用于燃料电池系统的流体构件的制作方法

背景技术：

1、聚合物电解质燃料电池(“pefc”)通常依赖于向燃料电池反应器供应各种流体以及从燃料电池中去除流体，例如燃料气体(如，氢气)、氧化剂气体(如，氧气)、水、冷却剂、废气等。用于向/从燃料电池输送这些流体的常规燃料电池流体输送系统包括例如管道、软管、连接器、配件等流体构件，这些流体构件由例如wo2020/055704中具有一定程度的柔性和耐化学性的传统材料形成，它们相对昂贵且难以形成燃料电池系统通常需要的复杂形状。因此，目前需要可以更容易地结合到燃料电池系统中的燃料电池流体构件。

技术实现思路

1、根据本发明的一个实施方式，公开了一种燃料电池系统，其包括燃料电池和用于向燃料电池直接或间接地输送流体(气体、液体、蒸气或其任意组合)的燃料电池流体构件。燃料电池流体构件可用于向或从燃料电池的负极或正极直接输送流体，以及用于向或从燃料电池的次级部件(如过滤器、净化器等)输送流体，从而向或从燃料电池间接输送流体。燃料电池流体构件包含聚合物组合物，该聚合物组合物包含聚芳硫醚。

2、下面更详细地阐述本发明的其他特征和方面。

技术特征：

1.一种燃料电池系统，包括燃料电池和燃料电池流体构件，所述燃料电池流体构件被配置成用于输送所述燃料电池内的流体，其中，所述燃料电池流体构件包含聚合物组合物，所述聚合物组合物包含聚芳硫醚。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述聚合物组合物具有根据iso 1143:2021在约310℃的温度和1200秒-1的剪切速率下测定的约2000pa-s或更小的熔体粘度。

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述聚合物组合物具有约1200ppm或更少的氯含量。

4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述聚合物组合物表现出根据iso测试第179-1:2010号在23℃的温度下测定的约20kj/m2或更大的缺口简支梁冲击强度。

5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述聚合物组合物表现出根据iso测试第179-1:2010号在-30℃的温度下测定的约10kj/m2或更大的缺口简支梁冲击强度。

6.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述聚合物组合物表现出根据iso 527:2019在23℃的温度下测定的约20mpa或更大的拉伸强度、约20％或更大的拉伸断裂应变和/或约10000mpa或更小的拉伸模量。

7.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述聚合物组合物表现出根据iso 178:2019在23℃的温度下测定的约20mpa或更大的弯曲强度和/或约10000mpa或更小的弯曲模量。

8.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述聚合物组合物表现出根据astmd1434-82(2015)(体积法)在约23℃的温度和1个大气压的压力差下测定的约30ml/m2*天或更小的氢气传输率。

9.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述聚合物组合物表现出根据astmd1434-82(2015)(体积法)在约23℃的温度和1个大气压的压力差下测定的约30ml/m2*天或更小的氧气传输率。

10.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述聚芳硫醚是聚苯硫醚。

11.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述聚芳硫醚占所述聚合物组合物的约40wt.％至约95wt.％。

12.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述聚合物组合物还包含抗冲改性剂。

13.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其中，所述抗冲改性剂以每100重量份所述聚合物组合物中的聚芳硫醚约5重量份至约50重量份的量存在于所述聚合物组合物中。

14.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其中，所述抗冲改性剂包括环氧官能化的烯烃共聚物。

15.根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，所述环氧官能化的烯烃共聚物含有乙烯单体单元。

16.根据权利要求14所述的燃料电池系统，其中，所述环氧官能化的烯烃共聚物含有环氧官能化(甲基)丙烯酸单体组分。

17.根据权利要求16所述的燃料电池系统，其中，所述环氧官能(甲基)丙烯酸单体组分衍生自丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯或其组合。

18.根据权利要求12所述的燃料电池系统，其中，所述聚合物组合物是通过将所述抗冲改性剂与交联体系共混而形成的交联产物。

19.根据权利要求18所述的燃料电池系统，其中，所述交联体系包含金属羧酸盐。

20.根据权利要求19所述的燃料电池系统，其中，所述金属羧酸盐是脂肪酸的金属盐。

21.根据权利要求20所述的燃料电池系统，其中，所述盐包含二价金属阳离子。

22.根据权利要求20所述的燃料电池系统，其中，所述脂肪酸具有约8至约22个碳原子的碳链长度。

23.根据权利要求18所述的燃料电池系统，其中，所述交联体系包含多官能交联剂。

24.根据权利要求23所述的燃料电池系统，其中，所述多官能交联剂包括芳族二羧酸。

25.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述聚合物组合物表现出通过平行板流变仪在0.1弧度/秒的角频率、310℃的温度和3％的恒定应变幅度下测定的1000pa-s或更大的复数粘度。

26.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中所述燃料电池包含质子传导膜层和相对的催化剂电极层。

27.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述流体是气体。

28.根据权利要求27所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池流体构件被配置成用于向所述燃料电池的负极输送燃料气体。

29.根据权利要求27所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池流体构件被配置成用于向所述燃料电池的正极输送氧化剂气体。

30.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述流体为液体。

31.根据权利要求30所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池流体构件被配置成用于向或从所述燃料电池输送水、冷却剂或其组合。

32.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池流体构件被配置成用于向或从所述燃料电池系统的次级部件输送流体。

33.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池流体构件包括限定在入口和出口之间延伸的通道的软管、管件或管道。

34.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池流体构件包括连接器或配件。

35.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池流体构件含有多个出口。

36.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池流体构件含有多个角位移。

37.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池流体构件的至少一部分具有约1毫米至约50毫米的外径。

38.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，所述燃料电池流体构件包括多层软管，所述多层软管在至少一个层中包含所述聚合物组合物。

39.根据权利要求38所述的燃料电池系统，其中，所述多层软管在内层中包含所述聚合物组合物。

40.根据权利要求38所述的燃料电池系统，其中，所述多层软管在外层中包含所述聚合物组合物。

41.根据权利要求38所述的燃料电池系统，其中，所述多层软管在至少一个层中包含另一种聚合物组合物，所述另一种聚合物组合物包含弹性体、聚烯烃、聚酰胺、含氟聚合物或聚氯乙烯。

42.根据权利要求38所述的燃料电池系统，其中，所述多层软管在至少一个层中包含热塑性弹性体。

技术总结根据本发明的一个实施方式，公开了一种燃料电池系统，其包括燃料电池和用于向燃料电池直接或间接输送流体(气体、液体、蒸气或其任意组合)的燃料电池流体构件。燃料电池流体构件可用于向或从燃料电池的负极或正极直接输送流体，以及向或从燃料电池系统的次级部件如过滤器、净化器等输送流体，从而向或从燃料电池间接输送流体。燃料电池流体构件包含聚合物组合物，聚合物组合物包含聚芳硫醚。技术研发人员：俞跃华,马修·I·诺恩,肖恩·卡利根,普鲁特什·瓦冈特瓦尔受保护的技术使用者：提克纳有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5