一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构制造技术

本发明专利技术公开了一种增强传质燃料电池精细流场的结构及其排布方式。燃料电池的冷却隔板紧密贴合精细流场板的顶片，精细流场板的底片紧密贴合气体扩散层；阴极反应气体流场位于冷却隔板与气体扩散层之间流经精细流场板。流场单元排布方式分为正六边形分布型、正三角形分布型与复合分布型，结合不同的使用场景选择相应排布方式获得优良的综合性能。本发明专利技术通过对燃料电池精细流场的结构设计与罗列排布，在不大幅提高压降的情况下，有效改善了反应物分布的均匀性，提高了阴极气体扩散层除水性能，具有更好的性能输出和稳定性，提高燃料电池的功率密度与寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构
本专利技术涉及燃料电池流场的结构和排布方式设计，具体来说是涉及一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构。
技术介绍
21世纪以来，随着化石能源的逐渐枯竭，人们不断寻找和开发清洁可再生的能源。在当前的新能源中，氢能具有燃烧热值高、污染低、可再生等优势，是化石燃料的理想替代能源。燃料电池是一种使氢气与氧气通过电化学反应发电的装置，随着人们对清洁能源的迫切需求，从而获得了广泛的关注。而质子交换膜燃料电池又是目前较成熟的一种燃料电池技术。其使用可再生的能源——氢气、氧气，反应生成物为水，从而实现了零排放。燃料电池的单电池主要由膜电极(扩散层、催化剂、质子交换膜热压而成)、双极板和密封材料三部分组成，其中双极板需要具有多种功能，主要包括：分隔反应气体；使得反应气体可以到达膜电极参与反应；收集并传导电流；支撑膜电极以及承担整个燃料电池的散热与排水功能。中国专利技术专利(申请号：201911349726.5)公开了一种燃料电池用鱼鳞仿生结构的流道，其包括极板主体、气体流道、脊、装配孔、反应气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：包括冷却隔板(1)、精细流场板(2)和气体扩散层(3)；冷却隔板(1)紧密贴合精细流场板(2)的顶片(4)，精细流场板(2)的底片(6)紧密贴合气体扩散层(3)；反应气体流场位于冷却隔板(1)与气体扩散层(3)之间流经精细流场板(2)。/n

【技术特征摘要】
1.一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：包括冷却隔板(1)、精细流场板(2)和气体扩散层(3)；冷却隔板(1)紧密贴合精细流场板(2)的顶片(4)，精细流场板(2)的底片(6)紧密贴合气体扩散层(3)；反应气体流场位于冷却隔板(1)与气体扩散层(3)之间流经精细流场板(2)。


2.根据权利要求1所述的一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：所述精细流场板(2)包括多个流场单元(7)紧密连接排布而成，每个流场单元(7)之间都相互连通；流场单元(7)包括顶片(4)，三个矩形肋条(5)和三个底片(6)；顶片(4)和底片(6)均为等大的正六边形，底片(6)通过矩形肋条(5)连接到顶片(4)上，且底片(6)绕顶片(4)的中心轴线以间隔120°中心对称布置，矩形肋条(5)的宽度与顶片(4)和底片(6)的边长相等，并且矩形肋条(5)与气体扩散层(3)的夹角为45°。


3.根据权利要求2所述的一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：所述矩形肋条(5)包括迎气流方向上倾斜的矩形肋条(8)和背气流方向上倾斜的矩形肋条(9)；阴极反应气体流场在冷却隔板(1)和气体扩散层(3)之间沿单向流动，迎气流方向上倾斜的矩形肋条(8)对流经的阴极反应气体流场起到扰流与增强阴极反应气体在流场内左右传质作用，背气流方向上倾斜的矩形肋条(9)对流经的阴极反应气体流场起到下压阴极反应气体、增强扩散层内阴极反应气体浓度并促使反应产物排出的作用。


4.根据权利要求1所述的一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：所述的底片(6)和顶片(4)形状相同，尺寸相同。


5.根据权利要求1所述的一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：所述精细流场板(2)为正六边形分布型精细流场板(10)，正三角形分布型精细流场板(12)和复合分布型精细流场板(14)。


6.根据权利要求5所述的一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：所述正六边形分布型精细流场板(10)中，每三个相邻的顶片(4)的中间设有一个底片(6)，每三个相邻的底片(6)的中间也设有一个顶片(4)；对于每个顶片(4)，顶片(4)正六边形中沿圆周间隔均布的三条边均通过各自倾斜向下的矩形肋条(5)和相邻的三个底片(6)的一条...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪延成，宣凌锋，梅德庆，吴琼，刘海宇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33