置：其特征在于：所述带扩散层的阳极流场板[A5]或带扩散层的阴极流场板[C5]是多孔透气、透水性金属材料，厚度为0.8～3mm，用粉末烧结、轧制、铸模等方法加工而成；流场沟槽为线条形、或圆环形、或点状。