直接质量及热量传递燃料电池动力装置

摘要

本发明是一种直接质量及热量传递燃料电池动力装置。该动力装置包括两主要元件:至少一燃料电池和一直接质量及热量传递装置,该燃料电池包括一具有相对的第一和第二主表面的电解质;由一多孔阳极支持层支持的与第一主表面紧密接触的一阳极和由一多孔阴极支持层支持的与第二主表面紧密接触的一阴极;以在约环境压力下流过与阳极接触的阳极支持层的一富氢还原流体流;及例如空气的一氧化剂流,该氧化剂流在约环境压力下流过与阴极接触的阴极支持层以提供氧化剂给阴极并通过蒸发及输送去除在阴极形成的阴极废气生成物水以及来自阳极通过电解质携带的水或在氧化剂流中的任何湿润性水。该直接质量及热量传递装置传送与该电池的下游阴极废气有质量传递关系的该燃料电池的上游的氧化剂流以使由阴极废气采集的例如水的质量直接通过该质量及热量传递装置的一传输介质传送进进入该电池的氧化剂流,从而湿润并增加热量给进入电池的氧化物流。该直接质量及热量传递装置包括一用于支持与该阴极废气和氧化剂输入流有质量传递关系的该传输介质以使这些流与该传输介质相接触的分离器壳,且该分离器壳防止了这些流的大容积混合。该传输介质可包括用于吸收来自包含有极性和非有极分子的流体物质的流体流的,由例如水分子的有极分子组成的流体物质的任何种材料。一示例性传输介质包括一水饱和的聚氟磺酸离聚物膜。