一种具有仿生导流结构的双极板和燃料电池制造技术

本实用新型专利技术公开一种具有仿生导流结构的双极板和燃料电池，其中具有仿生导流结构的双极板包括主体、导流机构和若干扰流部件；主体一端设有流体入口，主体远离流体入口的另一端设有流体出口，导流机构包括若干导流部件，若干导流部件间隔排列分布于主体表面以形成导流槽道，导流槽道与流体入口、流体出口连通，用于引导流体快速流动，若干扰流部件相对设于导流槽道的内壁上，用于增强导流槽道内流体的流速。当燃料电池在正常运行过程中，导流槽道则引导流体在预设的路径中流动，以减少气流的紊乱和涡流的产生降低空气阻力，使得流体能够快速到达流体出口，从而提升导水性能。从而提升导水性能。从而提升导水性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有仿生导流结构的双极板和燃料电池


[0001]本技术涉及新能源
，特别涉及一种具有仿生导流结构的双极板和燃料电池。

技术介绍

[0002]燃料电池作为一种新型能源技术，与传统化石燃料相比，具有高效能、零排放、可再生等诸多优点，其可以应用于汽车、船舶、飞机、发电厂等领域，具有非常广泛的应用前景；燃料电池使用的氢气可以通过多种方式得到，例如从水中分离出来，使用可再生能源制氢，从而使得燃料电池成为一种可再生能源；燃料电池在正常运行过程中，电化学反应不断进行，会在燃料电池的阴极产生水分子(H2O)这一副产品(氢气和氧气在点燃条的件下生成水)，在这个反应中，氢气分子(H2)在阳极处被催化成带正电荷的氢离子(H+)，同时释放出电子(e
‑
)。这些电子通过外部电路流向阴极，产生电流。在阴极处，氧气分子(O2)和电子(e
‑
)结合，形成水分子(H2O)，同时释放出能量。这个反应是燃料电池产生电能的基础。
[0003]若阴极形成水分子(H2O)积聚过多则会造成水淹现象，将阻碍反应气体与阴极催化剂的结合，将严重影响燃料电池的性能，因此，燃料电池阴极的水管理问题是限制其寿命和性能发挥的关键问题之一。
[0004]目前，针对燃料电池阴极的水管理方案为，将双极板朝向膜电极的表面设置为平面，通过流道内的高速气流(氧气O2)的吹扫作用，以及重力作用进行排水。然而这种水管理方案存在以下不足：由于双极板表面为平面设置，水分子不会规律地流向流体出口，长时间停留在燃料电池的阴极侧以及双极板表面；当需要大功率时，电流会随之增大，此时电迁移增加，阴极侧水量积聚。在大电流密度下反应生成的水更多，阴极侧的水为电拖曳作用携带的水与阴极生成的水之和，故大量的水积聚在阴极，扩散并附着在双极板表面后，会对气流产生阻碍，使得导水性能较差。

技术实现思路

[0005]本技术的主要目的是提出一种具有仿生导流结构的双极板，旨在解决现有技术中的双极板导水性能差的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提出一种具有仿生导流结构的双极板，该具有仿生导流结构的双极板包括：
[0007]主体，一端设有流体入口，所述主体远离所述流体入口的另一端设有流体出口；
[0008]导流机构，包括若干导流部件，所述若干导流部件间隔排列分布于所述主体表面以形成导流槽道，所述导流槽道与所述流体入口、所述流体出口连通，用于引导流体快速流动；
[0009]若干扰流部件，相对设于所述导流槽道的内壁上，所述若干扰流部件用于增强所述导流槽道内流体的流速。
[0010]在一些实施例中，所述若干扰流部件自所述导流槽道的内侧壁凸起，所述若干扰
流部件远离所述导流槽道内侧壁的一端逐渐缩小。
[0011]在一些实施例中，所述导流槽道内侧壁上相对凸起的扰流部件之间具有一间隙，所述若干扰流部件的侧壁设有倾斜面，用于引导流体并汇聚于所述间隙中以增强流速。
[0012]在一些实施例中，还包括疏液机构，所述疏液机构用于使附着在所述主体表面的流体迅速滑落。
[0013]在一些实施例中，所述疏液机构包括：
[0014]若干疏水部件，紧密铺设于所述导流槽道内侧壁、所述扰流部件外侧壁上，所述若干疏水部件之间形成有若干容纳腔，所述若干容纳腔用于储存气体以阻止水滴在所述导流槽道表面、所述扰流部件外侧壁扩散。
[0015]在一些实施例中，所述疏液机构包括若干设于所述导流槽道内侧壁的若干细小凸起E，所述若干细小凸起朝同一方向延伸且紧密分布以形成疏水层。
[0016]在一些实施例中，所述疏液机构包括阵列微结构，所述阵列微结构沿所述主体的表面铺设。
[0017]在一些实施例中，所述阵列微结构包括若干凹槽，所述若干凹槽沿所述导流槽道的内侧壁均匀分布。
[0018]本技术进一步提出一种燃料电池，该燃料电池包括上述的具有仿生导流结构的双极板。
[0019]本技术技术方案的有益效果在于：通过在双极板的表面上间隔排列设置若干导流部件以形成导流槽道，用于引导燃料电池阴极生成的水流按照导流槽道的轨迹流动，在此过程中，导流槽道会引导气流在预设的导流槽道轨迹中流动，这样的设计可以减少气流的紊乱和涡流的产生，以降低对气流的阻力，实现将水流快速引导至流体出口排出，提升了排水性能。
附图说明
[0020]图1为本技术具有仿生导流结构的双极板一实施例的结构示意图；
[0021]图2为图1中A处的放大图；
[0022]图3为本技术具有仿生导流结构的双极板一实施例的侧示图；
[0023]图4为图3中B处的放大图；
[0024]图5为本技术具有仿生导流结构的双极板另一实施例的结构示意图。
[0025]附图标号说明：
[0026]标号名称标号名称100主体101流体入口102流体出口200导流机构200a若干导流部件200b若干容纳腔D导流槽道F水滴
[0027]本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的方案进行清楚
完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本技术中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0030]还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0031]另外，在本技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
[0032]实施例一
[0033]本技术提出一种具有仿生导流结构的双极板，参照图1至图4，该具有仿生导流结构的双极板包括主体100和导流机构200，其中：
[0034]主体100，一端设有流体入口101，主体远离流体入口的另一端设有流体出口102；
[0035]导流机构200包括若干导流部件200a，若干导流部件200a间隔排列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有仿生导流结构的双极板，其特征在于，包括：主体，一端设有流体入口，所述主体远离所述流体入口的另一端设有流体出口；导流机构，包括若干导流部件，所述若干导流部件间隔排列分布于所述主体表面以形成导流槽道，所述导流槽道与所述流体入口、所述流体出口连通，用于引导流体快速流动；若干扰流部件，相对设于所述导流槽道的内壁上，所述若干扰流部件用于增强所述导流槽道内流体的流速。2.根据权利要求1所述的具有仿生导流结构的双极板，其特征在于，所述若干扰流部件自所述导流槽道的内侧壁凸起，所述若干扰流部件远离所述导流槽道内侧壁的一端逐渐缩小。3.根据权利要求2所述的具有仿生导流结构的双极板，其特征在于，所述导流槽道内侧壁上相对凸起的扰流部件之间具有间隙，所述若干扰流部件的侧壁设有倾斜面，用于引导流体并汇聚于所述间隙中以增强流速。4.根据权利要求1所述的具有仿生导流结构的双极板，其特征在于，还包括疏液机构，所述疏液机构用于使附着在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周飞鲲，
申请(专利权)人：深圳金鲤飞鱼科技有限公司，
类型：新型
国别省市：