[实用新型]一种实时测量内部温度湿度的燃料电池

说明书

本实用新型提供了一种实时测量内部温度湿度的燃料电池，包括若干质子交换膜、若干扩散层、若干双极板、若干集电板、若干绝缘板；其中至少一个质子交换膜、扩散层、双极板、集电板或绝缘板作为测量基材，至少一个测量基材的至少一面上涂覆有温敏材料层，至少一个测量基材的至少一面上涂覆有湿敏材料层，该温敏材料层和湿敏材料层各设置有用于与外部测量电路连接的引线或引脚。该燃料电池能够对内部温度和湿度进行实时测量。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种实时测量内部温度湿度的燃料电池。

背景技术

近年来，随着全球能源供应结构调整进程的加速以及巴黎协定签订，能源系统环境友好性及“碳减排”要求日益提高，清洁、可再生能源发展成为大势所趋。氢能是公认的清洁能源，被誉为21 世纪最具发展前景的二次能源，得到快速发展，以日本、美国、德国为代表的工业发达国家制定了长远的氢能创新发展计划。目前燃料电池汽车已经进入商业化前期，质子交换膜燃料电池作为低温燃料电池的一种，清洁且能量转换效率高从而被认为是未来车用动力的最佳选择。

影响质子交换膜燃料电池性能的因素众多且相互耦合，但温度和湿度是最大的两个影响因素，是研究燃料电池水热管理不可避免的难题。对温度的影响主要是因为质子交换膜燃料电池中催化剂需要一定的温度满足反应需求，但温度过高导致膜电极过干造成性能下降。对湿度的影响主要是因为质子交换膜燃料电池中质子传导是以水合质子的形式，所以需要一定的湿度满足发电所需的质子传导，但湿度过高导致水淹造成气体传输受阻带来性能下降。并且温度和湿度两个因素相互耦合，所以在燃料电池发电过程中必须实施监控温度和湿度，以满足燃料电池高性能长寿命的发电输出。

目前燃料电池系统主要是采用温度传感器、湿度传感器或温湿一体传感器进行测量，但这种传感器只能监测电池进口或者出口处的温度和湿度，不能准确反应燃料电池内部温度和湿度。

可见现有技术有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种能够对内部温度和湿度进行实时测量的燃料电池。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种实时测量内部温度湿度的燃料电池，包括若干质子交换膜、若干扩散层、若干双极板、若干集电板、若干绝缘板；其中至少一个质子交换膜、扩散层、双极板、集电板或绝缘板作为测量基材，至少一个测量基材的至少一面上涂覆有温敏材料层，至少一个测量基材的至少一面上涂覆有湿敏材料层，该温敏材料层和湿敏材料层各设置有用于与外部测量电路连接的引线或引脚。

所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,同一测量基材上不同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且所述测量基材仅一面设置有温敏材料层或湿敏材料层。

所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,同一测量基材上不同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且所述测量基材的两面均设置有温敏材料层或湿敏材料层。

所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,同一测量基材上同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且所述温敏材料层和湿敏材料层设置在测量基材的不同表面上。

所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,同一测量基材上同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且所述温敏材料层和湿敏材料层设置在测量基材的同一表面上，且湿敏材料层涂覆在温敏材料层上。

所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,所述测量基材的两面均设置有温敏材料层和湿敏材料层。

所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,至少一个测量基材上同时设置有温敏材料层和湿敏材料层，且另外至少一个测量基材上仅设置有温敏材料层或湿敏材料层。

所述的实时测量内部温度湿度的燃料电池中,所述温敏材料层为SiC层。