[发明专利]燃料电池叠架过量电解液排出方法和装置

说明书

本发明涉及一种从刚组装好的燃料电池叠架排出过量电解液的方法和装置。

众所周知，燃料电池叠架是用两种反复使用的燃料电池组件装配而成的;其中，一种组件是有排气槽的双极板，另一种组件是阳极和阴极分立地浸泡在盛有电解液的诸如磷酸的电解槽中的燃料电池。燃料电池叠架的组装步骤为：向电解液槽内注入过量的电解液，在电解液槽之间装配一套具有阳电极和阴电极的燃料电池，交替设置燃料电池和双极板形成一个燃料电池叠架，所述双极板在其两侧有组合Z形式的排气通道，在顶部端板和底部端板上设置十字形系杆和其间的拉杆，拉紧所述拉杆从而在所述的顶部和底部端板之间压紧所述的装配的燃料电池叠架。由于燃料电池的电解液槽注入过量的电解液并均匀地分布到燃料电池上，所以当由系杆和拉杆对燃料电池施加压缩载荷时，过量电解液被压出电解液槽进入设置在双极板上的排放气体通道。压出槽外的电解液装入排气通道内，将会引起电极的多孔基层的受潮，因而造成阻止排放气体的流动和分散。因此，有必要排除这些存在排放气体通道内的过量电解液。

在美国专利U.S.4，192，906中公开了一种包括有双极板的燃料电池叠架，其双极板上带有直线形式的排气通道，过量电解液的排除是让电解液以适当的温度存放一段长时间，在叠架的一侧，排气通道的进口或出口朝下打开时排除。然而，在一个独立冷却系统的燃料电池中，如美国专利4，276，355，由于双极板上排气通道是组合形式，所以，不可能将过量的电解液排除。

为了解决这个问题，本发明人曾尝试采用高压气体来排除燃料电池中的过量电解液。其中，燃料电池叠架设置在侧部以便在叠架的一侧上排气通道的一端朝下打开，干燥气体如氮气在高压下通过吹管吹入排气通道的另一边。然而，据发现，吹入排气通道的高压气体通过电极的多孔基层泄漏到邻近的排气通道，因而降低了气体的压力。因此，很难从排气通道中排除过量的电解液。另外，使用高压气体会导致电极的损坏，这是由于通道中的高压将会局部地施加到电极上。

把干燥气体吹向排气通道的一端而造成真空吸力可在一定程度上排除过量电解液，然而，这种设想需要用吸管把真空泵与每个排气通道连接，因而是很麻烦的。而且也很难全部排除排气通道中的电解液。

本发明的目的是为从燃料电池叠架迅速并可靠地排出过量电解液，使电极不遭受损害以及不需要复杂的程序而提供的新方法和装置。

根据本发明，为从燃料电池叠架中排出过量电解液提供了新方法，包括：向电解液槽内注入过量的电解液，在电解液槽之间装配一套具有阳电极和阴电极的燃料电池，交替设置燃料电池和双极板形成一个燃料电池叠架，所述双极板在其两侧有组合Z形式的排气通道，在顶部端板和底部端板上设置十字形系杆和其间的拉杆，拉紧所述拉杆从而在所述的顶部和底部端板之间压紧所述的装配的燃料电池叠架并挤压过量的电解液进入燃料气体和排放气体通道，排出压入排放气体通道内的过量电解液，所述过量电解液的排出借助的步骤是：把一个多通管夹具装在燃料电池叠架的一侧，当燃料气体和排放气体通道打开的同时，燃料电池叠架围绕一个轴慢慢摆动，该叠架的另一侧穿过所述的端板，而在排放气体通道的其他端朝下打开的同时，通过所述多通道夹具向所述排放气体通道吹入干燥热气体，从燃料电池叠架组件中排出过量的电解液。

本方法可以利用一个装置实现，包括：在侧向转动位置旋转支撑燃料电池叠架的装置，以便在燃料电池的一侧上排放气体通道的一端朝下打开，将干燥热气体供给燃料电池叠架的排放气体通道的装置，用于降低电解液的粘性，慢慢摆动燃料电池叠架使其通过燃料电池叠架的顶部和底部端板产生绕其中心轴线的反复摆动运动的装置，所述干燥热气体供给装置包括一个鼓风机和多通道夹具，后者由挠性软管与鼓风机连接并组合安装在燃料电池叠架的另一侧。

本发明的优点和其他特点在下面结合附图进行说明时会更加明白。

图1是根据本发明从燃料电池叠架排出过量电解液的装置的正面简图。

图2是图1所示装置中选择部件的透视图。

图3A和3B是图1中燃料电池叠架所使用的双极板的平面图，表示了排气通道的形式。

图4是燃料电池叠架的剖视图，表示了燃料电池的排列。