用于燃料电池的隔膜加湿器的利记博彩app

专利名称：用于燃料电池的隔膜加湿器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉M料电池以及特另U涉及用于燃料电池的隔膜加湿器。
背景技术：
燃料电池系统在宽范围的应用中越来越多地用作电源。例如，燃料 电池系统已经被提议在用电设备(例如 )中作为内燃机的替代物。这种系 统在共同所有的美国专利申请序号10/418,536中己经被公开，其全部内M此 引作参考。燃料电池还可以用作^m物禾唯宅中的固定发电站，用作摄像机、 计算机等的便携电源。通常，燃料电池发电以用于对电池充电或者为电动机提 供电源。燃料电池是电化学體，其直接结合燃料例如氢和氧化齐,如氧来 产生电力。氧通常由空气流提供。氢和氧结合导致水的形成。可以使用其它燃 料例如天然气、甲醇、汽油和'j^t行生合^t料。燃料电池4顿的基础工艺(basicprocess)效率高、基本上无污染、 安静、没有运动部件(除了空气压縮机、^4卩 、泵和传动装置)，并且可 以构造成仅排放热量和水作为副产物。术语"燃料电池"通常用于 单个电 池或者使用的多个电池，具体取决于^ffl该术语的上下文。多个电池通常捆在 一起并且设置成形成通常电串连连接的多个电池的堆。因为单4^燃料电池可以 组装赂种尺寸的堆，所以系统可以设计成产生希望的育罎输出水平，从而为 不同应用提供设计的灵活性。不同燃料电池鄉可以配备有例如磷酸、碱性、熔融碳麟、固体 氧化物和质子交换隔膜(PEM)。 PEM-^M料电池的基本元件是由聚合物隔膜 电解质分离的两个电极。每一电极在其一侧涂覆有薄催化剂层。电极、催化剂 和隔膜组合形成隔膜电极组件(MEA)。在典型的PEM-MJt料电池中，MEA夹在"阳极"和"阴极"扩 散介质(以下称"DM，s")或者扩鹏之间，这些扩散介质或者扩觀由弹性、 导电和气体可渗透材料例如碳纤维或者纸形成。DM's作为阳极和阴极的主集
电器，并且为MEA提供机te持。可选择地，DM可以包含催化剂层并且与 隔膜接触。DM，s和MEA被压在一对导电板之间，其作为用于收 自主集 电器的电流的次级集电器。在双极板的情况中板在堆的内部相邻电池之间传导 电流并且在堆外部传导电流(在单极板盼瞎况中在堆的端部)。次级集电器板都包含至少一个活性区域，期每气态反应物分布到阳 极和阴极的主要表面上。这些活性区域，也被称为流场，通常包括多个槽脊
(land)，其结合所述主集电器并且在它们之间确定多个沟槽或者流槽。这些槽 提供嶽n氧雜些PEM敏则上的电极。特别地，EM:这些槽流到阳极，其 中催化剂《腿其分雌子和电子。在PEM的相对侧上，Wl这些槽流到阴 丰肚，在此M过PEM吸引tlM子。舰外部电路收集的电子作为有用的能 量并且与质子和氧结合以在阴极侧产^7K蒸气。许多燃料电池1顿内部隔膜例如PEM型燃料电池，其包括质子交 换隔膜，也称为聚合物电解质隔膜。为了在希望的效率范围内实施，希望将这 些隔膜保持在潮湿的条件下。因此，需要提供用于将燃料电池隔膜保持在潮湿 劍牛下的器件。这有助于避免破坏或者缩短隔膜的寿命，并且保持希望的工作 效率。例如，隔膜的劍氐7K含量会导致较高的质子传导阻力，这样会导致较高 的欧姆电压损耗。为了保持隔膜中，特别是入口区域中，的充足水含量，供给 气体的增湿，特别是阴极入口的增湿是适宜的。在燃料电池中的加湿在共同拥 有的授予Goebel等人的美国专利申请序列号10/797,671、共同拥有的授予 Sennoun等人的美国专利申请序列号10/912,298以及共同拥有的授予Forte的美 国专利申请序列号11/087911中进行了讨论，它们的全部内驗此引作参考。为了保 望的潮湿水平，空气加湿器经常用于力口湿在燃料电池中 4顿的空气流。空气加湿器一般包括圆形或盒形空气加湿模块，其安装在空气 加湿器的外壳内。这种类型空气力鹏器的实例在授予Tanihara等人的美国专利 申请序列号10/516,483中被展示并且描述，其全部内雜此引作参考，以及美 国专利号6,471,195，其全部内容在此引作参考。已经利用隔膜加湿器以完成燃料电池加湿的要求。对于汽车燃料电 池加湿的应用，这种隔膜加湿器需要是紧凑的、表现出低压力降并且具有高性 能。隔膜加湿器的设计需要平衡物质传输阻力和压力降。为了ffiil隔膜
从湿侧传输到干侧，水舒必须克服一些以下阻力的组合在湿和干流槽中对
流物质传输阻力、M31隔膜的扩散传输阻力和M:隔膜支撑材料的扩散传输阻
力。紧凑和高性能隔膜力B湿器通常需要具有高7]C传输率(即，GPU在10000-12000 范围内)的隔膜材料。GPU或者气#^透单位是分压标准化通量，其中1GPU =10、m3 (STP) / (cm"少cmHg)。结果，使得湿和干流槽中的传输阻力最小 并且隔膜支撑材料 设计的焦点。希望生产用于燃料电池的隔膜加湿器，其中可以最小化物质传输阻 力和压力降。

发明内容
〖0013]与本发明一致以及协调的，已经令人惊奇地发现了用于燃料电池的 隔膜加湿器，其中可以最小化物质传输阻力和压力降。在另一实驗案中，用于燃料电池的隔膜加湿器包括具有形成于其 中的多个流槽的湿侧板，湿侧板的流槽适用于促进湿气体通过其流动；具有形 成于其中的多个流槽的干侧板，干侧板的流槽适用于鹏干气体通过其流动， 其中湿侧板的流槽产生与刊贩流槽交叉流动的模式；i體在湿侧板和与湿侧 板相邻的干侧板之间的第一扩散介质，織一扩散介质适用于允许7jC蒸气fflii 其传输；设置在湿侧板和与干侧板相邻的刊贩之间的第二扩散介质，第二扩 散介质适用于允许7jC蒸气i!3i其传输；以及设置在第一扩散介质和第二扩散介 质之间的隔膜，隔膜适用于允许7jl蒸气舰其传输，其中在湿气体中的水蒸气 ilil第一扩散介质、隔膜和第二扩散介质传输给干气体。在又一个实施方案中，用于it料电池的隔膜加湿器包括具有形成于
其中的多个流槽的多个湿侧板，湿侧板的流槽适用于i^a湿气体通过其流动；
具有形成于其中的多个流槽的多杆侧板，干侦贩的流槽适用于促进巧体通 过其流动，其中湿侧板的流槽产生相对于刊则板流槽效流动的模式；多个第
一扩散介质，所述第一扩散介质之一设置在每个湿侧板和与湿侧板相邻的干侧
板之间，第一扩散介质适用于允许7jC蒸气ffiii其传输；多个第二扩散介质，第 二扩散介质之一设置在^ii侧板和与干侧板相邻的干侧板之间，第二扩散介 质适用于允许7K蒸气通过其传输；以及设置在各个第一扩散介质和各个第二扩 散介质之间的隔膜，隔膜适用于允许7K蒸气通过其传输，其中在湿气体中的水
蒸气fflii第一扩散介质、隔膜和第二扩散介质传输给H体。


根据以下结合附图对优选实 案的详细描述，本发明的上述以及
其它优点对于本领域技术人员来说将变得更力,显，其中图1是根据本发明的一个实 案的隔膜加湿器组件的部分示意
图，并且示出了湿板流槽和干板流槽的截面；图2是在图1中示出的齡隔膜加湿器组件的7jC分压分布的图示；图3是图1示出的隔膜加湿器组件的，透视图；图4是图1和图3示出的隔膜加湿器组件的透视图；图5是在图4中M圈A指示的隔膜加湿器组件的角落部分的部分
放爐见图；图6是多个堆叠隔膜加湿器组件的透视图；图7是沿图4的线7-7的隔膜加湿器组件的截面亂并且示出了在 湿板中形成的流槽-,图8是沿图4的线8-8的隔膜加湿器组件的截面图，并且示出了在 干板中形成的流槽；图9是根据本发明另一实施方案的隔膜加湿器组件的截面图，并且 示出了湿板中形成的流槽；以及图10是根据本发明的另一实施方案的隔膜加湿器组件的截面图， 并_^出了干板中形成的流槽。
具体实施例方式以下详细的描述和附图描述和解释了本发明的各种示例性的实施方 案。这些描述和附图起到使得本领域狱人员兽,利用和使用本发明的作用，
并且不是旨在以任何方式限定本发明的范围。图1示出了根据本发明实施方案用于燃料电池(未示出)的隔膜加 湿器组件IO。隔膜加湿器组件10包括湿板12和干板14。对于在此示出和描 述的实施方案，描述了用于燃料电池阴极的隔膜加湿器组件IO。然而，应该理 解隔膜加湿器组件10可以用于燃料电池的阳极侧或者希望的其它位置。湿板12包括形成在其中的多个流槽16。流槽16适用于将湿气体从 燃料电池的阴极输送到排气口 (未示出)。在示出的实施方案中，槽16包括宽 度W^和深度H^。槽脊(land) 18形皿湿板12中相邻槽16之间。槽脊18 包括宽度W，。可以4顿任何常规材料形成湿板12，所述常规材料例如是钢、 聚合物和复合材料等。干板14包括形成在其中的多个流槽20。所述槽20适用于将来自气
(未示出)的n懒送至u燃料电池的阴极。如在此4顿，湿气体表示包
含的7jC蒸气和/或液态水的水平在^体的水蒸气和/或液态水的水平;tJl的气 体例如空气和02、 N2、 H20、 H2的气^^昆合物。干气体表示不含7K蒸气或者包 括的7jC蒸气和/或液态水的7jC平在湿气体包含的水蒸气和/或液态水的7jC平之下 的气体例如空气和02、 N2、 HP和&的气体混合物。应该理解的是，可以根 据需要使用其它气体或者气体混合物。在示出的实施方案中，槽20包括宽度 WeD和深度HcD。槽脊22形jtt干板14中的相邻槽20之间。槽脊22包括宽 度Wld。可以使用任何常规材料形成干板14，所述常规材料例如是钢、聚合物 和复合材料等。扩散介质或者扩散层24被设置成与湿侧板12相邻并且邻接其槽脊 18。相似地，扩散介质或者扩鹏26被设置成与刊贩14相邻并且邻接糊 脊22。扩散介质24、 26由弹性并且气体可渗透性材料例如碳纤维、纸张和玻 璃纤维等形成。隔膜28设置在扩散介质24和扩散介质26之间。隔膜28可以是任 何传统隔膜例如使用Nafion⑧商标销售的全氟磺酸(PFSA)、亲水聚合物隔膜 和聚合物复合隔膜等。对于紧凑燃料电池加湿器应用，通常希望隔膜28具有 大于8000 GPU的渗透性，以及通常在10000-12000 GPU范围内。图2示出了隔膜加湿器组件10的示意性图解，隔膜加湿器组件10 包括槽16、扩散介质24、隔膜28、扩散介质26和槽20，具有横过隔膜加湿
组件10的7jC分压图解标。从湿侧槽16向干侧槽20的7K的分子传输包括数
种传输模式。水蒸气的对流物质传输发生在槽16、 20中。3!31扩散介质24、 26 时发生扩散传输。7K蒸气2il过隔膜28被扩散传输。此外，如果在湿侧板12 的槽16和干侧板4的槽20之间絲压差，另卩么水借助^il力(hydraulic force) M隔膜28传输。在湿侧板12的槽16和干侧板14的槽20之间的纟^M也 会影响它们之间的水传输。在湿侧板12的槽16和干侧板14的槽20之间还存 在烚交换。在图2中的线P示出了贯穿隔膜加湿器10的7jC分压分布。对于从湿侧槽16向Tfj槽20的水传输的每一步，可以计算zK流量。 对于在槽16、 20中的7jC传输
<formula>formula see original document page 10</formula>
其中
m :在气体混合物中水蒸气的扩散率(^犯c)
槽深度(W) 鹏副莫水扩散流量(蘼，附2靴) &。水分压(尸a) 仏理想气体常数 幼舍伍德数
r:鹏(iO对于通ar散介质24、 26的水输送
<formula>formula see original document page 10</formula>
其中
扩散介质厚度(m) e :扩散介质孔隙率 t :扩散介质弯曲度对于通过隔膜28的7jC输送(为了解释的目的4顿全氟磺酸隔膜):
<formula>formula see original document page 10</formula>其中:
五隔膜的当量重量(gmA^m/廣^rscy/)
Pm:隔膜密度(gm7Vb如^W) A2。，r隔膜中的水扩散率(c附2/虹)
隔膜厚度(cm) 入水的吸收(摩尔Hp/摩尔S03H)图3示出了在图1中示出的隔膜加湿器组件10的，图，图4解 释了组装的隔膜加湿器组件IO。如在图5中更清晰地阐述，湿侧板12包括在 其顶侧和底侧上形成的槽16。相似地，干侧板14包括形鹏其顶侦,底侧的 槽20。如图6所示，在板12、 14的顶侧和底侧上形成槽16、 20允许板2、 14 堆叠成7k蒸气传输(WVT)单元30。在示出的实施方案中，附加扩散介质32 设置在湿侧板12上，并且扩散介质34与刊则板14相邻设置，以《腿堆叠成 WVT单元30。此外，扩散介质材料可以根据需要仅仅围绕湿侧板12或者干 侧板14使用。应该理解，不脱离本发明的范围和衞申的 下，可以使用针 对扩散介质的其它构造。在示出的实施方案中，隔膜28缠绕扩散介质32、湿 侧板12和扩散介质24，尽管应该理解隔膜28可以一其它方式设置在扩散介质 32、湿侧板12和扩散介质24之上或者围绕它们设置。图7和图8示出了湿侧板12和干侧板14的截面图，以及各个板12、 14的槽16、 20的交叉流动配置。在示出的实施方案中，隔膜28在板12、 14 的外部围M)1粘结材料36粘结到板12、 14上，从而最大化它们之间的密封 性能。应该理解可以使用其它常规材料例如垫圈或者其它密封，或者根据需要 不密封或者使用粘结剂。扩散介质24、 32设置在形鹏湿侧板12中的各个空腔38、 40中。 空腔39、 41还形鹏Tf则板14中以容纳扩散介质26、 34。应该理解，在不脱 离本发明范围和精神的鹏下，扩散介质24、 26、 32、 34可以延伸至板12、 14 的外部围缘。与板12、 14的各个外部围缘相邻的基本上平坦的密封表面42、44、 46、 48还可以，板12、 14之间的密封。在图7和图8示出的实施方案中，板12、 14通过挤出工艺形成， 尽管可以根据需要4顿其它工艺形成板12、 14。对于槽16、 20深度H^、 而言，小于或等于0.5謹的情况已经取得了令规喜的结果，尽管可以根据
需要使用其它深度的1、 Hcd。大约0.3mm的流槽16、 20深度H^、 Hcd已
经取得了更令人欣喜的结果。使用在这个范围内的槽深度包括平衡在槽16、 20
中的传输阻力和槽压力降的作用。当槽深度减小时，在槽中的物质传输阻力减
小。然而，槽压力,加，这降低了燃料电池的效率。对于100kWe燃料电池
系统，如果深度Hcw、 HcD在J^范围内已经导致在湿侧槽16和刊则槽20中
小于30kPa的总压力降。槽面积比AR由以下等式确定 『
辑= c 。 『c + ^对于槽宽度W。为0.5mm至5mm的情况，槽面积比AR为75%-85 %盼瞎况已经得到令人欣喜的结果，尽管可以根据需要使用其它的比AR和槽 宽度We。选择这种槽面积比AR禾口槽宽度W。以最大化在槽脊18、 22之下的 隔膜面积利用率，并且最小化膜28侵A^者其它结构i4A槽16、 20。当通过 槽16、 20的气流是层流时，取得了进一步的有利结果，其最小ttJ13i槽16、 20 的压力降并且最大4W逝广散介质24、 26、 32、 34和膜28的7K蒸气传输。然 而，可以根据需要提供湍流。使用在图7和图8中公开的交叉流动配置实现了 如下益处借助保鄉过於板12、 14的基本上线性的流动通路最小^M3！ 槽16、 20的压力降，最小化用于堆30的包装尺寸以及简化气体的供给要求， 这些将在这里进一步描述。当扩散介质24、 26、 32、 34具有小于0.2mm的厚 度，并且通常在0.05和0.15mm之间，孔隙率在50-95%范围内，并且通常在 79-90%之间时，得到了进一步令A^喜的结果，尽管可以根据需要使用其它的 厚度和孔隙率。在给出的范围内f顿扩散介质24、 26、 32、 34提高了与槽脊18、 22相邻的隔膜28区域的4顿效率，并且最小化了在扩散介质24、 26、 32、 34 中的物质传输阻力。当优iM过扩散介质24、 26、 32、 34的水蒸气传输时， ^H L尺寸在大约0.01-100 W:范围内，通常在1和50微米之间的扩散介质 24、 26、 32、 34时，已经得到令人欣喜的结果，尽管可以根据需要使用其它的 孑L尺寸。为了有助于对抗扩散介质24、 26、 32、 34iSA槽16、 20，导致在槽 16、 20中产生更高的压力降，希望扩散介质24、 26、 32、 34具有大于40,000kPa 的弹性模量，并且更希望具有大于100,000kPa的弹性模量。操作时，促使湿气体M3i在湿侧板12中形成的槽16流动。湿气体
来自湿气 。可以4顿任何常规體将湿气体縱给槽16，例如与槽16相
连接的给料集管(supplyheader)。在示出的实 案中，湿气体由燃料电池的 排气流提供。湿气体从流槽16中离开而駄排气口。使刊体舰形鹏干 侧板14中的流槽20流动。干气体来自于T^体源。可以使用任何常规装置将 ^体分配给槽20，例如与槽20相连接的给料集管。然后干气体排出流槽20。
在示出的实船案中，^体由rat机(未示出)提供。对于示出的实 案而言，湿气体的^j^通常低于^体的^Jt。 来自压缩机的干气術显度可以在大约180°C，来自燃料电池抖一气口的湿气術显 度可以是大约80-95°C。如果j顿空气冷却器(未示出)7賴口来自压缩机的干 气体，温度可以在95-105"C范围内。应该理解，不脱离本发明范围和精神的前 提下，可以4顿其它纟鹏范围。作为在湿气体和^体之间的 驢差的结果， ^体还在其加湿过程中被冷却。冷却作用还增加了新加湿的气体(T^体) 的相X^显度，从而最小化在燃料电池元件上的气体干燥影响。在Mil槽16的湿气体和ffiil槽20的干气体的流动过程中，湿气体 与^体是交叉气流。应该理解，气体流的逆流还可以用于{^ 自湿气 的7K蒸气向刊術荒传输。对于燃料电池力鹏应用而言，7jC传输效率需求通常 劍氐。结果，在逆流和交叉流i體之间只存在小的预斯性能差。水針由湿气 体传输给巧体包括以下模式A)在槽16、 20中7K蒸气的对流物质传输；B) il31扩散介质24、 26、 32、 34的扩散传输；C)禾拥扩散M隔膜28的tR蒸 气传输。此外，如果在湿侧板12中的槽16和干侧板14中的槽20之间存在压 力差，7K会利用、鹏力3131隔膜28传输。此外，如果湿气鹏和^術荒温 度不同，那么由热流体向膜28和由膜28向冷流体的热传递还可以影响水的传 输。7jC还可以在体相(bulkphase)中冷凝或者蒸发(即，流体可以包含RH>100% 的夹带液态水)。随着7jC流向，在湿气体和干气体之间还可以存在烚交换。如前所述，板12、 14通过挤出工艺形成。通过以这种方式形 12、 14，使得制造的复杂性最小化。由于帝腊复杂性的最小化，同样最小化了其成 本。图9和图10解释了本发明的另一实施方案。与图1-8重复的相似结 构使用相似的附图标记和单引号(')标记表示。在示出的实M案中，板12'、 14'M冲压工艺形成，获得示出的槽形状，尽管可以根据需要使用其它的工艺
形成板12'、 14'。湿侧板12'包括折叠边缘50。折叠折叠边缘50包括基本上平坦的密 封表面52、 54。在示出的实施方案中，折叠折叠边缘50包括设置在其中的填 充物56，所述填充物适用于有助于M其对抗气体流的绕流(bypass)。应该 理解，折叠折叠边缘50可以根据需要全部填充有填充物56，部分填充有填充 物56或者不配备填充物56。干侧板14'包括折叠折叠边缘58。折叠折叠边缘58包括基本上平坦 的密封表面60、 62。应该理解，折叠折叠边缘58可以提供有填充物64，其可 以全部填充折叠折叠边缘58，部分填充折叠折叠边缘58或者折叠折叠边缘58 不配备填充物(如图所示)。<柳通过冲压工艺形成的湿侧板12'和干侧板14'还可以最小化板 12'、 14'的厚度。M按这种方式形成板12'、 14'，制造的复杂性被最小化。由 于制造复杂性最小化，其 同样被最小化。乘除的结构和操作基本上与以上 图l-8描述的相同。
[0052滩据前面的描述，本领域普通技术人员可以容易地确定本发明的实 质特性，在不脱离本发明精神和范围的 下，还可以对于本发明进行各种变 化和修改以适合于各种用途和条件。
权利要求
1、一种用于燃料电池的隔膜加湿器，包括具有至少一个形成于其中的基本上线性的流槽的基本上平坦的第一板，所述第一板的流槽适用于促进第一气体通过其流动；具有至少一个形成于其中的基本上线性的流槽的基本上平坦的第二板，所述第二板的流槽适用于促进第二气体通过其流动，其中所述第一板的流槽基本上垂直于所述第二板的流槽；设置在所述第一板和所述第二板之间的扩散介质，所述扩散介质适合于允许水蒸气通过其传输；以及设置在所述第一板和所述第二板之间的隔膜，所述隔膜适合于允许水蒸气通过其传输，其中在第一气体中的水蒸气通过所述扩散介质和所述隔膜传输到第二气体。
2、 根据权利要求1的加湿器，其中第i体禾嗨二气体中的至少之一选 自空气和包括02、 N2、 H20、 H2至少一种的气体混合物。
3、 根据权利要求1的力口湿器，其中所述隔膜具有大于8000GPU的渗透率。
4、 根据权利要求1的加湿器，其中所述第一板和所述第二板包括与其围 缘相邻的基本上平坦的密封表面。
5、 根据权利要求1的加湿器，其中所述第一板和所述第二板具有铍褶外缘。
6、 根据权利要求5的加湿器，其中所述第一板的折齡卜缘和所述第二板 的折叠外缘的至少之一包括设置在其中的填充物。
7、 根据权利要求1的力口湿器，其中所述第一板和所示第二净 过冲压工 艺形成。
8、 根据权利要求1的加湿器，其中所^^述第一板和所述第二Wil挤 出工艺形成。
9、 根据权利要求1的力口湿器，其中所述第一板的槽和所述第二板的槽的 至少之一具有至多0.5mm的深度。
10、 根据权利要求1的加湿器，其中所述第一板的槽和所述第二板的槽 的至少之一具有大约0.3mm的深度。
11、 根据权利要求l的加湿器，其中对于100kWe燃料电池系统而言，在 所述第一板的槽和所述第二板的槽中的总压力降小于30千帕。
12、 根据权利要求1的加湿器，其中对于所述第一板的槽和所述第二板 的槽的至少之一，槽面积比由下列等式确定槽臓比=￥1^^，大小为細。丄
13、 根据权利要求1的加湿器，其中第1体和第二气体的至少之一的 流动是层流。
14、 根据权利要求1的加湿器，其中第一气体的温度比第二气体的皿 低，导致在其加湿过程中^4嗨二气体。
15、 根据权利要求l的力臨器，其中所述扩散介质具有小于0.2111111的厚 度、50%-95%的孔隙率、0.01至100微米的平均孔尺寸以及大于40000kPa的弹性模量。
16、 一种用于燃料电池的隔膜加湿器，包括具有形成于其中的多个流槽的湿侧板，所述湿侧板的流槽适用于lfiit湿 气体舰其流动；具有形成于其中的多个流槽的刊贩，所述干侧板的流槽适用于鹏干 气体M其流动，其中所述湿侦贩的流槽产生与所述干侧板的流槽效流动的 模式；设置在所述湿侧板和与所述湿侧板相邻的所述干侧板之间的第一扩散介 质，所述第一扩散介质适用于允许水蒸气M其传输；體S^f述湿侦贩和与所述干侧板相邻的所述干侧板之间的第二扩散介 质，所述第二扩散介质适用于允许7jC蒸气M31其传输；以及设置在所述第一扩散介质和所述第二扩散介质之间的隔膜，所述隔膜适用于允许7K蒸气M其传输，其中在湿气体中的7jc蒸气M:所述第一扩散介质、所述隔膜和所述第二扩散介质传输给T^体。
17、 根据权利要求16的加湿器，其中所述湿侧板的槽和所述干侦贩的槽 中的至少之一具有至多0.5mm的深度。
18、 根据权利要求16的加湿器，其中所述湿侧板的槽和所述干侧板的槽 的至少之一具有大约0.3mm的深度。
19、 根据权利要求16的加湿器，其中对于所述湿侧板的槽和所述刊贩的槽的至少之一，槽面积比由下列等式确定槽面积比=槽宽y脊宽度'大小为75 %-85 %'并且具有Q'5mm 5 5腿的槽宽度。
20、 一种用于燃料电池的隔膜力口湿器，包括.-具有形成于其中的多个流槽的多个湿侧板，所述湿侧板的流槽适用于促 进湿气体舰其流动；具有形成于其中的多个流槽的多个干侧板，所述干侧板的流槽适用于促 进干气体通过其流动，其中所述湿侧板的流槽产生与所述干侧板的流槽交叉流 动的模式；多个第一扩散介质，所述第一扩散介质之一设置在各个所述湿侧板和与 所述湿侧板相邻的所述干侧板之间，所述第一扩散介质适用于允许水蒸气通过 其传输；多个第二扩散介质，所述第二扩散介质之一设置在各个所述湿侧板和与 所述刊则板相邻的所述干侦贩之间，所述第二扩散介质适用于允许水蒸气通过 其传输；以及设置在各个所述第一扩散介质和所述第二扩散介质之间的隔膜，所述隔 膜适用于允许7K蒸气通过其传输，其中在湿气体中的水蒸气皿所述第一扩散 介质、所述隔膜和所述第二扩散介质传输给干气体。
全文摘要
公开了一种用于燃料电池的隔膜加湿器，其中最小化了加湿器中的压力降并且最优化了燃料电池中质子交换膜的湿度。
文档编号H01M8/04GK101098021SQ20071013883
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月29日 优先权日2006年6月29日
发明者A·M·布伦纳, G·W·斯卡拉, H·A·加斯泰格, S·G·格贝尔, Y·张 申请人:通用汽车环球科技运作公司