專利名稱：用于在薄膜加濕器的擴散介質上形成通道的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于燃料電池系統(tǒng)的薄膜加濕器，更特別地，涉及在薄膜加濕器的擴散介質上形成通道的方法。
背景技術：
燃料電池系統(tǒng)越來越多地在多種應用中用作能源。燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)被提出用在電力消耗品中，例如車輛，以替換例如內燃機。共同享有的美國專利No. 7，459，167中公開了這種系統(tǒng)，該專利的內容通過引用包含于本文。燃料電池系統(tǒng)還可用作建筑物和住宅中的固定發(fā)電設備，攝像機、計算機等中的便攜能源。通常，燃料電池系統(tǒng)發(fā)電，用于給電池充電或為電機提供電力。燃料電池是將燃料(例如氫氣)與氧化劑(例如氧氣)直接結合以發(fā)電的電化學裝置。氧氣通常由空氣流供應。氫氣與氧氣結合導致形成水。也可使用其它燃料，例如天然氣、甲醇、汽油和礦物合成燃料。燃料電池系統(tǒng)所利用的基本過程是有效、基本無污染、安靜、無運動零件(除空氣壓縮機、冷卻風扇、泵和致動器之外)，并且可構造成只有熱量和水為副產(chǎn)物。術語“燃料電池，，通常用來指單個電池或多個電池，依賴于所使用的環(huán)境。多個電池通常收集在一起，布置為形成堆，使所述多個電池通常布置成電串聯(lián)。由于單個燃料電池可組裝成不同尺寸的電池堆，系統(tǒng)可設計成產(chǎn)生期望的能量輸出水平，為不同應用提供設計的靈活性。典型的燃料電池稱為聚合物電解質薄膜(PEM)燃料電池，其結合燃料與氧化劑產(chǎn)生電和水。為了在期望的效率范圍內實施，應當保持燃料電池的聚合物電解質薄膜的充分濕度。充分的濕度期望地延長了燃料電池中聚合物電解質薄膜的有用壽命，并且保持了運行的期望效率。因此，必須提供保持燃料電池薄膜在濕潤環(huán)境中的裝置。保持燃料電池薄膜在濕潤環(huán)境中有助于避免薄膜壽命縮短以及保持運行的期望效率。例如，薄膜的水含量越低導致質子傳導電阻越高，因此導致歐姆電壓損耗越高。期望加濕特別是陰極入口處的供給氣體，以保持薄膜中充分的水含量。Goebel等人共同享有的美國專利No. 7，036，466、 Sennoun等人共同享有的美國專利申請No. 10/912，298,以及Forte共同享有的美國專利 No. 7，572，531中描述了燃料電池中的加濕，這些專利的內容通過引用包含于本文。為了保持期望的濕度水平，常常使用空氣加濕器來加濕燃料電池中使用的空氣流?？諝饧訚衿魍ǔＳ砂惭b進空氣加濕器殼體內的圓形或盒狀空氣加濕模塊組成。 Tanihara等人的美國專利No. 7156，379以及Siamanuki等人的美國fntjNo. 6，471，195中示出和描述了這類空氣加濕器的例子，上述專利的內容通過引用包含于本文。作為燃料電池系統(tǒng)的一部分，可使用水蒸汽輸送(WVT)裝置(也稱為薄膜加濕器) 來加濕進入燃料電池堆的空氣流。WVT裝置將來自燃料電池堆的廢氣流的水蒸汽輸送到進入燃料電池堆的供給氣流。這通常通過使用僅允許水從其通過的水蒸汽輸送薄膜來實現(xiàn)。 該薄膜可永久性地連接到擴展介質層。薄膜連接至分離器的位置期望是無泄漏的。薄膜與擴散介質層的組合可稱為分離器、分離板或薄膜加濕器組件。
已知制造一種由塑料板組成的水蒸汽輸送分離器，其中塑料板具有機加工或模制到塑料板中的流動通道。氣體擴散和薄膜層使用壓敏粘合劑(PSA)連接至塑料板。但是， PSA應用困難且耗時。另外，在未正確應用PSA的地方，分離器的修理可能是耗時的且成本高，可能需要更換而不是修理。另外，塑料板的使用增加了分離器板的整體尺寸。Skala共同享有的美國專利申請公開2009/00擬863中公開了不包括塑料板的燃料電池系統(tǒng)的示例性薄膜加濕器，其內容通過引用包含于本文。Skala專利申請描述了用于薄膜加濕器的薄膜加濕器組件，具有由擴散介質形成的頂層和由擴散介質形成的底層。擴散介質由浸透未固化樹脂的玻璃纖維形成。樹脂通過熱和壓力(稱為“碾制(calendaring)” 工藝)被固化。固化工藝控制擴展介質的厚度。在頂部擴散介質層與底部擴散介質層之間設置基本平面的細長帶子的陣列。擴散介質層之間的帶子的恰當排列是耗時且困難的。另外，當所述帶子被固定至擴散介質層時，所述帶子被壓入擴散介質層，從而產(chǎn)生妨礙流體流動通過氣體擴散介質的高阻力區(qū)域。薄膜粘結至頂部和底部擴散介質層中的至少一個上。期望提供一種用于薄膜加濕器的薄膜加濕組件，其中所述組件的尺寸、薄膜加濕器和組件的材料成本、以及薄膜加濕器的組裝時間被最小化。

發(fā)明內容
與本發(fā)明協(xié)調一致，令人驚訝地發(fā)現(xiàn)了用于薄膜加濕器的組件，其中所述組件的尺寸、薄膜加濕器和組件的材料成本、以及薄膜加濕器的組裝時間被最小化。在一個實施方式中，一種用于制造用于燃料電池系統(tǒng)的薄膜加濕器的薄膜加濕組件的方法，所述方法包括如下步驟提供用于形成擴散介質的材料；在用于形成所述擴散介質的材料中形成多個通道；以及提供一對薄膜，其中所述擴散介質布置在所述一對薄膜之間。在另一實施方式中，一種用于制造用于燃料電池系統(tǒng)的薄膜加濕器的薄膜加濕組件的方法，所述方法包括如下步驟提供用于形成擴散介質的材料，其中所述材料為浸透樹脂的玻璃纖維、浸透樹脂的玻璃基紙、浸透樹脂的碳織物和浸透樹脂的紙中的一種；提供適于在所述材料中形成多個通道的通道形成輥；使用所述通道形成輥在所述材料中形成所述多個通道，以形成所述擴散介質；以及提供一對薄膜，其中所述擴散介質布置在所述一對薄膜之間。在另一實施方式中，一種用于燃料電池的薄膜加濕器的薄膜加濕組件，包括第一擴散介質；在其中形成有多個通道的第二擴散介質，其中所述第二擴散介質由浸透樹脂的固化材料形成；以及一對聚合物薄膜，所述第一擴散介質與所述第二擴散介質布置在所述一對聚合物薄膜之間。根據(jù)本發(fā)明，提供下列技術方案。技術方案1 一種制造用于燃料電池系統(tǒng)的薄膜加濕器的薄膜加濕組件的方法， 所述方法包括如下步驟
提供用于形成擴散介質的材料；
在用于形成所述擴散介質的所述材料中形成多個通道；以及提供一對薄膜，其中所述擴散介質布置在所述一對薄膜之間。技術方案2 如技術方案1的方法，還包括如下步驟提供適于在所述材料的第一表面中形成多個通道的通道形成輥，和使用所述通道形成輥在所述擴散介質中形成所述通道。技術方案3 如技術方案2的方法，其中所述通道形成輥包括線性排列的間隔開的環(huán)形突起。技術方案4 如技術方案2的方法，還包括如下步驟提供適于在所述材料的第二表面中形成多個通道的第二通道形成輥，和使用所述通道形成輥在所述擴散介質中形成所述通道。技術方案5 如技術方案1的方法，還包括如下步驟提供適于在所述材料中形成多個通道的蝕刻裝置，和使用所述蝕刻裝置在所述材料中形成所述通道以形成擴散介質。技術方案6 如技術方案1的方法，還包括如下步驟提供具有適于在所述材料中形成所述多個通道的基本平面第一盤和波浪形第二盤的擠壓件，和使用所述擠壓件在所述材料中形成所述通道以形成所述擴散介質。技術方案7 如技術方案1的方法，還包括如下步驟提供鄰接布置在所述一對薄膜之間的擴散介質的第二擴散介質。技術方案8 如技術方案1的方法，其中所述材料為浸透樹脂的玻璃纖維、浸透樹脂的玻璃基紙、浸透樹脂的碳織物和浸透樹脂中的紙中的一種。技術方案9 如技術方案8的方法，其中浸透樹脂的材料為未固化的。技術方案10 如技術方案9的方法，還包括固化浸透樹脂的材料的步驟。技術方案11 如技術方案10的方法，其中在于所述擴散介質中形成所述多個通道之前發(fā)生所述固化步驟。技術方案12 如技術方案10的方法，其中與在所述擴散介質中形成所述多個通道的步驟同時發(fā)生所述固化步驟。技術方案13 如技術方案1的方法，其中所述擴散介質的至少兩個外周邊緣為大致平面的密封桿。技術方案14 一種用來制造用于燃料電池系統(tǒng)的薄膜加濕器的薄膜加濕組件的方法，所述方法包括如下步驟
提供用于形成擴散介質的材料，其中所述材料為浸透樹脂的玻璃纖維、浸透樹脂的玻璃基紙、浸透樹脂的碳織物和浸透樹脂中的紙中的一種；
提供適于在所述材料的第一表面中形成多個通道的通道形成輥；
使用所述通道形成輥在所述材料中形成所述多個通道，以形成所述擴散介質；以及
提供一對薄膜，其中所述擴散介質布置在所述一對薄膜之間。技術方案15 如技術方案13的方法，還包括如下步驟提供適于在所述材料的第二表面中形成多個通道的第二通道形成輥，和使用所述通道形成輥在所述擴散介質中形成所述通道。技術方案16 —種用于燃料電池的薄膜加濕器的薄膜加濕組件，包括 第一擴散介質；
具有在其第一表面中形成的多個通道的第二擴散介質，其中所述第二擴散介質由浸透樹脂的固化材料形成；以及
一對聚合物薄膜，所述第一擴散介質與所述第二擴散介質布置在所述一對聚合物薄膜之間。技術方案17 如技術方案16的薄膜加濕組件，所述第二擴散介質具有形成在其第二表面中的多個通道。技術方案18 如技術方案16的薄膜加濕組件，還包括形成在所述第二擴散介質的一對外周邊緣上的一對基本上平面的密封桿。技術方案19 如技術方案18的薄膜加濕組件，其中所述密封桿由熔結至所述第二擴散介質的材料和使用粘合劑連接至所述第二擴散介質的材料中的一種形成。技術方案20 如技術方案18的薄膜加濕組件，其中所述密封桿由形成所述第二擴散介質的材料的未固化部分形成。


結合附圖，本領域技術人員從下面優(yōu)選實施方式的詳細描述可容易地清楚本發(fā)明上面的以及其它優(yōu)點，其中
圖1為本領域內已知的薄膜加濕組件的分解透視圖； 圖2為圖1中薄膜加濕組件的濕板的透視圖3為根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于薄膜加濕組件的擴散介質的局部透視圖； 圖4為圖3中所示擴散介質沿線4-4的局部正視截面圖，示出了其中形成的流動通道； 圖5為含有圖3中擴散介質的薄膜加濕組件的局部截面圖； 圖6為根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的薄膜加濕組件的局部截面圖； 圖7為根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于形成圖3中擴散介質的過程的示意性透視圖； 圖8為根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的用于形成圖3中擴散介質的過程的示意性透視以及
圖9為根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的用于形成圖3中擴散介質的過程的示意性透視圖。
具體實施例方式下面的詳細描述和附圖描述并示出了本發(fā)明的不同示例性實施方式。其描述和附圖用于使本領域的技術人員能夠制造和使用本發(fā)明，并不意欲以任何方式限制本發(fā)明的范圍。就所公開的方法而言，所述步驟實質上是示例性的，因此，步驟的順序并非必需和關鍵的。圖1示出了本領域內已知的燃料電池系統(tǒng)(未示出)的薄膜加濕組件10。薄膜加濕組件10包括濕板12、干板14、擴散介質16、18和薄膜20。描述用于燃料電池系統(tǒng)的燃料電池陰極側的薄膜加濕組件10。但是，應當理解，薄膜加濕組件10可根據(jù)需要用于燃料電池的陽極側或其它側。如圖2中所清楚示出的，濕板12包括形成在其中的多個流動通道22。 在濕板12中每個橫向相鄰的流動通道22之間都形成脊面24，而在垂向相鄰的流動通道22 之間形成腹面(web) 26。流動通道22適于將濕氣從燃料電池的陰極輸送至出口(未示出)。干板14類似于本文所述的濕板12。干板14包括形成在其中的多個流動通道(未示出)。類似于濕板12，在干板14的每個橫向相鄰的流動通道之間形成有脊面(未示出)，而在垂向相鄰的通道之間形成有腹面(未示出)。所述通道適于將干燥氣體從氣體源(未示出) 輸送至燃料電池的陰極。如本文所使用的，濕氣體意味著例如其中包括超過干氣體一定水平的水蒸汽和/或液體水的氣體(例如空氣)及02、隊、吐0和吐的氣體混合物。干氣體意味著例如缺少水蒸氣或其中包括低于濕氣體一定水平的水蒸氣和/或液體水的氣體(例如空氣)及02、N2、H2O和H2的氣體混合物和應當理解，可根據(jù)需要使用其它氣體或氣體混合物。擴散介質或擴散介質層16設在濕板12的兩側附近，并與其脊面M鄰接。類似地， 擴散介質或擴散層18設在干板14的兩側附近并與其脊面M鄰接。擴散介質16、18可由任意傳統(tǒng)的材料形成，例如玻璃纖維、玻璃基紙、碳織物、紙等。如圖1中所示，薄膜20設在擴散介質16和濕板12與擴散介質18和干板14之間。薄膜20可為任意傳統(tǒng)的薄膜，例如 Nafion 旗下有售的全氟磺酸(PFSA)、親水聚合物薄膜、聚合物復合薄膜。圖3和4示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的擴散介質觀。在擴散介質觀的第一表面 32中形成多個通道30。在所述多個通道30的每個之間都形成脊面34。擴散介質觀的第二表面36基本上是平面的，不包括通道。如圖所示，所述多個通道30的每個都基本上是線性的，具有基本上U形的截面。所述多個通道30可按需要為蛇形或波浪形，通道可按需要具有任意的截面形狀，例如V形、矩形或其它設計。應當理解，通道30還可按需要形成在第二表面36上。如圖7中清楚示出的，擴散介質觀的外周邊緣形成不包括通道30的基本為平面的密封桿40。密封桿40可由熔結至擴散介質觀的材料、使用粘合劑連接至擴散介質 28的材料形成，或者密封桿40可由形成擴散介質觀的材料的未固化部分形成。應當理解， 擴散介質觀可按需要形成為沒有密封桿40。圖5示出了含有擴散介質28的薄膜加濕組件35。薄膜加濕組件35包括布置在基本為平面的第二擴散介質37的附近的擴散介質觀。擴散介質觀、37布置在一對聚合物薄膜38之間。第二擴散介質37給薄膜加濕組件35提供結構性支撐，并阻止薄膜38之一的一部分接觸擴散介質觀的通道30。應當理解，如果薄膜38剛度足以阻止薄膜之一的一部分接觸擴散介質觀的通道30，那么可無需第二擴散介質37來組裝薄膜加濕組件35。擴散介質觀用作與本文所述薄膜加濕組件10相類似的薄膜加濕組件(未示出)的濕板。然而，應當理解，擴散介質觀可用作薄膜加濕組件10的干板。擴散介質觀、37可由任意傳統(tǒng)材料形成，例如玻璃纖維、玻璃基紙、碳織物、紙等。聚合物薄膜38可為任意傳統(tǒng)薄膜，例如 Nafion 旗下有售的全氟磺酸(PFSA)、親水聚合物薄膜、聚合物復合薄膜。因為薄膜加濕組件35不包括分開形成的板12、14，所以薄膜加濕組件35的厚度小于薄膜加濕組件10的厚度。通過最小化薄膜加濕組件35的厚度，在薄膜加濕器或用在燃料電池系統(tǒng)中的水蒸汽輸送(WVT)單元中可安裝更多的薄膜加濕組件35，或者在不影響其性能的情況下使用更小的薄膜加濕器。通過最小化薄膜加濕器的尺寸，最小化了燃料電池系統(tǒng)的成本和尺寸。另外， 通過在擴散介質觀中形成流動通道并避免使用濕板和干板，可最小化薄膜加濕組件35的成本和組裝薄膜加濕組件35所需的時間。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的薄膜加濕組件635。除了下述內容之外，圖 6的實施方式與圖5的薄膜加濕組件35相類似。與圖5結構的相同，圖6包括帶600而不是10的附圖標記，具有最后兩個相同的數(shù)字。薄膜加濕組件635包括具有波浪形截面的擴散介質628。在擴散介質628的第一表面632和第二表面636中形成有多個通道630。第一表面632的通道630與形成在第二表面636中的通道630錯開。多個通道630中的每一個都基本是線性的，并且具有基本上U形的截面。所述多個通道630可按需要為蛇形或波浪形，并且所述通道可按需要具有任意的截面形狀，例如V形、矩形或其它設計。擴散介質
7628的外周邊緣形成不包括通道630的基本為平面的密封桿640。密封桿640可由熔結至擴散介質6 的材料、使用粘合劑連接至擴散介質擬8的材料形成，或者密封桿640可由形成擴散介質628的材料的未固化部分形成。應當理解，擴散介質6 可按需要形成為沒有密封桿640。如圖所示，擴散介質6 布置在一對基本為平面的擴散介質637之間。擴散介質 628,637布置在一對聚合物薄膜638之間。應當理解，擴散介質6 可按需要沒有所述一對基本為平面的擴散介質637而布置在一對薄膜638之間。擴散介質6 用作與本文所述薄膜加濕組件10相類似的薄膜加濕組件(未示出)的濕板。然而，應當理解，擴散介質6 可用作薄膜加濕組件10的干板。擴散介質6觀、637可由任意傳統(tǒng)材料形成，例如玻璃纖維、 玻璃基紙、碳織物、紙等。聚合物薄膜638可為任意傳統(tǒng)薄膜，例如Nafion 旗下有售的全氟磺酸(PFSA)、親水聚合物薄膜、聚合物復合薄膜。因為薄膜加濕組件635不包括分開形成的板12、14，所以薄膜加濕組件635的厚度小于薄膜加濕組件10的厚度。通過最小化薄膜加濕組件635的厚度，在薄膜加濕器或用在燃料電池系統(tǒng)中的水蒸汽輸送(WVT)單元中可安裝更多的薄膜加濕組件635，或者在不影響其性能的情況下使用更小的薄膜加濕器。通過最小化薄膜加濕器的尺寸，最小化了燃料電池系統(tǒng)的成本和尺寸。另外，通過在擴散介質 628中形成流動通道并避免使用濕板和干板，可最小化薄膜加濕組件635的成本和組裝薄膜加濕組件635所需的時間。如圖7所示，本公開還包括用于形成擴散介質觀的連續(xù)系統(tǒng)42。系統(tǒng)42包括第一擴散介質輥44、第二擴散介質輥45、通道形成輥46、多個壓縮輥48、一對薄膜輥47和一對切輥49。通道形成輥46包括適于在擴散介質28中形成通道30的一線性排列的間隔開的環(huán)形突起50。第一擴散介質輥44連續(xù)地提供形成用于薄膜加濕組件35的擴散介質觀的材料。當擴散介質觀被供給到通道形成輥46與壓縮輥51之間時，通道形成輥46的突起50壓入形成擴散介質28的材料中，從而形成通道30。壓縮輥51和通道形成輥46還配合將材料從第一擴散介質輥44引導通過通道形成輥46，壓縮輥51提供壓靠材料同時在材料中形成通道30的結構。應當理解，布置在第一擴散介質輥44上的材料可在供給到通道形成輥46與壓縮輥51之間之前被固化。還應當理解，通道形成輥46和壓縮輥51可被加熱，以便在材料在其間被引導時固化材料。壓縮輥51可包括在擴散介質觀的第二表面36 中形成通道的突起(未示出)，從而形成圖6中所示的擴散介質628。為產(chǎn)生擴散介質擬8的波浪形截面，壓縮輥51的突起與通道形成輥46上形成的突起錯開。第二擴散介質輥45連續(xù)地提供形成用于薄膜加濕組件35的第二擴散介質37的材料。一對壓縮輥48配合將材料從第二擴散介質輥45引導通過一對壓縮輥48。所述一對壓縮輥48提供一種結構，氣體擴散介質觀、37在該結構之間被壓在一起。應當理解，粘合劑可布置在擴散介質觀、37中至少一個上，以便于其粘合。還應當理解，布置在第二擴散介質輥45上的材料可在供給到所述一對壓縮輥48之間之前被固化，當擴散介質觀、37被壓在一起時，可加熱所述一對壓縮輥48以固化擴散介質37。所述一對薄膜輥47連續(xù)地提供形成用于薄膜加濕組件35的薄膜38的材料。另一對壓縮輥48配合將材料從薄膜輥47引導通過所述一對壓縮輥48。所述一對壓縮輥48 提供一種結構，氣體擴散介質觀、37在該結構之間被壓在聚合物薄膜38之間，以形成薄膜加濕組件35。應當理解，可在擴散介質觀、37和聚合物薄膜38中至少一個上設置粘合劑，以便于其粘合。薄膜加濕組件35由一對切輥49修整。應當理解，所述一對切輥49可為任意傳統(tǒng)的切割裝置，例如剪切裝置、噴水剪切裝置等。然后可按需要將薄膜加濕組件35安裝進燃料電池系統(tǒng)的水蒸汽輸送單元或其它裝置中并使用。如圖8中所示，本公開還包括用于形成擴散介質觀的另一連續(xù)系統(tǒng)52。系統(tǒng)52 包括擴散介質輥M、一對輥子56以及蝕刻的裝置58。擴散介質輥M連續(xù)地提供形成用于薄膜加濕組件35的擴散介質觀的材料。擴散介質觀被供給在輥子56之間，并在用于蝕刻的裝置58的下方。當材料通過蝕刻裝置58下方時，材料被蝕刻以在其中形成通道30。 如圖所示，蝕刻裝置58包括適于產(chǎn)生激光束60的線性排列的激光器。應當理解，設在擴散介質輥M上的材料可包括固化樹脂，或者材料可在供給到輥子56間之前被固化。還應當理解，輥子56可在其上形成通道30之前被加熱以固化所述材料。在形成通道30時，擴散介質觀可被進一步處理以形成上述擴散介質組件35。如圖9中所示，本公開還包括用于以分批工藝形成擴散介質觀的另一系統(tǒng)62。系統(tǒng)62為包括第一壓盤64和第二壓盤66的擠壓件。第一壓盤64基本為平面的，第二壓盤 66為波浪形，包括適于在形成擴散介質觀的材料中形成通道30的多個突起68?？砂葱枰訜釅罕P64、66中的一個或多個。壓盤64、66可通過壓盤64、66之一或兩者的垂直運動而打開和關閉，所述垂直運動由電動、液動和氣動之一來致動。應當理解，壓盤64、66可以是鉸接的或蛤殼式(clam-shelled)的，且該鉸接或蛤殼式的壓盤64，66可手動地致動以打開和關閉。為形成擴散介質觀，形成擴散介質觀的材料布置在壓盤64、66之間。壓盤64、66 被關閉，通道30被壓入材料的表面。如果材料包括未固化樹脂，那么當在材料中形成通道時，加熱的壓盤64、66會固化該樹脂。應當理解，樹脂和材料可在布置進系統(tǒng)62中之前被固化。在形成通道30時，擴散介質觀可被進一步處理，以形成擴散介質組件35。為形成薄膜加濕組件35，擴散介質觀布置在第二擴散介質37的附近，擴散介質觀、37布置在所述一對聚合物薄膜38之間。應當理解，系統(tǒng)62可為用來制造擴散介質觀的獨立系統(tǒng)，或者系統(tǒng)62可為包括用于形成薄膜加濕組件35的附加設備的漸進過程的一部分。使用中，可將多個薄膜加濕組件35堆疊在薄膜加濕器中。濕氣體被引起流過形成于薄膜加濕器的擴散介質觀中的通道30。濕氣體從濕氣體源接收。任何傳統(tǒng)的裝置都可用于將濕氣體輸送至通道30，例如與通道30連通的供給頭。根據(jù)需要，濕氣體可從燃料電池系統(tǒng)的廢氣流供給。濕氣體從通道30排到廢氣。干氣體被引起流過在薄膜加濕器的干側薄膜加濕組件中形成的通道。干氣體從干氣體源接收。任何傳統(tǒng)的裝置都可用于將干氣體輸送至通道，例如與通道連通的供給頭。然后干氣體從干側薄膜加濕組件中形成的通道排出到燃料電池系統(tǒng)的部件，例如壓縮機(未示出)，或者干氣體可排出到廢氣。從前面的描述，本領域的技術人員可容易地清楚本發(fā)明的實質特性，并且在不脫離其實質和范圍的情況下，可對本發(fā)明進行各種改變和修改，以使其適應各種使用和條件。
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權利要求
1.一種制造用于燃料電池系統(tǒng)的薄膜加濕器的薄膜加濕組件的方法，所述方法包括如下步驟提供用于形成擴散介質的材料；在用于形成所述擴散介質的所述材料中形成多個通道；以及提供一對薄膜，其中所述擴散介質布置在所述一對薄膜之間。
2.如權利要求1的方法，還包括如下步驟提供適于在所述材料的第一表面中形成多個通道的通道形成輥，和使用所述通道形成輥在所述擴散介質中形成所述通道。
3.如權利要求2的方法，其中所述通道形成輥包括線性排列的間隔開的環(huán)形突起。
4.如權利要求2的方法，還包括如下步驟提供適于在所述材料的第二表面中形成多個通道的第二通道形成輥，和使用所述通道形成輥在所述擴散介質中形成所述通道。
5.如權利要求1的方法，還包括如下步驟提供適于在所述材料中形成多個通道的蝕刻裝置，和使用所述蝕刻裝置在所述材料中形成所述通道以形成擴散介質。
6.如權利要求1的方法，還包括如下步驟提供具有適于在所述材料中形成所述多個通道的基本平面第一盤和波浪形第二盤的擠壓件，和使用所述擠壓件在所述材料中形成所述通道以形成所述擴散介質。
7.如權利要求1的方法，還包括如下步驟提供鄰接布置在所述一對薄膜之間的擴散介質的第二擴散介質。
8.如權利要求1的方法，其中所述材料為浸透樹脂的玻璃纖維、浸透樹脂的玻璃基紙、 浸透樹脂的碳織物和浸透樹脂中的紙中的一種。
9.一種用來制造用于燃料電池系統(tǒng)的薄膜加濕器的薄膜加濕組件的方法，所述方法包括如下步驟提供用于形成擴散介質的材料，其中所述材料為浸透樹脂的玻璃纖維、浸透樹脂的玻璃基紙、浸透樹脂的碳織物和浸透樹脂中的紙中的一種；提供適于在所述材料的第一表面中形成多個通道的通道形成輥；使用所述通道形成輥在所述材料中形成所述多個通道，以形成所述擴散介質；以及提供一對薄膜，其中所述擴散介質布置在所述一對薄膜之間。
10.一種用于燃料電池的薄膜加濕器的薄膜加濕組件，包括第一擴散介質；具有在其第一表面中形成的多個通道的第二擴散介質，其中所述第二擴散介質由浸透樹脂的固化材料形成；以及一對聚合物薄膜，所述第一擴散介質與所述第二擴散介質布置在所述一對聚合物薄膜之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在薄膜加濕器的擴散介質上形成通道的方法，公開了一種用于燃料電池系統(tǒng)的薄膜加濕器的薄膜加濕組件和制造該組件的方法，所述方法包括如下步驟提供用于形成擴散介質的材料；使用通道形成輥之一在所述材料中形成多個通道；蝕刻所述材料的裝置，和形成所述擴散介質的擠壓件；以及提供一對薄膜，其中所述擴散介質布置在所述一對薄膜之間。
文檔編號F24F6/00GK102412406SQ20111027524
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權日2010年9月17日
發(fā)明者A. 馬丁徹克 D., M. 古斯達 J. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司