燃料电池部件上用于芯吸的剪切边缘制造技术

本发明专利技术涉及燃料电池部件上用于芯吸的剪切边缘，提供了一种燃料电池部件，其包括沿平面设置的主体，该主体具有边界，反应物和水流动经过该边界。边界具有不连续边缘，可防止该边缘处的水滞留。燃料电池部件可以是具有孔口的双极板，孔口有不连续边缘。燃料电池部件可以是用于燃料电池的强化垫片，该垫片具有带不连续边缘的边界。不连续边缘有助于水从燃料电池部件的上表面运送至燃料电池部件的下表面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池，更确切地说，涉及具有促进将水从燃料电池中去除的特征的燃料电池部件。
技术介绍
燃料电池发电系统把燃料和氧化剂转化为电。一种燃料电池发电系统采用质子交换膜（以下简称“PEM”）来催化促进燃料（例如氢气）与氧化剂（例如空气或氧气）的反应以产生电。水是这一电化学反应的副产品。通常，燃料电池部件（例如板）包括孔口，允许反应物和水流入通路区域，经过密封，并流进排放岐管中。燃料电池部件（例如强化垫片）也具有边界，反应物和水在通向排放岐管的途中经过该边界。然而，这些孔口和边界都有直边（将近90°)，表面张力会牵制水滴，从而阻止水被快速去除。为保证燃料电池的最佳性能，必须对燃料电池中积聚的水进行管理。目前已有很多种将水从燃料电池的通路区域中去除的策略。其中一种策略已在Owejan等人的公开号为2008/0171253的受让人的共同待决美国专利申请中公开，该申请的全部内容通过引用结合在此。Owejan等人描述了一种用于燃料电池的双极板，该双极板具有带倒角部的周边的排放口，与燃料电池的活性表面连通，从而形成排水通道。另一种策略在Tighe等人的公开号为2008/0118809的受让人的共同待决美国专利申请中得以描述，该申请的全部内容通过引用结合在此。Tighe等人描述了这样一种燃料电池堆，其具有内部地设置在燃料电池堆出口岐管中以促进液态水从燃料电池板出口传送的多孔材料。还有一种策略在Owejan等人的序列号为12/244992的受让人的共同待决美国专利申请中得以描述，该申请的全部内容通过引用结合在此。序列号为12/244992的美国专利申请描述了一种导管，该导管具有在双极板的第一板和第二板之间形成的连续缝，从而促进水传送到具有双极板的燃料电池的出口。如果Komura等人的美国专利6936369中所述，还已知使用多孔的吸水管道来将水排放到燃料电池堆外侧。这里通过引用结合Komura等人的该专利的全部内容。对高性能价格比的燃料电池部件（例如对燃料电池板）的需求持续增加，这种部件促进水传送通过燃料电池。理想的情况是，促进水传送的燃料电池部件的特征是便宜的、最小化了所需部件的数量且易于制造。
技术实现思路
根据本公开，令人惊奇地发现了一种燃料电池部件，例如燃料电池板，其促进水传送通过燃料电池，价格低廉，最小化了所需部件的数量且易于制造。在第一实施例中，燃料电池部件包括沿一平面设置的主体，该主体具有反应物和水经过的边界。该边界具有不连续的边缘，适于阻碍水在该边缘上滞留。在另一实施例中，所述燃料电池部件是用于燃料电池的双极板。该双极板包括第-->一单级板和第二单级板。第一单级板和第二单级板中的至少一个具有其中形成有流场的活性表面。第一单级板和第二单级板中的至少一个具有孔口。双极板还包括出口端，该出口端位于第一单级板和第二单级板的一端。出口端包括贯穿其形成的排放口。孔口构造成引导水和反应物流向出口端。孔口具有不连续的边缘，适于阻碍水在该边缘上滞留。在另一个实施例中，燃料电池部件是用于燃料电池的强化垫片。该强化垫片包括聚合层，该聚合层具有边缘不连续的边界。聚合层连接至质子交换膜并构造成在双极板的附近。聚合层的边界设置成超出双极板的出口端。因此，本专利技术提供下述技术方案。技术方案1：一种燃料电池部件，包括：沿一平面布置的主体，其具有反应物和水流动经过的边界，其中所述边界包括形成于其上以防止水在所述边界滞留的不连续边缘。技术方案2：根据技术方案1所述的燃料电池部件，其中所述不连续边缘包括多个峰部和谷部，所述谷部从所述主体的上表面延伸至所述主体的下表面。技术方案3：根据技术方案2 所述的燃料电池部件，其中所述不连续边缘是锯齿形的。技术方案4：根据技术方案1所述的燃料电池部件，其中所述不连续边缘包括邻近所述边缘形成于所述主体中的一对剪切部，该对剪切部在其间在所述主体中形成突出件。技术方案5：根据技术方案4所述的燃料电池部件，其中所述突出件从所述边界向后切割。技术方案6：根据技术方案4所述的燃料电池部件，其中，在其中一个所述剪切部和所述突出件之间形成至少一个缝隙。技术方案7：根据技术方案6所述的燃料电池部件，其中所述突出件弯曲离开所述主体的所述平面。技术方案8：根据技术方案6所述的燃料电池部件，其中所述突出件扭转离开所述主体的所述平面。技术方案9：根据技术方案1所述的燃料电池部件，其中所述不连续边缘从所述主体的上表面到所述主体的下表面形成了连续的水流路。技术方案10：一种用于燃料电池的双极板，包括：第一单级板和第二单级板，第一单级板和第二单级板中的至少一个具有其中形成有流场的活性面，第一单级板和第二单级板中的至少一个具有形成于其中的孔口；和出口端，其位于第一单级板和第二单级板的端部且包括贯穿其形成的排放口，其中，所述孔口构造成将反应物和水流引导至所述出口端，所述孔口具有不连续边缘，以防止在边界处的水滞留。技术方案11：根据技术方案10所述的双极板，其中所述不连续边缘包括一对剪切部，该对剪切部邻近所述边缘形成在第一单级板和第二单级板中的所述至少一个中，所述剪切部在其间形成在第一单级板和第二单极板中的所述至少一个中的突出件。技术方案12：据技术方案11所述的双极板，其中所述突出件从所述边界向后切割。技术方案13：根据技术方案11所述的双极板，其中，在其中一个所述剪切部和所-->述突出件之间形成至少一个缝隙。技术方案14：根据技术方案13所述的双极板，其中所述突出件扭转或弯曲离开第一单级板和第二单级板中所述至少一个的所述平面。技术方案15：根据技术方案13所述的双极板，其中所述不连续边缘穿过第一和第二单级板之间的隙缝，以允许水从第一单级板的下表面芯吸到第二单级板的上表面，第一和第二单级板之间形成通道，用于将反应物和水流引导至所述出口端。技术方案16：根据技术方案10所述的双极板，其中第一单级板和第二单级板中的所述至少一个具有邻近所述边界设置的亲水涂层。技术方案17：根据技术方案10所述的双极板，还包括位于所述出口端中的所述排放口周边处的芯吸元件，该芯吸元件促进从所述双极板芯吸水。技术方案18：一种用于燃料电池的强化垫片，包括：聚合层，其具有带不连续边缘的边界，所述不连续边缘适于防止在所述边界处的水滞留，所述聚合层与质子交换膜连接并构造成靠近所述双极板设置，且所述聚合层的边界设置成超出所述双极板的出口端。技术方案19：根据技术方案18所述的燃料电池部件，其中所述不连续边缘包括多个峰部和谷部，所述谷部从所述聚合层的上表面延伸至所述聚合层的下表面。技术方案20：根据技术方案19所述的燃料电池部件，其中所述不连续边缘包含锯齿形边缘与剪切部中的一者。附图说明通过如下的详细描述，尤其是在结合考虑本文所述的附图时，本领域技术人员会很容易地理解本专利技术的上述优点以及其他优点。图1是一个示意的部分俯视图，所示的是根据本公开一个实施例的具有不连续边缘的燃料电池部件；图2是图1所示的燃料电池部件的部分俯视透视图；图3是一个示意的部分俯视图，所示的是根据本公开另一实施例的具有不连续边缘的燃料电池部件；图4是图3所示的燃料电池部件的部分俯视透视图，进一步示出了带有弯部的突出件；图5是图3和图4所示的燃料电池部件的部分仰视透视图，进一步示出了这本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　一种燃料电池部件，包括：沿一平面布置的主体，其具有反应物和水流动经过的边界，其中所述边界包括形成于其上以防止水在所述边界滞留的不连续边缘。

【技术特征摘要】
2010.02.08 US 12/7019891. 一种燃料电池部件，包括：沿一平面布置的主体，其具有反应物和水流动经过的边界，其中所述边界包括形成于其上以防止水在所述边界滞留的不连续边缘。2. 根据权利要求1所述的燃料电池部件，其中所述不连续边缘包括多个峰部和谷部，所述谷部从所述主体的上表面延伸至所述主体的下表面。3. 根据权利要求2 所述的燃料电池部件，其中所述不连续边缘是锯齿形的。4. 根据权利要求1所述的燃料电池部件，其中所述不连续边缘包括邻近所述边缘形成于所述主体中的一对剪切部，该对剪切部在其间在所述主体中形成突出件。5. 根据权利要求4所述的燃料电池部件，其中所述突出件从所述边界向后切割。6. 根据权利要求4所述的燃料电池部件，其中，在其中一个所述剪切部和所述突出件之间形成至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·G·格贝尔，J·A·洛克，J·P·奥维简，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US