[实用新型]水热交换膜组件、水热交换装置以及燃料电池系统

说明书

本申请公开了水热交换膜组件、水热交换装置以及燃料电池系统，所述水热交换膜组件包括至少一个水热交换膜组件单元，所述的水热交换膜组件单元包括叠放并复合成型的五合一膜片结构和支撑骨架；所述五合一膜片结构从上至下依次包括：第一热熔胶层、第一支撑网层、水热交换膜、第二支撑网层和第二热熔胶层，所述第一和第二支撑网层与水热交换膜通过所述第一和第二热熔胶层粘结在一起，并且所述水热交换膜为透水不透气的柔性多孔材料，将所有的水热交换膜组件成对叠放后，放在烘箱内可以一次完成水热交换装置主体的成型和密封，具有简单高效的优点，适合批量化生产。

技术领域

本申请涉及燃料电池领域，特别涉及一种用于燃料电池的水热交换装置。

背景技术

燃料电池是一种清洁、高效、长寿命的发电装置。与常规发电技术相比，燃料电池在效率、安全性、可靠性、灵活性、清洁型、操作性能等方面有很大的优势，应用前景十分广阔。

许多燃料电池使用内部膜，如包括质子交换膜(也称为聚合物电解质膜)的 PEM型燃料电池。为了在较高的效率范围内运行，希望将膜保持在潮湿情况。保持膜的湿度有助于避免膜的损害或寿命缩短，以及保持希望的操作效率。膜的较低的水含量导致较高的质子传导电阻，从而导致较高的欧姆电压损失。进气(尤其是阴极进口处)的增湿是有益的，可以让膜保持足够的含水量。

现有技术中的用于燃料电池的水热交换装置的结构复杂，需要采用紧固件和密封件，一方面导致成本上升，另一方面这些紧固件和密封件也容易导致一些缺陷，导致使用寿命缩短。

因此，本领域急需开发一种结构简单且具有长使用寿命的用于燃料电池的水热交换装置。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于燃料电池的水热交换装置，所述水热交换装置结构简单且具有长使用寿命。

本申请提供了一种用于燃料电池的水热交换装置的水热交换膜组件，所述水热交换膜组件包括至少一个水热交换膜组件单元，所述的水热交换膜组件单元包括叠放并复合成型的五合一膜片结构和支撑骨架；所述五合一膜片结构从上至下依次包括：第一热熔胶层、第一支撑网层、水热交换膜、第二支撑网层和第二热熔胶层，所述第一和第二支撑网层与水热交换膜通过所述第一和第二热熔胶层粘结在一起，并且所述水热交换膜为透水不透气的柔性多孔材料。

在另一优选例中，所述的五合一膜片结构和支撑骨架是交替叠放的。

在另一优选例中，所述的水热交换膜组件包括叠放在一起的一个五合一膜片结构和一个支撑骨架。

在另一优选例中，所述的水热交换膜组件包括叠放在一起的两个五合一膜片结构、和位于所述两个五合一膜片结构的一个支撑骨架。

在另一优选例中，在所述的一个支撑骨架所隔开的两个五合一膜片结构之间，设有气体流动通道。

在另一优选例中，所述的气体流动通道为排气流道、或进气流道。

在另一优选例中，相邻的排气流道和进气流道是互为逆向的。

在另一优选例中，在所述水热交换膜的两侧(即两个主表面侧)分别流经排气和进气。

在另一优选例中，所述的水热交换膜组件包括交替叠放的2N+1个五合一膜片结构和2N个支撑骨架，其中N为≥1的正整数。

在另一优选例中，所述的水热交换膜组件包括交替叠放的2N个五合一膜片结构和2N+1个支撑骨架，其中N为≥1的正整数。

在另一优选例中，在所述水热交换膜的表面或空隙内填充有树脂。

在另一优选例中，所述树脂包括但不限于磺酸树脂、或全氟磺酸树脂。

在另一优选例中，所述水热交换膜组件为板式结构。