一种燃料电池用带有循环振荡功能的浸渍器的制作方法

本实用新型属于燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池用带有循环振荡功能的浸渍器。

背景技术：

燃料电池(Fuel cell,FC)是一种直接将燃料(氢气、甲醇或其其它碳氢化合物等)和氧化剂(氧气)的化学能转化为电能的能量转换装置。它的工作原理是：反应过程中的燃料和氧化剂在电催化剂的作用下发生电化学反应，将物质所含的化学能以电能和热能的形式释放出来，并且，只要不断补充反应所需的燃料和氧化剂，即可不断产生电能和热能。

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是燃料电池的一种重要形式，它以氢气为燃料，以氧气为氧化剂。由于具有环境友好和能量转换效率高等优点，被认为时最清洁和高效的新能源发电装置，目前已被广泛应用在交通运输、固定电站和家用发电等领域。

气体扩散层(Gas diffusion layer,GDL)是燃料电池的一个重要关键材料，是膜电极(MEA)的重要组成部分之一，它主要起到支撑催化层，同时负责收集电流、保证气体和水的传输的作用。一般来说，GDL由碳纸或碳布支撑层、聚四氟乙烯(PTFE)疏水树脂和微孔层(MPL)构成。在实际使用过程中，GDL的结构及制备工艺对燃料电池的性能及稳定性有着重要的影响，因此要求GDL要具有一定的强度、较高的导电性以及良好的气液传输性能。

气体扩散层的制备工艺大致包括两个步骤，分别是碳纸或碳布的憎水处理以及微孔层的制备。对于憎水处理工序，最常用的实施方法有普通浸渍，负压吸附浸渍和喷涂制备等。为了达到所需的憎水剂担载量，一个碳纸或碳布样品通常要经历两次或者多次浸渍处理，而且，在普通浸渍过程中憎水剂溶液会发生聚集沉淀，使得溶液浓度在容器内分布不均匀，从而导致碳纸或碳布憎水处理效果较差，并最终导致燃料电池性能的大幅损失。

本实用新型针对气体扩散层制备过程存在的上述问题，提出一种可一次处理多片碳纸或碳布的浸渍器，同时，该浸渍器能保证憎水剂溶液在器内循环流动，从而保证其在器内形成较均匀的分布，确保浸渍处理的效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种燃料电池用带有循环振荡功能的浸渍器，该浸渍器带有循环振荡功能，能带来强对流效果，使得碳纸或碳布的浸渍效果更加出色，从而保证气体扩散层在PEMFC中的作用。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种燃料电池用带有循环振荡功能的浸渍器，包括长方体容器，长方体容器前侧面底部沿直线方向均布有若干进水端口，长方体容器后侧面中间沿直线方向均布有若干出水端口，相邻进水端口之间底部设有第一限位组件，第一限位组件正上方设有第二限位组件，长方体容器后侧面底部两端对称设有两个液体排放口；

所述相邻进水端口包括沿竖直方向从下往上依次分布的第一进水管、第二进水管、第三进水管；

所述出水端口包括第一出水管以及设置在第一出水管上方的第二出水管；

所述第一限位组件包括对称分布在长方体容器底部前后两端的第一限位块组，两个第一限位块组中间设有第二限位块组，第二限位组件包括前后对称分布的两个第三限位块组；

所述第一限位块组包括左右对称分布的两个第一限位卡块，第二限位块组包括左右对称分布的两个第二限位卡块，第三限位块组包括左右对称分布的两个第三限位卡块；

所述进水端口通过进水连接管与循环泵输出端相连通，出水端口通过出水连接管与循环泵输入端相连通。

进一步地，所述第一进水管、第二进水管、第三进水管的长度依次减小。

进一步地，所述液体排放口的最低点低于第一进水管的最低点。

进一步地，所述进水端口中第一进水管、第二进水管、第三进水管的端面面积之和为进水端面面积，出水端口中第一出水管与第二出水管的端面面积之和为出水端面面积，进水端面面积大于出水端面面积。

进一步地，两个第一限位卡块之间的间距、两个第二限位卡块之间的间距、两个第三限位卡块之间的间距均与碳纸或碳布的厚度相适应。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型带有循环振荡功能，能够大幅提高现有浸渍设备在制备气体扩散层中的效率，保证憎水剂溶液在使用过程中始终具有较优的均匀性，从而确保碳纸或碳布的浸渍效果，保证气体扩散层在燃料电池操作过程中能提供一个较高的输出性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的正视图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3是本实用新型的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图3所示的一种燃料电池用带有循环振荡功能的浸渍器，包括长方体容器1，长方体容器1前侧面底部沿直线方向均布有若干进水端口2，长方体容器1后侧面中间沿直线方向均布有若干出水端口3，相邻进水端口2之间底部设有第一限位组件4，第一限位组件4正上方设有第二限位组件5，长方体容器1后侧面底部两端对称设有两个液体排放口6。

相邻进水端口2包括沿竖直方向从下往上依次分布的第一进水管21、第二进水管22、第三进水管23，第一进水管21、第二进水管22、第三进水管23的长度依次减小，液体排放口6的最低点低于第一进水管21的最低点；出水端口3包括第一出水管31以及设置在第一出水管31上方的第二出水管32，进水端口2中第一进水管21、第二进水管22、第三进水管23的端面面积之和为进水端面面积，出水端口3中第一出水管31与第二出水管32的端面面积之和为出水端面面积，进水端面面积大于出水端面面积；第一限位组件4包括对称分布在长方体容器1底部前后两端的第一限位块组41，两个第一限位块组41中间设有第二限位块组42，第二限位组件5包括前后对称分布的两个第三限位块组51；第一限位块组41包括左右对称分布的两个第一限位卡块，第二限位块组42包括左右对称分布的两个第二限位卡块，第三限位块组51包括左右对称分布的两个第三限位卡块，两个第一限位卡块之间的间距、两个第二限位卡块之间的间距、两个第三限位卡块之间的间距均与碳纸或碳布的厚度相适应；进水端口2通过进水连接管与循环泵输出端相连通，出水端口3通过出水连接管与循环泵输入端相连通。

在实施过程中，首先将待处理碳纸或碳布放置于第一限位组件4，第一限位组件4和第二限位组件5中；然后，向浸渍器中加入一定浓度的憎水溶液，液位高度要超出待浸渍样品的高度；之后，打开循环泵，一定浓度的PTFE憎水剂溶液从进水端口2进入浸渍器；同时，PTFE憎水剂溶液从出水端口3流出浸渍器，以此形成循环流动；溶液在浸渍器内形成无序流动，并搅动浸渍器内溶液流动，以使PTFE憎水剂溶液在浸渍器内形成浓度较均一的分布；同时，憎水性的PTFE在浸渍器内会以强对流等方式进入碳纸或碳布内部，经过一定时间处理后，即可将处理样品取出。

本实用新型带有循环振荡功能，能够大幅提高现有浸渍设备在制备气体扩散层中的效率，保证憎水剂溶液在使用过程中始终具有较优的均匀性，从而确保碳纸或碳布的浸渍效果，保证气体扩散层在燃料电池操作过程中能提供一个较高的输出性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。