具有返回冷凝電解質的高透過率芯吸件的液體電解質燃料電池的製作方法

2023-10-07 22:22:24 3

專利名稱：具有返回冷凝電解質的高透過率芯吸件的液體電解質燃料電池的製作方法
技術領域：
液體電解質燃料電池包括位於陽極側和/或陰極側上的每塊電極
基板與隔板之間的孔隙較小且透過率較高的芯吸件(wicking),以促
剩餘部》

背景技術：
磷酸燃料電池中的酸會由於蒸發進入反應劑物質流內而隨時間產 生消耗，目前有兩種方法將酸提供給磷酸燃料電池來彌補這種消耗。 一些已公知的加酸方法是連續地或周期性地將液體形式或蒸氣形式的 酸添加到電池中。這些方法既複雜又昂貴。更優選採用的方法是被動 方法，該方法在電池的初始組裝過程中將足以滿足電池壽命需求的酸 置於電池中的多孔部件內。
常規的磷酸燃料電池發電設備通常包括由燃料電池8構成的燃料 電池堆7，如圖1所示，燃料電池的溫度受到通過冷卻板9的冷卻劑的 控制，所述冷卻板被插置在燃料電池組之間，該燃料電池組中的電池 數介於5與10個之間。參見圖2,每個燃料電池8包括酸保持基體11， 所述酸保持基體具有位於一側上的陽極催化劑12和位於另一側上的陰 極催化劑13。所述催化劑分別由多孔陽極基板16和多孔陰極基板17 擔載。正如所屬領域已公知地，多孔陽極基板16和多孔陰極基板17 都是親水性的。燃料電池堆中的這些電池(除了位於燃料電池堆端部 處或與冷卻板相鄰的電池以外)共用無孔疏水性隔板組件19,所述隔 板組件包括與陽極基板16相鄰的燃料通道20和與陰極基板17相鄰的 空氣(或其它氧化劑)通道21。通道20、 21中的反應劑氣體擴散通過 相應的基板16、 17;所述基板因此被稱作氣體擴散層(GDLs)。在與 冷卻板9相鄰的位置處，燃料流動通道20可被成形於其中不具有空氣 流動通道的燃料流場板23中；陰極側的情況與此相似。
本文結合隔板19所^吏用的術語"無孔(non-porous)"和"疏水 的(hydrophobic)，，意味著隔板19是無孔且疏水的，這足以使得基本上沒有液體電解質能透過該隔板。
如圖2所示，傳統的磷酸燃料電池具有與陽極催化劑12相鄰的基 板16，基板16的厚度與基板17的厚度大體上相同，基板17與陰極催 化劑13相鄰。然而，陽極基板也可比陰極基板更厚，正如Breault在 於2006年10月27日提交的PCT/US06/42495中所披露地那樣。
在液體電解質燃料電池堆的正常運行過程中，隨著反應劑從入口 向出口流動，電解質既會蒸發進入陰極反應劑氣體物質流內也會蒸發 進入陽極反應劑氣體物質流內。為了能保持住酸從而延長燃料電池發 電設備的壽命，在反應劑氣體的出口附近會對汽化的液體電解質進行 冷凝，從而基本上回收所有的電解質。
在美國專利4， 345， 008中，通過設置冷凝區以便回收已蒸發進入 兩種反應劑氣體流內或其中一種反應劑氣體流內的電解質蒸氣的方式 而明顯地改進了對液體電解質的保持。
參見圖3， 一種典型的燃料電池發電設備6具有燃料電池堆7,所 述燃料電池堆包括燃料電池8，每個燃料電池都具有冷凝區27。在圖3 中，點線表示催化劑12、 13的範圍且短劃線表示三組燃料流動通道， 燃料會相繼地流動通過這三組燃料流動通道。其中，基體ll在總平面 圖28的全部範圍內延伸，但催化劑12、 13卻僅在該總平面圖28的一 部分上延伸而形成了活性區域29，在該總平面圖的剩餘部分中留下的 是非活性區域，該非活性區域構成了酸冷凝區27。
另一種可選方式是，陽極催化劑可在整個平面圖上延伸，而陰極 催化劑13則僅在平面圖的一部分上進行延伸，正如Breault等在 W02006071209A1中所披露地那樣。
在圖1至圖3所示的實例中，燃料電池發電設備包括燃料源30， 所述燃料通過燃料入口歧管31被施加到燃料流場(20，如圖2所示) 上，該燃料向著如圖3所示的右方流動通過每個燃料電池的一部分到 達轉向歧管32且隨後流向如圖3所示的左方。隨後，該燃料流動通過 第二轉向歧管32且向右流動通過每個燃料電池的剩餘部分而到達燃料 出口歧管33,在該歧管處燃料流出而到達燃料再循環布置、燃料處理 裝置或環境。
燃料電池發電設備25還包括用來導致含氧氣體如空氣從空氣入口 歧管38流動通過所有的燃料電池而到達空氣出口歧管39的泵37。空氣隨後可被提供給進一步的處理裝置如焓交換(enthalpy exchange) 裝置、燃料處理設備或環境。冷凝區27與燃料流動通過電池所經的最 後的通路相重合，且位於空氣流動通道21的出口端處(圖2)。通常 情況下，可在冷卻區附近進行集中冷卻以便提供足夠低的溫度來實現 充分的冷凝，從而能夠基本上回收所有的電解質，正如所屬領域已公 知地那樣。
磷酸燃料電池堆沿空氣流路徑具有明顯的溫度分布。這導致蒸發 進入氣體物質流內的磷酸朝向電池入口流動且導致從氣體物質流中冷 凝出來的磷酸朝向電池出口流動。酸在毛細管流的影響作用下被連續 地芯吸通過多孔電池部件而從冷卻器的冷凝器區返回更熱的蒸發器 區。這種內部回流必須被保持住才能防止基體和密封件變幹而進一步 導致電池失效。
對液體電解質燃料電池中的電極擔載基板存在著竟爭性需求。總 體而言，為了使基板中能夠貯存的電解質量最大化，需要較大的孔隙 和較高的孔隙率。大孔隙和高孔隙率還有助於反應劑氣體從反應劑流 動通道擴散至催化劑。為了使電解質貯存量最大化且為了使反應劑氣 體的擴散綽綽有餘，需要選擇孔隙尺寸、孔隙率和設計充注水平。
需要關注的是在較低的電解質充注水平下，酸的回流速率也會 不足，電解質充注水平較低表示電池的壽命已達5到10年。在改進的 設計中，陽極多孔電解質貯存板和陰極多孔電解質貯存板都被緻密的 石墨-Tef 1on⑧流場所取代，這種設計使得在面內進行的酸傳送變得更 為困難。
可用作磷酸替代品的質子傳導液體電解質在所屬領域中也是已公 知的。美國專利No. 5, 344, 722披露了一種電解質，該電解質是磷酸 和含氟化合物的混合物或者是磷酸和矽氧烷的混合物。公開號為No. 2006/0027789的美國專利申請披露了 一種質子傳導液體電解質，其中 的陰離子是氟硼酸鹽或fluoroheteroborate。

發明內容
本發明所作出的改進考慮到了以下事實儘管大孔隙降低了液體 流動的阻力，但小孔隙會增強毛細管作用且因此增加了可使液體移動 通過孔隙的毛細管壓力。儘管在包含固體流場板和防水基板(氣體擴散層)的燃料電池中 使用芯吸件將流體從液體冷凝區輸運至液體蒸發區是已公知的做法， 但在具有親水性(可潤溼)基板的電池中使用芯吸件卻並不是已公知 的且人們對此會有獨特的需求。
在具有可潤溼基板的電池中，存在可將酸從酸冷凝區芯吸至酸蒸 發區的多條平行路徑。這些路徑是陽極基板、陰極基板和電解質保持 基體。被芯吸通過特定路徑的酸的量取決於該路徑的剖面面積和透過 率。對於被引入電池內的任何附加的芯吸件而言，必須根據為保證該 芯吸件有效工作所使用的現有材料的特性來構建該芯吸件的特性。
正如Porous Media: Fluid Transport and Pore Structure (第
二版，Dullien著，Academic出版社，聖地牙哥，1992年)這本書所闡
明地那樣，透過率是關於孔隙尺寸、孔隙率和液體在多孔介質中的飽
和度的複雜函數。Dullien提出的關於孔隙率的公式如下
C E3 S33 k =——^_~^G-E)2
其中k-透過率、Dp-孔隙尺寸、E-孔隙率、C-常數且S-液體的百分 比飽和度。
現在我們發現有效的芯吸件必須具有相對於電極基板的較高的液 體飽和度，且進一步地，這意味著該芯吸件的平均孔隙尺寸應該小於基 板的平均孔隙尺寸的約50%，且優選小於基板的平均孔隙尺寸的約25%。
典型的燃料電池中所使用的基板具有大小為20至50微米的平均孔 隙尺寸，且優選使用大小為約30微米的孔隙尺寸。為了改進燃料電池 中的液體電解質的回流，除了由基板提供的芯吸以外，還藉助於被設置 在每塊隔板與兩塊基板中的一塊基板之間或與兩塊基板之間的附加的 多孔親水性材料來實現芯吸，該附加的多孔親水性材料的平均孔隙尺寸 小於基板的平均孔隙尺寸的約一半。
在一種形式中，該附加的芯吸材料被設置在溝槽中，在隔板中，每 三條或四條(或其它數量的)反應劑氣體溝槽就散布設置所述附加的芯 吸材料的所述溝槽。在另一種形式中，該附加的芯吸材料被設置在從隔 板表面延伸進入基板內的區中；該區可優選僅部分地延伸通過每塊基板 片，但也可完全地延伸通過該基板片；該區可優選被成形以便與隔板的 相鄰反應劑氣體流場中的肋部(介於溝槽之間)實現面對面的匹配。在另一種形式中，該附加的芯吸材料可被設置在反應劑氣體溝槽的底部表 面上，留出足夠的剖面區域以供充足的反應劑氣體流動。在另一種形式 中，該附加的芯吸材料被設置在所述基板中的至少一塊基板的表面與肋 部的面向該表面的表面之間，所述肋部位於隔板中的反應劑氣體流場通 道之間。在又一種形式中，芯吸材料被設置在緻密的呈平面的疏水性隔 板上以便形成肋部，介於成形芯吸材料肋部之間的空間包括用於陽極反 應劑氣體和陰極反應劑氣體中的任一種反應劑氣體或既用於陽極反應 劑氣體又用於陰極反應劑氣體的反應劑氣體流場通道。
可通過眾所周知的工藝如絲網印刷工藝設置所述芯吸材料。該芯吸 材料必須是可潤溼的且必須在化學上與燃料電池電解質和運行條件是 相容的，且該芯吸材料可由以各種形式如顆粒、薄片和纖維形式存在的 眾所周知的材料如碳化矽或碳或石墨製成。上述各種形式的材料的孔隙 尺寸、顆粒尺寸、孔隙率和百分比覆蓋率應該被設置以使得當電解質貯 存件(所述基板)近似為空時，所述芯吸件是近似飽和的，由此實現良 好的平面內傳送。儘管電解質傳送路徑起始於所述冷凝區，但特定的終 止點將取決於特定的燃料電池堆設計及其相關的蒸發區。
通過下面對附圖所示的典型實施例的詳細描述將更易於理解本發 明的其它改進、特徵和優點。


圖l是現有技術中已公知的磷酸燃料電池堆的簡化示意側視圖2是現有技術中已公知的磷酸燃料電池堆中的一對燃料電池和 冷卻板的簡化的不完整側部剖視圖，該圖並未按比例進行繪製，且為清 晰起見而省去了剖面線；
圖3是現有技術中已公知的燃料電池發電設備的簡化的程式化 (stylized)頂部平面圖；和
圖4-8是具有本文所述改進的各種形式的一對磷酸燃料電池的簡 化的不完整側部剖視圖，該圖並未按比例進行繪製，且為清晰起見而省 去了剖面線，且圖中以點刻的方式強調出了本發明所述改進的芯吸材料 的位置。
具體實施方式
圖4所示的本發明的第一種形式在每四條燃料通道20或空氣通道 21的通道中設置芯吸材料49。儘管在圖4所示的內容中，芯吸材料49 似乎被簡單地插置在空氣通道或燃料通道中，但在本發明的改進的任何 給定實施方式中都可使用除空氣通道和燃料通道以外的不同構型的通 道。此外，設置芯吸材料的周期性可以是除了在每4條通道中的l條通 道中設置芯吸材料以外的周期性，例如在每N條反應劑氣體通道中的一 條通道中設置芯吸材料，其中N是大於1的正整數。
在一種典型的磷酸燃料電池堆中，基板16、 17的平均孔隙尺寸大 小可介於20微米與50微米之間；相比之下，本發明的改進中所使用的 芯吸材料所具有的平均孔隙尺寸則小於該基板的平均孔隙尺寸的約一 半且優選為該基板的平均孔隙尺寸的約25%。
圖5所示的本發明的第二種形式包括在基板16、17中形成的區53， 且在該區中設置了芯吸材料54。可利用已公知的技術將包含碳化矽或 碳顆粒的墨絲網印刷在電極基板內而形成該區53。在圖5所示的實例 中，該區53並未完全延伸通過基板16、 17，而是可在本發明的改進的 任何實施方式中使用具有並未完全延伸通過基板16、 17的芯吸件的區。 如圖5的實例所示，該區53與隔板19、 23的肋部50成面對面關係地 被設置；這將對從反應劑氣體流動通道20、 21流向電極12、 13的反應 劑氣體流所造成的障礙降至最低程度。然而，本發明的改進也可以這種 方式實施即，區53相對於肋部50以隨意方式或任何其它方式,皮設置。
在圖6所示的改進中，芯吸材料58被設置在反應劑氣體通道20、 21的底表面處。由於該材料並未提供結構性功能或電功能，因此可利 用已公知的絲網印刷技術沉積該材料。在該形式中，由於反應劑氣體流 動通道的剖面積被減少了 ，因此這將通常導致在反應劑流場上形成更高 的壓力降。這進一步將導致在燃料電池發電設備上施加略微更高的寄生 負載(parasitic load)，從而在氧化劑通道中提供附加的壓力，但通 常易於通過簡單地調節燃料壓力控制閥而在燃料電池通道中提供該更 高的壓力降。另一種可選方式是，該通道可被製得更深或更寬以便保持 足夠大的流量剖面。
在圖4-圖6所示改進的形式中，芯吸材料的孔隙率可超過50%或 60%且可簡單地選擇孔隙尺寸和孔隙率以便實現所需的酸流量特性，這 是因為芯吸件無論如何也不會實施結構性功能或電氣功能。在圖7所示的形式中，芯吸材料62被設置在基板16、 17與隔板 19、 23的相應肋部50的面向該基板的表面之間。在本實例中，芯吸材 料62必須提供高導電性且必須具有足夠大的強度以便承受端板之間的 燃料電池堆中的壓縮力。因此，孔隙率可能不得不低於50%且厚度大小 限於125微米(0. 005英寸)。由於將材料添加到隔板19、 23的肋部 面上將導致形成更大的空氣通道，因此空氣通道的寬度可被減少從而使 得肋部更寬，由此使得更易於適宜地設計芯吸材料62，從而使其在承
質回流。
圖8示出了結合圖7所示的形式的延伸形式。其中芯吸材料65被 成形於緻密的疏水性隔板19a、 23a上，所述疏水性隔板是呈平面的， 即兩個表面都是平的。在本實例中，芯吸材料65必須提供肋部的電需 求和機械需求且可包括被絲網印刷到呈平面的緻密的疏水性隔板19a、 23a上的碳顆粒或石墨顆粒。該呈平面的隔板可以是導電的碳-塑料復 合物隔板或其它隔板。
在前面的所有披露內容中，披露了將芯吸材料既設置在燃料電池的 陽極側上又設置在燃料電池的陰極側上的情況。即使在空氣流內出現了 更大量的電解質蒸發，且因此在冷凝區內的空氣流動通道中出現了最大 比例的被冷凝的電解質，但儘管如此，在燃料流動通道內仍會出現明顯 的電解質蒸發和電解質冷凝。然而，在一些實例中，與空氣流動通道 21所需的芯吸材料的量相比，燃料流動通道20可能使用更少量的芯吸 材料(例如62、 65)，或反之亦然。這可幫助限制燃料電池堆的體積 尺寸並改進其電性質和機械性質。
權利要求
1、燃料電池設備，所述燃料電池設備包括由相鄰燃料電池(8)形成的燃料電池堆(7)，每個電池具有一對電極和基體(11)，所述一對電極包括被設置在可潤溼的多孔陽極基板(16)上的陽極催化劑(12)和被設置在可潤溼的多孔陰極基板(17)上的陰極催化劑(13)，所述基體被構造以便保持被設置在所述催化劑之間的液體電解質；被散置在所述燃料電池之間的多塊流體不可透過的隔板(19)，所述隔板具有位於其相對表面處的通道，所述通道包括位於一個表面處的燃料反應劑氣體流動通道(20)和位於與所述一個表面相對的第二表面處的氧化劑反應劑氣體流動通道(21)；其特徵在於多孔的親水性芯吸材料(49、53、58、62、65)被構造以便在與選自所述燃料反應劑氣體流動通道和所述氧化劑反應劑氣體流動通道中的通道大體上具有相同範圍的情況下傳送電解質，所述芯吸材料的平均孔隙尺寸小於所述基板中孔隙的平均孔隙尺寸的約一半。
2、 根據權利要求1所述的設備，其特徵進一步在於 所述芯吸材料(49、 53、 58、 62、 65 )的平均孔隙尺寸小於所述基板中孔隙的平均孔隙尺寸的約四分之一。
3、 根據權利要求1所述的設備，其特徵進一步在於 所述芯吸材料被設置在每個電池中而(a )處在所述基板(16、 17 )中的至少一塊基板內(49、 58),或(b)處在所述隔板(19)中的至 少一塊隔板內(54)，或(c)處在所述基板(16、 l7)中的至少一塊 基板與相應的鄰接的隔板(19)之間(62、 65)。
4、 根據權利要求1所述的設備，其特徵進一步在於 所述隔板(19)呈平面且具有大體上平的相對表面；且 所述芯吸材料包括被相鄰地設置在(a)每塊隔板的一個或兩個表面與(b)相應基板(16、 17)之間的多個肋部(65),處在與所述陽且與所述陰極基板相鄰的所述肋部形成了所述氧化劑反應劑氣體流動 通道，所述肋部既提供了與所述基板和所述隔板的電連續性又在所述基 板與所述隔板之間形成了機械隔離。
5、 根據權利要求1所述的設備，其特徵進一步在於 所述隔板(19 )具有從所述相對表面中的至少一個表面向內延伸的附加通道，對於所述附加通道與從所述相對表面中的所述至少一個表面 延伸出來的反應劑氣體流動通道(20、 21)而言，基本上在每N條所述 反應劑氣體流動通道中散置著一條附加通道，其中N是大於1的正整數， 且所述芯吸材料(49)被設置在所述附加通道內。
6、 根據權利要求1所述的設備，其特徵進一步在於 所述芯吸材料(49、 58)被設置在從所述相對表面中的至少一個表面向內延伸的所述反應劑氣體流動通道(20、 21)中的至少一些反應劑 氣體流動通道中。
7、 根據權利要求1所述的設備，其特徵進一步在於 所述芯吸材料(58 )覆蓋了從所述相對表面中的至少一個表面向內延伸的基本上所有的所述反應劑氣體流動通道(20、 21)的底部表面。
8、 根據權利要求1所述的設備，其特徵進一步在於 所述隔板(19)具有限定出所述反應劑氣體流動通道(20、 21)的肋部(50)，且所述芯吸材料(62)被設置在每個電池中的所述基板(16、 17 )中的 一塊基板或兩塊基板與所述隔板的面向所述一塊或兩塊基板的 肋部的表面之間。
9、 根據權利要求1所述的設備，其特徵進一步在於 所述芯吸材料(54)被設置在每個電池中的區(53)內，所述區從位於每個電池中的所述基板(16、 17)中的至少一塊基板的與所述隔板 (19)中相應的一塊隔板相鄰的表面向內延伸。
10、 根據權利要求9所述的設備，其特徵進一步在於 所述區(53)僅部分地延伸通過所述相應基板(16、 17)。
11、 根據權利要求1所述的設備，其特徵進一步在於 第一量的所述芯吸材料(49、 53、 58、 62、 65)被構造以便在與所述燃料反應劑氣體流動通道(2 0 )大體上具有相同範圍的情況下傳送電 解質；第二量的所述芯吸材料被構造以便在與所述氧化劑反應劑氣體流 動通道(21)大體上具有相同範圍的情況下傳送電解質；且 所述第一量不同於所述第二量。
12、 燃料電池設備，所述燃料電池設備包括由相鄰燃料電池(8)形成的燃料電池堆(7)，每個電池包括電解質基體(ll)，所述基體被構造以便保持液體電解質，所 述基體具有總體平面形狀(28);被設置與所述基體的一個表面的一部分相鄰的陽極催化劑 (12)和被設置與所述基體的與所述一個表面相對的第二表面的一 部分相鄰的陰極催化劑；在所述總體平面形狀的陽極側上進行延伸的可潤溼的多孔陽 極基板(16 )和在所述總體平面形狀的陰極側上進行延伸的可潤溼 的多孔陰極基板(17);與所述陽極基板相鄰的多條燃料流動通道(20)，所述多條燃 料流動通道被構造以便在大體上所述總體平面形狀上將燃料從燃 料入口傳送至燃料出口；與所述陰極基板相鄰的多條氧化劑流場通道(21)，所述氧化 劑流場通道被構造以便在大體上所述整個平面形狀上將氧化劑從 氧化劑入口傳送至氧化劑出口；所述催化劑中的至少一種催化劑在所述基體的一部分上進行 延伸，所述基體的所述一部分少於所述總體平面形狀的範圍且限定 出所述燃料電池的活性區域(29)，所述基體的並不與所述催化劑 中的一種催化劑相鄰的一部分(i)與(a )所述燃料流動通道的出 口 ，或(b )所述氧化劑流動通道的出口 ，或(c )所述燃料流動通 道和所述氧化劑流動通道的出口是相鄰的，並且(ii)構成了電解 質冷凝區(27);被構造以使燃料反應劑氣體(30-33 )和氧化劑反應劑氣體(37-39 ) 流動通過所述相應流動通道的裝置，由此使得當所述燃料電池設備處於 運行狀態時，電解質被蒸發進入所述燃料反應劑氣體和所述氧化劑反應 劑氣體中的一種或兩種反應劑氣體內且電解質在所述冷凝區從所述一 種或兩種反應劑氣體中被冷凝出來；多塊流體不可透過的隔板(19)，所述反應劑流動通道被成形在所 述隔板內或與所述隔板相鄰的位置處，所述隔板被插置在相鄰的燃料電 池之間；其特徵在於多個芯吸件(49、 53、 58、 62、 65 )被構造以便將電解質從所述電解質冷凝區傳送穿過每個電池的所述總體平面形狀，所述芯吸件的平均 孔隙尺寸小於所述基板中孔隙的平均孔隙尺寸的約一半。
13、 根據權利要求12所述的設備，其特徵進一步在於 所述芯吸件的平均孔隙尺寸小於所述基板中孔隙的平均孔隙尺寸的約四分之一。
14、 根據權利要求12所述的設備，其特徵進一步在於 所述芯吸件被設置在每個電池中而(a)處在所述基板(16、 17)中的至少一塊基板內(49、 58)，或(b)處在所述隔板(19)中的至 少一塊隔板內(54)，或(c)處在所述基板中的至少一塊基板與相應 的鄰接的隔板之間(62、 65)。
15、 根據權利要求12所述的設備，其特徵進一步在於 所述隔板(19)大體上呈平面且具有平的相對表面；且 所述芯吸件包括被相鄰地設置在(a)每塊隔板的一個或兩個表面與(b)相應基板(16、 17)之間的多個肋部(65)，處在與所述陽極與所述陰極基板相鄰的所述肋部形成了所述氧化劑反應劑氣體流動通 道，所述肋部既提供了與所述基板和所述隔板的電連續性又在所述基板 與所述隔板之間形成了機械隔離。
16、 根據權利要求12所述的設備，其特徵進一步在於 所述隔板(19 )具有從所述相對表面中的至少一個表面向內延伸的附加通道，對於所述附加通道與從所述相對表面中的所述至少一個表面 延伸出來的反應劑氣體流動通道(20、 21)而言，基本上在每N條所述 反應劑氣體流動通道中散置著一條附加通道，其中N是大於1的正整數， 且所述芯吸件(49)被設置在所述附加通道內。
17、 根據權利要求12所述的設備，其特徵進一步在於 所述芯吸件(49、 58)被設置在從所述相對表面中的至少一個表面向內延伸的所述反應劑氣體流動通道(20、 21)中的至少一些反應劑氣體流動通道中。
18、 根據權利要求12所述的設備，其特徵進一步在於 所述芯吸件(58 )覆蓋了從所述相對表面中的至少一個表面向內延伸的基本上所有的所述反應劑氣體流動通道(20、 21)的底部表面。
19、 根據權利要求12所述的設備，其特徵進一步在於所述隔板(19)具有限定出所述反應劑氣體流動通道(20、 21)的 肋部(50)，且所述芯吸件(62)被設置在每個電池中的所述基板(16、 17 )中的一塊基板或兩塊基板與所述隔板的面向所述一塊或兩塊基板的 肋部的表面之間。
20、 根據權利要求12所述的設備，其特徵進一步在於 所述芯吸件(54)被設置在每個電池中的區(58)內，所述區從位於每個電池中的所述基板(16、17)中的至少一塊基板的與所述隔板(19) 中相應的一塊隔板相鄰的表面向內延伸。
21、 根據權利要求20所述的設備，其特徵進一步在於 所述區(53)僅部分地延伸通過所述相應基板(17、 17)。
22、 根據權利要求12所述的設備，其特徵進一步在於 具有第一量的芯吸材料的第一數量的所述多個芯吸件(49、 53、 58、62、 65)被設置在與所述陽極基板(16)相鄰的位置處，且具有與所述 第一量的芯吸材料的不同的第二量的芯吸材料的笫二數量的多個芯吸 件被設置在與所述陰極基板(17)相鄰的位置處。
全文摘要
一種液體電解質燃料電池發電設備(6)包括由流體不可透過的隔板(19、23)分開的燃料電池(8)形成的燃料電池堆(7)，所述燃料電池具有附加的芯吸件以便確保冷凝電解質從冷凝區(27)回流通過燃料電池的活性區域。芯吸材料(49)被設置在通道中，所述通道被散置在反應劑氣體通道(20、21)中；芯吸材料(54)被設置在被成形於電極基板(16、17)內的區(53)中；芯吸材料(58)被設置在反應劑氣體通道(20、21)的底部表面上；芯吸材料(62)被設置在隔板(19、23)的肋部(50)與基板(16、17)的相鄰表面之間；且芯吸材料(65)被成形為呈平面的隔板(19a、23a)上的肋部，芯吸肋部(65)之間的空間包括反應劑氣體通道(20、21)。
文檔編號H01M8/04GK101595585SQ200680056757
公開日2009年12月2日 申請日期2006年12月22日 優先權日2006年12月22日
發明者C·A·雷塞, R·D·布雷爾特 申請人:Utc電力公司