组合阴极和冷却气流的风冷燃料电池阴极板、双极板及电池制造技术

技术编号:42651903 阅读:41 留言:0更新日期:2024-09-06 01:44
本发明专利技术公开了一种组合阴极和冷却气流的风冷燃料电池阴极板、双极板及电池,通过一组气源为冷却提供空气气流,并且阴极具有与冷却通道分开的通道,将空气流分流到阴极反应通道和冷却通道,同时满足了阴极反应和电堆冷却的需求,在简化系统的前提下达成了风冷燃料电池电堆的优良性能。其中通过阴极通道的空气计量比为2‑3,而其余空气流经冷却通道的空气能够维持电堆50‑70℃的出口温度。在50‑70℃和阴极计量比2‑3下,阴极气流的相对湿度为60‑100%,满足燃料电池电堆的运行要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氢燃料电池电堆设计技术,特别是风冷燃料电池电堆极板,尤其是一种组合阴极和冷却气流的风冷燃料电池阴极板、双极板及电池,可用于轻型车载动力、低空飞行器及船舶的应用。


技术介绍

1、对于低功率(1-10kw)燃料电池,例如电动车、叉车、航空飞行器、备用电源等应用场景,需要简化燃料电池系统以最大限度地降低成本。合理的冷却机制是维持燃料电池系统的运转必要条件,电堆发电过程中所产生的废热通常以排出到环境中。大多数燃料电池系统使用液体冷却方案,其主要部件为水冷电堆。然而,液体冷却方案的实施需要有散热器、冷却液泵、离子吸附器和含有冷却流道的、复杂的极板设计,这增加了燃料电池系统整体的成本。

2、另一种冷却电堆的方法是利用环境空气,通过风扇或鼓风机进行直接冷却,其主要部件为空冷电堆。为了减少空气压降和提高散热效率,空冷电堆燃料电池极板的设计要点是较短的冷却流道和阴极流道,即极板的宽度与长度相比要窄得多。在空气直接冷却的方案中,用于冷却的空气流也同时提供氧气用于燃料电池阴极反应。仅用一款风扇或鼓风机同时提供冷却和供氧功能,可以进一步节省燃料电池系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种风冷燃料电池阴极板,其特征在于,所述阴极板设有独立的阴极反应气体流道和冷却气体流道,且所述阴极反应气体流道通过冷却气体流道上开设的端孔引流空气,且包括回流至冷却气体流道中为其加湿,进入阴极反应气体流道内的空气量占该阴极板接收空气总量的5~10%,并通过反应产生的水保持膜电极的湿度。

2.根据权利要求1所述的风冷燃料电池阴极板,其特征在于,所述的阴极板包括阴极反应面和冷却面,阴极反应面分布有阴极反应气体流道,冷却面分布有冷却气体流道,所述的阴极反应气体流道和冷却气体流道平行设置,且所述的阴极反应气气体流道和冷却气体流道包括流经阴极板最长边。

<p>3.根据权利要求...

【技术特征摘要】

1.一种风冷燃料电池阴极板,其特征在于,所述阴极板设有独立的阴极反应气体流道和冷却气体流道,且所述阴极反应气体流道通过冷却气体流道上开设的端孔引流空气,且包括回流至冷却气体流道中为其加湿,进入阴极反应气体流道内的空气量占该阴极板接收空气总量的5~10%,并通过反应产生的水保持膜电极的湿度。

2.根据权利要求1所述的风冷燃料电池阴极板,其特征在于,所述的阴极板包括阴极反应面和冷却面,阴极反应面分布有阴极反应气体流道,冷却面分布有冷却气体流道,所述的阴极反应气体流道和冷却气体流道平行设置,且所述的阴极反应气气体流道和冷却气体流道包括流经阴极板最长边。

3.根据权利要求1所述的风冷燃料电池阴极板,其特征在于,所述阴极板是基于阴极反应气体流道和冷却气体流道的相对尺寸实现相对气流的分配比,还包括通过改变连接冷却和阴极气体流道的端口直径、以及改变端口的位置,以达到阴极反应气流和冷却气流的优化分配。

4.一种组合阴极和冷却气流的风冷燃料电池双极板,其特征在于,所述的双极板包括阳极板和如权利要求1所述的阴极板;

5.根据权利要求4所述的组合阴极和冷却气流的风冷燃料电池双极板,其特征在于,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:史蒂文·戈培尔陈真
申请(专利权)人:江苏耀扬新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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