[發明專利]一種脊背開槽的燃料電池雙極板

在審

• 申請號: 202010125999.8
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111162290A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 夏忠賢;陳士忠;羅鑫;袁偉;張婷
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/026
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司 21218
• 代理人: 鄒琳

一種脊背開槽的燃料電池雙極板，屬于燃料電池領域，包括雙極板（2），所述雙極板（2）上設有氣體進氣口（3）、氣體出氣口（7），所述氣體進氣口（3）、氣體出氣口（7）之間經流道（4）連通，所述流道（4）之間設有脊背（5），所述脊背（5）上開設有脊槽（6）。該燃料電池雙極板流道之間設有脊背，脊背上開設有脊槽，防止因反應氣體分布不均造成的電化學反應不均勻，導致電池局部溫度過高等問題，提高燃料電池使用壽命。

技術領域

本發明屬于燃料電池領域，具體涉及一種脊背開槽的燃料電池雙極板。

背景技術

燃料電池是一種將燃料與氧化劑中的化學能通過電化學反應直接轉化為電能的發電裝置，因其具有能量轉換效率高、無污染、運行噪音低以及可靠性高等優點而被廣泛應用。作為燃料電池的重要組成部分之一，雙極板約占電池總重量的60%-80%，總成本的30%-50%。因此，雙極板的設計對燃料電池的輸出性能和成本具有重要影響。

雙極板在燃料電池中的作用主要體現在兩方面：一方面是為整個電池的電化學反應提供燃料和氧化劑，并排出未反應的氣體和反應產物(主要是水)；另一方面是收集電化學反應產生的電流。而現有燃料電池雙極板常見的問題有，參與反應的氣體在流道中分布不均勻,反應生成的水難以排出造成“水淹”，以及由于氣體在流道中分布的不均造成催化劑利用不充分，電化學反應不均等導致局部高溫降低燃料電池使用壽命等。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種脊背開槽的燃料電池雙極板，該燃料電池雙極板流道之間設有脊背，脊背上開設有脊槽，防止因反應氣體分布不均造成的電化學反應不均勻，導致電池局部溫度過高等問題，提高燃料電池使用壽命。

本發明采用如下技術方案：

一種脊背開槽的燃料電池雙極板，包括雙極板，所述雙極板上設有氣體進氣口、氣體出氣口，所述氣體進氣口、氣體出氣口之間經流道連通，所述流道之間設有脊背，所述脊背上開設有脊槽。

進一步地，所述流道和脊背的拐角處均設計為圓弧形，且圓角半徑為0.2mm。

進一步地，所述流道和脊背的寬度值設置為相同，且其寬度值設置為1mm。

進一步地，所述流道和脊背的深度值設置為相同，且其深度值設置為1mm。

進一步地，所述脊槽與氣體進氣方向的夾角θ取值范圍設置為0°到180°之間。

進一步地，所述脊槽寬度d取值范圍設置為0.1mm-1mm。

進一步地，所述脊槽深度值h取值范圍設置為0.1mm-1mm。

進一步地，所述脊槽的深度值h不大于流道和脊背的深度值。

進一步地，所述脊槽寬度d不大于流道和脊背的寬度值。

進一步地，所述相鄰脊槽之間的間距為a，其中間距a小于脊背長度A。

本發明的優點與有益效果為：

1、本發明的一種脊背開槽的燃料電池雙極板，流道結構簡單合理，在使用時可以保證反應氣體在流道內均勻分布，提高催化劑的使用效率；

2、本發明的一種脊背開槽的燃料電池雙極板，脊背和流道在拐角處均設置為圓弧形，這樣不僅可以減少生成物水在拐角處的累積，還可以避免尖銳的直角造成應力集中壓破多孔介質層；

3、本發明的一種脊背開槽的燃料電池雙極板，脊背開槽可以防止因反應氣體分布不均造成的電化學反應不均勻，導致電池局部溫度過高等問題，提高燃料電池使用壽命；

4、本發明的一種脊背開槽的燃料電池雙極板，脊背開槽可以減少脊背下氣體擴散層中的含水量，提高反應氣體通過氣體擴散層到達催化層的縱向擴散能力，降低濃差極化。