[實用新型]一種流道入口封閉式雙極板結構

有效

• 申請號: 201720013408.1
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN206401437U
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 孫志偉;徐書根;王沖;王勝昆;韋洋
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及質子交換膜燃料電池領域，具體涉及一種流道入口封閉式雙極板結構。

背景技術

質子交換膜燃料電池(PEMFC)以其高效率、高比能量、低污染被認為是一種具有潛力的清潔能源。雙極板是PEMFC的重要部件，起到機械支撐、分布反應物、收集電流等重要作用，雙極板結構設計的好壞直接決定燃料電池性能。根據PEMFC工作原理，氧化劑和還原劑應當在雙極板流道內均勻分布，以保證雙極板各處電流密度均勻。此外，流道入口處反應物集聚易導致反應物泄漏，影響燃料電池安全性能。

就目前而言，針對上述反應物均勻分布和流道入口反應物泄漏問題，有必要提出進一步解決方案。

實用新型內容

本實用新型的目的是，為解決現有技術缺陷，有效提高反應物的均勻分布程度，并降低流道入口處反應物泄漏的風險，提供一種流道入口封閉式的雙極板結構。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種流道入口封閉式雙極板結構，包括氧化劑入口、氧化劑流場、氧化劑流道、還原劑流道、還原劑入口、密封圈、雙極板、氧化劑出口、還原劑流場、搭橋式還原劑流道、還原劑出口，氧化劑入口、氧化劑流道、還原劑流道、還原劑入口、氧化劑出口、還原劑流場、搭橋式還原劑流道、還原劑出口均加工于雙極板上，密封圈位于雙極板和氧化劑流場、還原劑流場之間，用于隔離氧化劑和還原劑，氧化劑流道和還原劑流道分別位于雙極板正面和背面，其特征在于：所述的氧化劑流場和還原劑流場位于雙極板背面且為封閉結構，所述還原劑流場包含于氧化劑流場中，所述還原劑流道通過搭橋式還原劑流道與還原劑流場相連通。

優選的是，所述的一種流道入口封閉式雙極板結構，其特征在于：所述的氧化劑流場和還原劑流場位于雙極板背面且為封閉結構，通過焊接工藝與雙極板連接為一體。

優選的是，所述的一種流道入口封閉式雙極板結構，其特征在于：所述還原劑流場包含于氧化劑流場中，且密封圈將還原劑流場和氧化劑流場隔開。

優選的是，所述的一種流道入口封閉式雙極板結構，其特征在于：所述還原劑流道通過搭橋式還原劑流道與還原劑流場相連通，所述氧化劑流道與氧化劑流場連通。

本實用新型的優點在于：

(1)氧化劑流場和還原劑流場的設計可使得反應物均勻流入各流道，保證雙極板各處反應的均勻性，進而保證雙極板各處電流密度均勻。

(2)搭橋式還原劑流道使反應物流場結構緊湊，減小空間浪費，提高空間利用率。

(3)封閉式流道入口結構可有效降低反應物的泄漏風險，提高燃料電池的安全性能。

附圖說明

圖1是流道入口封閉式雙極板結構的示意圖，其特征在于具有封閉結構的氧化劑流場和還原劑流場；

圖2是圖1中雙極板的背面結構示意圖；

圖3是圖1中流道結構橫截面示意圖；

圖4是圖1中還原劑入口處截面示意圖；

圖5是圖2氧化劑流場局部放大圖；

其中，1-氧化劑入口、2-氧化劑流場、3-氧化劑流道、4-還原劑流道、5-還原劑入口、6-密封圈、7-雙極板、8-氧化劑出口、9-還原劑流場、10-搭橋式還原劑流道、11-還原劑出口。

具體實施方式

結合本實用新型實施案例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案做進一步的詳細說明。

如圖1所示，一種流道入口封閉式雙極板結構，包括氧化劑入口(1)、氧化劑流場(2)、氧化劑流道(3)、還原劑流道(4)、還原劑入口(5)、密封圈(6)、雙極板(7)、氧化劑出口(8)、還原劑流場(9)、搭橋式還原劑流道(10)、還原劑出口(11)，氧化劑入口(1)、氧化劑流道(2)、還原劑流道(4)、還原劑入口(1)、氧化劑出口(8)、還原劑流場(9)、搭橋式還原劑流道(10)、還原劑出口(11)均加工于雙極板上，密封圈(6)位于雙極板(7)和氧化劑流場(2)、還原劑流場(9)之間，用于隔離氧化劑和還原劑，氧化劑流道(3)和還原劑流道(4)分別位于雙極板正面和背面，氧化劑流場(2)和還原劑流場(9)位于雙極板背面且為封閉結構，還原劑流場(9)包含于氧化劑流場(2)中，還原劑流道(4)通過搭橋式還原劑流道(10)與還原劑流場(9)相連通。

氧化性氣體從氧化劑入口(1)進入氧化劑流場(2)，由此均勻流入各氧化劑流道(3)；同時，還原性氣體由還原劑入口(6)進入還原劑流場(9)，通過各搭橋式還原劑流道(10)流入各還原劑流道(4)。最終，氧化性氣體由氧化劑出口(8)流出，還原性氣體由還原劑出口(11)流出。整個過程均勻平穩，氧化劑與還原劑逆向流動，化學反應充分進行。