[实用新型]封闭式风冷燃料电池

说明书

本实用新型涉及一种封闭式风冷燃料电池，包括阳极板、膜电极组件，还包括阴极板、散热板，膜电极组件夹设在阳极板与阴极板之间，散热板叠设在阴极板上，散热板与阴极板之间形成供自然空气流通的散热通道，阴极板与膜电极组件之间形成有供氧气或过滤后的空气流通的供氧通道，散热通道与供氧通道相互隔离。使得含有杂质的空气只做散热用，不再与膜电极组件接触，进而降低空气质量对膜电极组件寿命的影响，延长膜电极组件的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种封闭式风冷燃料电池。

背景技术

燃料电池是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断地转化成电能的化学装置。按电解质性质，燃料电池可细分为有碱性燃料电池(AFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固态氧化物燃料电池(SOFC)。其中，质子交换膜燃料电池发电是直接将燃料的化学能转变为电能，步骤少、效率高，发电过程中没有燃烧，所以不会产生污染，没有转动组件，所以噪音低。质子交换膜燃料电池属于低温燃料电池，近年发展迅速。

质子交换膜燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成。阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。阳极氢气在催化剂的作用下解离生成氢离子和电子，然后氢离子经过电解质到达阴极，并且和经由外电路到达阴极的电子以及阴极氧气在阴极催化剂的作用下反应生成水。工作时相当于一直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正极。

燃料电池在工作过程中会产生热量，现在一般采用风冷和水冷两种冷却方式。如申请公布号CN105914386A的中国发明专利公开的一种在线供氢风冷燃料电池系统。

如图1所示，是现有的风冷式质子交换膜燃料电池单体的断面示意图，多个电池单体串联一起可以形成电堆，以满足实际的工作电压需要。为便于说明，以一个电池单体举例，该电池单体包括阳极板1、阴极板3、膜电极组件2，三者叠设在一起。阳极板1、阴极板3也即是双极板。膜电极组件，也即MEA，是燃料电池的质子交换膜、催化剂和电极的组合。其中阴极板的造型是瓦楞板，阴极板上的若干贯通的凹槽31，形成供空气流通的散热风道，空气一方面是提供反应所需的氧气，另一方面空气作为冷却介质，对电池进行散热。该风冷式质子交换膜燃料电池，与空气接触面积大，散热效果好，但也存在一个较大的缺点：由于空气中含有较多杂质，特别是大气污染严重的地区。空气在满足风冷散热的目的方面是没问题的，但是空气直接与膜电极组件接触以提供氧气，空气质量会严重影响质子交换膜的使用寿命，而膜电极组件又是燃料电池的核心部件，且价格昂贵，因此这是一个亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种封闭式风冷燃料电池，以将散热风道和供氧气通道隔离开，解决空气质量对膜电极组件寿命影响比较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型封闭式风冷燃料电池采用如下技术方案：封闭式风冷燃料电池，包括阳极板、膜电极组件，还包括阴极板、散热板，膜电极组件夹设在阳极板与阴极板之间，散热板叠设在阴极板上，散热板与阴极板之间形成供自然空气流通的散热通道，阴极板与膜电极组件之间形成有供氧气或过滤后的空气流通的供氧通道，散热通道与供氧通道相互隔离。

进一步优选，所述散热板为瓦楞板，具有若干个并列的散热通道。

进一步优选，所述阴极板上一端设有供所述氧气或过滤后的空气进入的第一进气口，另一端设有对应的第一排气口。

进一步优选，所述阴极板的朝向膜电极组件的一侧壁凹设有第一气流通道，第一气流通道连通第一进气口、第二排气口。

进一步优选，所述阳极板上一端设有供氢气进入的第二进气口，另一端设有对应的第二出气口，第二进气口与第二出气口均连通阳极板与膜电极组件之间形成的空腔。