A proton exchange membrane fuel cell bipolar plate with mixed flow field based on bionic principle includes inlet, pin hole, needle channel, sealing groove, bionic runner, DC channel, runner outlet and bipolar plate body. The inlet of runner, pin hole, pin channel, sealing groove, bionic runner, DC channel and runner outlet are all processed on the bipolar plate body to locate pin hole. Located at the four corners of the bipolar plate body, the needle-shaped channel is located at the entrance of the channel, and the bionic channel is connected with the DC channel. The characteristics of the needle-shaped channel are as follows: the needle-shaped channel is a mixed channel which combines needle-shaped channel, bionic channel and DC channel. The needle-shaped channel is composed of two rows of transversely staggered cylinders inside and outside, and the bionic channel distributes in the direction of the flow field as a leaf vein with an ellipse region. The area of DC channel is circular. The utility model replaces the traditional runner with a mixed runner, effectively solves the problems of excessive pressure drop and uneven distribution of reactive gas in the existing bipolar plate, improves the utilization rate of hydrogen and oxygen fuel, and increases the stability of fuel cell.
【技术实现步骤摘要】
一种基于仿生原理的混合流场质子交换膜燃料电池双极板
本技术涉及质子交换膜燃料电池
,尤其是一种基于仿生原理的混合流场质子交换膜燃料电池双极板。
技术介绍
质子交换膜燃料电池(PEMFC)以其高效率、高比能量、无污染等优点被认为是一种适合人类发展和环境要求的理想电源。双极板是PEMFC的重要部件,其两面都有加工出的流道,起着分布反应气、收集电流、机械支撑、水热控制以及分隔阴阳两极反应气的重要作用。实际上,作为燃料电池的重要组成构件,双极板占据了整个电堆重量的百分之六十以上,以及整个电堆成本的百分之三十以上,而双极板流道设计的合理性很大程度上决定了燃料电池的性能。因此,研发新型的双极板结构对提高燃料电池的性能、降低成本具有重要意义。传统的双极板流道有平行流道、蛇形流道、针形流道、螺旋流道交指流道等形式,这几种流道形式各有利弊:平行流道虽然压降较小,但反应气体在通道内的存留时间较短使得反应气体利用率较低;蛇形流道具有排水强的特点,但是流道过长时容易造成反应气体压降过大;针形流道结构简单,但是反应气体易发生短路;交指型流道强化了对流传质,有利于提高电池的极限电流密度,但易造成液态水在流道始端滞留。经文献检索,授权公开号:CN206697552U,名称为一种混合型结构流场的燃料电池双极板。该技术提供了一种复合型流场结构的双极板,该双极板本体上设有反应气体进口、反应气体出口、蛇形流道、针形流道和直通型流道,蛇形流道的出口与针形流道的进口连通,反应气经过针形流道进入直通型流道,直通型流道由多个并排布置的直通型流道单元组成。该技术的优点是反应气压降低、分布均匀。但该 ...
【技术保护点】
1.一种基于仿生原理的混合流场质子交换膜燃料电池双极板,包括流道入口(1)、定位销孔(2)、针形流道(3)、密封槽(4)、仿生流道(5)、直流道(6)、流道出口(7)和双极板本体(8),其中流道入口(1)、定位销孔(2)、针形流道(3)、密封槽(4)、仿生流道(5)、直流道(6)、流道出口(7)均加工于双极板本体(8)上,定位销孔(2)位于双极板本体(8)的四个角上,针形流道(3)位于流道入口(1)处,仿生流道(5)与直流道(6)联通,其特征在于:所述的流道是一种针形流道(3)、仿生流道(5)和直流道(6)相配合的混合型流道,针形流道(3)由内外两排横向错开的圆柱体组成,仿生流道(5)沿流场方向呈叶脉状收缩分布,区域呈椭圆形,直流道(6)区域呈圆形。
【技术特征摘要】
1.一种基于仿生原理的混合流场质子交换膜燃料电池双极板,包括流道入口(1)、定位销孔(2)、针形流道(3)、密封槽(4)、仿生流道(5)、直流道(6)、流道出口(7)和双极板本体(8),其中流道入口(1)、定位销孔(2)、针形流道(3)、密封槽(4)、仿生流道(5)、直流道(6)、流道出口(7)均加工于双极板本体(8)上,定位销孔(2)位于双极板本体(8)的四个角上,针形流道(3)位于流道入口(1)处,仿生流道(5)与直流道(6)联通,其特征在于:所述的流道是一种针形流道(3)、仿生流道(5)和直流道(6)相配合的混合型流道,针形流道(3)由内外两排横向错开的圆柱体组成,仿生流道(5)沿流场方向呈叶脉状收缩分布,区域呈椭圆形,直流道(6)区域呈圆形。2.根据权利要求1所述的一种基于仿生原理的混合流场质子交换膜燃料电池双极板,其特征在于:所述的流道是一种针形流道(3)、仿生流道(5)和直流道(6)相配合的,仿生流道(5)所占比例最大。3.根据权利要求1所述的一种基于仿生原理的混合流场质子交换膜燃料电池双极板,其特征在于:针形流道(3)由内外两排横向错开的圆柱体组成,正对入口处为平行交错分布,其余为...
【专利技术属性】
技术研发人员:李明超,曾强,谢佳濛,王明磊,方毅,
申请(专利权)人:中国石油大学华东,
类型:新型
国别省市:山东,37
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