具有液态水自适应组合导流结构的燃料电池流场板制造技术

本发明专利技术公开了一种具有液态水自适应组合导流结构的燃料电池流场板，流场板的结构包括：反应物进口和出口，流场板上分布的若干脊和流道，流道上的若干组合导流结构，组合导流结构由挡块和自适应结构组成。当流道中有积存的液态水时，组合导流结构中的自适应结构吸水膨胀，使流道局部截面积进一步缩小。当流道中不再有积存的液态水时，自适应结构能够在电池自身运行温和反应气体吹扫下脱水收缩，流道横截面积变大。本发明专利技术添加的组合导流结构在吸水膨胀前已具备促进反应物向扩散层传输和液态水的排出的功能，自适应结构吸水膨胀后，流道面积进一步缩小，进一步促进传质，提升电池性能；流道中含水量降低时，减小流体流动阻力，促进小液滴排出。进小液滴排出。进小液滴排出。

【技术实现步骤摘要】
具有液态水自适应组合导流结构的燃料电池流场板

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[0001]本专利技术属于燃料电池
，尤其涉及一种具有液态水自适应组合导流结构的燃料电池流场板。

技术介绍
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[0002]质子交换膜燃料电池，由于其高能量转换效率和零碳排放，已被认为是最具有前景的发电设备中的一种。质子交换膜燃料电池已成功应用于许多领域，如军事、航空航天和车辆。为了进一步促进质子交换膜燃料电池的应用，如何进一步提高质子交换膜燃料电池的输出性能是其研究的最重要问题之一。
[0003]过去几十年里，研究人员研究了不同流场的质子交换膜燃料电池的传质和性能，如平行流场、蛇形流场和交指流场，发现流场设计影响质子交换膜燃料电池的物料输运和电池性能，良好的流场结构能够增强反应物传输并促进电化学反应。近年来研究发现，在流道中添加挡板能够改变气体反应物在流道中的流动方向，使其传输向扩散层，促进电化学反应的进行，同时由于挡板使得流道局部的截面积减小，增大了局部气流速度，促进反应副产物液态水的排除，从而提高了电池性能。
[0004]但挡板的存在也会产生气体流动阻力且对液态水的排除也本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有液态水自适应组合导流结构的燃料电池流场板，其特征在于：包括反应物的进口(1)和出口(2)，流场板上设有若干的脊(3)和流道(4)，流道(4)上用胶(7)固定的自适应结构(6)与若干挡块(5)组成的自适应组合式导流结构；在流场板中添加自适应结构(6)，当流道(4)中有积存的液态水时，自适应结构(6)吸水膨胀，使自适应结构(6)与挡块(5)处的流道(4)横截面积之差发生改变，促进排水；当流道(4)中不再有积存的液态水时，自适应结构(6)能够在电池运行温度下加热或者反应气体吹扫的情况下脱水收缩，使自适应结构(6)与挡块(5)处的流道(4)横截面积之差恢复常态，从而使流阻回落。2.根据权利要求1所述的燃料电池流场板，其特征在于：所述挡块(5)与流场板加工为一体。3.根据权利要求1所述的燃料电池流场板，其特征在于：所述挡块(5)在脊(3)侧面上的投影为矩形、梯形、三角形、半圆形、波浪形、流线型或以上形状的组合形状。4.根据权利要求1所述的燃料电池流场板，其特征在于：所述自适应结构(6)在电池工作温度下，不会溶解；自适应结构(6)采用湿敏材料对膜电极无害的材料，在水淹环境中6min～8min内达到吸水饱和，在80℃的条件下完全吸水的线膨胀度为40％～260％。5.根据权利要求1所述的燃料电池流场板，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭航，张玉林，牟禹辉，陈浩，叶芳，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：