[实用新型]燃料电池增湿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池增湿装置。

背景技术

质子交换膜燃料电池是一种以氢或净化重整气为燃料与氧气(或空气等含氧化性气体)发生电化学反应而产生电能的装置。在质子交换膜燃料电池工作时，电池中的质子都是要通过质子交换膜传导。具体的说是以一种水合质子的方式进行质子传递，从而形成电流。因此，为了保证质子交换膜燃料电池能持续不断的工作，必须要使燃料电池中的质子交换膜保持湿润。在燃料电池运行过程中，尤其是燃料电池堆的运行过程，会产生大量的热量，很容易将阴极区域反应生成的产物水汽化，而反应气体的快速流动，会迅速带走这些水分，使得燃料电池中的质子膜失去水分，导致燃料电池的内阻迅速增加，从而使电池的性能急剧下降。因此，在反应气体参与反应前，需要对反应气体进行增湿。

目前采用的增湿方法很多，一种较常用的方法是向进入燃料电池的反应气体中直接加入一定量的水。由于需要另外补充水，导致燃料电池运行成本增加，且使用不便。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的燃料电池增湿装置运行成本高且使用不便的问题，提供一种加工简单、运行成本低、易于操作且增湿效率高的燃料电池增湿装置。

本实用新型提供的燃料电池增湿装置包括外筒体、中空纤维管束和驱动装置，所述中空纤维束位于外筒体内，中空纤维管束与外筒体的接触为动密封结构，所述外筒体的两端具有气体导入管和气体导出管，且气体导入管和气体导出管与中空纤维管束的中空纤维管相通；中空纤维管束的外壁与外筒体之间形成腔体，所述驱动装置驱动中空纤维管束以外筒体的纵轴线为轴旋转，所述外筒体具有进气口和出气口，所述进气口和出气口与腔体相通。

本实用新型采用了管壁上布满微孔的中空纤维管束，将含有大量水份的燃料电池的湿热尾气通过中空纤维管束一端的气体导入管导入至中空纤维管束内的通道中，并将用于为燃料电池增湿的干燥反应气体从外筒体的进气口导入至中空纤维管束的外壁与外筒体之间形成的腔体内，利用浓差扩散的原理，中空纤维管束内尾气中的水份会经由中空纤维管壁上的微孔渗透至与外筒体形成的腔体中，由于渗透是以浓差作为推动力的，渗透速度较慢，本实用新型利用驱动装置驱动中空纤维管束以外筒体的纵轴线为轴旋转，利用旋转产生的离心力将中空纤维管束内的水份迅速从管壁的微孔中甩出，并快速进入与外筒体之间的腔体内，对干燥的反应气体进行增湿。

本实用新型提供的燃料电池增湿装置利用燃料电池自身反应生成的尾气中的水份对进入燃料电池的反应气体进行增湿，不需要另外加水，大大降低了燃料电池的运行成本，并且采用亲水材料制作的中空纤维管束，加工简单，易于操作。且本实用新型提供的增湿装置中，通过控制驱动装置的转速可以控制水份的渗透速度，满足燃料电池不同的增湿要求，增湿效率高。

附图说明

图1为本实用新型提供的燃料电池增湿装置的纵剖面的结构图；

图2为本实用新型提供的燃料电池增湿装置的动密封结构的纵剖面的结构图。

图3为本实用新型提供的燃料电池增湿装置的动密封结构中盖板的纵剖面的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型提供的燃料电池增湿装置包括外筒体31、中空纤维管束40和驱动装置10，所述中空纤维束40位于外筒体31内，中空纤维管束40与外筒体31的接触为动密封结构，所述外筒体31的两端具有气体导入管21和气体导出管24，且气体导入管21和气体导出管24与中空纤维管束40的中空纤维管相通；中空纤维管束40的外壁与外筒体31之间形成腔体32，所述驱动装置10驱动中空纤维管束40以外筒体31的纵轴线为轴旋转，所述外筒体31具有进气口25和出气口22，所述进气口25和出气口22与腔体32相通。