[發明專利]一種燃料電池雙極板結構

在審

• 申請號: 202011282066.6
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112366334A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 陳矛
• 申請（專利權）人: 廣州合之源氫能科技有限公司
• 主分類號: H01M8/0258
• 分類號: H01M8/0258;H01M8/026;H01M8/0204
• 代理公司: 廣州致信偉盛知識產權代理有限公司 44253
• 代理人: 伍嘉陵

本發明公開了一種燃料電池雙極板結構，包括基板，以及分別設置在基板兩面貼合的上面板和下面板，所述上面板和下面板均設置有多條并行通透的供氣體流動的流路溝槽，所述相鄰兩流路溝槽形成的肋部還設置有橫跨流路溝槽的短通道槽，所述短通道槽與流路溝槽相通形成縱橫相通的空腔流路，所述上面板、下面板帶有短通道槽的一側分別貼合在基板的兩面。本發明結構簡單，通過短通道槽可將流路溝槽其中一部分冷凝的水滴迅速散至其他流路溝槽上，防止因冷凝水堵塞雙極板上的流路溝槽，避免了氣體成分發生偏差而影響發電反應。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，具體的是一種燃料電池雙極板結構。

背景技術

燃料電池是一種把燃料所具有的化學能直接轉換成電能的化學裝置，又稱電化學發電器。而雙極板又稱集流板，是燃料電池重要部件之一，是提供氣體流道，防止電池氣室中的氫氣與空氣串通，并在串聯的陰陽兩極之間建立電流通路。

目前的燃料電池系統主要有固體高分子燃料電池（PEFC），PEFC電池堆的主要成分是電解質膜、電極催化劑和雙極板（包括氣體流路）。PEFC中使用的電解質膜具有一部分碳氟化合物聚合物磺化的功能，由于水的共存而引起質子轉移。雙極板起到通過使電解質膜和電極催化劑接觸并分配燃料氣體（陽極）和氣體（陰極）并收集在催化劑上產生的電子的作用。因為雙極板的功能是將電子輸送到外部電路（陽極），并從外部輸送流到催化劑（陰極）上，這就要求雙極板需要有高的電導率以及使燃料（氫氣）和空氣均勻流動的功能。

燃料電池內部隨著發電反應的進行，整個燃料氣體中的氫減少，雙極板的氣體流路下游的流速會降低，水蒸氣的分壓變高，并且一部分水蒸氣冷凝會使的流動路徑變窄或堵塞。由于氣體流速變低了，因此很難吹散氣體流路上凝聚的水滴。在雙極板的氣體流路中，如果水滴使的流路變窄，或者發生堵塞，則流向流路周圍的催化劑層的氣體供給量就會減少，氫氣由于發電反應而進行，燃料電池內部某些地方氫濃度就會比其他地方低，由此發生發電不穩定。因此，可能難以持續發電；另外，由于存積在雙極板氣體流路內的水滴，會引起電解質膜的劣化、電極催化劑的劣化、隔離部件的腐蝕，會導致燃料電池堆壽命會大大縮短。

發明內容

本發明提供一種結構簡單，可減少流道阻塞，避免氣體成分發生偏差的燃料電池雙極板結構。

本發明所述的燃料電池雙極板結構，包括基板，以及分別設置在基板兩面貼合的上面板和下面板，所述上面板和下面板均設置有多條并行通透的供氣體流動的流路溝槽，所述相鄰兩流路溝槽形成的肋部還設置有橫跨流路溝槽的短通道槽，所述短通道槽與流路溝槽相通形成縱橫相通的空腔流路，所述上面板、下面板帶有短通道槽的一側分別貼合在基板的兩面。

所述的燃料電池雙極板結構，在相鄰兩流路溝槽形成的肋部設置有短通道槽，短通道槽縱橫交錯分布在流路溝槽上并與其相同形成中空流路，在發電過程中形成的水在一部分流路溝槽中被冷凝后會迅速通過短道溝槽分散至其他的流路溝槽中，防止因水冷凝堵塞住流路溝槽的其中一段使得氣體無法通過流路溝槽，有利于維持雙極板的氫氣濃度比例，并且兩面板帶有短通道槽的一側分別貼合在基板的兩面可增大流路溝槽的肋部與相鄰面板之間的接觸面積，增大了電極催化劑與雙極板表面接觸面積，有利于燃料電池發電反應。本發明結構簡單，通過短通道槽可將流路溝槽其中一部分冷凝的水滴迅速散至其他流路溝槽上，防止因冷凝水堵塞雙極板上的流路溝槽，避免了氣體成分發生偏差而影響發電反應。

附圖說明

圖1為一種燃料電池雙極板結構示意圖。

圖2為上面板結夠示意圖。

圖3為一種燃料電池雙極板堆疊的結構示圖。

具體實施方式