【技术实现步骤摘要】
燃料电池双极板流场结构
本专利技术涉及燃料电池
,具体涉及一种燃料电池双极板流场结构。
技术介绍
双极板又称集流板,是燃料电池的重要部件,需满足如下有求:(1)实现电池间电的联接;(2)排除电池内化学反应产生的废热;(3)分隔燃料和氧化剂。流场是在双极板上加工的各种形状的沟槽,为反应物和生成物提供进出通道,流道结构决定反应物与生成物在流场内的流动状态,要保证质子交换膜燃料电池正常运行,必须使电极各处均能获得充足的反应物,并及时将生成的水排出,因此流场结构对质子交换膜燃料电池的性能有很大的影响。常见的质子交换膜燃料电池双极板的流场有平行流场,蛇型流场和交指型流场。在蛇形流场的设计中,每条流道从入口到出口一般设计为一个连续的蛇形流道,蛇形流道可以限制气体在从进气口向反应区传输的过程中形成湍流。相对于平行流场而言,气体在蛇形流场中传输面积较小,路程较长,气体在流场中的流速就较大,进出气口间的压差也就较大,有利于燃料电池中反应生成水的排出。但流道过长会造成气体在流道中的传输阻力增大,并且会增加气体沿流道方向的压力差,从而引起流场中反应气浓度的不均匀,导致燃料电池发电不均匀。另外,流道方向压力差的增加,一方面会加大对燃料电池机械方面的要求,如电池的密封、流场的加工等,另一方面对质子交换膜的机械强度也会有很高的要求。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是:提供一种燃料电池双极板流场结构,具有较小的压降和气体传输阻力,使燃料电池的气体分布均匀,提高燃料电池的功率密度,提升燃料电池发电性能,同时排水效果佳。为解决上述技术问题,本专利技术采用的一个技术方案是:提供 ...
【技术保护点】
一种燃料电池双极板流场结构,其特征在于:包括阳极流场(1)、阴极流场(2)和冷却流场(3),构成所述阳极流场的阳极流道位于第一层,构成所述阴极流场的阴极流道位于第二层,所述冷却流场包括位于第一层的一半冷却流道(31)以及位于第二层的另一半冷却流道(32),所述一半冷却流道与所述另一半冷却流道相对且结构和形状相同,所述一半冷却流道与所述另一半冷却流道相互对叠连通构成冷却流道;所述阳极流场和所述阴极流场为结构相同的蛇形流场(4),所述蛇形流场包括至少一条蛇形流道(41),所述蛇形流道具有位于左上端的入口与位于右下端的出口,每一所述蛇形流道皆在蛇形流场的左右端之间来回折返且由上至下延伸;所述阳极流道的入口位于第一层,所述阴极流道的入口位于第二层,所述阳极流道的入口的位置与所述阴极流道的入口的位置相对应;所述阳极流道的出口位于第一层,所述阴极流道的出口位于第二层,所述阳极流道的出口的位置与所述阴极流道的出口的位置相对应;所述一半冷却流道沿着构成所述阳极流场的阳极流道的间隙排布且与阳极流道相间排布;所述另一半冷却流道沿着构成所述阴极流场的阴极流道的间隙排布且与阴极流道相间排布。
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池双极板流场结构,其特征在于:包括阳极流场(1)、阴极流场(2)和冷却流场(3),构成所述阳极流场的阳极流道位于第一层,构成所述阴极流场的阴极流道位于第二层,所述冷却流场包括位于第一层的一半冷却流道(31)以及位于第二层的另一半冷却流道(32),所述一半冷却流道与所述另一半冷却流道相对且结构和形状相同,所述一半冷却流道与所述另一半冷却流道相互对叠连通构成冷却流道;所述阳极流场和所述阴极流场为结构相同的蛇形流场(4),所述蛇形流场包括至少一条蛇形流道(41),所述蛇形流道具有位于左上端的入口与位于右下端的出口,每一所述蛇形流道皆在蛇形流场的左右端之间来回折返且由上至下延伸;所述阳极流道的入口位于第一层,所述阴极流道的入口位于第二层,所述阳极流道的入口的位置与所述阴极流道的入口的位置相对应;所述阳极流道的出口位于第一层,所述阴极流道的出口位于第二层,所述阳极流道的出口的位置与所述阴极流道的出口的位置相对应;所述一半冷却流道沿着构成所述阳极流场的阳极流道的间隙排布且与阳极流道相间排布;所述另一半冷却流道沿着构成所述阴极流场的阴极流道的间隙排布且与阴极流道相间排布。2.根据权利要求1所述的燃料电池双极板流场结构,其特征在于:所述冷却流道具有冷却入口与冷却出口,所述冷却入口位于所述冷却流场的左端,所述冷却出口位于所述冷却流场的右端。3.根据权利要求1所述的燃料电池双极板流场结构,其特征在于:所述蛇形流场的长度为L1,蛇形流场的宽度为W1,蛇形流场的长度与宽度的比值为L1/W1,以及蛇形流道的数量为n1,满足以下条件:85<L1<100mm;55<W1<70.5mm;1.54<L1/W1<1.41;n1=3。4.根据权利要求3所述的燃料电池双极板流场结构,其特征在于:所述蛇形流道的长度为L11,所述蛇形流道的截面为梯形,蛇形流道的深度为H1,蛇形流道的流道口宽度为b1,蛇形流道的流道底宽度为a1,蛇形流道的流道口宽...
【专利技术属性】
技术研发人员:邱耀弘,夏泮文,张骞为,徐国兵,邓庆华,
申请(专利权)人:苏州中氢能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。