质子交换膜燃料电池分体式阴极流道的优化结构制造技术

本发明专利技术公开了一种质子交换膜燃料电池分体式阴极流道的优化结构，其结构为：由6块挡气板、1块侧边上水板和1块中间上水板组合为一组，视阴极流道的总长度设置N组分体设置在阴极流道中。流道中每间隔三个与四个挡气板的中间位置均设有一块顺时针倾斜150度的侧边上水板和中间上水板。挡气板顺时针倾斜30度与阴极流道的侧壁面接触，中间上水板为T形结构，侧边上水板和中间上水板引导液态水沿阴极流道的上壁面流出，各挡气板之间的间距设置为6mm。该阴极流道结构的优化可强化液态水排出和氧气传输的两种功能，显著改善质子交换膜燃料电池阴极“水淹”和氧气不足的现象，提升燃料电池的性能。

【技术实现步骤摘要】
质子交换膜燃料电池分体式阴极流道的优化结构
本专利技术属于电化学燃料电池领域，具体涉及质子交换膜燃料电池流道的结构装置。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种能将燃料中的化学能直接转化为电能的电化学反应动力装置，具有高功率密度和零碳排放等优点，被广泛认为是将来最有可能取代内燃机作为汽车动力的装置。目前质子交换膜燃料电池性能及寿命还存在很大的提升空间，其中水管理和反应气体传输的优劣均是影响其性能的关键因素。质子交换膜燃料电池工作时会在阴极产生水，特定工况下(如：高电流密度)有可能发生“水淹”现象，即生成的水不能及时排除，而导致堵塞反应气体传输的通道。同时目前流道中的反应气体大部分是通过扩散的形式进入电极，速度较慢，这些现象会导致燃料电池阴极出口处氧气严重不足，从而降低燃料电池的性能和寿命。因此，通过对燃料电池的阴极流道进行优化设计来促进阴极产生水的排出和氧气的传输，是提升燃料电池性能及寿命的一个关键手段。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种质子交换膜燃料电池分体式阴极流道的优化结构，在流道内设置分体式导流板结构，从而促进阴极反应生成水从流道中排出和参与反应的氧气从流道中进本文档来自技高网...

【技术保护点】
质子交换膜燃料电池分体式阴极流道的优化结构，燃料电池的流道被质子交换膜分割成阴极和阳极两个区域，阴极极板开槽构成阴极流道，阴极流道的下面是气体扩散层，其特征是：挡气板、侧边上水板、中间上水板作为导流板分体设置在阴极流道中，其中：挡气板(1)顺时针倾斜30度与阴极流道的侧壁面接触，在阴极流道中每间隔三个与四个挡气板的中间位置均设有一块顺时针倾斜150度的侧边上水板(2)和中间上水板(3)，由6块挡气板、1块侧边上水板、1块中间上水板组合为一组，视阴极流道的总长度设置N组，中间上水板为T形结构，侧边上水板和中间上水板引导液态水沿阴极流道的上壁面流出，各挡气板之间的间距设置为6mm。

【技术特征摘要】
1.质子交换膜燃料电池分体式阴极流道的优化结构，燃料电池的流道被质子交换膜分割成阴极和阳极两个区域，阴极极板开槽构成阴极流道，阴极流道的下面是气体扩散层，其特征是：挡气板、侧边上水板、中间上水板作为导流板分体设置在阴极流道中，其中：挡气板(1)顺时针倾斜30度与阴极流道的侧壁面接触，在阴极流道中每间隔三个与四个挡气板的中间位置均设有一块顺时针倾斜150度的侧边上水板(2)和中间上水板(3)，由6块挡气板、1块侧边上水板、1块中间上水板组合为一组，视阴极流道的总长度设置N组，中间上水板为T形结构，侧边上水板和中间上水板引导液态水沿阴极流道的上壁面流出，各挡气板之间的间距设置为6mm。2.按照权利要求1所述的质子交换膜燃料电池分体式阴极流道的优化结构，其特征是：所述阴极流道宽度和高度均为1.0mm，所述挡气板宽度为1mm，厚度为0.1mm，挡气板上端面距离阴极流道上壁面为0.2mm，挡气板下端面距离阴极...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦魁，樊林浩，牛志强，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12