增强流场板制造技术

本发明专利技术涉及一种减小电化学转化组件中有限薄膜区域的过度使用，特别是在冷起动的条件下。根据本发明专利技术的一个实施例，电化学转化组件的阳极和／或阴极流场板配置成使得流体头部区域限定阳极流体头部、阴极流体头部、和冷却剂流体头部，其配置成使得流场板的馈送区域限定了一个大体上线性的流体通道阵列，该流体通道从在该板上限定的尖锐角度的头部／馈送接口延伸到在该板的整个有源区域上限定的馈送／有源接口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电化学转化电池，通常称为燃料电池，其通过处理第一和第二反应物产生电能。例如，通过减少含氧气体和氧化含氢气体可以在燃料电池中产生电能。作为说明而不是限制，典型的电池包括位于一对流场之间的薄膜电极组件，该流场中容纳了相应的一种反应物。更加特别地，阴极流场板和阳极流场板位于薄膜电极组件的相对侧上。对于有用的应用来说，由单个电池单元提供的电压通常都较小，因此常常在一个导电耦合的“电池组(stack)”中布置多个电池，以增大电化学转化组件的电力输出。
技术介绍
作为
技术介绍
，该转化组件一般包括薄膜电极组件、阳极流场和阴极流场。该薄膜电极组件依次包括分隔阳极和阴极的质子交换薄膜。其中，该薄膜电极组件一般包括由高表面积支撑材料支撑的催化剂，其特征是在潮湿条件下增强质子导电性。为了描述本专利技术的内容，应该注意，燃料电池和燃料电池组的一般结构和操作在本专利技术的范围之外。相反地，本专利技术旨在特定的流场板结构和有关其设计的一般概念。关于燃料电池和燃料电池组的一般结构和操作，申请人可以参考覆盖了某种方式的大量教导，该方式是燃料电池“组”和电池组的各个部件被配置的方式。例如，多个美国本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学转化组件，包括至少一个配置成将第一和第二反应物转化成电能的电化学转化电池，所述电化学转化电池包括薄膜电极组件、限定在所述薄膜电极组件的相对侧上的阳极流场部和阴极流场部、配置成通过所述阳极流场部向所述薄膜电极组件的阳极侧提供第一反应物的第一反应物供给、以及配置成通过所述阴极流场部向所述薄膜电极组件的阴极侧提供第二反应物的第二反应物供给，其中：所述阳极流场部和阴极流场部中的至少一个包括增强流场板，该流场板限定了有源区域、流体头部区域和馈送区域；所述有源区域包括多个流体流动通道，所述馈送区域配置成将流体从所述头部区域输送到所述有源区域的所述流体流动通道；所述流体头部区域限定了流体上彼此分离...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-12-10 11/009,378;US 2005-9-22 11/232,7121.一种电化学转化组件，包括至少一个配置成将第一和第二反应物转化成电能的电化学转化电池，所述电化学转化电池包括薄膜电极组件、限定在所述薄膜电极组件的相对侧上的阳极流场部和阴极流场部、配置成通过所述阳极流场部向所述薄膜电极组件的阳极侧提供第一反应物的第一反应物供给、以及配置成通过所述阴极流场部向所述薄膜电极组件的阴极侧提供第二反应物的第二反应物供给，其中：所述阳极流场部和阴极流场部中的至少一个包括增强流场板，该流场板限定了有源区域、流体头部区域和馈送区域；所述有源区域包括多个流体流动通道，所述馈送区域配置成将流体从所述头部区域输送到所述有源区域的所述流体流动通道；所述流体头部区域限定了流体上彼此分离的阳极流体头部、阴极流体头部以及冷却剂流体头部；一部分所述馈送区域沿馈送/有源接口与所述有源区域对接，该馈送/有源接口大体上在整个所述有源区域上延伸；相应于至少一个所述流体头部的一部分所述流体头部区域沿头部/馈送接口与所述馈送区域对接，该头部/馈送接口相对所述馈送/有源接口成一锐角定向；以及所述馈送区域限定了一个大体上线性的流体通道阵列，该流体通道从所述头部/馈送接口延伸到所述馈送/有源接口。2.如权利要求1所述的电化学转化组件，其中所述阳极流体头部、所述阴极流体头部和所述冷却剂流体头部的每一个都沿着所述有源区域的方向从所述增强流场板的共同边缘延伸一段给定的距离，使得在所述有源区域和所述流体头部区域之间沿所述给定距离的方向的间隔从所述阳极流体头部或所述阴极流体头部面积中的最小值变化到所述液流体头部面积中的最大值。3.如权利要求1所述的电化学转化组件，其中所述阳极流体头部和所述阴极流体头部的每一个沿着所述有源区域的方向从所述增强流场板的共同边缘延伸得比所述冷却剂流体头部更远。4.如权利要求1所述的电化学转化组件，其中所述馈送区域配置成使得所述馈送/有源接口使在所述电化学转化组件的起动过程中从电流分布产生的初始热量的局部化范围最小。-->5.如权利要求1所述的电化学转化组件，其中所述馈送区域配置成使得所述大体上线性的流体通道阵列限定了一个大体上三角形的结构。6.如权利要求5所述的电化学转化组件，其中所述三角形结构的最长边限定在所述馈送/有源接口上。7.如权利要求5所述的电化学转化组件，其中所述三角形结构的最短边限定在所述头部/馈送接口上。8.如权利要求1所述的电化学转化组件，其中：所述有源区域沿着在所述增强流场板的平面内限定的两个维数延伸；以及所述有源区域沿所述两个维数延伸的范围由所述薄膜电极组件的范围限制。9.如权利要求8所述的电化学转化组件，其中所述有源区域和所述薄膜电极组件的相应范围近似为大体上正交的四边形。10.如权利要求1所述的电化学转化组件，其中在所述有源区域中由所述流体流动通道限定的流体流动路径保持连续级数地远离所述馈送/有源接口。11.如权利要求10所述的电化学转化组件，其中所述流体流动的所述连续级数由大体上小于90度的流动方向上的变化来特征化。12.如权利要求1所述的电化学转化组件，其中所述有源区域配置成在一个平面中是旋转对称的，该平面由所述增强流场板的主表面限定。13.如权利要求1所述的电化学转化组件，其中所述阳极流场部和阴极流场部的每一个都包括如权利要求1所限定的增强流场板，使得：与所述阳极流场部相关联的所述增强流场板的所述阳极流体头部沿所述头部/馈送接口与所述馈送区域对接；以及与所述阴极流场部相关联的所述增强流场板的所述阴极流体头部沿所述头部/馈送接口与所述馈送区域对接。14.如权利要求13所述的电化学转化组件，其中与所述阳极流场部和阴极流场部相关联的所述各个增强流场板的所述各个头部/馈送接口从相对的方向面对所述头部/有源接口。-->15.如权利要求1所述的电化学转化组件，其中：所述有源区域中的所述流体流动通道沿着所述馈送/有源接口限定了各个流体入口以及沿着相对的馈送/有源接口限定了各个流体出口，其中相对的馈送区域与所述流体出口对接，并与所述增强流...

【专利技术属性】
技术研发人员：EL汤普森，SG格贝尔，S奥夫斯拉杰，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]