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一种电池分形流场结构及质子交换膜燃料电池制造技术

技术编号:43901825 阅读:14 留言:0更新日期:2025-01-03 13:13
本发明专利技术属于燃料电池结构领域,本发明专利技术提供了一种电池分形流场结构及质子交换膜燃料电池,电池分形流场结构的入口和出口之间为流场;分流单元包括多组,每组并排设置,且相邻的分流单元组之间设置所述合流单元;每组分流单元包括多个分流单元,各分流单元之间间隔设置,每个分流单元包括一分形主体,以及用于连接分形主体和对应合流单元的导流结构;从入口到出口,不同组分流单元的数量逐步增加,各组分流单元的分形主体的面积依次减少,缩短了反应气体汇流的路径,有利于增强反应气体的混合作用,扰动增强,且有利于提高远离入口区域的反应气体速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池结构领域,具体涉及一种电池分形流场结构及质子交换膜燃料电池


技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息,不必然构成在先技术。

2、质子交换膜燃料电池(pemfc)是一种高效的能量转化装置,能够直接将化学能转化为电能,具有功率密度大、发电效率高、工作温度低、启动快、清洁环保等优点,广泛应用于交通、便携式电源和热电联供等领域,对解决能源短缺和环境污染具有重要意义。优化pemfc流场结构能够提高反应气体和液态水的传热传质能力,从而提高电池性能和降低成本。

3、常规的流场排布方式有平行流场、蛇形流场、点状流场和交指流场。其中平行流场中入口主流道与出口主流道之间的距离较远,且由于各子流道距离入口的远近不同,会出现反应气体分配不均的问题,中间流场区域可能会出现液态水的聚集;蛇形流场中反应气体从入口经历多次转折到达出口,在较大尺寸的流场中,将会存在十分严重的压降问题,仅一条通路也会导致液态水的堵塞,从而恶化电池性能;交指流场中反应气体从入口流道流入出口流道的过程中将会发生强制对流,强制对流过程将带本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电池分形流场结构,其特征是,包括入口、出口、分流单元与合流单元,其中,所述入口和出口分别位于电池的不同侧,入口和出口之间为流场;

2.如权利要求1所述的一种电池分形流场结构,其特征是,所述分形主体为正多边形结构。

3.如权利要求1所述的一种电池分形流场结构,其特征是,所述导流结构为六面体结构。

4.如权利要求3所述的一种电池分形流场结构,其特征是,所述导流结构和分形主体相连接的边的长度,与分形主体的边长相等。

5.如权利要求1所述的一种电池分形流场结构,其特征是,各组分流单元的分形主体的面积之间呈比例变化,所述比例为最优的缩放因子的...

【技术特征摘要】

1.一种电池分形流场结构,其特征是,包括入口、出口、分流单元与合流单元,其中,所述入口和出口分别位于电池的不同侧,入口和出口之间为流场;

2.如权利要求1所述的一种电池分形流场结构,其特征是,所述分形主体为正多边形结构。

3.如权利要求1所述的一种电池分形流场结构,其特征是,所述导流结构为六面体结构。

4.如权利要求3所述的一种电池分形流场结构,其特征是,所述导流结构和分形主体相连接的边的长度,与分形主体的边长相等。

5.如权利要求1所述的一种电池分形流场结构,其特征是,各组分流单元的分形主体的面积之间呈比例变化,所述比例为最优的缩放因子的取值。

6.如权利要求5所述的一种电池分形流场结构,其特征是,所述最优的缩放因子的取值根据murray定律计算得到。<...

【专利技术属性】
技术研发人员:于泽庭乔砚锦王长江
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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