[实用新型]一种碳纸疏水处理设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种碳纸疏水处理设备。

背景技术

燃料电池是一种将化学能通过化学反应直接转化成电能的装置，具有能量转换效率高(可达40％～60％)、模块化结构紧凑、低噪音、环境友好、可靠性高故障率低等特点，在基站电源、中小型电站和区域性分散电站、固定式备用电源、可移动便携式电源及各种电动车等方面，具有广阔的应用前景。质子交换膜燃料电池作为燃料电池中的一种，因其低操作温度、低温启动迅速等优势而备注关注，在国内外已经被认可为今后动力技术发展的主要方向，欧洲和日本的各大汽车公司纷纷投入巨资进行质子交换膜燃料电池汽车的研发和实验，各国政府也在政策法规上给予了极大的支持。虽然全球范围内质子交换膜燃料电池的发展如火如荼，但由于性能和成本两方面的限制，目前还未真正的实现大规模商业化。

膜电极是质子交换膜燃料电池的核心部件，由阳极气体扩散层、阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层和阴极气体扩散层组成。膜电极是电化学反应发生的场所，反应时，在阳极燃料通过阳极催化层，在催化剂作用下被氧化；在阴极作为阴极反应物的氧气或空气通过阴极气体扩散层进入阴极催化层，被阴极催化剂还原生成产物水，生成的水通过气体扩散层随反应尾气排出。如果不处理好水管理的问题，那么在高电流密度下生成的水就无法及时排出，造成电极水淹，会严重阻碍反应气体的进入以及气体与催化剂的接触，使得气体密度减小，有效催化面积减小，电流密度急剧下降，因此必须要处理好水管理的问题。

为了提高气体扩散层的水管理能力，就需要对气体扩散层材料(碳纸)进行疏水处理。一般采用浸渍疏水剂溶液如聚四氟乙烯(PTFE)溶液的方法来进行疏水处理，浸渍完后对碳纸进行干燥和烧结处理，使疏水剂在碳纸内形成网络，从而形成良好的排水性能。但由于碳纸既脆又薄，常规的夹持浸泡方法很容易将碳纸弄碎，且在浸泡后PTFE附着在碳纸上的均匀一致性难以保证。

中国专利ZL200620137261.9公开了一种用于气体扩散层材料进行疏水处理的设备，该专利设备可以在气体扩散层材料浸渍后、干燥前对气体扩散层材料进行两面辊吸处理，利用由多个辊筒带动的吸液片将气体扩散层材料表面的疏水剂吸去，从而在下一次浸渍气体扩散层材料时，可以使疏水剂容易地进入气体扩散层材料内部而不在气体扩散层材料表面积聚，从而有利于气体扩散层形成更好的开孔结构。但该设备只能进行辊吸功能，不能进行浸泡、辊吸连续处理，而且反面辊吸处理起不到实质作用，增加了设备的复杂性和生产成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种碳纸疏水处理设备，不仅结构简单，而且能够实现对碳纸进行浸泡和辊吸的连续处理。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种碳纸疏水处理设备，包括水平方向依次设置的第一伸缩机构、浸渍装置和辊吸装置，所述浸渍装置包括盛液盆、第一支架、第一辊筒、网状的工装板和升降机构，所述升降机构连接于第一支架，所述第一辊筒的转动轴固定于第一支架上，所述工装板可活动的搁置于所述第一辊筒上，所述盛液盆设置于所述第一支架的下方；所述辊吸装置包括第二支架、第二辊筒、挤压辊和吸液片，所述第二辊筒的转动轴固定于第二支架上，所述吸液片绕设于所述挤压辊外，所述挤压辊设置于第二辊筒的上方，且第二辊筒与挤压辊之间的间距小于或等于工装板加碳纸的厚度。

进一步的，还包括第二伸缩机构，所述第二伸缩机构与所述第一伸缩机构相对设置，所述浸渍装置和辊吸装置设置于第一伸缩机构和第二伸缩机构之间。

进一步的，所述第一辊筒和第二辊筒的数目均为多个；所述挤压辊设置于其中一个第二辊筒的上方。

进一步的，所述辊吸装置还包括第三支架和两个第三辊筒，两个第三辊筒和所述挤压辊呈三角状固定于所述第三支架上；所述吸液片绕设于两个第三辊筒和挤压辊外。

进一步的，所述辊吸装置还包括高度调节装置，所述挤压辊通过所述高度调节装置固定于所述第三支架上。

进一步的，所述第三支架包括沿高度方向设置的滑槽，所述挤压辊通过锁紧件固定于所述滑槽。

进一步的，所述辊吸装置还包括驱动装置，所述挤压辊的转动轴由所述驱动装置驱动。

进一步的，所述吸液片为柔性的吸水纸、吸水海绵或吸水碳纤维布。

进一步的，所述第一伸缩机构和升降机构均为气缸。

进一步的，所述工装板为表面光滑的环氧树脂板。