[實用新型]一種甲醇燃料電池及其使用的雙面十字交錯多孔流場板

有效

• 申請號: 201922365586.2
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN212542496U
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 袁偉;潘保有;莊梓譯;彭子銘;邱志強;黃詩敏;王淳;袁宇航;胡亞軍;湯勇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;佛山市迪賽納科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0247
• 分類號: H01M8/0247;H01M8/0258;H01M8/1011
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本實用新型公開了甲醇燃料電池及其使用的雙面十字交錯多孔流場板，所述雙面十字交錯多孔流場板上設置有若干的孔，所述雙面十字交錯多孔流場板正面有若干平行的凹槽，反面有若干與正面凹槽垂直的凹槽，所述雙面十字交錯多孔流場板用過硫酸銨溶液浸泡。所述雙面十字交錯多孔流場板的制備方法，包括步驟：(1)基板的清洗；(2)基板的一次犁切成形；(3)翻轉基板的二次犁切成形；(4)雙面十字交錯多孔流場板的親水性處理。本實用新型的雙面十字交錯多孔流場板的兩面柵狀溝槽及相應的孔洞結構有利于陽極側CO₂的生成和排除，可有效解決CO₂聚集阻塞甲醇供給的問題，防止出現親水表層脫落的現象，促進電池綜合性能提升。

技術領域

本實用新型涉及被動式直接甲醇燃料電池技術領域，特別涉及一種甲醇燃料電池及其使用的雙面十字交錯多孔流場板。

背景技術

人類及社會的發展離不開能源，目前基于化石燃料的能源利用方式不僅轉化效率低(熱機一般為30％～40％)，浪費資源，還會不可避免的產生大量有害氣體，嚴重污染環境。而且隨著一些高速發展的新興領域(如民用無人機、代步平衡車等)、日新月異的熱點產業(如移動通訊、移動辦公等消費電子產品)甚至要求極高的軍事領域(如偵測傳感器、無線電裝置不間斷電源等)，傳統的化學電池，如鋰離子電池、鎘鎳電池已經在結構、環境保護、連續使用壽命等方面越來越不能滿足要求。特別是現有產品在電源的能量(容量)和續航能力方面遭遇前所未有的瓶頸。在這樣的大背景下，燃料電池技術再次成為國內外的研究熱點。直接甲醇燃料電池(簡稱DMFC)因為原料豐富，工作溫度低，理論比能量高，快速加燃料，燃料便于儲存，環境友好和使用安全等特點有著良好的應用前景。

然而，在被動式直接甲醇燃料電池中，一直存在由甲醇穿透引起的陽極側“中毒”、由水穿透引起的陰極“水淹”以及蒸汽式電池中的“陽極缺水”等基礎科學問題(李苗苗.μDMFC陽極流場氣液輸運及流場結構微細加工研究[D].大連理工大學,2012.)。其中不同結構的流場板能改善以上的問題，進而提升電池的輸出性能。但是，現有的一些流場板如柵狀流場板由于開孔面積過大，不利于CO₂氣泡長大和排出(王奧宇.直接甲醇燃料電池異形流場對產物管理的可視化研究[D].華南理工大學,2018.)；孔狀流場板不能對陽極CO₂氣泡進行有效的疏導，阻礙了催化反應的高效進行(周波.超疏水多孔流場板的制造及在被動式直接甲醇燃料電池中的作用機理[D].華南理工大學,2016.)。

實用新型內容

針對現有技術存在的缺點和不足，本實用新型公開了用于甲醇燃料電池的雙面十字交錯多孔流場板及制備方法，基體經過兩次交錯角為90°的雙面(正反面)犁切工藝成形制得，隨后結合過硫酸銨溶液處理，增加親水性，有利于產物水的吸收。而且該方法制作過程簡單、高效、成本低廉、有利于其在被動式液態和氣態直接甲醇燃料電池中的應用。

一種雙面十字交錯多孔流場板，所述雙面十字交錯多孔流場板上設置有若干的孔，所述雙面十字交錯多孔流場板正面有若干平行的凹槽，反面有若干與正面凹槽垂直的凹槽，所述雙面十字交錯多孔流場板用過硫酸銨溶液浸泡。

進一步地，所述雙面十字交錯多孔流場板的孔隙率為30％～50％。

進一步地，所述雙面十字交錯多孔流場板的厚度為1～3mm。

進一步地，所述雙面十字交錯多孔流場板的材料為銅板、石墨板、鋁板或者不銹鋼板。

進一步地，所述雙面十字交錯多孔流場板經過兩次交錯角為90°的雙面犁切工藝成形制得。

所述雙面十字交錯多孔流場板的制備方法，包括如下步驟：

(1)基板的清洗：將基板置于丙酮中，超聲浸泡2～5min，之后使用去離子水清洗干凈，使用鼓風干燥箱烘干；