一种圆形基板的螺旋槽流场双极板结构制造技术

本发明专利技术公开了一种圆形基板的螺旋槽流场双极板结构，包括覆盖于圆形基板上的径向螺旋槽流道和周向肋条流道。径向螺旋槽流道由两条对数螺旋线围成，沿半径方向由内向外槽宽逐渐变大；径向螺旋槽流道沿圆周方向的两侧设有周向肋条流道，周向肋条流道沿半径方向等距排列，为圆弧矩形结构。径向螺旋槽流道与周向肋条流道相互联通，增加了有效反应面积，使得反应气体均匀分布。该径向螺旋槽流道缩短了气体流动的通道，减少了气体的能量损失；使气体在输送过程中的压力逐渐升高，改善了流道的排水能力，降低了发生水淹的概率。该双极板采用薄壁材料制造，减小了双极板的体积和质量，有利于燃料电池双极板核心部件的制造和商业化。于燃料电池双极板核心部件的制造和商业化。

【技术实现步骤摘要】
一种圆形基板的螺旋槽流场双极板结构


[0001]本专利技术涉及质子交换膜燃料电池
，尤其涉及一种圆形基板的螺旋槽流场双极板结构。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池的工作原理为：氢气与空气分别从阳极和阴极注入，氢气通过阳极气体扩散层到达催化剂层，在催化剂作用下变成氢离子和电子。氢离子通过质子交换膜到达阴极，电子经过阳极气体扩散层，双极板和集电片，通过外电路进入阴极，再经过阴极集电片和气体扩散层到达催化剂层，与氧气（来自阴极注入的空气）、氢离子反应生成水。通过化学反应，外电路生成电流，化学能转化为电能。
[0003]在反应过程中，双极板起到分隔反应气体、传导电流、引导气体等作用。必然要求双极板具备导电率高，阻气性好，耐腐蚀性好等特点。双极板的研究重点与难点在于双极板材料的选择与制备、双极板流场结构设计和双极板的加工方法等方面，这些难题与相关技术瓶颈的突破是双极板制造与创新的核心内容。其中，合理的流场结构有利于传质的进行，及时散热，促进水的排出以及在流场内的均匀分布，加快化学反应速率，从而为电堆的设计奠定良好的基础。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆形基板的螺旋槽流场双极板结构，其特征在于，包括：圆形基板（1），气体入口（2），气体出口（3），径向螺旋槽流道（4），周向肋条流道（5）和肋骨（6）；在圆形基板（1）的内径圆弧处设有气体入口（2），在外径处设有气体出口（3）；径向螺旋槽流道（4）覆盖在圆形基板（1）上，由两条具有一定高度的螺旋线围成，沿半径方向由内向外槽宽逐渐变大，且两条螺旋线均为对数螺旋线，每个径向螺旋槽流道（4）与圆形基板（1）内径圆弧围成的面为气体入口（2），与之对应的径向螺旋槽流道（4）与外径圆弧围成的面为气体出口（3），径向螺旋槽流道（4）沿圆周方向两侧设有圆弧矩形的周向肋条流道（5），周向肋条流道（5）的高度与径向螺旋槽流道（4）一致；每两个径向螺旋槽流道（4）沿圆周方向由多个周向肋条流道（5）连接在一起，多个周向肋条流道（5）沿半径方向等距排列，每个周向肋条流道（5）呈圆弧矩形结构，每个周向肋条流道（5）连通与其相邻的径向螺旋槽流道（4）。2.如权利要求1所述的螺旋槽流场双极板结构，其特征在于，所述的径向螺旋槽流道（4）与圆形基板（1）的内径圆弧围成的面为气体入口（2），与外径圆弧围成的面为气体出口（3），圆形基板上有多条径向螺旋槽流道（4），数量为6
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9个，在双极板上呈中心对称；每条径向螺旋槽流道（4）均包含一个气体入口（2）和一个气体出口（3）；气体出口（3）的面积是气体入口（2）面积的10
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12倍，采用多个气体入口（2），可以使反应气体均匀的分布在流场中，气体入口（2）与气体出口（3）的个数相同。3.如权利要求1所述的螺旋槽流场双极板结构，其特征在于，所述的圆形基板（1）直径取值范围为50
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60mm；圆形基板（1）的内径的直径范围为4
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7mm。4.如权利要求1所述的双极板流场结构，其特征在于，所述的周向肋条流道（5）与径向螺旋槽流道（4）相通；相邻流道之间，无法进行传质的区域为肋骨（6），肋骨（6）的分布与流道的分布趋势相同，沿径向逐渐增加，沿周向面积恒定。5.如权利要求1所述的螺旋槽流场双极板结构，其特征在于，所述的周向肋条...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩青，李元宏，夏佃秀，殷子强，王红岩，刘志恒，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：