一种燃料电池(100)具有一活性区(102)及一分布区(104)。所述分布区(104)可以与所述活性区(102)连通并且实质上设置邻近于所述活性区(102)。所述活性区(102)可以包括呈现各向异性流动的一非通道材料。在某些情况下，呈现各向异性流动的所述非通道材料可以包括膨胀金属板。所述膨胀金属板可以在不使用多个常规通道的情况下实现对整个所述活性区(102)的均匀分布。分布。分布。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多个燃料电池中多个分布部分的非通道及各向异性流场
[0001]相关申请案
[0002]本申请主张于2020年9月28日申请的美国第63/084,157号临时专利申请案的权益。上述申请案的全部公开内容在此通过引用并入本文中。
[0003]本公开广泛地是有关多个燃料电池，并且更具体地是有关多个燃料电池的多个分布区。
技术介绍
[0004]本节提供与本公开相关的背景信息，这些信息不一定是现有技术。
[0005]目前正在开发多种燃料电池系统以用作许多应用中的多种电源，例如多个车辆和多个固定式发电厂。这类系统有望以经济的方式提供电力，并带来多个环境和其他方面的好处。然而，为了在商业上可行，多种燃料电池系统应该表现出足够的运作可靠性，即使当所述多个燃料电池处于其多个优选运作范围之外的多个条件下时也是如此。
[0006]多个燃料电池转化多个反应物，即燃料和氧化剂，以产生电能及多个反应产物。多个聚合物电解质膜燃料电池(polymer electrolyte membrane fuel cell，PEM fuel cell)采用一膜电极组件(membrane electrode assembly，MEA)，其包括一聚合物电解质或离子交换膜，所述聚合物电解质或离子交换膜设置在两个电极，即一阴极与一阳极之间。一催化剂通常会在所述电极处引发所需的多个电化学反应。多个隔板或多个双极板，包括提供用于引导所述多个反应物横跨每一个电极基板的一表面的一流场的多个板，所述多个板设置在所述MEA的每一侧。
[0007]在运作中，一单个燃料电池在负载下的所述输出电压可以低于一伏特。因此，为了提供更大的输出电压，可以将多个电池堆叠在一起并且可以串联连接，以创建一更高电压的燃料电池组。多个端板组件可以放置在所述电池组的每一端，以将所述电池组保持在一起并将所述多个电池组部件压在一起。压缩力可以在各个电池组部件之间提供密封和充分的电接触。多个燃料电池组接着可以进一步串联连接及/或并联组合，以形成多个更大的阵列以提供多个更高的电压及/或电流。
[0008]特别地，所述多个双极板可以包括多个平台和流动通道，用于将所述多个气态反应物分配到所述燃料电池的所述多个阳极和多个阴极。所述多个双极板用作相邻多个燃料电池之间的一电导体并且还设置有多个内部冷却剂通道，当一冷却剂流过其中时适于与所述燃料电池交换热量。
[0009]然而，所述双极板的多个流动通道在所述燃料电池中可能需要相对较大的区域，以便实现反应物流体到所述活性区的均匀流动。因此，持续需要一燃料电池的一分布区，其在不使用多个通道的情况下实现到所述活性区的均匀流动。
技术实现思路
[0010]根据本公开，令人惊讶地发现了一种燃料电池的一流体路径，其在不使用多个通道的情况下实现到所述活性区的均匀流动。
[0011]提供了一种燃料电池，其具有一路径，将一入口集管流体耦合到一出口集管。呈现各向异性流动的一非通道材料设置在所述路径内。呈现各向异性流动的所述材料设置在所述燃料电池的一活性区，并且在某些实施例中，可以仅设置在所述燃料电池的所述活性区。呈现各向异性流动的所述材料设置在所述燃料电池的一分布区，并且在某些实施例中，可以仅设置在所述燃料电池的所述分布区。
[0012]在某些实施例中，呈现各向异性流动的所述材料包括多个空隙，其中每一个空隙具有一短轴和一长轴，所述短轴方向的一流动阻力可以大于所述长轴方向的一流动阻力。因此，所述短轴与所述长轴之间的所述流动阻力的一比率可以在约二比一与约三比一之间。
[0013]在某些实施例中，一燃料电池可以具有一活性区及一分布区。所述分布区可以与所述活性区流体连通。所述分布区可以包括一个或多个膨胀金属板，所述一个或多个膨胀金属板由此或通过其中提供各向异性流动。一个或多个膨胀金属板的多个取向可以在不使用多个常规通道和多个流场的情况下优化流体分布到所述燃料电池的所述活性区。
[0014]进一步的多个应用领域将从本文提供的描述中变得显而易见。本
技术实现思路
中的描述和多个具体示例仅用于说明的多个目的，并不用于限制本公开的所述范围。
附图说明
[0015]从下面的详细描述，尤其是当结合本文描述的所述多个附图考虑时，本公开的上述以及其他多个优势对于本领域技术人员来说将变得显而易见。
[0016]图1是根据本技术的一燃料电池的一实施例的一分解示意性透视图；
[0017]图2是根据本技术的一实施例的具有一活性区的所述燃料电池，所述活性区包括具有多个菱形空隙的一膨胀金属板；
[0018]图3是根据本技术的另一实施例的具有一活性区和多个分布区的一燃料电池，所述活性区和多个分布区包括具有多个菱形空隙的多个膨胀金属板；
[0019]图4是所述膨胀金属板的一放大图，进一步描述了所述多个菱形空隙的取向，其中所述多個菱形空隙的一长轴實質上设置平行于所述燃料电池的一纵向长度；以及
[0020]图5是所述膨胀金属板的一放大图，进一步描述了所述多个菱形空隙的取向，其中所述多个菱形空隙的一长轴实质上设置平行于所述燃料电池的一横向长度。
具体实施方式
[0021]以下技术描述仅是一项或多项专利技术的所述主题、制造和使用本质上是示例性的，并非旨在限制本申请或在可以请求本申请优先权的其他多个申请中或由此颁发的多个专利中请求保护的任何特定专利技术的所述范围、应用或多个用途。关于所公开的多种方法，所呈现的所述多个步骤的所述顺序本质上是示例性的，因此，在各种实施例中，所述多个步骤的所述顺序可以不同，包括某些步骤可以同时执行的情况。本文使用的“一(A和an)”表示存在所述项目中的“至少一个(at least one)”；如果可能，可以存在多个这样的项目。除非另有
明确说明，本说明书中的所有数值均应理解为由所述词“约(about)”修饰，并且所有几何和空间叙词均应理解为在描述本技术的最广泛范围时由所述词“实质上(substantially)”修饰。当应用于多个数值时，“约”表示所述计算或所述测量允许所述值略有不精确(在某种程度上接近所述值的精确性；大约或合理地接近所述值；几乎)。如果出于某些原因，“约”及/或“实质上”所提供的所述不精确在本领域中不以其他方式理解为具有这种普通含义，那么本文所用的“约”及/或“实质上”至少表示可能由测量或使用此类参数的多种普通方法引起的多个变化。
[0022]尽管本文使用所述开放式术语“包含(comprising)”作为多个非限制性术语，例如包括(including)、含有(containing)或具有(having)的一同义词来描述和请求保护本技术的多个实施例，但多个实施例也可以使用更多限制性术语来描述，例如如“由...组成(consisting of)”或“实质上由...组成(consisting essentially of)”。因此，对于叙述多个材料、多个部件或多个工艺步骤的任何给定实施例，本技术还具体包括由此类材料、部件或工艺步骤组成或实质上由此类材料、部件或工艺步本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池，其特征在于：所述燃料电池包括：一路径，将一入口集管流体耦合到一出口集管，其中呈现各向异性流动的一非通道材料设置在所述路径内。2.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于：呈现各向异性流动的所述材料设置在所述燃料电池的一活性区。3.如权利要求2所述的燃料电池，其特征在于：呈现各向异性流动的所述材料仅设置在所述燃料电池的所述活性区。4.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于：呈现各向异性流动的所述材料设置在所述燃料电池的一分布区。5.如权利要求4所述的燃料电池，其特征在于：呈现各向异性流动的所述材料仅设置在所述燃料电池的所述分布区。6.如权利要求4所述的燃料电池，其特征在于：所述分布区包括一第一分布区，设置在所述入口集管，以及一第二分布区，设置在所述出口集管，并且所述第一分布区及所述第二分布区设置在一活性区的末端。7.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于：呈现各向异性流动的所述材料包括一膨胀金属板。8.如权利要求7所述的燃料电池，其特征在于：所述膨胀金属板与一气体扩散层一起工作，以将所述入口集管流体耦合到所述出口集管。9.如权利要求1所述的燃料电池，其特征在于：呈现各向异性流动的所述材料包括多个空隙。10.如权利要求9所述的燃料电池，其特征在于：每一个空隙具有一短轴和一长轴，所述短轴方向的一流动阻力大于所述长轴方向的一流动阻力。11.如权利要求10所述的燃料电池，其特征在于：所述短轴与所述长轴之间的所述流动阻力的一比率...
【专利技术属性】
技术研发人员：亚瑟，
申请(专利权)人：海易森汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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