[发明专利]一种集成冷却的气体燃料电池用增湿器内芯及增湿器

说明书

本发明公开了一种集成冷却的气体燃料电池用增湿器内芯及增湿器，所述增湿器内芯包含内芯单元，内芯单元包含依次设置的第一气体隔板、第一增湿膜、第二气体隔板、第三气体隔板、第二增湿膜以及第四气体隔板，并依次形成第一湿气通道、第一燃料气体通道、冷气通道、第二燃料气体通道以及第二燃料气体通道。本发明利用冷气与燃料气体进行温度交换，增湿后燃料气体温度可控，气体隔板结构稳定性好，且本发明结构及工艺简单，易于加工，成本低。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种集成冷却的气体燃料电池用增湿器内芯及增湿器。

背景技术

目前常用的燃料电池有：聚合物电解质膜燃料电池、磷酸盐燃料电池、碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池。其中质子交换膜燃料电池是聚合物电解质膜燃料电池中的一种，因其能量密度高、启动速度快、工作寿命长等优点，很适合应用于运输工具，因此目前大多数汽车公司开发的燃料电池也都着重于质子交换膜燃料电池。

在质子交换膜燃料电池运行过程中需要有水分子存在,如果燃料电池缺水,将导致电极内阻增加,电池性能下降,为了保证质子从膜电极阳极到达电极阴极的传输能力,需要用增湿器给进入电池堆的气体进行增湿。

以气体燃料电池中的氢燃料电池为例，需要向增湿器内通入高温高湿的气体并通过增湿器内的增湿膜对氢气进行增湿。经增湿器加湿的氢气的温度是不可控的，流入电池反应堆后将大大影响质子交换膜的工作效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种集成冷却的气体燃料电池用增湿器内芯及增湿器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种集成冷却的气体燃料电池用增湿器内芯，所述增湿器内芯包含内芯单元，内芯单元包含依次设置的第一气体隔板、第一增湿膜、第二气体隔板、第三气体隔板、第二增湿膜以及第四气体隔板；

第一气体隔板与第一增湿膜的两相对侧分别通过第一湿气侧密封件进行密封，第一气体隔板与第一增湿膜之间形成第一湿气通道，第二气体隔板与第一增湿膜的两相对侧分别通过第一燃料气体侧密封件进行密封，第二气体隔板与第一增湿膜之间形成第一燃料气体通道；

第二气体隔板和第三气体隔板的相对侧分别通过冷气侧密封件进行密封，第二气体隔板和第三气体隔板之间形成冷气通道；

第三气体隔板与第二增湿膜的两相对侧分别通过第二燃料气体侧密封件进行密封，第三气体隔板与第二增湿膜之间形成第二燃料气体通道，第四气体隔板与第二增湿膜的两相对侧分别通过第二湿气侧密封件进行密封，第四气体隔板与第二增湿膜之间形成第二燃料气体通道。

进一步地，所述第一湿气通道、所述第一燃料气体通道、所述冷气通道、所述第二燃料气体通道以及第二湿气通道的通道方向一致，且平行设置。

进一步地，所述增湿器内芯为多个所述内芯单元堆叠而成，堆叠时，当前内芯单元的第四气体隔板作为下个内芯单元的第一气体隔板。

进一步地，第一至第四气体隔板的具体结构为：包含隔板本体，所述隔板本体的两侧为密封件设置部，中间部分的两个面上分别设置有多个凸部，且凸部关于所述隔板本体对称设置。

进一步地，隔板本体上的凸部均为长方体结构，凸部之间的间隔相同。

进一步地，所述第一气体隔板上靠近所述第一湿气通道的凸部与第一增湿膜相隔一定距离，所述第二气体隔板上靠近所述第一燃料气体通道的凸部也与所述第一增湿膜相隔一定距离。

进一步地，所述第二气体隔板和所述第三气体隔板上靠近冷气通道的凸部抵接，相邻两组抵接的凸部之间形成一个冷气通道。

进一步地，所述气体燃料电池为氢燃料电池，所述第一燃料气体通道和所述第二燃料气体通道均为氢气通道。