使用薄弹性密封件的鲁棒燃料电池堆密封设计制造技术

一种用于燃料电池系统的密封组件以及一种组装燃料电池系统的方法。该系统由堆叠的多个流体输送板组件构成，使得密封件放置在相邻板之间。微密封件设置在金属珠和副垫片中的一者或两者上，使得当包括这种金属珠、微密封件和垫片的燃料电池被对齐并压缩到燃料电池堆的壳体中时，减少了电池中的任何错位的泄漏影响。特别地，微密封设计的变化，包括几何和材料性质，例如微密封件的纵横比、泊松比和沉积形状，可以被定制以在面对的金属珠和副垫片之间提供最佳密封。

【技术实现步骤摘要】
使用薄弹性密封件的鲁棒燃料电池堆密封设计
技术介绍
本专利技术总体涉及一种装置和方法，其用于提高燃料电池组件中使用的接合的或流体配合的流体输送板的反应物和冷却剂流的密封性，并且更具体地涉及设置在金属珠的顶部上的微密封件的使用，所述微密封件一体地形成在一个或两个板的协作表面上，以为反应物或冷却剂提供更有效的流体隔离，所述反应物或冷却剂通过限定在板表面内的通道输送。燃料电池通过电化学反应将燃料转化为可用能量。这种方法的显著益处是其不依赖于作为中间步骤的燃烧来实现。因此，燃料电池相对于用于推进和相关动力应用的内燃机(ICE)具有若干环境优点。在通常的燃料电池，例如质子交换膜或聚合物电解质膜(在任一情况下，PEM)燃料电池中，一对催化电极被通常称为膜电极组件(MEA)的离子透射介质(例如NafionTM)分隔开。当将气态还原剂(例如氢气，H2)形式的第一反应物引入并在阳极离子化，然后使其通过离子透射介质，使得其与通过另一电极(阴极)引入的气态氧化剂(例如氧，O2)形式的第二反应物混合，此时电化学反应发生；这种反应物的组合形成作为副产物的水。在第一反应物的电离中释放的电子以直流(DC)的形式经由外部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃料电池系统的双极板组件，所述组件包括：一对板，每个板包括从其至少一个表面突出的一体形成的金属珠；微密封件，其设置在所述一对板中的至少一个的所述金属珠中的至少一个的接合表面上；膜电极组件，其设置在所述一对板之间；以及副垫片，其设置在所述一对板之间，紧靠所述微密封件并且围绕所述膜电极组件周边地设置以提供充分的：(a)在所述膜电极组件中形成的阳极和阴极之间的电隔离以及(b)在所述一对板之间的流体隔离。

【技术特征摘要】
2016.02.09 US 15/0191281.一种用于燃料电池系统的双极板组件，所述组件包括：一对板，每个板包括从其至少一个表面突出的一体形成的金属珠；微密封件，其设置在所述一对板中的至少一个的所述金属珠中的至少一个的接合表面上；膜电极组件，其设置在所述一对板之间；以及副垫片，其设置在所述一对板之间，紧靠所述微密封件并且围绕所述膜电极组件周边地设置以提供充分的：(a)在所述膜电极组件中形成的阳极和阴极之间的电隔离以及(b)在所述一对板之间的流体隔离。2.根据权利要求1所述的组件，其中与所述微密封件相关联的至少一个设计参数限定由所述板中的至少一个施加在所述微密封件上的空间约束，所述至少一个设计参数选自由以下组成的群组：(a)泊松比、(b)纵横比以及(c)表面摩擦或粘合性。3.根据权利要求2所述的组件，其中所述微密封件限定不大于约0.5的纵横比。4.根据权利要求3所述的组件，其中所述微密封件限定约0.47与0.497之间的泊松比。5.根据权利要求2所述的组件，其中所述有效刚度定义为：其中F限定对所述微密封件施加的力的量，a′限定所述微密封件的接合宽度，α限定所述微密封件的错位量，h′限定所述微密封件的接合高度，并且η等于所述微密封件的纵横比。6.一种组装双极板组件的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·梁，YH·黎，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US