[發明專利]一種甲醇燃料電池用可調節溫度的雙極板組件

有效

• 申請號: 201910210008.3
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN109818006B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 王慧
• 申請（專利權）人: 蘇州鈞峰新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0267
• 分類號: H01M8/0267;H01M8/04007;H01M8/04029;H01M8/0432;H01M8/04701
• 代理公司: 北京和聯順知識產權代理有限公司 11621
• 代理人: 段紅玉

本發明提供一種甲醇燃料電池用可調節溫度的雙極板組件，涉及甲醇燃料電池技術領域，包括雙極板本體和熱調節組件，所述雙極板本體內部設有通道，橫向的通道的兩端通過開口與外部連通且開口處設有內螺紋，連接件包括連接桿，所述連接桿的一端設有與所述內螺紋相配合的外螺紋，另一端與導熱片固定連接，所述導熱片在遠離連接桿的一側設有緊固片，所述緊固片上下設置且其上開設有螺紋孔，螺紋孔內設有與之相配合的螺栓，所述熱調節組件包括兩個橫管、兩個豎管和四個連接管，本發明可以有效控制甲醇燃料電池中雙極板的溫度，不僅僅可以保證電堆的正常高效工作，還可以提升工作效率，產生更多電能。

技術領域

本發明涉及甲醇燃料電池技術領域，具體涉及一種甲醇燃料電池用可調節溫度的雙極板組件。

背景技術

直接甲醇燃料電池屬于質子交換膜燃料電池(PEMFC)中之一類，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇為燃料供給來源，而不需通過甲醇、汽油及天然氣的重整制氫以供發電。相較于質子交換膜燃料電池(PEMFC)，直接甲醇燃料電池(DMFC)具備低溫快速啟動、燃料潔凈環保以及電池結構簡單等特性。這使得直接甲醇燃料電池(DMFC)可能成為未來便攜式電子產品應用的主流。

它直接使用甲醇而勿需預先重整，甲醇在陽極轉換成二氧化碳，質子和電子，如同標準的質子交換膜燃料電池一樣，質子透過質子交換膜在陰極與氧反應，電子通過外電路到達陰極，并做功。

堿性條件：2CH₄O+3O₂+4OH^-＝2CO₃^2-+6H₂O

正極：O²+4e^-+2H₂O→4OH^-

負極：CH₄O-6e^-+8OH^-→CO3^2-+6H₂O

酸性條件：2CH₄O+3O₂→2CO₂+4H₂O

正極：O₂+4e^-+4H⁺→2H₂O

負極：CH₄O-6e^-+H₂O→6H⁺+CO₂

在直接甲醇燃料電池的工作過程中，一定濃度的甲醇溶液從電池的陽極流場結構中通過，在液體的流動過程中，甲醇溶液經過陽極擴散層，至陽極催化層處被氧化。透過質子交換膜，作為反應產物的質子得以遷移到陰極一側，電子則通過外電路由陽極向陰極傳遞，并在此過程中對外做功。同時，在陽極MEA中電解質的作用下，CO₂氣體以氣泡的形式在陽極流場內隨甲醇溶液排出。在電池的陰極一側，陰極集流板流場結構均勻分配后的空氣或氧氣擴散進入陰極催化層，被來自陽極的質子電化學還原，生成的水蒸氣或液態形式的水與反應尾氣一起離開電池的陰極流場，這種電池的期望工作溫度為120℃以下一般在70-80℃，比標準的質子交換膜燃料電池略高，目前的甲醇燃料電池甲醇和空氣進入后短時間內溫度較低，造成電池效率不高，而且若溫度太低，反應生成的水也會凝結，堵塞氣體通道，電堆的性能就變差，但是如果溫度太高，膜電極缺水，質子交換膜將無法正常工作甚至損壞，所以一般在工作時，需要對電堆進行溫度調節，以保證電堆的正常高效工作。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了一種甲醇燃料電池用可調節溫度的雙極板組件。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：