專利名稱：用于再利用膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)的集流體/分配器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于再利用膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)的集流體/分配器的方法。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知基于膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方法。
圖1中示意性地表示了膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)的一個(gè)例子。電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)由多個(gè)反應(yīng)元件(2)構(gòu)成，反應(yīng)元件(2)具有相當(dāng)薄的厚度以使體積減至最小，這些反應(yīng)元件(2)以串聯(lián)方式相互連接并根據(jù)壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)組裝在一起。
各反應(yīng)元件(2)在沒有使第一氣態(tài)反應(yīng)物(燃料)與第二氣態(tài)反應(yīng)物(氧化劑)反應(yīng)的自由能降低的條件下將該自由能完全轉(zhuǎn)化為熱能，因此沒有受到卡諾循環(huán)的限制。把燃料提供給反應(yīng)元件(2)的陽極室，該燃料例如是氫或輕醇如甲醇或乙醇的混合物中；同時(shí)，把氧化物提供給同一反應(yīng)元件的陰極室，該氧化物例如為空氣或氧氣。在陽極室中燃料氧化并同時(shí)釋放出H+離子，而在陰極室中氧化劑還原、消耗H+離子。把陽極室與陰極室分開的離子交換膜使得H+離子的連續(xù)流從陽極室達(dá)到陰極室并同時(shí)防止電子通過。這樣，在反應(yīng)元件(2)的兩極上形成的電壓最大。
具體而言，各反應(yīng)元件(2)由一對(duì)導(dǎo)電雙極板(3)限制，在這對(duì)雙極板(3)中從內(nèi)部到外部包括離子交換膜(4)；一對(duì)多孔電極(5)；在膜(4)和各多孔電極(5)之間的界面處設(shè)置的一對(duì)催化劑層(6)；將導(dǎo)電雙極板(3)電連接到多孔電極(5)并同時(shí)分配氣態(tài)反應(yīng)物的一對(duì)集流體/分配器(7)；用于密封反應(yīng)元件(2)外圍的一對(duì)密封墊(8)。
在導(dǎo)電雙極板(3)中和/或在各反應(yīng)元件(2)的密封墊中有孔(圖1中未示出)，所述孔借助分配通道(圖1中也未示出)與陽極室和陰極室連接。
這些孔的連續(xù)匹配致使兩個(gè)上部縱向管路(9)和兩個(gè)下部縱向管路(10)形成。兩個(gè)上部縱向管路(9)(圖1中僅示出了其中之一)用于輸送氣態(tài)反應(yīng)物(燃料和氧化物)，兩個(gè)下部縱向管路(10)(圖1中僅示出了其中之一)用于回收反應(yīng)產(chǎn)物(水)，所述反應(yīng)產(chǎn)物(水)選擇性地與廢物(氣態(tài)的惰性組分和未轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物)混合。作為選擇，下部縱向管路(10)可用作輸送管，上部縱向管路(9)用作排放管路。也可以通過上部管路(9)之一輸送兩種氣態(tài)反應(yīng)物之一，采用相應(yīng)的下部管路(10)用于排放，同時(shí)通過第二下部管路(10)輸送第二氣態(tài)反應(yīng)物，采用相應(yīng)的上部管路(9)用于排放。
然后，通過分配通道將氣態(tài)反應(yīng)物分配到各反應(yīng)元件(2)。從各反應(yīng)元件(2)產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物和可能的剩余反應(yīng)物也通過分配通道回收。
在反應(yīng)元件組件(2)的外部存在兩個(gè)導(dǎo)電端板(11)，由此構(gòu)成電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)。兩個(gè)導(dǎo)電端板(11)之一設(shè)置有管口(圖1未示出)，用于水力連接上、下縱向管路(9)和(10)。
此外，兩個(gè)導(dǎo)電端板(11)設(shè)置有適當(dāng)?shù)目?圖1中也未示出)以便容納連接桿，通過連接桿使電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)夾緊。
通過相互串聯(lián)連接反應(yīng)元件(2)形成的電化學(xué)反應(yīng)器(1)具有以下缺點(diǎn)一旦一個(gè)反應(yīng)元件(2)有了缺陷，電化學(xué)反應(yīng)器(1)就不能工作。有缺陷的反應(yīng)元件(2)是指，在該元件(2)中甚至就有一個(gè)多孔電極(5)不能正常工作，例如由于催化層(6)失去活性，或者在該元件(2)中甚至就有一個(gè)集流體/分配器(7)不能工作，例如它由于不恰當(dāng)?shù)慕M成或機(jī)械特性而表現(xiàn)出過高的電阻，或者在該元件(2)中膜(4)穿孔。最后一種情況是最為嚴(yán)重的，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致不相容的氣態(tài)反應(yīng)物相互混合。
在歐洲專利EP629015中公開了解決這一問題的一種方案，該專利提供了有缺陷反應(yīng)元件(2)的外部短路。
由于這一現(xiàn)有技術(shù)讓電流繞過有缺陷反應(yīng)元件(2)，因此在幾個(gè)方面是有利的，但該技術(shù)僅解決了部分問題，而對(duì)于在膜(4)穿孔的情況下與氣態(tài)反應(yīng)物的混合有關(guān)的麻煩卻未能消除。實(shí)際上，由于在有缺陷反應(yīng)元件(2)和上、下縱向管路(9)和(10)之間的連接，因此氣態(tài)反應(yīng)物無論如何也會(huì)存在于有缺陷的反應(yīng)元件(2)中。
由此可知，穿孔膜不僅防礙了電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)的工作，而且引起了相關(guān)的安全問題。在打孔膜(4)的情況下，現(xiàn)有技術(shù)建議將外部短路的有缺陷反應(yīng)元件(2)連接到該元件(2)的水力旁路，正如在US5876583中所公開的那樣。
然而，有缺陷的反應(yīng)元件(2)的外部短路存在著與以下事實(shí)相關(guān)的另一缺陷為了進(jìn)行這種操作，需要使導(dǎo)電雙極板(3)設(shè)置有外部突起。
這種外部突起的存在必定會(huì)增加電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)的重量和體積，這在許多應(yīng)用中，尤其是移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用中，顯然是很不利的。
為了克服這種進(jìn)一步的不利情況，另一現(xiàn)有技術(shù)提出了這樣一種對(duì)有缺陷的反應(yīng)元件(2)的短路方式在對(duì)插入在兩個(gè)導(dǎo)電雙極板(3)之間的所有元件進(jìn)行打孔的時(shí)候，將導(dǎo)電材料插在元件自身內(nèi)部的凹槽中。
然而，當(dāng)反應(yīng)元件(2)出現(xiàn)缺陷時(shí)優(yōu)選的解決方案是在拆卸了該電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)之后替換或修理該反應(yīng)元件，以便恢復(fù)發(fā)電機(jī)的整個(gè)電功率。
但除了需要過分延長(zhǎng)工作時(shí)間之外，這種工序還必須以相當(dāng)高的成本替換所有的集流體/分配器(7)。實(shí)際上，在緊固電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)時(shí)一旦壓緊，在再一次夾緊電化學(xué)反應(yīng)器(1)時(shí)集流體/分配器(7)就不再提供與導(dǎo)電雙極板(3)和膜電極組件(4、5)的可靠電接觸。
一個(gè)原因在于，在組裝成電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)之后，優(yōu)選的現(xiàn)有技術(shù)的集流體/分配器(7)不能恢復(fù)它們?cè)瓉淼某叽绾吞匦浴?br> 具體而言，如圖2所示，根據(jù)施加于反應(yīng)元件(2)的壓力，集流體/分配器(7)表現(xiàn)出具有低彈性模量的可逆彈性變形的第一階段，一直保持該階段直至達(dá)到它們最初厚度10％的變形。此后，集流體/分配器(7)經(jīng)受相當(dāng)寬的塑性變形階段(它們最初厚度的10-60％)，在此階段中，施加到反應(yīng)元件(2)的壓力在變形范圍內(nèi)基本上保持不變。一旦集流體/分配器(7)的三維結(jié)構(gòu)變平，它們最終就會(huì)表現(xiàn)出具有極高彈性模量的第二彈性變形階段。
根據(jù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)超過了集流體/分配器(7)的最初厚度的50％的變形時(shí)，機(jī)械地破壞了它們的結(jié)構(gòu)。因此，一旦組裝完成，集流體/分配器(7)達(dá)到含有它們最初厚度的30％-40％之間的塑性變形是優(yōu)選的。以此方式，在膜電極組件(4，5)上安全地建立了接近于最佳工作條件的均勻接觸壓力。
此外，利用在此塑性變形范圍內(nèi)的集流體/分配器(7)是有利的，這是因?yàn)樵诖藯l件下，在兩個(gè)膜電極組件(4、5)中和在同一集流體分配器(7)中可能存在的厚度不規(guī)則性變得一致了。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于采用減小了厚度的導(dǎo)電雙極板(3)的可能性。實(shí)際上在這種條件下，導(dǎo)電雙極板(3)可能存在的平坦性缺陷不會(huì)導(dǎo)致在膜電極組件(4、5)的不同部分上出現(xiàn)不同的接觸壓力，而是僅導(dǎo)致集流體/分配器(7)的不同變形由此保證了對(duì)于膜電極組件(4、5)的最佳工作條件。上述考慮意味著，假使拆卸了電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)，集流體/分配器(7)也會(huì)保持著塑性變形。
如圖3所示，一旦電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)重新緊固，集流體/分配器(7)又開始變形，就好像它們沒有經(jīng)過前述的變形循環(huán)那樣。理論上講，這種現(xiàn)象表示，在向集流體/分配器(7)施加相同的變形時(shí)，獲得相同的接觸壓力，從而能夠再利用。但事實(shí)上以此方式進(jìn)行工作會(huì)在反應(yīng)元件(2)的不同部件之間獲得很差的電接觸，造成電阻惡化的局部增加。由于在這些局部電阻惡化的區(qū)域中產(chǎn)生一致量的熱量，該區(qū)域迅速惡化，甚至導(dǎo)致薄膜(4)的破裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于再利用膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)的集流體/分配器的方法，使該膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)不會(huì)出現(xiàn)所述麻煩。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于再利用包括按濾壓機(jī)結(jié)構(gòu)組裝的多個(gè)基本元件的膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)的集流體/分配器的方法，所述多個(gè)基本元件包括導(dǎo)電板的和集流體/分配器的陣列，所述方法包括步驟檢測(cè)受損基本元件的存在；拆卸所述電化學(xué)發(fā)電機(jī)；修理/更換所述受損的基本元件；重新安裝再利用相同集流體/分配器的所述電化學(xué)發(fā)電機(jī)。


為了更好地理解本發(fā)明，下面參考附圖描述它的某些實(shí)施例，這些實(shí)施例僅作為非限制的舉例，其中圖1表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)的分解側(cè)視圖；圖2表示涉及在圖1的電化學(xué)發(fā)電機(jī)中存在的集流體/分配器的機(jī)械參數(shù)變化；圖3表示涉及在圖1的電化學(xué)發(fā)電機(jī)中存在的集流體/分配器的機(jī)械參數(shù)變化；圖4表示根據(jù)本發(fā)明的膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)的第一實(shí)施例的分解側(cè)視圖；圖5表示圖1的膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)的第二實(shí)施例的分解側(cè)視圖；圖6a-6b表示圖1的電化學(xué)發(fā)電機(jī)的第三實(shí)施例的部件；圖7表示圖1的膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)的第四實(shí)施例的分解側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，在電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)中采用用于再利用集流體/分配器的方法。
這種方法提供在檢測(cè)有缺陷反應(yīng)元件(2)的存在之后，拆卸電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)。隨后，本發(fā)明提供去除有缺陷的元件(2)；并對(duì)再利用了前面采用的相同集流體/分配器(7)的電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)進(jìn)行重新組裝。
作為優(yōu)選，在重新組裝電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)之前，在各反應(yīng)元件(2)中插入用于調(diào)節(jié)元件厚度的附加裝置例如金屬間隔件、扁平墊片或墊圈。
現(xiàn)在利用幾個(gè)實(shí)施例描述本發(fā)明的方法，但本發(fā)明不限于這幾種方法。
實(shí)施例1如圖4所示，當(dāng)重新組裝電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)時(shí)，將適當(dāng)厚度的金屬元件(12)作為用于調(diào)節(jié)在各反應(yīng)元件(2)上的陰極側(cè)和陽極側(cè)的元件厚度的裝置插入在導(dǎo)電雙極板(3)和各自的再利用的集流體/分配器(7)之間。以此方式，在隨后夾緊電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)的情況下，再利用的集流體/分配器(7)被迫經(jīng)受進(jìn)一步的塑性變形，此進(jìn)一步的塑性變形添加到在電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)第一次夾緊的過程中已經(jīng)施加在同一集流體/分配器的一個(gè)塑性變形上。在此條件下，集流體/分配器(7)的機(jī)械特性(參見圖3)使其表現(xiàn)為就好像它是以保證膜電極組件(4、5)的最佳工作壓力的第一次利用那樣。
特別是，金屬元件(2)可以為金屬網(wǎng)，或作為選擇，還可以為金屬布或織物、交織纖維、穿孔板或壓延板。
特別是，必須計(jì)算出金屬元件(12)的厚度從而例如把低于50％的總變形(即，相對(duì)于同一集流體/分配器的原始厚度進(jìn)行計(jì)算)施加到再利用的集流體/分配器(7)，在此范圍之外集流體/分配器(7)的結(jié)構(gòu)將被破壞，正如上面所述那樣。
試驗(yàn)觀察表明，對(duì)于電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)的各種組裝，為了獲得在導(dǎo)電雙極板(3)、金屬元件(12)、再利用集流體/分配器(7)和膜電極組件(4、5)之間的良好電接觸，再利用集流體/分配器(7)的變形增加至其最初厚度的至少3％就足夠了。以此方式，得到金屬元件(12)的適當(dāng)厚度，可以拆卸、然后重新組裝電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)以便幾次利用相同集流體/分配器(7)維持調(diào)節(jié)。
例如，利用最初厚度為3mm的集流體/分配器(7)和最初厚度為0.2mm的金屬網(wǎng)，電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)的每次重新組裝該厚度增加0.2mm，利用相同的集流體/分配器(7)，重新組裝電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)的可能性不低于連續(xù)四次。
具體而言-集流體/分配器(7)的厚度，未變形3mm；·組裝-集流體/分配器(7)的厚度2.4mm，對(duì)應(yīng)于它們的最初厚度的20％的變形·第一次重新組裝(利用0.2mm厚的金屬網(wǎng)板)-集流體/分配器(7)的厚度2.2mm，對(duì)應(yīng)于它們的最初厚度的27％的變形，·第二次重新組裝(利用0.4mm厚的金屬網(wǎng)板)-集流體/分配器(7)的厚度2mm，對(duì)應(yīng)于它們的最初厚度的33％的變形，·第三次重新組裝(利用0.6mm厚的金屬網(wǎng)板)-集流體/分配器(7)的厚度1.8mm，對(duì)應(yīng)于它們的最初厚度的40％的變形，·第四次重新組裝(利用0.8mm厚的金屬網(wǎng)板)-集流體/分配器(7)的厚度1.6mm，對(duì)應(yīng)于它們的最初厚度的47％的變形。
作為選擇，金屬元件(12)的構(gòu)成材料可與集流體/分配器(7)的相同，或者與導(dǎo)電雙極板(3)的相同，或是第三種材料。尤其是，為了保持在金屬元件(12)、導(dǎo)電雙極板(3)和集流體/分配器(7)之間的良好電接觸，并根據(jù)金屬元件自身的耐腐蝕性，必須每次都計(jì)算所要采用的材料的類型。通常采用的材料是鋼、鋁及其合金、鈦、鎳及其合金。在某些情況下，可以對(duì)這些材料進(jìn)行表面處理以便降低在不同元件之間的接觸電阻或增加金屬元件(12)的耐腐蝕性。
實(shí)施例2如圖5所示，當(dāng)組裝電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)時(shí)，用薄密封墊(13)代替密封墊(8)，該薄密封墊(13)的厚度低于密封墊(8)的厚度，在重新組裝電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)的過程中該厚度的薄密封墊(13)正好足以將足夠的塑性變形施加于集流體/分配器(7)，從而確保與膜電極組件(4、5)和導(dǎo)電雙極板(3)的良好電接觸。尤其是，集流體/分配器(7)的變形增加至其最初厚度的至少3％就足夠了。例如，當(dāng)采用2.1mm厚的密封墊(8)時(shí)，這是一個(gè)相當(dāng)?shù)湫偷闹?，薄密封墊(13)應(yīng)具有至少低0.1÷0.2mm的厚度。
實(shí)施例3如果電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)設(shè)置有由熱塑材料制成的密封墊(14)并設(shè)置在能夠經(jīng)受塑性變形的密封環(huán)(15)的表面(14a)上，當(dāng)重新組裝相同的電化學(xué)發(fā)電機(jī)時(shí)，通過輕微增加夾緊壓力，可以使集流體/分配器(7)變形，正好足以(例如高達(dá)不低于最初厚度3％的值)獲得與膜電極組件(4、5)和與導(dǎo)電板(3)的良好電接觸。實(shí)際上，當(dāng)夾緊電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)時(shí)，僅密封環(huán)與導(dǎo)電雙極板(3)接觸。在變形時(shí)，該密封環(huán)(15)能夠確保氣態(tài)反應(yīng)物的密封。
如圖6a中詳細(xì)描述的那樣，在電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)第一次夾緊的過程中，密封環(huán)(15)不完全變形，這樣在導(dǎo)電雙極板(3)和膜電極組件(4、5)之間的距離高于電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)第二次夾緊(圖6b)時(shí)的距離，其中迫使密封環(huán)(15)和集流體/分配器(7)經(jīng)受更高的變形。
密封環(huán)(15)可以與密封墊(14)共同壓印，或者可由不同的疊置材料制成，更適合于避免氣態(tài)反應(yīng)物的泄漏，比墊體(如硅、橡膠)更易變形。
實(shí)施例4當(dāng)重新組裝電化學(xué)反應(yīng)器(1)時(shí)，可以重新利用具有機(jī)械剛性結(jié)構(gòu)的集流體/分配器(7)，只要密封墊(8)由具有低彈性模量的彈性材料制成。事實(shí)上，只有在這種情況下，全部施加的壓力絕大部分施加在集流體/分配器(7)上，很小程度地施加在密封墊(8)上，出現(xiàn)了改變膜電極組件(4、5)的壓縮的可能性，從而對(duì)于各反應(yīng)元件(2)獲得了最佳的操作值。剛性集流體/分配器(7)是發(fā)泡金屬、燒結(jié)材料、金屬網(wǎng)板和壓延板；適于制造密封墊(8)的構(gòu)成材料主要是橡膠，例如EPDM、腈(NBR)橡膠、氟化產(chǎn)品、Santoprene熱塑橡膠、后者是Advanced Elastomer Systems，USA的商標(biāo)。當(dāng)集流體/分配器(7)為剛性時(shí)，由于集流體/分配器(7)不進(jìn)行任何塑性變形，因此在進(jìn)行隨后的電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)的組裝時(shí)不出現(xiàn)問題。
最后證明，在不脫離本發(fā)明的主導(dǎo)思想的條件下，可對(duì)所公開的方法進(jìn)行幾種修改和變化。
例如，雖然描述了本發(fā)明的方法用在僅包括反應(yīng)元件(2)的電化學(xué)反應(yīng)器(1)中的情況，但這種方法同樣也可以應(yīng)用于含有設(shè)置在任意對(duì)反應(yīng)元件(2)之間的冷卻元件(21)的電化學(xué)發(fā)電機(jī)(20)，如圖7所示，其中電化學(xué)發(fā)電機(jī)(20)的不同部件用圖1所采用相同參考標(biāo)記表示。冷卻元件(21)除了不包括由離子交換膜(4)、多孔電極(5)和電解質(zhì)層(6)的電化學(xué)裝備之外，它相當(dāng)于反應(yīng)元件(2)。
在這種情況下，利用本發(fā)明的方法，在電化學(xué)發(fā)電機(jī)(20)隨后重新組裝中同樣可以再利用冷卻元件(21)的集流體分配器(22)。
作為選擇，僅在冷卻元件(21)中，可以采用具有彈性的集流體/分配器(22)。在這種情況中下，當(dāng)在經(jīng)受非永久變形的冷卻元件(21)中存在的集流體/分配器(22)可以按照這種方法重新利用時(shí)，本發(fā)明的方法僅應(yīng)用于在反應(yīng)元件(2)中存在的集流體/分配器(7)。
權(quán)利要求
1.一種用于再利用包括按濾壓機(jī)結(jié)構(gòu)組裝的多個(gè)基本元件的膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)的集流體/分配器的方法，所述多個(gè)基本元件包括導(dǎo)電板的和集流體/分配器的陣列，所述方法包括步驟檢測(cè)受損基本元件的存在；拆卸所述電化學(xué)發(fā)電機(jī)；修理/更換所述受損的基本元件；重新安裝再利用相同集流體/分配器的所述電化學(xué)發(fā)電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中重新安裝所述電化學(xué)發(fā)電機(jī)的所述步驟包括在各導(dǎo)電片和各集流體/分配器之間插入至少一個(gè)用于調(diào)節(jié)元件厚度的機(jī)械裝置的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述至少一個(gè)用于調(diào)節(jié)元件厚度的機(jī)械裝置包括具有一定厚度的機(jī)械元件，該厚度能夠?qū)ㄔ谒黾黧w/分配器的最初厚度的3％和50％之間的塑性變形施予所述各集流體/分配器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述機(jī)械元件是金屬網(wǎng)板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述金屬網(wǎng)板由導(dǎo)電、耐腐蝕的材料制成，該材料選自鋼、鋁及其合金、鈦、鎳及其合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中對(duì)所述導(dǎo)電、耐腐蝕材料進(jìn)行表面處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述機(jī)械元件選自金屬布或織物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述布或織物由導(dǎo)電耐腐蝕材料制成，該材料選自鋼、鋁及其合金、鈦、鎳及其合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中對(duì)所述導(dǎo)電耐腐蝕材料進(jìn)行表面處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述機(jī)械元件由交織纖維構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述交織纖維由導(dǎo)電、耐腐蝕的材料制成，該材料選自鋼、鋁及其合金、鈦、鎳及其合金。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中對(duì)所述導(dǎo)電耐腐蝕材料進(jìn)行表面處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述機(jī)械元件是穿孔板。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述穿孔板由導(dǎo)電、耐腐蝕的材料制成，該材料選自鋼、鋁及其合金、鈦、鎳及其合金。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中對(duì)所述導(dǎo)電耐腐蝕材料進(jìn)行表面處理。
16.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述機(jī)械元件是壓延板。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述壓延板由導(dǎo)電、耐腐蝕的材料制成，該材料選自鋼、鋁及其合金、鈦、鎳及其合金。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中對(duì)所述導(dǎo)電耐腐蝕材料進(jìn)行表面處理。
19.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述至少一個(gè)用于調(diào)節(jié)元件厚度的機(jī)械裝置包括具有一定厚度的薄密封墊，例如以便將所述各集流體/分配器的最初厚度的至少3％的塑性變形施予所述集流體/分配器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述薄密封墊的所述厚度在0.1-0.2mm之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述用于調(diào)節(jié)元件厚度的所述機(jī)械裝置包括具有一定厚度的在其表面設(shè)置有密封圈的密封墊，例如以便將所述各集流體/分配器的最初厚度的至少3％的塑性變形施予所述各集流體/分配器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述密封圈疊置在所述密封墊的所述表面上。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述密封圈共同壓印在所述密封墊的所述表面上。
24.根據(jù)權(quán)利要求21至23任意一項(xiàng)的方法，其中所述密封圈由含硅或橡膠的材料制成。
25.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述集流體/分配器具有機(jī)械剛性結(jié)構(gòu)，所述至少一個(gè)用于調(diào)節(jié)元件厚度的機(jī)械裝置包括由具有低彈性模量的彈性材料制成的密封墊。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中具有低彈性模量的所述彈性材料選自橡膠如EPDM、NBR或氟化產(chǎn)品。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26的方法，其中所述集流體/分配器由發(fā)泡金屬、燒結(jié)材料、金屬網(wǎng)板或壓延板制成。
28.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中所述基本元件包括反應(yīng)元件。
29.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中所述基本元件包括冷卻元件。
30.一種用于再利用膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)的集流體/分配器的方法，基本上參照附圖所描述的那樣。
全文摘要
在膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)中(1、20)采用一種用于再利用集流體/分配器的方法，膜電化學(xué)發(fā)電機(jī)中(1、20)包括按濾壓機(jī)結(jié)構(gòu)組裝的多個(gè)基本元件(2、21)和導(dǎo)電板(3)的和集流體/分配器(7、22)的陣列。本發(fā)明的方法提供一旦檢測(cè)出受損基本元件(2、21)的存在就拆卸所述電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1)。隨后，本發(fā)明的方法提供為了之后重新組裝電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1、20)、再利用原來的集流體/分配器(7、21)，修理/更換所述受損的基本元件。為此，在重新組裝電化學(xué)發(fā)電機(jī)(1、20)的同時(shí)，用于調(diào)節(jié)厚度的機(jī)械裝置(8、12、13、14、15)插入各導(dǎo)電板(3)和各集流體/分配器(7、21)之間。這種機(jī)械裝置可以是金屬網(wǎng)板、金屬織物、交織纖維、穿孔板或壓延板、薄密封墊、在其表面設(shè)置有密封圈的密封墊、由具有低彈性模量的彈性材料制成的密封墊。
文檔編號(hào)H01M8/24GK1579034SQ02821742
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2002年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月8日
發(fā)明者盧卡·莫勒, 格布里勒·馬朱奇里, 吉安·P·福樂巴, 恩里克·拉姆尼, 賈鮑勒·布里諾利, 鮑羅·莫扎尼, 馬思莫·布雷比拉 申請(qǐng)人:紐韋拉燃料電池歐洲有限責(zé)任公司