【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種用于燃料電池的膜加濕器，更具體地，涉及一種能夠在加濕過程中去除諸如氮氧化物(nox)、硫氧化物(sox)和氨(nh3)等氣體而無需單獨的氣體過濾裝置的用于燃料電池的膜加濕器，由此可以防止燃料電池的性能的劣化。
技術介紹
1、燃料電池是將氫和氧結合來發電的發電電池。這種燃料電池的優點在于，不同于諸如干電池、蓄電池等的普通化學電池，只要供應氫和氧，其就可以連續地發電，并且其優點還在于沒有熱損失，由此燃料電池的效率是內燃機效率的約兩倍。
2、另外，燃料電池將由氫和氧的結合產生的化學能直接轉換成電能，由此，污染物的排出量小。因此，燃料電池的優點在于，燃料電池是環境友好的，并且可以減少由于能源消耗的增加引起的資源枯竭的擔憂。
3、基于所使用的電解質的種類，燃料電池通常可以分為聚合物電解質膜燃料電池(pemfc：polymer?electrolyte?membrane?fuel?cell)、磷酸燃料電池(pafc)、熔融碳酸鹽燃料電池(mcfc)、固體氧化物燃料電池(sofc)或堿性燃料電池(afc)。
4、這些燃料電池基本上以相同的原理工作，但是在所使用的燃料的種類、工作溫度、催化劑和電解質方面彼此不同。在這些燃料電池中，由于聚合物電解質膜燃料電池在比其他燃料電池更低的溫度下工作并且聚合物電解質膜燃料電池的輸出密度高，由此可以使聚合物電解質膜燃料電池小型化，因此聚合物電解質膜燃料電池(pemfc)已知是對運輸系統以及小型固定發電設備最有利的。
5、改善聚合物電解質膜燃料電池
6、作為加濕聚合物電解質膜或質子交換膜的方法，使用1)向耐壓容器填充水并使目標氣體穿過擴散器以供應水分的鼓泡機加濕方法，2)計算燃料電池反應所需的要供給的水分量并通過電磁閥將水分直接供應到氣流管道的直接注入方法，以及3)使用聚合物分離膜將水分供應到氣體流化床的膜加濕方法。
7、在這些方法中，通過被配置成僅選擇性地透過廢氣中包含的水蒸氣的膜將水蒸氣提供給被供應到聚合物電解質膜或質子交換膜的氣體從而加濕聚合物電解質膜或質子交換膜的膜加濕方法的優點在于，可以減小加濕器的重量和尺寸。
8、在形成有組件的情況下，具有每單位體積的透過面積大的中空纖維膜適合于在膜加濕方法中使用的選擇性透過膜。即，在使用中空纖維膜制造膜加濕器的情況下，可以使接觸表面積大的中空纖維膜高度一體化，由此，即使在小容量的情況下也可以充分地加濕燃料電池，可以使用廉價的材料，并且可以收集在高溫下從燃料電池排出的廢氣中包含的水分和熱量，并且可以通過加濕器重新利用收集的水分和熱量。
9、在用于燃料電池的傳統膜加濕器中，中空纖維膜被容納在外殼單元中，并且中空纖維膜通過灌封部固定到外殼單元的內壁。一定數量的中空纖維膜根據電池堆的期望輸出被容納在外殼單元中，并且通過灌封部被固定到外殼單元。來自鼓風機的高溫空氣和來自電池堆的高溫高濕空氣被引入到用于燃料電池的膜加濕器中。
10、在燃料電池系統中，當由壓縮機或鼓風機產生的高溫空氣通過加濕器被引入到電池堆中時，包含在空氣中的諸如氮氧化物(nox)、硫氧化物(sox)、氨(nh3)等的物質被引入到燃料電池堆中，并可能使電池堆的性能劣化。為此，通常在空氣壓縮機的前端或后端安裝被配置為去除這些物質的單獨的氣體過濾裝置。
11、[相關專利文獻]
12、1.韓國專利申請公開第10-2009-0013304號
13、2.韓國專利申請公開第10-2009-0057773號
14、3.韓國專利申請公開第10-2009-0128005號
15、4.韓國專利申請公開第10-2000-0108092號
16、5.韓國專利申請公開第10-2000-0131631號
17、6.韓國專利申請公開第10-2001-0001022號
18、7.韓國專利申請公開第10-2001-0006122號
19、8.韓國專利申請公開第10-2001-0006128號
20、9.韓國專利申請公開第10-2001-0021217號
21、10.韓國專利申請公開第10-2001-0026696號
22、11.韓國專利申請公開第10-2001-0063366號
技術實現思路
1、技術問題
2、本專利技術的目的是提供一種用于燃料電池的膜加濕器，其能夠在加濕過程中去除諸如氮氧化物(nox)、硫氧化物(sox)和氨(nh3)等氣體而無需單獨的氣體過濾裝置的用于燃料電池的膜加濕器，由此可以防止燃料電池的性能的劣化。
3、技術方案
4、用于實現上述目的根據本專利技術的用于燃料電池的膜加濕器包括：外殼單元，所述外殼單元包括用于引入第一流體的第一流體入口、用于排出第一流體的第一流體出口、用于引入第二流體的第二流體入口以及用于排出第二流體的第二流體出口，經由第一流體入口引入的第一流體的濕度不同于經由第二流體入口引入的第二流體的濕度；安裝在外殼單元中的至少一個第一盒，第一盒中具有多個中空纖維膜；以及設置在第一盒中或設置在外殼單元的內周面與第一盒之間的氣體過濾器，所述氣體過濾器被配置為捕獲在第一流體和第二流體中的至少一個中包含的有害氣體，氣體過濾器具有與中空纖維膜不同的形狀，有害氣體包括氮氧化物(nox)、硫氧化物(sox)、氨(nh3)或其中的兩種以上的混合物。
5、膜加濕器可以進一步包括安裝在外殼單元中的至少一個第二盒，其中第二盒可以僅填充有氣體過濾器。
6、氣體過濾器可以與中空纖維膜一起布置在第一盒中。
7、氣體過濾器可以包括無紡布和涂覆在無紡布上的氣體捕獲材料。
8、氣體過濾器可以包括紗線和涂覆在紗線上的氣體捕獲材料。
9、膜加濕器可以包括多個第一盒，并且氣體過濾器可以以將第一盒一起包圍的方式安裝在外殼單元中。
10、氣體過濾器可以以包圍多個中空纖維膜的方式安裝在第一盒的內周面或外周面上方。
11、氣體過濾器可以包括無紡布和涂覆在無紡布上的氣體捕獲材料。
12、氣體捕獲材料可以是選自由生物炭、木炭、活性炭、酸性聚合物、沸石、鉑、硫酸銅和硫酸鈦的混合物、鈮(nb)、碳酸氫鈉和其中兩種以上的混合物組成的組中的任一種。
13、酸性聚合物可以是選自由聚全氟磺酸(pfsa)、磺化聚醚砜(s-pes)、磺化聚芳醚砜(s-paes)、磺化聚苯乙烯(s-ps)、磺化聚醚酮(s-pek)、磺化聚醚醚酮(s-peek)和其中的兩種以上的混合物組成的組中的任一種。
14、氣體過濾器可以以這樣的方式安裝在外殼單元中：經由第一流體入口本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于燃料電池的膜加濕器，所述膜加濕器包括：
2.根據權利要求1所述的膜加濕器，其中，所述第一過濾器部包括：
3.根據權利要求2所述的膜加濕器，其中，所述氣體捕獲材料為選自由生物炭、木炭、活性炭、酸性聚合物、沸石、鉑、硫酸銅和硫酸鈦的混合物、鈮、碳酸氫鈉和其中兩種以上的混合物組成的組中的任一種。
4.根據權利要求3所述的膜加濕器，其中，所述酸性聚合物選自由聚全氟磺酸(PFSA)、磺化聚醚砜(S-PES)、磺化聚芳醚砜(S-PAES)、磺化聚苯乙烯(S-PS)、磺化聚醚酮(S-PEK)、磺化聚醚醚酮(S-PEEK)和其中的兩種以上的混合物組成的組中的任一種。
5.根據權利要求1所述的膜加濕器，其中，所述第一框架部在其內周面中設置有過濾器固定凹槽，所述第一過濾器部的邊緣插入到所述過濾器固定凹槽中。
6.根據權利要求1所述的膜加濕器，其中，所述第一氣體過濾器的所述第一框架部的與所述外殼單元耦接的端部還包括密封構件。
7.根據權利要求6所述的膜加濕器，其中，所述密封構件由彈性材料制成，以防止氣體經由所述第一氣體
8.根據權利要求1所述的膜加濕器，還包括安裝在所述外殼單元中的至少一個第一盒，所述第一盒中具有多個中空纖維膜，
9.根據權利要求8所述的膜加濕器，還包括第二氣體過濾器，所述第二氣體過濾器安裝在所述第二蓋殼體中或所述第二蓋殼體與所述中間殼體之間。
...【技術特征摘要】
1.一種用于燃料電池的膜加濕器，所述膜加濕器包括：
2.根據權利要求1所述的膜加濕器，其中，所述第一過濾器部包括：
3.根據權利要求2所述的膜加濕器，其中，所述氣體捕獲材料為選自由生物炭、木炭、活性炭、酸性聚合物、沸石、鉑、硫酸銅和硫酸鈦的混合物、鈮、碳酸氫鈉和其中兩種以上的混合物組成的組中的任一種。
4.根據權利要求3所述的膜加濕器，其中，所述酸性聚合物選自由聚全氟磺酸(pfsa)、磺化聚醚砜(s-pes)、磺化聚芳醚砜(s-paes)、磺化聚苯乙烯(s-ps)、磺化聚醚酮(s-pek)、磺化聚醚醚酮(s-peek)和其中的兩種以上的混合物組成的組中的任一種。
5.根據權利要求1所述的膜加濕器，...
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