[發明專利]一種燃料電池的流場流道結構、雙極板和燃料電池

在審

• 申請號: 202110652235.9
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113394425A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 李駿;周飛鯤;劉玉新;梁鵬
• 申請（專利權）人: 佛山仙湖實驗室
• 主分類號: H01M8/026
• 分類號: H01M8/026;H01M8/0265
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 葉潔勇

本發明公開了一種燃料電池的流場流道結構、雙極板和燃料電池，流場流道結構包括：第一流道壁和第二流道壁，所述第一流道壁和第二流道壁構成流場流道；所述第一流道壁和第二流道壁以流場流道的中心線對稱設置，所述第一流道壁呈起伏狀；設流場流道的流道起點為原點建立直角坐標系，其中，往流場流道的流道延伸方向為橫坐標方向，往第一流道壁方向為縱坐標方向，設流場流道的長為x，第一流道壁相對于流場流道的中心線的起伏幅度為y，x與y滿足正弦變化關系，即y=Asin（x）+C，A和C為常數。雙極板包括上述的流場流道結構。同時燃料電池具有上述的雙極板。本發明主要用于燃料電池技術領域。

技術領域

本發明涉及氫燃料電池技術領域，特別涉及一種燃料電池的流場流道結構、雙極板和燃料電池。

背景技術

氫燃料電池由于具有熱效率高且無污染排放的特點，被廣泛的應用于各種動力領域。燃料電池雙極板的設計直接關系到燃料電池的性能。目前燃料電池雙極板的設計主要考慮提高燃料電池的供氣能力、單體一致性以及提高排水性。目前燃料電池雙極板提高排水性的方式主要有兩種，一是給燃料電池雙極板表面進行疏水涂層的處理；二是設計具有疏水特性的流道。

但是，現有的雙極板，水在流道中排除速度較慢，水容易在流道中積累。

發明內容

本發明的目的是提供一種燃料電池的流場流道結構、雙極板和燃料電池，以解決現有技術中所存在的一個或多個技術問題，至少提供一種有益的選擇或創造條件。

本發明解決其技術問題的解決方案是：提供一種燃料電池的流場流道結構，包括：第一流道壁和第二流道壁，所述第一流道壁和第二流道壁構成流場流道；

所述第一流道壁和第二流道壁以流場流道的中心線對稱設置，所述第一流道壁呈起伏狀；

設流場流道的流道起點為原點建立直角坐標系，其中，往流場流道的流道延伸方向為橫坐標方向，往第一流道壁方向為縱坐標方向，設流場流道的長為x，第一流道壁相對于流場流道的中心線的起伏幅度為y，x與y滿足正弦變化關系，即y=Asin（x）+C，A和C為常數。

進一步，所述流場流道的最窄處的尺寸為0.1mm至1.1mm。

進一步，所述流場流道的最窄處的尺寸為0.6mm。

另一方面，提供一種燃料電池的雙極板，包括燃料氣進口、燃料氣出口和燃料氣流場，所述燃料氣進口通過燃料氣流場與燃料氣出口連接；所述燃料氣流場的具有權利要求1至3任一項所述的流場流道結構。

進一步，本雙極板還包括氧化劑進口、氧化劑出口和氧化劑流場；所述氧化劑進口通過氧化劑流場與氧化劑出口連接；所述氧化劑流場具有上述技術方案所述的流場流道結構。

進一步，本雙極板還包括冷卻劑進口、冷卻劑出口和冷卻劑流場，所述冷卻劑進口通過冷卻劑流場與冷卻劑出口連接；所述冷卻劑流場具有上述技術方案所述的流場流道結構。

進一步，雙極板的材質包括：金屬材質、石墨材質或者復合材質。

另一方面，提供一種燃料電池，所述燃料電池包括上述技術方案所述的雙極板。

本發明的有益效果是：一方面，本發明通過流場流道結構，能夠起到提高燃料氣體或者空氣流動的均勻性，并提高排水效率防止電堆水淹的作用，從而提高電堆性能和高功率時穩定性的作用。另一方面，提供具有流場流道結構的雙極板和具有雙極板的燃料電池。該雙極板和燃料電池均具有流場流道結構的有益效果，這里就不重復描述了。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他設計方案和附圖。

圖1是燃料電池的流場流道結構的結構示意圖；