The invention relates to a visualization device and a method for fluid flow and distribution in a flow field of a fuel cell bipolar plate. The visual device consists of a transparent end plate, an anode plate or a cathode plate, a MEA, a bipolar plate, a bottom plate, a fluid supply device, and a high-speed camera. The anode plate or cathode plate is designed as a special structure, and the flow field groove structure is hollowed out, and the anode plate or cathode plate is bonded with the surface of the transparent end plate to form a flow field. When using the transparent anode plate or end plate, a cathode plate, MEA, bipolar plate and the base plate is assembled into battery, a fluid supply device for injecting fluid into the fluid at the inlet of the transparent end plate, fluid through the inlet into the flow field at the same time, high speed video flow and distribution of fluid flow in the flow field of the shooting.
【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池双极板流场流体分布的可视化装置及方法
本专利技术涉及一种燃料电池双极板流场流体流动及分布状况的可视化装置及方法。
技术介绍
质子交换膜燃料电池以全氟磺酸型固体聚合物为电解质,铂/碳或铂-钌/碳为电催化剂,氢或其他物质为燃料,空气或纯氧为氧化剂,带有气体流通通道的石墨或表面改性的金属板为双极板,双极板是燃料电池关键部件之一,其流场结构直接影响到电极各部分能否获得均匀和充足的燃料,氧化剂以及反应产物能否及时排出电池体外,流场结构的设计可通过可视化方法研究。现有技术的燃料电池双极板可视化研究主要是通过透明玻璃板与双极板组成可视化装置,透过透明双极板观察流体在双极板上的流动及分布状态,如ZL200710012312.4,通过在透明端板的进出口给定一定流量、温度的汽液混合流体,摄像机记录流体在流场的流动情况,该技术存在的问题是透明端板和双极板直接组合在一起,未考虑双极板与MEA接触后流体流动与分布状态。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种质子交换膜燃料电池双极板流体流动及分布的可视化装置与方法。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现:1).设计具有特殊镂空结构的阳极板或阴极板,该阳极板或阴极板的材料为金属板或石墨板,根据双极板流场结构设计,且将流场结构的沟槽部分镂空,镂空的阳极板或阴极板与透明端板表面贴合在一起形成流场,透明端板上具有流体进出口,可将流体通入到流场内。透明端板与阳极板或阴极板,MEA,双极板,底板组装成电池。2)透明端板上的流体进口与流体管路通道相连接,流体通道的进口端接上可调节流量的三通阀,三通阀的一个通道接在气体供应装置上,另一个 ...
【技术保护点】
一种双极板流场流体流动及分布的可视化装置,包括具有镂空流道的阳极板和/或具有镂空流道的阴极板,镂空流道的阳极板和/或镂空流道的阴极板的一侧表面与透明端板的表面贴合在一起,形成阳极流场和/或阴极流场结构;将具有流体进出口的透明端板、具有镂空流道的阳极板、MEA、双极板、底板组装成电池,电池与流体输送管道相连接后,形成阳极流场可视化装置;或,将具有流体进出口的透明端板、具有镂空流道的阴极板、MEA、双极板、底板组装成电池,电池与流体输送管道相连接后,形成阴极流场可视化装置;或,将具有流体进出口的透明端板、具有镂空流道的阴极板、MEA、具有镂空流道的阳极板、具有流体进出口的透明端板组装成电池,电池与流体输送管道相连接后,形成阴阳极流场均可视化装置。
【技术特征摘要】
1.一种双极板流场流体流动及分布的可视化装置,包括具有镂空流道的阳极板和/或具有镂空流道的阴极板,镂空流道的阳极板和/或镂空流道的阴极板的一侧表面与透明端板的表面贴合在一起,形成阳极流场和/或阴极流场结构;将具有流体进出口的透明端板、具有镂空流道的阳极板、MEA、双极板、底板组装成电池,电池与流体输送管道相连接后,形成阳极流场可视化装置;或,将具有流体进出口的透明端板、具有镂空流道的阴极板、MEA、双极板、底板组装成电池,电池与流体输送管道相连接后,形成阴极流场可视化装置;或,将具有流体进出口的透明端板、具有镂空流道的阴极板、MEA、具有镂空流道的阳极板、具有流体进出口的透明端板组装成电池,电池与流体输送管道相连接后,形成阴阳极流场均可视化装置。2.根据权利要求1所述的可视化装置,其特征在于:所述的透明端板为高分子透明塑料板或高分子透明有机玻璃板。3.根据权利要求1所述的可视化装置,其特征在于:一侧表面带有阳极流场的阳极板,将阳极流场的流道沟槽底部镂空、沿流道形成贯穿板体二侧表面的通透缝隙,在垂直于流体流动方向上镂空的缝隙与阳极流场的流道宽度相同,形成具有镂空流道的阳极板;一侧表面带有阴极流场的阴极板,将阴极流场的流道沟槽底部镂空、沿流道形成贯穿板体二侧表面的通透缝隙,在垂直于流体流动方向...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑利民,侯明,艾军,赵洪林,邵志刚,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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