RU2742046C1 - Способ сушки топливного элемента и устройство для сушки топливного элемента - Google Patents

Способ сушки топливного элемента и устройство для сушки топливного элемента Download PDF

Info

Publication number
RU2742046C1
RU2742046C1 RU2020131533A RU2020131533A RU2742046C1 RU 2742046 C1 RU2742046 C1 RU 2742046C1 RU 2020131533 A RU2020131533 A RU 2020131533A RU 2020131533 A RU2020131533 A RU 2020131533A RU 2742046 C1 RU2742046 C1 RU 2742046C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel cell
angle
air
drying
less
Prior art date
Application number
RU2020131533A
Other languages
English (en)
Inventor
Юкако ФУКУДА
Original Assignee
Тойота Дзидося Кабусики Кайся
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тойота Дзидося Кабусики Кайся filed Critical Тойота Дзидося Кабусики Кайся
Application granted granted Critical
Publication of RU2742046C1 publication Critical patent/RU2742046C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/04—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour circulating over or surrounding the materials or objects to be dried
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0258—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the configuration of channels, e.g. by the flow field of the reactant or coolant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/004—Nozzle assemblies; Air knives; Air distributors; Blow boxes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/06—Chambers, containers, or receptacles
    • F26B25/14—Chambers, containers, receptacles of simple construction
    • F26B25/18—Chambers, containers, receptacles of simple construction mainly open, e.g. dish, tray, pan, rack
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B9/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
    • F26B9/10—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in the open air; in pans or tables in rooms; Drying stacks of loose material on floors which may be covered, e.g. by a roof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0247—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors characterised by the form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0267—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors having heating or cooling means, e.g. heaters or coolant flow channels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04253—Means for solving freezing problems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04828—Humidity; Water content
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Microbiology (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу сушки топливного элемента и устройству для сушки топливного элемента. Способ сушки топливного элемента содержит фиксацию топливного элемента с разделительными пластинами, выходящими на поверхность топливного элемента под заранее определенным углом, и подачу воздуха на топливный элемент под углом в диапазоне 5° или более и 85° и менее относительно поверхности разделительной пластины топливного элемента, зафиксированного под заранее определенным углом. Техническим результатом является высушивание воды в топливной ячейке без воздействия на выработку электроэнергии топливным элементом. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к способу сушки топливного элемента и устройству для сушки топливного элемента.
2. Раскрытие предшествующего уровня техники
[0002] В публикации японской заявки на патент не прошедшей экспертизу № 2016-85869 раскрыто, что контроль выработки электроэнергии топливным элементом проводится посредством подачи топливного газа, окисляющего газа и хладагента на блок топливного элемента, и блок топливного элемента производят, используя топливные элементы, прошедшие контроль. В топливном элементе, прошедшем контроль выработки электроэнергии, хладагент прилегает к поверхности, являющейся поверхностью разделителя. Если топливный элемент поставляют или предлагают для продажи как запасную часть, предпочтительно высушить воду на поверхности разделителя. В публикации японской заявки на патент не прошедшей экспертизу № 2019-66139 раскрыто, что изобретение нагревают и сушат.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Тем не менее, при нагревании и сушке топливного элемента считается, что нагревание влияет на электролитную мембрану между разделителями. Кроме того, в некоторых случаях, в зависимости от способа сушки, на это требуется длительный период времени. Таким образом, существует потребность в способе соответствующего высушивания воды в топливной ячейке без воздействия на выработку электроэнергии топливным элементом.
[0004] Первый аспект настоящего раскрытия относится к способу сушки топливного элемента. Способ сушки топливного элемента содержит фиксация топливного элемента с разделительной пластиной, выходящей на поверхность топливного элемента под заранее определенным углом, и подачу воздуха на топливный элемент под углом в диапазоне 5° или более и 85° или менее относительно поверхности разделительной пластины топливного элемента, зафиксированного под заранее определенным углом. В первом аспекте изобретения предусмотрено соответствующее высушивание воды на топливном элементе без влияния на электролитическую мембрану посредством сдувания воздухом воды на топливном элементе.
[0005] В первом аспекте изобретения заранее определенный угол может быть углом, под которым угол между поверхностью разделительной пластины и горизонтальной поверхностью отличается от 0°, и топливный элемент может быть наклонен так, что часть топливного элемента, на которой присутствует воздуховод, направляющий воздух на топливный элемент, будет находиться выше оставшейся части топливного элемента. Первый аспект предусматривает использование силы гравитации во время сдувания воды с топливного элемента.
[0006] В вышеуказанном аспекте изобретения заранее определенный угол может быть углом, под которым угол между поверхностью разделительной пластины и горизонтальной поверхностью составляет 5° или более и 45° или менее. При вышеуказанной конфигурации, когда угол между поверхностью разделительной пластины и горизонтальной поверхностью составляет 5° или более, можно легко использовать силу гравитации во время сдувания воды с топливного элемента. Когда угол между поверхностью разделительной пластины и горизонтальной поверхностью составляет 45° или менее, можно фиксировать топливный элемент в зафиксированном состоянии вместо фиксации топливного элемента в зажатом состоянии.
[0007] В вышеуказанном аспекте изобретения угол, под которым воздух направляют в сторону топливного элемента, может быть углом в диапазоне 5° или более и 45° или менее, в зависимости от заранее выбранного угла. При вышеуказанной конфигурации, когда угол, под которым воздух направляют в сторону топливного элемента, находится в диапазоне 5° или более и 45° или менее, возможно дальнейшее облегчение сдувания воды.
[0008] В вышеуказанном аспекте изобретения угол, под которым воздух направляют в сторону топливного элемента, может быть углом в диапазоне 10° или более и 30° или менее, в зависимости от заранее выбранного угла. При вышеуказанной конфигурации, когда угол, под которым воздух направляют в сторону топливного элемента, находится в диапазоне 10° или более и 30° или менее, все еще возможно дальнейшее облегчение сдувания воды.
[0009] В вышеуказанном аспекте возможна ситуация, в которой топливный элемент имеет неровный путь потока хладагента на поверхности разделительной пластины, с которой сталкивается воздух. В такой ситуации воздух может быть подан на разделительную пластину топливного элемента вдоль пути потока хладагента. При вышеуказанной конфигурации предусмотрено сдувание воды с топливного элемента вдоль пути потока хладагента.
[0010] Второй аспект настоящего раскрытия относится к устройству для сушки топливного элемента. Устройство для сушки топливного элемента содержит фиксирующее устройство, выполненного с возможностью фиксации топливного элемента с разделительной пластиной, выходящей на поверхность топливного элемента, под заранее определенным углом, и воздуховод, выполненную с возможностью подачи воздуха на топливный элемент под углом в диапазоне 5° и более и 85° и менее относительно поверхности разделительной пластины топливного элемента, зафиксированного под заранее выбранным углом.
[0011] В вышеуказанном аспекте фиксирующее устройство может быть выполнено с возможностью фиксировать топливный элемент наискосок под углом, под которым угол между поверхностью разделительной пластины и горизонтальной поверхностью отличается от 0° так, что часть топливного элемента, на которой присутствует воздуховод, направляющий воздух на топливный элемент, будет находиться выше оставшейся части топливного элемента.
[0012] В вышеуказанном аспекте изобретения фиксирующее устройство может быть выполнено с возможностью фиксировать топливный элемент под углом, под которым угол между поверхностью разделительной пластины и горизонтальной поверхностью составляет 5° или более и 45° или менее.
[0013] В вышеуказанном аспекте изобретения воздуховод может быть выполнен с возможностью направления воздуха в сторону топливного элемента под углом в диапазоне 5° или более и 45° или менее с учетом заранее определенного угла.
[0014] В вышеуказанном аспекте изобретения воздуховод может быть выполнен с возможностью направления воздуха в сторону топливного элемента под углом в диапазоне 10° или более и 30° или менее с учетом заранее определенного угла.
[0015] В вышеуказанном аспекте разделительная пластина может иметь неровный путь потока хладагента на поверхности, с которой сталкивается воздух. Фиксирующее устройство может быть выполнено с возможностью фиксации топливного элемента так, что воздух будет направляться к топливному элементу вдоль пути потока хладагента.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0016] Отличительные признаки, преимущества, техническая и промышленная значимость примеров осуществления настоящего изобретения раскрыты ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых одинаковые обозначения относятся к одинаковым элементам:
ФИГ. 1 представляет собой вид сверху устройства для сушки топливного элемента в первом варианте осуществления;
ФИГ. 2 представляет собой вид сбоку устройства для сушки топливного элемента в первом варианте осуществления;
ФИГ. 3 представляет собой вид сбоку устройства для сушки топливного элемента во втором варианте осуществления; и
ФИГ. 4 представляет собой вид сверху устройства для сушки топливного элемента в третьем варианте осуществления.
ПОДРОБНОЕ РАСКРЫТИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Первый вариант осуществления
[0017] ФИГ. 1 представляет собой вид сверху устройства 20 для сушки топливного элемента 100 в первом варианте осуществления. ФИГ. 2 представляет собой вид сбоку устройства 20 для сушки топливного элемента 100 в первом варианте осуществления. Устройство 20 для сушки содержит воздуходувное устройство 200 и устройство 300, фиксирующее топливный элемент (далее — «фиксирующее устройство 300»). Топливный элемент 100 зафиксирован на фиксирующем устройстве 300 и, таким образом, держится фиксирующим устройством 300.
[0018] Как показано на ФИГ. 2, топливный элемент содержит электролитную мембрану 110, смоляной каркас 120 и две разделительные пластины 130, 140. Электролитная мембрана 110 состоит из ионообменной смоляной мембраны, обладающей протонной проводимостью, например ионообменной смоляной мембраны на основе фтор-каучука, имеющей группу сульфоновой кислоты (-SO3H) в качестве ионообменной группы. Обе поверхности электролитной мембраны 110 покрыты слоями 111, 112 катализатора. Каждый слой 111, 112 катализатора обладает углеродом, который переносит катализатор (например, платину) и, например иономер с группой сульфоновой кислоты. Газодиффузионные слои 113, 114 соответственно расположены на слоях 111, 112 катализатора. Газодиффузионные слои 113, 114 образованы углеродной бумагой или углеродным нетканым материалом. Электролитная мембрана 110, слои 111, 112 катализатора и газодиффузионные слои 113, 114 также совместно называют узлом мембранных электродов и газодиффузионного слоя (MEGA). Смоляной каркас 120 поддерживает электролитную мембрану 110 со стороны внешней кромки.
[0019] Разделительные пластины 130, 140 распложены таким образом, чтобы зажимать узел мембранных электродов и газодиффузионного слоя (MEGA) и смоляной каркас 120. Разделительная пластина 130 содержит шесть отверстий 131–136. Аналогично разделительная пластина 140 и смоляной каркас 120 также содержат шесть отверстий. Тем не менее, на ФИГ. 2 показаны только по два отверстия 131, 132, 141, 142, 121, 122 в разделительной пластине 130, разделительной пластине 140 и смоляном каркасе 120 соответственно. Отверстия 131, 121, 141 взаимодействуют друг с другом, так что образуют коллектор подачи топливного газа. Другие отверстия также взаимодействуют друг с другом в направлении перекрытия разделительной пластины 130, смоляного каркаса 120 и разделительной пластины 140 и образуют коллектор сброса топливного газа, коллектор подачи окислительного газа, коллектор сброса окислительного газа, коллектор подачи хладагента и коллектор сброса хладагента.
[0020] Топливные элементы 100 последовательно уложены так, что разделительная пластина 130 одного топливного элемента и разделительная пластина 140 другого топливного элемента 100 перекрывают друг друга, образуя таким образом блок топливного элемента. Во время контроля генерирования электроэнергии блоком топливного элемента хладагент направляют по пути потока, сформированному разделительной пластиной 130 каждого топливного элемента 100 и разделительной пластиной 140 другого топливного элемента 100, прилегающей к топливному элементу 100. Таким образом, когда блок топливного элемента демонтирован и топливный элемент 100 удален после контроля генерирования электроэнергии, вода 400 прилегает к поверхности топливного элемента 100, т. е. поверхности разделительных пластин 130, 140 выходят на противоположной стороне от узла мембранных электродов и газодиффузионного слоя (MEGA). Для охлаждения топливного элемента 100 может использоваться охлаждающая среда, отличающаяся от воды 400, например хладагент для топливного элемента. В этом случае охлаждающая среда прилегает к поверхностям разделительных пластин 130, 140 на противоположной стороне от узла мембранных электродов и газодиффузионного слоя (MEGA).
[0021] Фиксирующее устройство 300 содержит основание 310 и монтажные участки 320, 330, 340, 350. Основание 310 имеет по существу форму плоской пластины, и на основании 310 предусмотрены монтажные участки 320, 330, 340, 350. Монтажные участки 320, 330, 340, 350 имеют колоннообразную форму и одинаковую высоту. Монтажные участки 320, 330, 340, 350 соответственно имеют выемки 321, 331, 341, 351 в верхних частях. Фиксирующее устройство 300 закрепляет топливный элемент 100 на выемках 321, 331, 341, 351 монтажных участков 320, 330, 340, 350 и таким образом держит топливный элемент 100 под заранее определенным углом к горизонтальной поверхности. В примере, показанном на ФИГ. 1 и 2, высота от основания 310 до выемок 321, 331, 341, 351 одинаковая. Таким образом, заранее определенный угол составляет 0°, и поверхность топливного элемента 100, с которой сталкивается воздух, не наклонена относительно горизонтальной поверхности.
[0022] Воздуходувное устройство 200 содержит воздушный бак 210, основной стопорный клапан 220, труба 230 подачи воздуха, воздушный фильтр 240, клапан 250 регулировки скорости расхода, воздуховод 260 и штуцеры 270. Воздушный бак 210 — это бак, в котором хранится воздух, который будет подан на топливный элемент 100. В качестве воздуха может быть использован азот. Кроме того, вместо воздушного бака 210 может быть использован компрессор. При использовании компрессора необходимость в основном стопорном клапане 220 отсутствует. Основной стопорный клапан 220 — это клапан, открывающий и закрывающий воздушный бак 210. Труба 230 подачи воздуха соединяет основной стопорный клапан 220 и воздуховод 260. На трубе 230 подачи воздуха предусмотрены воздушный фильтр 240 и клапан 250 регулировки скорости расхода. Воздушный фильтр 240 удаляет пыль из воздуха. Воздушный фильтр 240 может быть не предусмотрен. Клапан 250 регулировки скорости потока регулирует скорость потока воздуха. Воздуховод 260 имеет множество штуцеров 270 и направляет воздух к топливному элементу 100 через штуцеры 270. Штуцеры 270 расположены перпендикулярно направлению воздуха. Место в топливном элементе 100, к которому направляется воздух, называют «место 280 направления воздуха». Место 280 направления воздуха имеет форму полосы, перпендикулярной направлению воздуха. Внутренний диаметр штуцера 270 составляет, например 2–3 мм, и штуцеры расположены с интервалами 10 мм. Воздуховод 260 может быть выполнен с возможностью содержания вместо штуцеров 270 отверстий с внутренним диаметром 2–3 мм, расположенных с интервалом 10 мм, и направления воздуха через отверстия в сторону топливного элемента 100.
[0023] Нижний предел угла θ1, образованного между направлением воздуха, при столкновении воздуха из штуцеров 270 с топливным элементом 100, и поверхностью топливного элемента 100, составляет 5° или более. Кроме того, верхний предел составляет 85° или менее. Так как угол θ1 составляет 5° или более и 85° или менее, воздух наискосок сталкивается с поверхностью топливного элемента 100, и воздух не входит внутрь топливного элемента 100 через отверстия 121, 123. Таким образом, можно предотвратить высушивание электролитной мембраны 110 и т. п. Кроме того, вода 400 сдувается в одном направлении, в сторону потока воздуха, и таким образом не рассеивается легко. Таким образом, угол θ1 предпочтительно составляет 5° или более, более предпочтительно 10° или более. Кроме того, угол θ1 предпочтительно составляет 85° или менее, более предпочтительно 45° или менее и еще более предпочтительно 30° или менее.
[0024] Скорость потока v1 для воздуха, выходящего из штуцеров 270, во время столкновения с топливным элементом 100 предпочтительно составляет 5 м/с или более, более предпочтительно 10 м/с или более. Кроме того, скорость потока v1 для воздуха во время столкновения с топливным элементом 100 предпочтительно составляет 30 м/с или менее, более предпочтительно 20 м/с или менее. Когда скорость потока v1 находится в этом диапазоне, можно легко сдуть воду 400, при этом предотвращается рассеивание сдуваемой воды 400 в широком диапазоне. Скорость потока v1 может не находиться в диапазоне 5 м/с или более и 30 м/с или менее.
[0025] Расстояние L1, которое воздух, выходящий из штуцеров 270, проходит до столкновения с топливным элементом 100 предпочтительно составляет 0,1 м или более, более предпочтительно 0,15 м или более. Кроме того, расстояние L1 предпочтительно составляет 0,3 м или менее и более предпочтительно 0,25 м или менее. Когда расстояние L1 составляет 0,1 м или более, воздух соответствующим образом распространяется по ширине, и требуемое количество штуцеров 270 мало. Расстояние L1 может быть в диапазоне 0,1 м или более и 0,3 м или менее.
[0026] В первом варианте осуществления воздуховод 260 и штуцеры 270 перемещаются со скоростью v2 в направлении подачи воздуха без изменения расстояния от топливного элемента 100. Такая конфигурация позволяет последовательно сдувать воду 400 в направлении подачи воздуха. Скорость v2 предпочтительно составляет 0,01 м/с или более, более предпочтительно 0,015 м/с или более, и скорость v2 предпочтительно составляет 0,03 м/с или менее, более предпочтительно 0,02 м/с или менее. Когда скорость v2 составляет 0,01 м/с или более и 0,03 м/с или менее, можно сдуть всю воду 400 за короткий период времени, переместив воздуховод и штуцеры только один раз. Скорость v2 может не находиться в диапазоне 0.01 м/с или более и 0,03 м/с или менее.
[0027] В топливном элементе 100 вода 400 также прилегает к поверхности разделительной пластины 140. Вода 400 на поверхности разделительной пластины 140 может быть сдута таким же образом, что и сдувание воды 400 на поверхности разделительной пластины 130 посредством переворачивания топливного элемента 100 и установки топливного элемента на фиксирующее устройство 300.
[0028] Согласно раскрытому выше в соответствии с первым вариантом осуществления, так как предусмотрены фиксирующее устройство 300, фиксирующее топливный элемент 100 под углом 0°, который является заранее определенным углом относительно горизонтальной поверхности, и воздуховод 260, направляющая воздух в сторону топливного элемента 100 под углом в диапазоне 5° или более и 85° или менее, то можно сдуть воду 400, прилегающую к топливному элементу 100, в то время как предотвращено столкновение воздуха с электролитной мембраной 110. Таким образом, можно надлежащим образом высушить топливный элемент 100, при этом воздух не будет воздействовать на электролитную мембрану. Кроме того, так как топливный элемент 100 не нагревается и т. п., тепло не воздействует на электролитную мембрану 110.
[0029] Когда угол θ1, под которым воздух направляют в сторону топливного элемента 100, находится в диапазоне 5° или более и 45° или менее с учетом заранее определенного угла, возможно дальнейшее сдувание воды 400. Когда угол θ1 находится в диапазоне 10° или более и 30° или менее, все еще возможно дальнейшее сдувание воды 400.
Второй вариант осуществления
[0030] ФИГ. 3 представляет собой вид сбоку устройства 22 для сушки топливного элемента во втором варианте осуществления. Далее будут раскрыты отличия от устройства 20 для сушки согласно первому варианту осуществления. Устройство 22 для сушки топливного элемента во втором варианте осуществления отличается от устройства для сушки согласно первому варианту осуществления с точки зрения того, что высота монтажных участков 322, 332, 342, 352 в фиксирующем устройстве 302 отличается от высоты монтажных участков 320, 330, 340, 350 в фиксирующем устройстве 300 в первом варианте осуществления. Т. е. высота монтажных участков 320, 330, 340, 350 в фиксирующем устройстве 300 согласно первому варианту осуществления одинакова. В то же время, в фиксирующем устройстве 302 согласно второму варианту осуществления монтажные участки 322, 342 имеют одинаковую высоту, и монтажные участки 332, 352 имеют одинаковую высоту, но монтажные участки 322, 342 выше монтажных участков 332, 352. Таким образом, топливный элемент 100, зафиксированный на фиксирующем устройстве 302 наклонен таким образом, что топливный элемент становится выше на монтажных участках 322, 342, чем на монтажных участках 332, 352. Таким образом, угол θ2 между поверхностью разделительной пластины и горизонтальной поверхностью отличается от 0°. На ФИГ. 3 монтажные участки 342, 352 находятся за монтажными участками 322, 332 и поэтому не показаны. Угол θ2 предпочтительно составляет 5° или более и 45° или менее. Когда угол θ2 находится в этом диапазоне, можно использовать силу гравитации во время сдувания воды 400, и можно легко фиксировать топливный элемент посредством установки топливного элемента 100 на монтажные участки 322, 332, 342, 352.
[0031] Кроме того, воздуховод 260 расположен на более высокой стороне топливного элемента 100, т. е. на стороне монтажных участков 322, 342 топливного элемента 100, и сдувает воздух в сторону монтажных участков 332, 352. Т. е. топливный элемент 100 наклонен таким образом, что часть топливного элемента 100, в которой расположен воздуховод 260, направляющий воздух в сторону топливного элемента 100, находится выше, чем оставшаяся часть топливного элемента 100.
[0032] В устройстве 22 для сушки параметры, отличающиеся от угла θ2, те же, что и у устройства 20 для сушки. Например, угол θ1, под которым воздуховод 260 и штуцеры 270 направляют воздух в сторону топливного элемента 100 в устройстве 22 для сушки, такой же, что и угол θ1, под которым воздуховод 260 и штуцеры 270 направляют воздух в сторону топливного элемента 100 в устройстве 20 для сушки. Раскрытие в отношении параметров также действительно для скорости потока v1 для воздуха, подаваемого из штуцеров 270 во время столкновения с топливным элементом 100, расстояния L1, которое воздух, выходящий из штуцеров 270, проходит до столкновения с топливным элементом 100, и скорости v2 перемещения воздуховода 260 и штуцеров 270.
[0033] Согласно раскрытому выше в соответствии со вторым вариантом осуществления в дополнение к эффекту первого варианта осуществления, так как воздух направляется в сторону нижней стороны топливного элемента 100, то можно использовать силу гравитации во время сдувания воды 400, прилегающей к топливному элементу 100.
Третий вариант осуществления
[0034] ФИГ. 4 представляет собой вид сверху устройства 20 для сушки топливного элемента в третьем варианте осуществления. Разница между третьим вариантом осуществления и первым вариантом осуществления состоит в топливном элементе 101, зафиксированном на фиксирующем устройстве 300. Топливный элемент 101 содержит выступы 137, выходящие в сторону противоположной стороны разделительной пластины от электролитной мембраны 110, чтобы заставить хладагент течь по поверхности разделительной пластины 130. Разделительная пластина 130 имеет неровные пути 138 потока на поверхности. Раскрытие в отношении выступов и путей потока хладагента также действительно для разделительной пластины 140.
[0035] В третьем варианте осуществления топливный элемент 101 зафиксирован на фиксирующем устройстве 300 так, что воздух, выходящий из воздуховода 260 и штуцеров 270, направляется в сторону топливного элемента 101 вдоль путей 138 потока хладагента. Когда топливный элемент 101 зафиксирован на фиксирующем устройстве 300 согласно раскрытому выше, в дополнение к эффекту первого варианта осуществления можно сдувать воду 400, прилегающую к топливному элементу 101, вдоль путей 138 потока хладагента.
[0036] В третьем варианте осуществления шаг Pm между выступами 137 предпочтительно тот же, что и шаг Pn между штуцерами 270. В этом случае легко сдуть воду 400, прилегающую к выемкам путей 138 потока хладагента.
[0037] В третьем варианте осуществления аналогично второму варианту осуществления топливный элемент 101 может быть зафиксирован наискосок на фиксирующем устройстве 302. В этом случае можно использовать силу гравитации во время сдувания воды 400, прилегающей к топливному элементу 101.
[0038] В варианте осуществления штуцеры 270 расположены перпендикулярно направлению воздуха, но штуцеры могут быть расположены в двух измерениях параллельно направлению воздуха. В этом случае нет необходимости в перемещении воздуховода 260. Кроме того, когда штуцеры расположены в двух измерениях, штуцеры 270, выводящие воздух, могут последовательно работать, начиная со стороны источника потока воздуха к целевой стороне потока в направлении потока воздуха.
[0039] В варианте осуществления температура воздуха не раскрыта, но предпочтительно должна быть комнатной и может быть в диапазоне комнатной температуры ± 10°C. Это связано с тем, что когда температура находится в диапазоне комнатной температуры ± 10°C, температура не влияет на электролитную мембрану 110.
[0040] Во втором варианте осуществления фиксирующее устройство 302 удерживает топливный элемент 100 наискосок, и воздуховод 260 и штуцеры 270 направляют воздух вниз к поверхности разделительной пластины 130. В фиксирующем устройстве 302 топливный элемент 100 может быть расположен наискосок таким образом, что воздух направляет вверх и воздуховод 260 и штуцеры 270 могут направлять воздух вверх.
[0041] Во втором варианте осуществления фиксирующее устройство 302 удерживает топливный элемент 100 таким образом, что передняя сторона топливного элемента 100 в направлении воздуха выше. Фиксирующее устройство 302 может фиксировать топливный элемент 100 наискосок таким образом, что правая или левая сторона относительно направления воздуха выше.
[0042] Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны выше, однако они не носят ограничительного характера. Например, технические характеристики вариантов осуществления, соответствующие техническим характеристикам в каждом аспекте, раскрытом в разделе сущности изобретения, могут быть соответствующим образом заменены или объединены для устранения части или всех проблем или для достижения части или всех эффектов. Кроме того, технические характеристики могут быть при необходимости удалены, если технические характеристики не указаны как обязательные в данной спецификации.

Claims (20)

1. Способ сушки топливного элемента, содержащий:
фиксацию топливного элемента с разделительной пластиной, выходящей на поверхность топливного элемента, под заранее определенным углом; и
направление воздуха на топливный элемент под углом в диапазоне 5° или более и 85° или менее относительно поверхности разделительной пластины топливного элемента, зафиксированного под заранее определенным углом.
2. Способ сушки топливного элемента по п. 1, в котором
заранее определенный угол может быть углом, под которым угол между поверхностью разделительной пластины и горизонтальной поверхностью отличается от 0°; и
топливный элемент наклонен таким образом, что часть топливного элемента, на которой расположен воздуховод, направляющий воздух в сторону топливного элемента, находится выше, чем оставшаяся часть топливного элемента.
3. Способ сушки топливного элемента по п. 2, в котором заранее определенный угол может быть углом, под которым угол между поверхностью разделительной пластины и горизонтальной поверхностью составляет 5° или более и 45° или менее.
4. Способ сушки топливного элемента по любому из пп. 1–3, в котором угол, под которым воздух направляется в сторону топливного элемента, является углом в диапазоне 5° или более и 45° или менее с учетом заранее определенного угла.
5. Способ сушки топливного элемента по любому из пп. 1–3, в котором угол, под которым воздух направляется в сторону топливного элемента, является углом в диапазоне 10° или более и 30° или менее с учетом заранее определенного угла.
6. Способ сушки топливного элемента по любому из пп. 1–3, в котором в ситуации, в которой топливный элемент имеет неровный путь потока хладагента на поверхности разделительной пластины, с которой сталкивается воздух, воздух направляется на разделительную пластину топливного элемента вдоль неровного пути потока хладагента.
7. Устройство для сушки топливного элемента, содержащее:
фиксирующее устройство, выполненное с возможностью фиксации топливного элемента с разделительной пластиной, выходящей на поверхность топливного элемента, под заранее определенным углом; и
воздуховод, выполненный с возможностью направления воздуха на топливный элемент под углом в диапазоне 5° или более и 85° или менее относительно поверхности разделительной пластины топливного элемента, зафиксированного под заранее определенным углом.
8. Устройство для сушки топливного элемента по п. 7, в котором фиксирующее устройство выполнено с возможностью фиксировать топливный элемент наискосок под углом, под которым угол между поверхностью разделительной пластины и горизонтальной поверхностью отличается от 0° так, что часть топливного элемента, на которой присутствует воздуховод, направляющий воздух на топливный элемент, будет находиться выше оставшейся части топливного элемента.
9. Устройство для сушки топливного элемента по п. 8, в котором фиксирующее устройство выполнено с возможностью фиксировать топливный элемент под углом, под которым угол между поверхностью разделительной пластины и горизонтальной поверхностью составляет 5° или более и 45° или менее.
10. Устройство для сушки топливного элемента по любому из пп. 7–9, в котором воздуховод выполнен с возможностью направления воздуха в сторону топливного элемента под углом в диапазоне 5° или более и 45° или менее с учетом заранее определенного угла.
11. Устройство для сушки топливного элемента по любому из пп. 7–9, в котором воздуховод выполнен с возможностью направления воздуха в сторону топливного элемента под углом в диапазоне 10° или более и 30° или менее с учетом заранее определенного угла.
12. Устройство для сушки топливного элемента по любому из пп. 7–9, в котором
разделительная пластина имеет неровный путь потока хладагента на поверхности, с которой сталкивается воздух;
фиксирующее устройство выполнено с возможностью фиксации топливного элемента так, что воздух будет направляться к топливному элементу вдоль неровного пути потока хладагента.
RU2020131533A 2019-11-13 2020-09-25 Способ сушки топливного элемента и устройство для сушки топливного элемента RU2742046C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-205111 2019-11-13
JP2019205111A JP7156251B2 (ja) 2019-11-13 2019-11-13 燃料電池セルの乾燥方法及び燃料電池セルの乾燥装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2742046C1 true RU2742046C1 (ru) 2021-02-02

Family

ID=72644140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020131533A RU2742046C1 (ru) 2019-11-13 2020-09-25 Способ сушки топливного элемента и устройство для сушки топливного элемента

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11522203B2 (ru)
EP (1) EP3823069A1 (ru)
JP (1) JP7156251B2 (ru)
KR (1) KR102470481B1 (ru)
CN (1) CN112797737B (ru)
BR (1) BR102020021002A2 (ru)
RU (1) RU2742046C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115682675A (zh) * 2022-09-20 2023-02-03 江苏永邦智能装备科技有限公司 一种防磁异电池材料专用智能化盘式干燥设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2379794C1 (ru) * 2005-12-12 2010-01-20 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Система и способ охлаждения топливного элемента
RU2467435C2 (ru) * 2007-12-14 2012-11-20 Эйрбас Оперэйшнз Гмбх Система топливного элемента с испарительным охлаждением и способ эксплуатации такой системы
DE102012018513A1 (de) * 2012-09-18 2014-03-20 Daimler Ag Brennstoffzellensystem
KR20160067610A (ko) * 2014-12-04 2016-06-14 주식회사 피티에스 연료전지 배열회수를 이용한 건조장치 및 그의 건조방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7993798B2 (en) * 2003-12-02 2011-08-09 Nissan Motor Co., Ltd Manufacture of fuel cell
JP2006210109A (ja) 2005-01-27 2006-08-10 Konica Minolta Holdings Inc 燃料電池
US7659017B2 (en) * 2005-02-17 2010-02-09 Daimier Ag Drying method for fuel cell stacks
EP1777770B1 (en) 2005-10-20 2010-08-25 Samsung SDI Co., Ltd. Semi-Passive Type Fuel Cell System
JP2008251338A (ja) 2007-03-30 2008-10-16 Equos Research Co Ltd 燃料電池システム
GB2464274A (en) 2008-10-07 2010-04-14 Intelligent Energy Ltd Fuel Cell Assembly
GB2507949B (en) * 2012-09-16 2017-03-29 Lawrence Timothy Richard Hall Philip Apparatus and method for processing municipal waste into bio-ethanol
CN203653189U (zh) * 2013-12-10 2014-06-18 新源动力股份有限公司 立式烘箱用搬运机构
JP6079745B2 (ja) 2014-10-27 2017-02-15 トヨタ自動車株式会社 燃料電池の検査方法および製造方法
JP7029744B2 (ja) 2017-10-04 2022-03-04 トヨタ紡織株式会社 ワークの乾燥装置
US20200144654A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-07 Utility Global, Inc. Compact Electrochemical Reactors
CN109654821B (zh) * 2018-12-28 2021-06-22 中核（天津）机械有限公司 一种干燥装置及干燥方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2379794C1 (ru) * 2005-12-12 2010-01-20 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Система и способ охлаждения топливного элемента
RU2467435C2 (ru) * 2007-12-14 2012-11-20 Эйрбас Оперэйшнз Гмбх Система топливного элемента с испарительным охлаждением и способ эксплуатации такой системы
DE102012018513A1 (de) * 2012-09-18 2014-03-20 Daimler Ag Brennstoffzellensystem
KR20160067610A (ko) * 2014-12-04 2016-06-14 주식회사 피티에스 연료전지 배열회수를 이용한 건조장치 및 그의 건조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115682675A (zh) * 2022-09-20 2023-02-03 江苏永邦智能装备科技有限公司 一种防磁异电池材料专用智能化盘式干燥设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20210143452A1 (en) 2021-05-13
KR102470481B1 (ko) 2022-11-24
JP2021077575A (ja) 2021-05-20
JP7156251B2 (ja) 2022-10-19
CN112797737B (zh) 2023-03-24
KR20210058648A (ko) 2021-05-24
US11522203B2 (en) 2022-12-06
CN112797737A (zh) 2021-05-14
EP3823069A1 (en) 2021-05-19
BR102020021002A2 (pt) 2021-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2742046C1 (ru) Способ сушки топливного элемента и устройство для сушки топливного элемента
JP5261865B2 (ja) 除湿装置
KR20020090872A (ko) 세탁 건조기 및 수냉식 열 교환기
US20220276001A1 (en) Electrode drying device equipped with water supply part, and method for drying electrode using same
WO2010016421A1 (ja) 熱処理装置及び熱処理方法
KR101839457B1 (ko) 냉각탑
KR101655186B1 (ko) 연료전지 시스템용 에어쿨러 및 이를 포함하는 가습기
JP2008244276A (ja) 基板乾燥装置及び方法
JPH11300146A (ja) 除湿機
JP2013007532A (ja) 熱処理装置
JP2018526797A (ja) 燃料電池システム及び方法
JP7156328B2 (ja) 燃料電池用触媒層の製造方法
KR20220081839A (ko) 전극 건조 장치 및 이를 포함하는 전극 건조 시스템
CN108633215B (zh) 测试针床的散热***
KR102574592B1 (ko) 코안다 열풍기 및 이를 구비한 이차전지 전극 건조 장치
CN220716560U (zh) 一种干漆装置
WO2012023710A2 (ko) 열전모듈부가 구비된 공기조화장치
JP2022508805A (ja) 冷却装置および水流の冷却方法
JP2007035384A (ja) フラットパネルのエージング装置およびエージング方法
KR20230078862A (ko) 반도체 디바이스 테스트 장치
KR20230087408A (ko) 충방전 테스트 장치 및 이의 제어방법
CN118198572A (zh) 散热***及电池检测设备
KR20160074034A (ko) 냉각탑용 백연저감 응축기
JP5261867B2 (ja) 除湿装置
JP5261868B2 (ja) 除湿装置