【技术实现步骤摘要】
一种利用非均匀润湿超浸润表面构建的燃料电池用热管极板
本专利技术属于表面技术和传热传质领域，涉及一种热管极板，尤其涉及一种利用非均匀润湿超浸润表面构建的燃料电池用热管极板。
技术介绍
燃料电池通过电化学反应直接将燃料的化学能转换为热能。燃料电池比功率高、工作温度范围广(60-1000℃)，可与太阳能电解制氢氧技术结合，形成可再生资源，是空间探索的主要能源供应系统，也是未来航空器、车辆和发电站的重要发展方向。燃料电池35％-50％的能量在极板处转换为热能，为使电池正常工作，必须及时排出热量，使反应区维持一定温度，例如，质子交换膜燃料电池反应区温差应小于3℃。目前，燃料电池采用的散热技术主要有风冷和液冷。但风冷散热存在温度梯度大、流量难以均衡、无法应用于太空环境等问题。液冷技术则存在系统结构复杂、外设功耗大、冷却液中阴阳离子易影响极板电导率、无法应用于固体氧化物燃料电池等问题。热管作为一种高效相变散热器件，在微电子器件散热、换热器等领域应用广泛。近年，热管在燃料电池散热方面受到国内外研究学者关注。例如，NASA过去20年...
【技术保护点】
1.一种利用非均匀润湿超浸润表面构建的燃料电池用热管极板，其特征在于：/n包括相对设置的阳极板和阴极板；/n阳极板和阴极板的内侧面均具有热端吸液芯和冷端吸液芯；/n构成热端吸液芯的结构包括在阳极板和阴极板上加工出的超亲液微米锥形阵列，且超亲液微米锥形阵列的表面分布有亲液阵列纳米结构；/n构成冷端吸液芯的结构包括在阳极板和阴极板上加工出的超疏液微米锥形阵列和在超疏液微米锥形阵列中加工出的若干楔形超亲液图案；/n超疏液微米锥形阵列的表面分布有疏液阵列纳米结构；/n楔形超亲液图案的底面加工有若干微米次级沟道；/n楔形超亲液图案由窄至宽的方向为从冷端指向热端，连接至热端吸液芯；微米...
【技术特征摘要】
1.一种利用非均匀润湿超浸润表面构建的燃料电池用热管极板，其特征在于：
包括相对设置的阳极板和阴极板；
阳极板和阴极板的内侧面均具有热端吸液芯和冷端吸液芯；
构成热端吸液芯的结构包括在阳极板和阴极板上加工出的超亲液微米锥形阵列，且超亲液微米锥形阵列的表面分布有亲液阵列纳米结构；
构成冷端吸液芯的结构包括在阳极板和阴极板上加工出的超疏液微米锥形阵列和在超疏液微米锥形阵列中加工出的若干楔形超亲液图案；
超疏液微米锥形阵列的表面分布有疏液阵列纳米结构；
楔形超亲液图案的底面加工有若干微米次级沟道；
楔形超亲液图案由窄至宽的方向为从冷端指向热端，连接至热端吸液芯；微米次级沟道与楔形超亲液图案的设置方向相同；
阳极板和阴极板的外侧面均加工有燃料流道和散热翅片，燃料流道位于热端吸液芯对应位置的外侧面，散热翅片位于冷端吸液芯对应位置的外侧面；
阳极板和阴极板加工有吸液芯的一侧正对焊接密封构成热管极板，热管极板内的工质为水、钠或钾。
2.根据权利要求1所述的利用非均匀润湿超浸润表面构建的燃料电池用热管极板，其特征在于：
所述超亲液微米锥形阵列和超疏液微米锥形阵列各锥体的锥底直径、高度和间距为50-500μm。
3.根据权利要求1所述的利用非均匀润湿超浸润表面构建的燃料电池用热管极板，其特征在于：
所述楔形超亲液图案的深度为50-500μm，窄端宽度为10-100μm，宽端宽度为100-1000μm，楔形超亲液图案之间的分布间距为100-1000μm。
4.根据权利要求1所述的利用非均匀润湿超浸润表面构建的燃料电池用热管极板，其特征在于：
所述微米次级沟道的宽度和深度为10-50μm。
5.根据权利要求1所述的利用非均匀润湿超浸润表面构建的燃料电池用热管极板，其特征在于：
所述阳极板和阴极板的材料为钛或不锈钢。
6.根据权利要求1所述的利用非均匀润湿超浸润表面构建的燃料电池用热管极板，其特征在于：
所述超亲液微米锥形阵列和超疏液微米锥形阵列的微米锥形阵列通过纳秒或超快激光加工制成；
所述亲液阵列纳米结构和疏液阵列纳米结构通过电化学阳...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓龙，朱荻，刘嘉，唐煜，李益民，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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