叶脉形燃料电池流场板制造技术

叶脉形燃料电池流场板，包括两片对合的流场板，所述流场板的上有大致呈正方形的流场区域，所述的流场区域的周边有密封垫圈，供液体流入的主脉沿所述的正方形的对角线延伸，供液体流出的汇合脉平行于所述的正方形的边、并垂直相交于液体的出口，各个支脉的一端与所述的主脉呈４５度连接、并与所述的正方形的边平行，另一端呈垂直角与所述的汇合脉连接。本发明专利技术的有益效果是，可以使流体在其中的流动阻力更小，同时使其分布更均匀，在反应过程中产生的气体可以以最短的路径快速的排除。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种强化燃料电池中流体传质的装置，特别是燃料电池流场板。
技术介绍
燃料电池是一种直接将燃料中的化学能转化为电能的装置。电池流场板或称 极板是燃料电池的重要部件，主要起分配流体(燃料和氧化剂)、导电和支撑电 池结构的作用。目前，平板式燃料电池流场板主要有蛇形和平行式两种，以石 墨作为主要基材。所以燃料电池流场板比较脆，制造成本也比较高。目前，平 板式的蛇形极板用于各种低温燃料电池，而平行式极板主要用于以气体作为燃 料的燃料电池。在直接甲醇燃料电池和直接硼氢化物燃料电池中，由于反应物的自分解，会 在流道中产生气液两相流，增加流动阻力，减小电极的有效利用面积，给电池 的稳定操作带来不利影响。蛇形流场因为从入口到出口只有一条通路，能够保 证流道中产生的气体一定会被排除，但是流动阻力会非常高，并且小的气泡在长途流动中，会积累而变大，使气液两相流的不均匀程度加剧，如图l所示；平 行流场流动阻力比较小，但是因各条支路流动阻力分布不均匀，阻力大处气泡 很难排出，易阻塞成为"死区"，如图2所示。
技术实现思路
本专利技术要克服现有的燃料为液体的燃料电池流场板流动阻力大、流体分布不 均匀且气液两相分离困难的缺点，提供一种流动阻力小、在反应过程中产生的 气体可以以最短的路径快速的排除的燃料电池流场板。本专利技术所述的燃料电池流场板，包括两片对合的流场板，所述流场板上有 大致呈正方形的流场区域，所述的流场区域的周边有密封垫圈，其特征在于 供液体流入的主脉沿所述的正方形的对角线延伸，供液体流出的汇合脉平行于 所述的正方形的边、并垂直相交于液体的出口，各个支脉的一端与所述的主脉呈45度连接、并与所述的正方形的边平行，另一端呈垂直角与所述的汇合脉连接。进一步，所述的各个支脉的宽度与其长度呈正相关性。更进一步，所述的主脉两侧的支脉的分叉位置相互错开。更进一步，所述的主脉的宽度从入口到出口逐渐递减。本专利技术参照树叶输液的脉络结构设计了叶脉形的燃料电池极板，解决直接硼 氢化物燃料电池和直接甲醇燃料电池面临的气液两相分离困难的问题。模仿叶 脉的分支形状设计而成的流场板。该新型流场板不仅减小了流动阻力，而且能 使得流体的分布更为均匀，并且在反应过程中产生的气体可以以最短的路径快 速的排出燃料电池，从而有效的提高燃料的利用率和燃料电池的输出功率。由于短而粗的流道流动阻力小，长而细的流道流动阻力大，为了使各个支 脉的流动阻力均匀一致，将长的流道设计得宽，短的流道设计得窄。将主脉两侧的支脉分叉位置设计成不完全对称，略微错开。这是因为完全 对称地分出的两支脉，会造成分支处几何形状变化过大，使流动阻力上升。主脉的宽度从入口到出口渐渐地变细，这是因为靠近入口处流量大，而当主 脉将流量逐渐分配给各个支脉后，自身的流量就小了，因此出口处宽度最小。本专利技术的有益效果是，可以使流体在其中的流动阻力更小，同时使其分布更 均匀，在反应过程中产生的气体可以以最短的路径快速的排除。附图说明图l是蛇形流场的流场结构图图2是平行流场的流场结构图图3是本专利技术的流场结构图图4是流场板的示意图具体实施例方式参照附图，进一步说明本专利技术 本专利技术所述的燃料电池流场板，包括两片对合的流场板，所述流场板上有 大致呈正方形的流场区域，所述的流场区域的周边有密封垫圈6，供液体流入的主脉1沿所述的正方形的对角线延伸，供液体流出的汇合脉2平行于所述的正 方形的边、并垂直相交于液体的出口 3，各个支脉4的一端与所述的主脉111呈 45度连接、并与所述的正方形的边平行，另一端呈垂直角与所述的汇合脉2连 接。所述的各个支脉4的宽度与其长度呈正相关性。 所述的主脉1两侧的支脉4的分叉位置相互错开。 所述的主脉1的宽度从入口 5到出口 3逐渐递减。本专利技术参照树叶输液的脉络结构设计了叶脉形的燃料电池极板，解决直接硼 氢化物燃料电池和直接甲醇燃料电池面临的气液两相分离困难的问题。模仿叶 脉的分支形状设计而成的流场板。该新型流场板不仅减小了流动阻力，而且能 使得流体的分布更为均匀，并且在反应过程中产生的气体可以以最短的路径快 速的排出燃料电池，从而有效的提高燃料的利用率和燃料电池的输出功率。由于短而粗的流道流动阻力小，长而细的流道流动阻力大，为了使各个支 脉的流动阻力均匀一致，将长的流道设计得宽，短的流道设计得窄。将主脉1两侧的支脉4分叉位置设讣成不完全对称，略微错开。这是因为 完全对称地分出的两支脉，会造成分支处几何形状变化过大，使流动阻力上升。主脉1的宽度从入口5到出口3渐渐地变细，这是因为靠近入口5处流量大，而 当主脉1将流量逐渐分配给各个支脉4后，自身的流量就小了，因此出口3处宽度 最小。本专利技术的有益效果是，可以使流体在其中的流动阻力更小，同时使其分布更 均匀，在反应过程中产生的气体可以以最短的路径快速的排除。所述的流场板材质可以是不锈钢、钛合金、石墨、镍板、铜板等导电材料。 该电池流场板主要用于硼氢化物燃料电池、甲醇燃料电池、碱性燃料电池、 氢氧燃料电池等以氢、甲醇、乙醇、乙醛等作为燃料，以氧气、过氧化氢、空 气等作为氧化剂的燃料电池。木说明书实施例所述的内容仅仅是对专利技术构思的实现形式的列举，本专利技术 的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本专利技术的保护范 围也及于本领域技术人员根据本专利技术构思所能够想到的等同技术手段。权利要求1、叶脉形燃料电池流场板，包括两片对合的流场板，所述流场板上有大致呈正方形的流场区域，所述的流场区域的周边有密封垫圈，其特征在于供液体流入的主脉沿所述的正方形的对角线延伸，供液体流出的汇合脉平行于所述的正方形的边、并垂直相交于液体的出口，各个支脉的一端与所述的主脉呈45度连接、并与所述的正方形的边平行，另一端呈垂直角与所述的汇合脉连接。2、 如权利要求1所述的燃料电池流场板，其特征在于所述的 各个支脉的宽度与其长度呈正相关性。3、 如权利要求1或2所述的燃料电池流场板，其特征在于所 述的主脉两侧的支脉的分叉位置相互错开。4、如权利要求3所述的燃料电池流场板，其特征在于所述的主 脉的宽度从入口到出口逐渐递减。5、如权利要求4所述的燃料电池流场板，其特征在于所述的 流场板材质可以是不锈钢、钛合金、石墨、镍板、铜板。全文摘要叶脉形燃料电池流场板，包括两片对合的流场板，所述流场板的上有大致呈正方形的流场区域，所述的流场区域的周边有密封垫圈，供液体流入的主脉沿所述的正方形的对角线延伸，供液体流出的汇合脉平行于所述的正方形的边、并垂直相交于液体的出口，各个支脉的一端与所述的主脉呈45度连接、并与所述的正方形的边平行，另一端呈垂直角与所述的汇合脉连接。本专利技术的有益效果是，可以使流体在其中的流动阻力更小，同时使其分布更均匀，在反应过程中产生的气体可以以最短的路径快速的排除。文档编号H01M8/02GK101459246SQ20081016368公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日专利技术者杨珍珍, 王连邦, 颜景波, 马淳安 申请人:浙江工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
叶脉形燃料电池流场板，包括两片对合的流场板，所述流场板上有大致呈正方形的流场区域，所述的流场区域的周边有密封垫圈，其特征在于：供液体流入的主脉沿所述的正方形的对角线延伸，供液体流出的汇合脉平行于所述的正方形的边、并垂直相交于液体的出口，各个支脉的一端与所述的主脉呈４５度连接、并与所述的正方形的边平行，另一端呈垂直角与所述的汇合脉连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王连邦，颜景波，杨珍珍，马淳安，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]