燃料电池用多孔隔板制造技术

本发明专利技术公开一种燃料电池用多孔隔板。该多孔隔板包括流板和平板。流板包括向上倾斜且具有多个第一流孔的第一流面和向下倾斜且具有多个第二流孔的第二流面，该第一流面和第二流面沿流板的纵向重复布置。流板布置在燃料电池的气体扩散层与平板之间，以密封流板，并在其中生成用于氢气或空气的流路。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池用多孔隔板
本专利技术涉及一种燃料电池用多孔隔板。更具体地，本专利技术涉及一种多孔隔板，其具有引起反应气体的湍流的形状，并具有使用性优异的改进结构。
技术介绍
参照示出燃料电池组的传统结构的图6，膜电极组件(MEA)布置在燃料电池组的中间。该MEA包括允许氢质子通过的聚合物电解质膜10，以及阴极12和阳极14，该阴极12和阳极14为涂布在电解质膜两侧的催化剂层，使得氢气和氧气相互反应。同时，气体扩散层(GDL)16堆叠在电极膜即阴极12和阳极14的外侧，并且其中形成有流场的隔板20布置在气体扩散层16的外侧，以提供燃料并排出由反应产生的水，同时允许垫片(gasket)18置于隔板20之间。端板30布置在燃料电池组的最外侧，以支撑并固定上述部件。在燃料电池组的阳极14内，进行氢气的氧化反应以产生质子和电子，该质子和电子分别通过聚合物电解质膜10和隔板20移动到阴极12。来自阳极14的质子、电子以及空气中的氧气在阴极12中发生电化学反应产生水，并且同时由电子的流动产生电能。通常，隔板20可具有如下结构，其中重复布置平台(land)(由气体扩散层和起到流体流路作用的通道(流场)紧密支撑)。具体地，由于典型的隔板具有平台和通道(流场)重复地弯曲的结构，在面向气体扩散层的一侧的通道用作反应气体例如氢气和空气流动的空间，并且在相对侧的通道用作冷却水流动的空间。因此，一个单元电池可包括两个隔板，一个隔板具有用于氢气/冷却水的通道，并且另一个隔板具有用于氧气/冷却水的通道。例如，韩国专利申请公开第10-2011-0091520号(2011年9月9日)教导了一种多孔隔板，其中反应气体形成湍流，并且比典型的隔板更容易扩散到气体扩散层中。下文中，将参照图5和图6对其进行详细说明。在上述专利申请中，使用蚀刻工艺在金属板上形成多个流孔，然后使用模具进行压制工艺，该模具具有浮雕形状，其中重复形成凸部和凹部。如图5所示，通过该工艺制备的多孔隔板20具有布置成之字形并且穿透多孔隔板20的多个流孔23。同时，紧密附着至平板24的凸部21和紧密附着至气体扩散层16的凹部22b形成为之字形。在这种情况下，平板24起到用于氢气或氧气通道的密封隔板的作用，并且一个电池中包括的平板24与另一电池中包括的平板24之间的空间变为由垫片等密封的冷却水通道。因此，反应气体可以沿凸部和凹部在垂直和水平方向上流动，同时通过多孔隔板的流孔，对反应气体引起湍流。通过向气体扩散层输送湍流中的反应气体，结果反应气体的扩散得以增加，从而提高了燃料电池的性能。然而，由于在该上述多孔隔板中，不仅流孔，而且凸部和凹部都形成为之字形，多孔隔板的整体形状和结构非常复杂，导致制造压制模具更加困难且制造成本更高。因此，大大需要提供相似结果的更加简单的设计。上述在该
技术介绍
部分公开的信息仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此其可能含有不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术提供燃料电池用多孔隔板，该隔板对反应气体引起湍流，因形状简单而易于制造，并可减少反应气体的流阻。一方面，本专利技术提供一种燃料电池用多孔隔板，包括：流板，其可具有向上倾斜且具有多个流孔的第一流面和向下倾斜且具有多个流孔的第二流面，并且紧密附着至燃料电池的气体扩散层的外表面，该第一流面和第二流面沿流板的纵向重复布置。多孔隔板还可包括与流板的外表面连接的平板，以密封起到氢气或空气通道作用的流板。在示例性实施方式中，当组成燃料电池的多个电池堆叠在彼此之上时，各个电池的平板之间的间隙可起到冷却水通道的作用。同时，形成在流板的第一流面中的流孔以及形成在流板的第二流面中的流孔布置成之字形。在一些示例性实施方式中，第一流面和第二流面可互相连接以形成波形部分。本专利技术的其它方面和示例性实施方式在下面进行说明。附图说明现在将参考附图图示的本专利技术的某些示例性实施方式来详细地描述本专利技术的上述和其它特征，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本专利技术的限制，其中：图1为示出根据本专利技术的示例性实施方式的燃料电池用多孔隔板的透视图；图2为示出根据本专利技术的示例性实施方式的燃料电池用多孔隔板的俯视图；图3为示出根据本专利技术的示例性实施方式的燃料电池用多孔隔板的倾视图；图4为示出根据本专利技术的示例性实施方式的装配成燃料电池组的燃料电池用多孔隔板的透视图；图5为示出相关的燃料电池用多孔隔板的示意图；并且图6为示出燃料电池组的传统结构的示意图。附图中提到的附图标记包括对如下进一步说明的下列元件的参考，：10：电解质膜12：阴极14：阳极16：气体扩散层18：垫片20：隔板21：凸部22：凹部23：流孔24：平板30：端板40：流板41：第一流面42：第二流面43：流孔50：平板52：冷却介质通道应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其说明了本专利技术基本原理的各种优选特征的一定程度上简化的代表。本文公开的本专利技术的具体设计特征，包括，例如，具体大小、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。在附图中，附图标记在几张图中通篇指代本专利技术的相同或等同部件。具体实施方式下面将详细地参照本专利技术的各个实施方式，其实施例图示在所附附图中，并在下文加以描述。尽管将结合示例性实施方式描述本专利技术，但应当理解，本说明书无意于将本专利技术局限于这些示例性实施方式。相反，本专利技术不仅要涵盖这些示例性实施方式，还要涵盖由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其它实施方式。应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。下面讨论本专利技术的上述和其它特征。在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的示例性实施方式。图1为示出根据本专利技术的示例性实施方式的燃料电池用多孔隔板的透视图。图2为示出根据本专利技术的示例性实施方式的燃料电池用多孔隔板的俯视图。图3为示出根据本专利技术的示例性实施方式的燃料电池用多孔隔板沿线A-A和B-B的侧视图。如图1至3所示，根据本专利技术的实施方式的多孔隔板可包括流板40，其中以抛物线方式向上倾斜的第一流面41和向下倾斜第二流面42沿纵向(气流方向)重复布置。更具体地，向上倾斜的第一流面向上升直至与第二流面交会，从而形成由多个抛物线形构成的连续正弦曲线形状。更具体地，流板40可制备成具有如下结构，其中向上倾斜的第一流面41和向下倾斜的第二流面42沿流板40的纵向重复布置，该向上倾斜的第一流面41具有穿透第一流面41的多个流孔43，并且该向下倾斜的第二流面42具有穿透第二流面42的多个流孔43。可经由通过化学刻蚀或机械冲压使多个流孔穿透金属平板的工艺，和在压制模具中压制具有流孔的金属板的工艺来制造流板40。在压制工艺后，流板40可具有如下结构，其中向上倾斜的第一流面41和向下倾斜的第二流面42重复布置以形成波形结构。因此，流板必须由能够模压成型的材料制成，例如铝，或其它任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池用多孔隔板，包括：流板，所述流板包括向上倾斜且具有多个第一流孔的的第一流面和向下倾斜且具有多个第二流孔的第二流面，并且紧密附着至燃料电池的气体扩散层的外表面，所述第一流面和所述第二流面沿所述流板的纵向重复布置；以及平板，所述平板与所述流板的外表面连接，以密封起到氢气或空气通道作用的所述流板。

【技术特征摘要】
2011.12.13 KR 10-2011-01334611.一种燃料电池用多孔隔板，包括：流板，所述流板包括向上倾斜且具有多个第一流孔的第一流面和向下倾斜且具有多个第二流孔的第二流面，并且紧密附着至燃料电池的气体扩散层的外表面，所述第一流面和所述第二流面沿所述流板的纵向重复布置；以及平板，所述平板与所述流板的外表面连接，以密封起到氢气或空气通道作用的所述流板，其中形成在所述流板的第一流面中的所述多个第一流孔和形成在所述流板的第二流面中的所述多个第二流孔沿纵向方向布置成之字形，使得空气或氢气流过第一流面第一流孔，然后流过第二流面的流孔，同时分成左流和右流，从而产生水平方向的流动，并且，所述第一流面向上升直至与第二流面交会，以形成由多个抛物线形组成的连续正弦曲线形状，使得当从燃料电池组的阴极向阳极供应空气或氢气时，空气或氢气沿流板的第一流面向上流动，然后沿第二流面向下流动，从而产生垂直方向的流动。2.如权利要求1所述的多孔隔板，其中当组成所述燃料电池的多个电池堆叠在彼此之上时，各个电池的所述平板之间的间隙起到冷却介质通道的作用。3.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑熙锡，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：