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CN102005591B - 质子交换膜燃料电池堆的入口水调节系统 - Google Patents

质子交换膜燃料电池堆的入口水调节系统 Download PDF

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CN102005591B CN201010271349.0A CN201010271349A CN102005591B CN 102005591 B CN102005591 B CN 102005591B CN 201010271349 A CN201010271349 A CN 201010271349A CN 102005591 B CN102005591 B CN 102005591B
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Abstract

本发明公开了一种燃料电池堆组件，其包括位于反应物流动路径中的多孔元件。流动收集构件被设置在所述流动路径中并与所述多孔元件相邻且流体连通。所述多孔元件和所述流体收集构件协作以从在所述流动路径内流动的反应物中收集液态水，其中所述收集到的液态水可以从流体收集构件中排出。

Description

质子交换膜燃料电池堆的入口水调节系统
技术领域
本发明涉及一种燃料电池堆，更确切地涉及一种包括调节夹带在反应物供应流中的水的系统的燃料电池堆。
背景技术
燃料电池能量系统将燃料和氧化剂(反应物)转换为电。一种类型的燃料电池能量系统使用质子交换膜(PEM)来催化地促进燃料(例如氢)和氧化剂(例如空气或氧气)的反应从而产生电。水是电化学反应的副产品。质子交换膜(PEM)是一个固体聚合物电解质，其促进燃料电池堆(通常部署在燃料电池能量系统中)的每一个燃料电池中的从阳极电极向阴极电极的质子转移。
在典型的燃料电池组件中，各个燃料电池具有带有通道的燃料电池板，各种反应物和冷却流体流过这些通道。燃料电池板例如可以是单极的。双极板可以通过将单极板组合而形成。氧化剂从阴极入口集管供应至阴极电极，燃料从阳极入口集管供应至阳极电极。水从通道向出口集管的运动通常由通过燃料电池组件的反应物的流动所致。边界层的剪切应力和反应物的压力有助于传送水经过通道，直到水通过出口集管流出燃料电池。
膜-电解质-组件(MEA)位于相继的各板之间以促进电化学反应。膜电解质组件(MEA)包括阳极电极、阴极电极以及位于两者之间的电解质膜。多孔扩散介质(DM)位于膜电解质组件(MEA)的两侧面以促进电化学燃料电池反应的反应物传递。
水在燃料电池通道内的积聚能够导致燃料电池性能的下降。特别地，水的积聚导致反应物流在各个电池板上以及燃料电池组件中的分布不均，这会导致电压不稳定和电极退化。另外，运行后残留在燃料电池中的水可以在低于冷冻温度的条件下凝固，造成燃料电池重新启动期间的困难。积聚在通道区域中的水包括电化学反应中的水副产品和来自阴极入口集管、阳极入口集管中反应物流中夹带的水。
多种技术已被使用来控制燃料电池中的水积聚。这些技术包括例如加压清除、重力流动以及蒸发。另外，例如水传送结构和表面涂层的使用已经被采用，从而促进从燃料电池通道区域向燃料电池组件排放区域的水传送。控制水积聚的方法通常集中于已经积聚在燃料电池通道内的水的移除，并且需要用于燃料电池的额外的操作步骤和/或部件。已知额外的操作步骤和/或部件降低运行燃料电池的效率，并增加了制造燃料电池的成本。反应物流中夹带的水增加了对采用不同的技术、传送结构以及表面涂层以促进从燃料电池的通道区域中去除水的需要。
需要生产一种具有成本效益的燃料电池堆，其最小化燃料电池内部的水积聚以及促进从燃料电池中移除水所需部件的数量。
发明内容
与本发明相一致地，惊喜地发现了一种具有成本效益的燃料电池堆，其最小化燃料电池内部的水积聚以及帮助从燃料电池中移除水所需部件的数量。
在一个实施例中，一种用于燃料电池堆的流体调节系统包括设置在燃料电池堆的流体入口内的多孔元件，其有效地从流经所述多孔元件的反应物气体收集液态水；和设置在流体入口内的流体收集构件，流体收集构件与所述多孔元件流体连通。
在另外一个实施例中，燃料电池堆组件包括第一端板和间隔分开的第二端板；至少一个燃料电池位于所述第一端板和第二端板之间；流体入口，为反应物气体提供到达所述至少一个燃料电池的流动路径；多孔元件，位于流体入口内，其中所述反应物气体被致使流经所述多孔元件并进入所述至少一个燃料电池，所述多孔元件有效地从流经所述多孔元件的反应物气体收集液态水；和位于流体入口内的流体收集构件，其适于接收来自所述多孔元件的液态水。
在另外一个实施例中，一种调节流进燃料电池的液态水的方法，包括以下步骤，提供第一端板和间隔分开的第二端板；提供至少一个位于所述第一端板和第二端板之间的燃料电池；提供与所述至少一个燃料电池流体连通的流体入口以向所述至少一个燃料电池提供反应物气体流；提供位于所述流体入口内的多孔元件，其有效地从流经该多孔元件的反应物气体收集液态水；和提供位于所述流体入口内的流体收集构件，其适于接收来自所述多孔元件的液态水。
本发明还提供了以下方案：
方案1.一种用于燃料电池堆的流体调节系统，包括：
多孔元件，所述多孔元件设置在燃料电池堆的流体入口内有效地从流经所述多孔元件的反应物气体中收集液态水；和
流体收集构件，所述流体收集构件设置在所述流体入口内，所述流体收集构件与所述多孔元件流体连通。
方案2.根据方案1所述的系统，其中所述的多孔元件由亲水性材料形成。
方案3.根据方案1所述的系统，还包括与所述流体收集构件流体连通的流体导管，所述流体导管提供从所述流体收集构件排出所述液态水的流动路径。
方案4.根据方案3所述的系统，包括设置在所述流体导管中的限流器，该限流器控制通过流体导管的反应物气体流。
方案5.根据方案4所述的系统，其中所述限流器是喷嘴、毛细材料和亲水性多孔元件中的一种。
方案6.根据方案3所述的系统，其中所述的多孔元件由亲水性材料和憎水性材料中的一种形成。
方案7.根据方案1所述的系统，其中所述的多孔元件收集夹带在流过所述多孔元件的所述反应物气体中的液态水。
方案8.根据方案7所述的系统，其中收集起来的所述液态水被接收在所述流体收集构件内。
方案9.根据方案7所述的系统，其中将收集起来的液态水蒸发至流经所述液态水的所述反应物气体中。
方案10.根据方案1所述的系统，其中所述的流体入口是阳极入口和阴极入口中的一个。
方案11.一种燃料电池堆组件，包括：
第一端板和间隔分开的第二端板；
设置在所述第一端板和第二端板之间的至少一个燃料电池；
流体入口，为反应物气体提供到达所述至少一个燃料电池的流动路径；
多孔元件，设置在所述流体入口内，其中所述反应物气体被致使流经所述多孔元件并进入所述至少一个燃料电池，所述多孔元件有效地从流经所述多孔元件的反应物气体中收集液态水；和
设置在所述流体入口内的流体收集构件，所述流体收集构件适于接收来自所述多孔元件的液态水。
方案12.根据方案11所述的燃料电池堆组件，其中所述多孔元件适于选择性地收集夹带在流经所述多孔元件的反应物气体中的液态水，和将所述液态水蒸发到流经所述多孔元件的反应物气体中。
方案13.根据方案11所述的燃料电池堆组件，其中所述多孔元件由亲水性材料形成。
方案14.根据方案11所述的燃料电池堆组件，所述流体入口还包括：
入口集管，所述入口集管与所述至少一个燃料电池流体连通；
在所述第一端板和第二端板的至少一个中形成的入口，该入口与所述入口集管流体连通；和
入口导管，所述入口导管与形成在所述第一端板和第二端板的至少一个中的所述入口流体连通，其中所述多孔元件设置在所述入口集管、形成在所述第一端板和第二端板的至少一个中的入口、和所述入口导管三者之一的内部，并且所述流体收集构件设置在形成于所述第一端板和第二端板的至少一个中的所述入口、和所述入口导管其中之一的内部。
方案15.根据方案11所述的燃料电池堆组件，还包括与所述流体收集构件流体连通的流体导管，所述流体导管提供从所述流体收集构件排出流体的流动路径。
方案16.根据方案15所述的燃料电池堆组件，包括设置在所述流体导管中的限流器，该限流器控制通过所述流体导管的反应物气体流。
方案17.根据方案16所述的燃料电池堆组件，其中所述的限流器是喷嘴、毛细材料和亲水性多孔元件中的一种。
方案18.根据方案15所述的燃料电池堆组件，其中所述的多孔元件由亲水性材料和憎水性材料中的一种形成。
方案19.一种调节流进燃料电池的液态水的方法，包括以下步骤：
提供第一端板和间隔分开的第二端板；
提供位于所述第一端板和第二端板之间的至少一个燃料电池；
提供与所述至少一个燃料电池流体连通的流体入口以向所述至少一个燃料电池提供反应物气体流；
提供位于所述流体入口内的多孔元件，所述多孔元件有效地从流经所述多孔元件的所述反应物气体中收集液态水；和
提供位于所述流体入口内的流体收集构件，所述流体收集构件适于接收来自所述多孔元件的液态水。
方案20.根据方案19所述的方法，还包括从所述流体收集构件排出所述液态水的步骤。
附图说明
上述提到的以及本发明的其他优点在接下来的具体说明中，变得对于本领域技术人员来说是显而易见的，特别是在参考了下列附图之后。
图1是根据本发明实施例的燃料电池堆的示意界面主视图；
图2是图1中所示燃料电池堆去除一个端板的俯视平面图；
图3是图1中所示区域A的局部截面放大图，描述了本发明的另一个实施例；
图4是图1中所示区域A的局部截面放大图，描述了本发明的另一个实施例；
图5是图1中所示区域A的局部截面放大图，描述了本发明的另一个实施例；
图6是描述本发明另一个实施例的燃料电池堆的示意界面主视图。
具体实施方式
接下来的说明本质上仅仅是示范性的例子，其目的并不是限制本发明及其应用和用途。应该理解在整个的这些附图中，相同的附图标记指代相同的零件和特征。
图1展示了根据本发明实施例的一种燃料电池组件10。燃料电池组件10包括位于端板14和16之间的多个堆叠的燃料电池12。每一个燃料电池12包括一对燃料电池板(未示出)，燃料电池板包括在其上形成的入口开口18和出口开口20。这些燃料电池12被堆叠成每个燃料电池12的入口开口18和出口开口20基本上与相邻的燃料电池12的相应入口开口18、出口开口20对准。整体上，每个燃料电池12的入口开口18共同构成一个入口集管22，每个燃料电池12的出口开口20共同构成一个出口集管24。入口集管22适于从例如燃料源或氧化剂源向燃料电池12提供作为燃料(例如氢)或氧化剂(例如空气或氧气)的反应物流。所示的燃料电池组件10中说明性地描述了阳极入口集管和阳极出口集管(对于燃料)，以及阴极入口集管和阴极出口集管(对于氧化剂)。
端板14包括在其上形成的入口26和出口28，该入口26与入口集管22流体连通，该出口28与出口集管24流体连通。入口导管(未示出)提供从反应物源流到端板14的入口26的流体连通。所述入口导管、端板14的入口26和入口集管22形成了从反应物源到燃料电池12的流体入口。应该理解所述燃料电池组件10通常包括与在端板内形成的冷却剂入口流体连通的冷却剂入口集管，以及与在端板内形成的冷却剂出口流体连通的冷却剂出口集管。
在端板14的入口26内设置流体收集构件30。在所描述的实施例中，流体收集构件30是一个从端板14的入口26的表面向外延伸出来的流槽。图2中的多孔元件34包括第一端部36、间隔分开的第二端部38和相对的侧边缘40，42，该多孔元件34位于入口集管22内部。第一端部36邻接端板16的表面，且第二端部38邻接与所述流体收集构件30邻近的端板14的表面。所述侧边缘40，42与入口集管22的相对两侧邻接。多孔元件34可以是泡沫、网、网状物或者任意其他具有适当亲水性质的材料。此外，多孔元件34可以具有例如格栅的支撑结构以向该多孔元件34提供期望的刚度或形状。多孔元件34适于允许反应物流通过所述多孔元件34并且进入燃料电池12中，同时使得反应物中夹带的液态水39聚集在多孔元件34内部和/或表面上。采用用于多孔元件34的亲水性的材料能够获得良好的结果。多孔元件34的侧边缘40，42被容纳在燃料电池12之间且产生作用来阻碍流体绕过多孔元件34而通过侧边缘40，42的外围进入燃料电池12。可以理解的是能够通过使用密封构件，在多孔元件34的侧边缘40，42和入口集管22和/或燃料电池12的表面之间形成充分的流体紧密密封。此外，还应该理解的是通过使用所述密封构件能够在多孔元件34的第一端部36、第二端部38和端板16、端板14之间分别形成充分的流体紧密密封。
图2示出了去除端板16的所述燃料电池组件10从而示出多个燃料电池12中的一个的燃料电池板44的表面。所述燃料电池组件10中的每一个燃料电池板14包括在其上形成的流场46，该流场46包括多个流动通道，所述流动通道提供从所述入口集管22横过燃料电池板44的表面到达出口集管24的流体连通。多孔元件34位于入口集管22中邻近流场46的入口。可以理解多孔元件34和流体收集构件30可以在阴极入口集管或阳极入口集管中使用。
使用时，使反应物从反应物源通过入口导管和端板14的入口26流入入口集管22。流经入口集管22的反应物在被燃料电池12的燃料电池板44的流场46接收之前，先通过所述多孔元件34。当反应物通过多孔元件34时，在反应物中夹带着的水39被收集在多孔元件34的内部和/或表面，这使从入口集管22进入燃料电池12的水最小化。多孔元件34由具有所选的水收集特性的材料形成，从而产生作用阻碍流体水进入燃料电池12。此外，多孔元件34可由具有对于流经该多孔元件34的流体流具有选定阻力的材料形成，从而提供穿过多孔元件34的期望流体压力变化，促进形成进入燃料电池12的反应物期望流动分布。
流体收集构件30负责收集反应物中夹带的水39。通过多孔元件34收集的水39可通过重力排入流体收集构件30。流体收集构件30的容量可以选择为能够容纳期望的水量，并防止收集到的水(无论是液体形式还是固体形式)阻碍反应物向与流体收集构件30相邻的燃料电池12的流动。在燃料电池组件10的运行期间，当反应物的相对湿度低于选定的最大相对湿度，液态水从多孔元件34向反应物蒸发。流体收集构件30中的液态水可以被多孔元件34再吸收，并蒸发至流经多孔元件34的反应物中。
多孔元件34和流体收集构件30相互合作来最小化和/或调节从入口集管22进入燃料电池12的水39的数量。多孔元件34还促进从入口集管22进入燃料电池12的水39的均匀分配。通过调节进入燃料电池12的水39来最小化燃料电池板44的流场46中的液态水积聚，这种积聚能够干扰反应物通过流场46的流动。通过最小化对对通过燃料电池板44的流场46的反应物流动的干扰，能够将燃料电池组件10的电极退化和其他失效机制降低到最小，并将燃料电池组件10的电压稳定性和有效运行最大化。额外的，通过最小化燃料电池板44的流场46中的液态水积聚，在燃料电池组件10的低温运行期间(例如在启动期间)在流场中形成冻结水的可能性也被最小化了。燃料电池板44的流场46中的冻结水能够干扰反应物的流动，并通过由于与水的冻结相关联的体积膨胀而在MEA的部件上施加更大的压缩力，从而导致MEA部件的退化。因此，最小化液态水在燃料电池板44的流场46中的积聚，能够最小化以冻结水形式干扰通过流场的反应物流或者导致MEA部件老化的可能性。进一步地，通过最小化和/或调节进入燃料电池12的水39的数量，燃料电池组件10的适于控制水和/或从燃料电池12移除水的方法和部件可以被省略或者最小化。上述方法和部件的省略或者最小化能够最小化制造燃料电池组件10的成本和/或燃料电池组件10中所需要的部件数量，并能够将燃料电池组件10的运行效率最大化。
图3描述了本发明另一个实施例。与图1中所描述的相似的结构包括相同的参考标号和用于清楚目的的符号“’”。在所示的实施例中，流体导管50形成在流体收集构件30’附近并与流体收集构件30’流体连通。流体导管50提供在流体收集构件30’和排水导管(未示出)之间的流体连通。在所示的实施例中，流体导管50形成于端板14’上。可以理解的是流体导管50可以是细长的管，其提供流体收集构件30’和排水导管之间的流体连通。限流器52，例如喷嘴，设置在流体导管50内部来调节通过流体导管50的流体流。
使用时，流体导管50提供用于将收集在流体收集构件30’内的液态水排出流体收集构件30’的流动路径。流经入口集管22’的反应物的流体压力提供了使流体收集构件30’中的液态水流经流体导管50并到达排水导管的驱动力。一定量的反应物气体也可能流过流体导管50，以此减小了供应至燃料电池12’的反应物气体数量。限流器52最小化通过流体导管50的反应物流，从而最小化能够绕过燃料电池12’并流进排水导管的反应物气体。限流器52能够适于将通过流体导管50的反应物气体流限定为小于入口集管22’中总反应物气体流的约1％，同时仍然使得液态水能够流进排水线路中。可以理解的是，能够在流体导管50中使用致动阀来可选地控制通过流体导管的流体流。流体导管50和限流器52对于控制阴极入口集管中的水是特别有效的，在阴极入口集管中少量阴极反应物(通常是大气空气或氧气)绕过燃料电池12’通常是可以接受的。
图4描述了本发明的另一个实施例。与图1中所描述的相似的结构包括相同的参考标号和出于清楚目的的符号“’”。如图所示，流体导管60形成在流体收集构件30’附近并与流体收集构件30’流体连通。流体导管60提供在流体收集构件30’和排水导管(未示出)之间的流体连通。毛细元件62位于流体导管60中，其能够阻碍反应物气体通过流体导管60流入排水导管。在所描述的实施例中，流体导管60形成于端板14’中。可以理解的是流体导管60可以是细长的管，其提供流体收集构件30’和排水导管之间的流体连通。另外，可以理解的是流体导管60不是必需的，毛细元件62可以与流体收集构件30’的内部和排水导管直接连通。
使用时，流体导管60提供用于将收集在流体收集构件30’内的液态水排出流体收集构件30’的流动路径。流体收集构件30’内的液态水由于毛细作用力而流经位于流体导管60内的毛细元件62。液态水流经毛细元件62并且继续流过流体导管60到达排水导管。通过使用毛细元件62来阻碍反应物气体流经流体导管60以及绕过燃料电池12’。毛细元件62非常适合于控制阳极入口集管中的水，在阳极入口集管中通常期望没有反应物(通常为氢气)绕过燃料电池12’。
在某些应用中，例如当反应物气体的流体压力超过关于毛细元件62的临界流体压力时，所述毛细元件62能够允许超过期望量的反应物气体流入排水导管并且绕过燃料电池12’。可以预料，典型毛细元件62的临界流体压力在10千帕(kPa)到20千帕(kPa)之间。如图5所示，在燃料电池组件10’中反应物气体的流体压力超过了毛细元件62的临界流体压力时，毛细元件62可以被位于流体导管60中一系列的两个或多个间隔分开的亲水性多孔元件64所替代。每一个亲水性多孔元件64提供了穿过该多孔元件的选定压差。一系列的亲水性多孔元件64适于阻碍反应物气体通过这些多孔元件，同时允许液态水通过这些多孔元件。通常，亲水性多孔元件64用液态水保持足够潮湿，从而维持穿过该多孔元件的期望的压差。相应地，包括多个亲水性多孔元件64的流体导管60的至少一部分能够在水平位置定向，从而便于保持其中的液态水以保持亲水性多孔元件64被充分地湿润。进一步地，例如，可以从夹带在流出出口集管的排放物中的水和/或从其他适合的液态水源向亲水性多孔元件64提供液态水。可以理解的是限流器52、毛细元件62和亲水性多孔元件64可以被分开使用或者以任意组合用于流体导管60中，以阻碍反应物气体绕过燃料电池12’。
图6描述了本发明另外一个实施例。与图1中所描述的相似的结构包括相同的参考标号和出于清楚目的的符号“’”。在所示的实施例中，多孔元件34’位于端板14’的入口26’中。多孔元件34’基本上是圆锥形构件，并具有外周边缘70和第一表面72。所述多孔元件34’的外周边缘70邻接入口26’的表面。可以理解的是其他形状也能够用于多孔元件34’，例如基本上是平面的构件或其他适合的曲线形状。入口导管74与端板14’上的入口26’流体连通。入口导管74包括流体收集构件76，该流体收集构件76具有与其流体连通的流体导管78和排水导管(未示出)。限流器80(例如喷嘴)被设置在流体导管78中以阻碍反应物气体流过其中。
使用时，入口导管74向反应物气体提供到达端板14’中的入口26’的流动路径。反应物被使得在由入口集管22’接收之前，先通过多孔元件34’。被多孔元件34’的第一表面72吸收或者收集的水39’能够由于重力而流进流体收集构件76。流经进入导管74的反应物的流体压力提供了使流体收集构件76中的液态水流过流体导管78而进入排水导管的驱动力。一定量的反应物气体也可能够流经流体导管78，这样将减少供应至燃料电池12’的反应物气体数量。限流器80最小化通过流体导管78的反应物流，从而可以最小化能绕过燃料电池12’并进入排水导管的反应物气体数量。限流器80能够适于将通过流体导管78的反应物气体流限制到少于入口集管22’中总反应物气体流的约1％，同时仍然使液态水能够流进排水线路中。可以理解的是可以在流体导管78中使用致动阀来选择性地控制通过流体导管的流体流。可以理解的是毛细元件62和亲水性多孔元件64(分别示于图4和图5中)可以独立地或者相互组合地或与限流器80组合地用在流体导管78中以阻碍绕过燃料电池12’的反应物气体。
在图3-6所描述的实施例中，多孔元件34’可以是亲水性的或者憎水性的材料。当使用憎水性的材料时，反应物中夹带的水39被收集在憎水性材料的表面，并在表面上形成水滴，由于重力水滴会掉入相应的流体收集构件中。收集到的水被排入排水导管。憎水性材料的使用在不希望收集到的液态水较大数量地被蒸发至从入口集管22’进入燃料电池12’的反应物中的情况下非常有效。在图3-6所描述的实施例中，其他的结构和功能基本上和图1-2所描述的实施例相同。
示出的几个有代表性的实施例及其细节，其目的是为了对本发明进行描述。本领域技术人员清楚地知道在不偏离本发明的范围内可以进行不同的变化，并将在下面附带的权利要求中进行说明。

Claims (20)

1.一种用于燃料电池堆的流体调节系统，包括：
多孔元件，所述多孔元件设置在燃料电池堆的流体入口内有效地从流经所述多孔元件的反应物气体中收集液态水；和
流体收集构件，所述流体收集构件设置在所述流体入口内，所述流体收集构件与所述多孔元件流体连通。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述的多孔元件由亲水性材料形成。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括与所述流体收集构件流体连通的流体导管，所述流体导管提供从所述流体收集构件排出所述液态水的流动路径。
4.根据权利要求3所述的系统，包括设置在所述流体导管中的限流器，该限流器控制通过流体导管的反应物气体流。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述限流器是喷嘴、毛细材料和亲水性多孔元件中的一种。
6.根据权利要求3所述的系统，其中所述的多孔元件由亲水性材料和憎水性材料中的一种形成。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述的多孔元件收集夹带在流过所述多孔元件的所述反应物气体中的液态水。
8.根据权利要求7所述的系统，其中收集起来的所述液态水被接收在所述流体收集构件内。
9.根据权利要求7所述的系统，其中将收集起来的液态水蒸发至流经所述液态水的所述反应物气体中。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述的流体入口是阳极入口和阴极入口中的一个。
11.一种燃料电池堆组件，包括：
第一端板和间隔分开的第二端板；
设置在所述第一端板和第二端板之间的至少一个燃料电池；
流体入口，为反应物气体提供到达所述至少一个燃料电池的流动路径；
多孔元件，设置在所述流体入口内，其中所述反应物气体被致使流经所述多孔元件并进入所述至少一个燃料电池，所述多孔元件有效地从流经所述多孔元件的反应物气体中收集液态水；和
设置在所述流体入口内的流体收集构件，所述流体收集构件适于接收来自所述多孔元件的液态水。
12.根据权利要求11所述的燃料电池堆组件，其中所述多孔元件适于选择性地收集夹带在流经所述多孔元件的反应物气体中的液态水，和将所述液态水蒸发到流经所述多孔元件的反应物气体中。
13.根据权利要求11所述的燃料电池堆组件，其中所述多孔元件由亲水性材料形成。
14.根据权利要求11所述的燃料电池堆组件，所述流体入口还包括：
入口集管，所述入口集管与所述至少一个燃料电池流体连通；
在所述第一端板和第二端板的至少一个中形成的入口，该入口与所述入口集管流体连通；和
入口导管，所述入口导管与形成在所述第一端板和第二端板的至少一个中的所述入口流体连通，其中所述多孔元件设置在所述入口集管、形成在所述第一端板和第二端板的至少一个中的入口、和所述入口导管三者之一的内部，并且所述流体收集构件设置在形成于所述第一端板和第二端板的至少一个中的所述入口、和所述入口导管其中之一的内部。
15.根据权利要求11所述的燃料电池堆组件，还包括与所述流体收集构件流体连通的流体导管，所述流体导管提供从所述流体收集构件排出流体的流动路径。
16.根据权利要求15所述的燃料电池堆组件，包括设置在所述流体导管中的限流器，该限流器控制通过所述流体导管的反应物气体流。
17.根据权利要求16所述的燃料电池堆组件，其中所述的限流器是喷嘴、毛细材料和亲水性多孔元件中的一种。
18.根据权利要求15所述的燃料电池堆组件，其中所述的多孔元件由亲水性材料和憎水性材料中的一种形成。
19.一种调节流进燃料电池的液态水的方法，包括以下步骤：
提供第一端板和间隔分开的第二端板；
提供位于所述第一端板和第二端板之间的至少一个燃料电池；
提供与所述至少一个燃料电池流体连通的流体入口以向所述至少一个燃料电池提供反应物气体流；
提供位于所述流体入口内的多孔元件，所述多孔元件有效地从流经所述多孔元件的所述反应物气体中收集液态水；和
提供位于所述流体入口内的流体收集构件，所述流体收集构件适于接收来自所述多孔元件的液态水。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括从所述流体收集构件排出所述液态水的步骤。
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