The invention discloses a cross-type cathode flow field plate, which has two parallel crossing channels A and B on one side of the cathode flow field plate and a hollow groove. The crossing channels A, B and the hollow groove are separated by the shoulder of the cathode flow channel respectively, and the air inlet A of the cathode flow field plate connected with the crossing channel A and B of the crossing flow channel are connected on the cathode flow field plate. The cathode flow field plate air inlet B, the cathode flow field plate hydrogen inlet and the cathode flow field plate hydrogen outlet. The invention also discloses a single cell structure with cross flow field and a proton exchange fuel cell stack structure with cross flow field. The beneficial effect of the invention is that the parallel cross-flow channel and the hollow groove are designed on the cathode flow field plate of a single cell, so that the reaction gas on the cathode side reaches the parallel cross-flow channel through the air inlet of the cathode flow field plate and reacts with the membrane electrode, and the residual air and water in the reaction process pass through the junction of the cathode flow channel shoulder and the membrane electrode, in the form of forced convection. It enters the hollow groove and discharges the fuel cell outside through the groove.
【技术实现步骤摘要】
一种交叉型流场的单电池及质子交换膜燃料电池电堆结构
本专利技术涉及燃料电池
,具体涉及一种交叉型流场的单电池及质子交换膜燃料电池电堆结构。
技术介绍
质子交换膜燃料电池是将氢气与氧气的化学能直接转化为电能的电化学发电装置,最终主要反应产物只有水。在环境污染和能源日益紧张的今天,燃料电池以其环境友好、能量转化效率高等特点,有望成为化石燃料的替代能源而越来越受各国政府的重视。质子交换膜燃料电池是目前应用最为广泛的、研究最多的燃料电池类型之一。在实际使用过程中都是将多个单电池串联叠加在一起的,最后用端板配合紧固件(通常为螺栓)将内部结构紧密装配在一起。电堆内部各级单电池主要是由两块双极板、膜电极、气体扩散层、催化层以及密封件组成。燃料电池双极板一般采用石墨极板或者是金属极板,双极板两侧的流场分别为氧化剂(氧气)与燃料(氢气)的通道,以确保氧化剂与燃料能均匀分配到膜电极各处,发生还原与氧化反应而产生电流。在运行过程中,燃料电池内部发生的氧化还原反应会产生大量的热量和反应产物水,水热管理技术直接影响燃料电池的性能与寿命,尤其对于大型的燃料电池电堆的运行,水热管理不当往往导致电池性能的显著下降甚至整个电池系统崩溃。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,针对现有技术的不足,提供一种结构紧凑、排水效率高的交叉型流场的单电池及质子交换膜燃料电池电堆结构。本专利技术采用的技术方案为:一种交叉型阴极流场板,所述阴极流场板的一侧开设两个平行的交叉流道A和交叉流道B,以及镂空沟槽,所述交叉流道A、交叉流道B和镂空沟槽之间均分别通过阴极流道肩分隔,在阴极流场板上开有与交叉流道A连通 ...
【技术保护点】
1.一种交叉型阴极流场板,其特征在于,所述阴极流场板的一侧开设两个平行的交叉流道A和交叉流道B,以及镂空沟槽,所述交叉流道A、交叉流道B和镂空沟槽之间均分别通过阴极流道肩分隔,在阴极流场板上开有与交叉流道A连通的阴极流场板空气入口A、与交叉流道B连通的阴极流场板空气入口B,以及阴极流场板氢气入口和阴极流场板氢气出口。
【技术特征摘要】
1.一种交叉型阴极流场板,其特征在于,所述阴极流场板的一侧开设两个平行的交叉流道A和交叉流道B,以及镂空沟槽,所述交叉流道A、交叉流道B和镂空沟槽之间均分别通过阴极流道肩分隔,在阴极流场板上开有与交叉流道A连通的阴极流场板空气入口A、与交叉流道B连通的阴极流场板空气入口B,以及阴极流场板氢气入口和阴极流场板氢气出口。2.如权利要求1所述的交叉型阴极流场板,其特征在于,所述阴极流场板的另一侧开有与镂空沟槽连通的一个通槽。3.如权利要求2所述的交叉型阴极流场板,其特征在于,所述通槽外侧配设吹风机。4.如权利要求1所述的交叉型阴极流场板,其特征在于,所述交叉流道A包括一个横向流道A和多个纵向流道A;所述交叉流道B包括一个横向流道B和多个纵向流道B,所述纵向流道A与横向流道A连通,且自横向流道A向横向流道B延伸;所述纵向流道B与横向流道B连通,且自横向流道B向横向流道A的方向延伸。5.如权利要求4所述的交叉型阴极流场板,其特征在于,所述镂空沟槽整体呈蛇形结构,其包括多个间隔布置且依次连通的纵向流道C,所述纵向流道B/纵...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈涛,刘士华,谢屹,张继伟,陈亚男,陈宇轩,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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