[发明专利]用于燃料电池的加湿器

说明书

本发明涉及一种用于燃料电池的加湿器。一种用于燃料电池的加湿器，包括：主体；形成在主体内部的第一加湿空间和第二加湿空间；用于将从燃料电池堆释放的废气供应到第一加湿空间和第二加湿空间中的废气出口；形成在主体内部并直接或间接地与第二加湿空间和燃料电池堆连通的通过空间。流入气体从第一加湿空间流入通过空间中。阀被安装在通过空间中，以允许引入通过空间中的流入气体在通过或不通过第二加湿空间的情况下来流入燃料电池堆中，或者允许引入通过空间中的流入气体中的一些通过第二加湿空间来流入燃料电池堆中、并且流入气体中的其他流入气体在不通过第二加湿空间的情况下被引入燃料电池堆中。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月14日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2018-0140290号的优先权的权益，该申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及一种用于燃料电池的加湿器，并且更具体地，涉及一种用于调节流入气体在加湿器中流动的流动路径的燃料电池加湿器。

背景技术

一直研究和开发通过连续供应到其的燃料的电化学反应来连续产生电能的燃料电池系统作为解决全球环境问题的替代方案。

根据所使用的电解质的类型，燃料电池系统可以分类为磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、碱性燃料电池(AFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC)。根据操作温度和输出范围以及所使用的燃料类型，燃料电池系统可以应用于各种应用，诸如，移动电源、运输、分布式发电等。

在上述燃料电池中，PEMFC应用于正在开发以替代内燃机的氢动力车辆(氢燃料电池车辆)。

氢动力车辆通过氢和氧的电化学反应产生电力并用产生的电力操作电机来进行驱动。氢动力车辆具有包括以下部件的结构：用于储存氢(H₂)的氢(H₂)罐、用于通过氢(H₂)和氧(O₂)的氧化/还原反应产生电力的燃料电池堆(FC堆)、用于排出所产生的水的各种装置、用于存储由燃料电池堆产生的电力的电池、用于转换和控制所产生的电力的控制器、用于生成驱动力的电机等。

燃料电池堆是指具有串联地彼此上下堆叠的数十个或数百个电池的燃料电池主体。燃料电池堆具有这样的结构，其中多个电池堆叠在端板之间，每个电池包括电解质膜，该电解质膜将电池内部分成两个部分：在电解质膜的一侧上的阳极和在电解质膜的另一侧上的阴极。

隔板设置在电池之间以限制氢和氧的流动路径。隔板由导体制成，以在氧化/还原反应过程中使电子移动。

当氢被供应到阳极时，氢被催化剂分成氢离子和电子。电子在通过隔板移动到燃料电池堆外部时产生电力。氢离子通过电解质膜并移动到阴极，之后氢离子与从环境空气供应的氧和电子结合以产生水。所产生的水被排放到外部。

只有通过向膜-电极组件(MEA)的聚合物电解质膜供应预定量的水分来维持适当的水分含量，PEMFC才可以保持发电效率。

燃料电池系统可以包括加湿器以加湿流入燃料电池堆中的流入气体。

加湿器必须根据燃料电池堆内的湿度来调节添加的水分量，因为即使燃料电池堆的内部非常潮湿，也可以减少流入气体的扩散，并因此可能降低发电效率。

为了解决这个问题，在常规的燃料电池系统中，形成了旁路通道以允许流入气体的一部分在不通过加湿器的情况下直接流入燃料电池堆中，而其余的流入气体被加湿。然而，在这种情况下，系统是很复杂的。

发明内容

已作出本公开以解决在现有技术中存在的上述问题，同时完整地保留由现有技术所实现的优点。