本發(fā)明屬于燃料電池領(lǐng)域，尤其是涉及一種提高電池運(yùn)行穩(wěn)定性的部件。
背景技術(shù)：
燃料電池是一種電化學(xué)裝置，其組成與一般電池相同。其單體電池是由正負(fù)兩個(gè)電極(負(fù)極即燃料電極和正極即氧化劑電極)以及電解質(zhì)組成。不同的是一般電池的活性物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部，因此，限制了電池容量。而燃料電池的正、負(fù)極本身不包含反應(yīng)物質(zhì)，只是個(gè)催化轉(zhuǎn)換元件。因此燃料電池是名符其實(shí)的把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。電池工作時(shí)，燃料和氧化劑由外部供給，進(jìn)行反應(yīng)。原則上只要反應(yīng)物不斷輸入，反應(yīng)產(chǎn)物不斷排除，燃料電池就能連續(xù)地發(fā)電。氫-氧燃料電池的工作原理如下：
負(fù)極：h2→2h++2e-
正極：1/2o2+h++2e-→h2o
電池反應(yīng)：h2+1/2o2＝＝h2o
由于燃料電池的比能量高、環(huán)境友好、兼容可再生能源等特點(diǎn)，得到了全球各國(guó)政府、企業(yè)及研究團(tuán)體的極大重視。美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家持續(xù)加強(qiáng)對(duì)燃料電池領(lǐng)域的支持，相關(guān)技術(shù)不斷突破，車用質(zhì)子膜燃料電池已經(jīng)開(kāi)始商用。
由于燃料電池的質(zhì)子交換膜在傳導(dǎo)氫質(zhì)子時(shí)需要水份，因此傳統(tǒng)的燃料電池在進(jìn)入燃料電池前的空氣和氫氣中進(jìn)行增濕，這樣使燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性降低。如中國(guó)專利申請(qǐng)201210559773.4公開(kāi)了一種用于燃料電池的膜增濕器，包括圓柱形殼體、增濕管、空氣擋板和氫氣擋板；增濕管為兩層結(jié)構(gòu)，外層為芳綸紙管，內(nèi)層為不銹鋼篩網(wǎng)，增濕管兩端分別固定在空氣擋板和氫氣擋板上，密封與圓柱形殼體內(nèi)部，形成管程和殼程。該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用不便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種使用方便、成本低的提高電池運(yùn)行穩(wěn)定性的部件。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種提高電池運(yùn)行穩(wěn)定性的部件，用于燃料電池中，所述的燃料電池包括導(dǎo)流板、氣體擴(kuò)散層及膜電極，所述的氣體擴(kuò)散層包括空氣擴(kuò)散層和氫氣擴(kuò)散層，所述的部件由導(dǎo)電材料制成，并設(shè)置在所述的導(dǎo)流板與空氣擴(kuò)散層之間，用于對(duì)所述的膜電極中的質(zhì)子交換膜保濕，所述的部件上設(shè)有至少一個(gè)用于通氣體和液體的通孔。
所述的導(dǎo)電材料為石墨紙。
所述的導(dǎo)電材料為金屬板。
所述的部件的厚度為0.01—2mm，在該范圍內(nèi)，增加了該部件的燃料電池的外觀結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有變化。
所述的部件的尺寸與所述的空氣擴(kuò)散層的尺寸相匹配。
所述的通孔的面積與所述的部件上的非通孔的面積的比例為1:1—1:20，在這個(gè)比例范圍內(nèi)，該部件既不影響燃料電池本身的發(fā)電性能，又能很好的對(duì)質(zhì)子交換膜保濕，使得燃料電池的性能優(yōu)化。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)將本發(fā)明加在燃料電池氣體擴(kuò)散層的外部，能使反應(yīng)產(chǎn)生的水分保持在電池內(nèi)部，避免了外加增濕器給氣體增濕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
(2)本發(fā)明的部件上的通孔的面積與所述的部件上的非通孔的面積的比例為1:1—1:20，在這個(gè)比例范圍內(nèi)，部件既不影響燃料電池本身的發(fā)電性能，又能很好的對(duì)質(zhì)子交換膜保濕，使得燃料電池的性能優(yōu)化；
(3)本發(fā)明部件的厚度為0.01—2mm，在該范圍內(nèi)，增加了該部件的燃料電池的外觀結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有變化；
(4)本發(fā)明成本低、使用方便，適合大范圍推廣使用。
附圖說(shuō)明
圖1為加入本發(fā)明一種提高電池運(yùn)行穩(wěn)定性的部件的燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為加入本發(fā)明一種提高電池運(yùn)行穩(wěn)定性的部件燃料電池的性能曲線；
圖3為未加入本發(fā)明的燃料電池的性能曲線；
圖中標(biāo)識(shí)為：1膜電極，2空氣擴(kuò)散層，3氫氣擴(kuò)散層，4部件，5空氣導(dǎo)流板，6氫氣導(dǎo)流板。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
一種提高電池運(yùn)行穩(wěn)定性的部件，用于燃料電池中，現(xiàn)有的燃料電池為依次設(shè)置的空氣導(dǎo)流板5、空氣擴(kuò)散層2、膜電極1、氫氣擴(kuò)散層3及氫氣導(dǎo)流板6，本發(fā)明在空氣導(dǎo)流板5與空氣擴(kuò)散層2之間增加由導(dǎo)電材料制成的部件4，如圖1所示，用于對(duì)膜電極1中的質(zhì)子交換膜保濕，部件4上設(shè)有至少一個(gè)用于通氣液體的通孔。本實(shí)施例的部件4為石墨紙，厚度為0.01mm，部件4的尺寸與空氣擴(kuò)散層5的尺寸相匹配。部件4上通孔的面積與非通孔的面積的比例為1:1。
本實(shí)施例將燃料電池按照單電池層疊堆加，組裝成具有22片單電池的電池堆。電池堆的運(yùn)行溫度為62度，采用風(fēng)扇進(jìn)行供氧和散熱。其中一個(gè)電池堆的單電池中加入本發(fā)明的部件4，另一個(gè)沒(méi)有加入，運(yùn)行結(jié)果如圖2和圖3所示，其中圖2為加入本發(fā)明部件4的燃料電池的性能曲線，圖3為未加入本發(fā)明的燃料電池的性能曲線，通過(guò)對(duì)比圖2和圖3可以看出，加入部件4后，電池的性能提高，能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中，部件4為金屬板，厚度為2mm，部件4上通孔的面積與擴(kuò)4散層上非通孔的面積的比例為1:20，其余同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中，部件4的厚度為0.5mm，部件4上通孔的面積與部件4上非通孔的面積的比例為1:10，其余同實(shí)施例1。