[實用新型]一種燃料電池氫氣流場板

有效

• 申請號: 201721812267.6
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN207651597U
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 陳杰;李進;袁洪根;劉敏;蔣洋;聶海云
• 申請（專利權）人: 重慶宗申氫能源動力科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/0263;H01M8/0265
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 熊雄

本實用新型公開了一種燃料電池氫氣流場板，包括氫氣流場板本體，所述氫氣流場板本體正面設置有條狀導流槽，所述氫氣流場板本體一端依次設置有氫氣入口總流道、冷卻液出口總流道和空氣入口總流道，在氫氣流場板本體另一端依次設置有空氣出口總流道、冷卻液入口總流道和氫氣出口總流道，所述冷卻液出口總流道、空氣入口總流道與條狀導流槽之間以及空氣出口總流道、冷卻液入口總流道與條狀導流槽之間設置有點陣擴散區，所述點陣擴散區外側設置有氣流封閉回轉區。本實用新型采用它提高了氫氣的分布均勻度，延長了氫氣行走路徑和氫氣在反應區域停留的時間，同時，反應生成的反滲透水更容易排出，還降低了厚度，減小了電堆體積，提升了燃料電池的比功率。

技術領域

本實用新型涉及一種氫空液冷燃料電池，特別是一種燃料電池氫氣流場板。

背景技術

目前，氫空燃料電池是一種將氫氣和空氣中的氧氣在催化劑的作用下發生電化學反應，轉化成電能，生成水的裝置。而雙極板的設計是燃料電池電堆的核心技術之一，雙極板主要功能是支撐、氣體擴散層等組件，導流分配反應氣體，收集電流，傳導熱量，排出反應后的氣體和水。質子交換膜雙極板由氫氣流場板和空氣流場板組合而成，而流場板的設計水平，會影響到氧化劑、還原劑和冷卻劑在燃料電池中的運行，進而影響到反應的均勻性、反應溫度和氣流流動的速率，最終影響到燃料電池的性能和效率。

現有的氫氣流場板流場結構多采用單一的蛇形流道、平行流道等，根據燃料電池工作原理，陰極側產生的水會通過質子交換膜反滲透到陽極，陽極的氫氣流場不只給氫氣導流，還要將反滲透過來的多余的水排出。常規的蛇形流道在拐角處容易積水，形成排氣阻力，導致排水和排氣不暢，最終水會越積越多，造成燃料電池水淹。平行流道可解決這問題，但是氫氣流速很快，平行流道路徑短，氫氣在反應區域停留時間短，在排氣時，不僅帶走流道里多余氫氣，還把質子交換膜中的水分也帶走，導致膜干，性能下降，甚至會燒堆。

實用新型內容

本實用新型的目的就是提供一種能有效提高氫氣分布均勻度且延長氫氣行走路徑的燃料電池氫氣流場板。

本實用新型的目的是通過這樣的技術方案實現的，一種燃料電池氫氣流場板，包括氫氣流場板本體，在所述氫氣流場板本體正面設置有多道平行布置的條狀導流槽，在所述氫氣流場板本體一端從上至下依次設置有氫氣入口總流道、冷卻液出口總流道和空氣入口總流道，在氫氣流場板本體另一端從上至下依次設置有空氣出口總流道、冷卻液入口總流道和氫氣出口總流道，在所述冷卻液出口總流道、空氣入口總流道與條狀導流槽之間以及空氣出口總流道、冷卻液入口總流道與條狀導流槽之間設置有點陣擴散區，在所述點陣擴散區外側設置有氣流封閉回轉區。

其中，為了使得氫氣分布均勻，所述點陣擴散區為與條狀導流槽兩端對應的多個呈矩陣排列的小圓柱。

進一步，為了延長氫氣行走路徑，所述氣流封閉回轉區包括設置在條狀導流槽兩端且位于點陣擴散區外側的回轉壁，在所述氣流封閉回轉區的兩端以及中間軸向設置有隔條，所述隔條將條狀導流槽隔成至少四個經點陣擴散區的回轉回路。

為了提高冷卻效果，在所述氫氣流程板本體背面設置有至少兩個并排設置的冷卻液流道，所述冷卻液流道呈連續S彎曲布置，所述冷卻液流道的兩端分別與冷卻液入口總流道和冷卻液出口總流道連通。

其中，由連續S彎曲布置的冷卻液流道呈直角梯形，所述相鄰冷卻液流道其中一個冷卻液流道的小端與另一個冷卻液流道的大端位于同一側。

為了保證搭橋強度，在所述氫氣流場板背面且位于氫氣入口總流道和氫氣出口總流道的內側均設置有搭橋，在所述搭橋上設置有橋墩式支撐。

由于采用了上述技術方案，本實用新型具有結構設計巧妙、成本低廉、使用可靠的優點，采用它不但能夠提高氫氣的分布均勻度，而且還延長了氫氣的行走路徑，延長了氫氣在反應區域停留的時間，同時，還能使得反應生成的反滲透水更容易排出，并且，還降低了厚度，減小了電堆體積，提升了燃料電池的比功率，

附圖說明