[發(fā)明專利]一種類荷葉仿生雙極板及其自排水方法和燃料電池在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202210557834.7 | 申請(qǐng)日： | 2022-05-19 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN115360375A | 公開（公告）日： | 2022-11-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 孫宗華;崔龍;何仕豪;郭軒成 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 一汽解放汽車有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M8/0202 | 分類號(hào)： | H01M8/0202;H01M8/026;H01M8/04119 |
| 代理公司： | 北京遠(yuǎn)智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659 | 代理人： | 韓承志 |
| 地址： | 130011 吉林省*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 種類 荷葉 仿生 極板 及其 排水 方法 燃料電池 | ||
1.一種類荷葉仿生雙極板，其特征在于，所述類荷葉仿生雙極板包括雙極板主體、流道脊部、流道、分流流道、合流流道、進(jìn)氣口和出氣口；所述流道上設(shè)置有均勻分布的微流場(chǎng)；所述微流場(chǎng)包括均勻分布的類荷葉乳突結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的類荷葉仿生雙極板，其特征在于，所述微流場(chǎng)的表面等間距分布類荷葉乳突結(jié)構(gòu)；
優(yōu)選地，所述相鄰類荷葉乳突結(jié)構(gòu)之間的間距為20～30μm；
優(yōu)選地，所述類荷葉乳突結(jié)構(gòu)的直徑為10～20μm；
優(yōu)選地，所述類荷葉乳突結(jié)構(gòu)的高度為20～30μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的類荷葉仿生雙極板，其特征在于，所述類荷葉乳突結(jié)構(gòu)頂端分布納米晶柱；
優(yōu)選地，所述納米晶柱的直徑為100～1000nm；
優(yōu)選地，所述納米晶柱呈等間距分布；
優(yōu)選地，所述相鄰納米晶柱之間的間距為200～500nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的類荷葉仿生雙極板，其特征在于，所述分流流道和合流流道為空間上的平行流道，流道的兩端分別連接分流流道和合流流道；
優(yōu)選地，所述分流流道和合流流道的表面分別等間距分布類荷葉乳突結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的類荷葉仿生雙極板，其特征在于，所述微流場(chǎng)還包括呈周期性排列的微流道和微流道脊部，相鄰兩個(gè)微流道脊部之間為微流道；
優(yōu)選地，所述微流場(chǎng)中微流道脊部的數(shù)目為4～8個(gè)；
優(yōu)選地，所述微流道脊部的截面呈波浪形；
優(yōu)選地，所述微流道脊部的寬度為0.05～0.1mm；
優(yōu)選地，所述微流道脊部的高度為0.2～0.5mm；
優(yōu)選地，所述微流場(chǎng)與分流流道和/或微流場(chǎng)與合流流道之間存在傾斜角度；
優(yōu)選地，所述傾斜角度為3～8°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的類荷葉仿生雙極板，其特征在于，所述進(jìn)氣口設(shè)置于分流流道的端點(diǎn)位置；
優(yōu)選地，所述出氣口設(shè)置于合流流道的端點(diǎn)位置；
優(yōu)選地，所述雙極板主體包括平面板；
優(yōu)選地，所述平面板的材料包括石墨、鈦、不銹鋼或復(fù)合板材中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的類荷葉仿生雙極板，其特征在于，所述流道的形狀包括矩形；
優(yōu)選地，所述流道的寬度為0.5～1mm；
優(yōu)選地，所述流道脊部的形狀包括矩形。
優(yōu)選地，所述流道脊部的寬度為0.5～1mm；
優(yōu)選地，所述流道脊部的高度包括0.5～2mm。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述類荷葉仿生雙極板的自排水方法，其特征在于，所述自排水方法包括如下步驟：
(1)反應(yīng)氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入分流流道，分流進(jìn)入流場(chǎng)；
(2)反應(yīng)氣體在流場(chǎng)內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成水；
(3)所述生成水在流場(chǎng)內(nèi)聚集成水滴后，以滑動(dòng)的方式流入合流流道，從出氣口排出，完成所述自排水。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述類荷葉仿生雙極板的自排水方法，其特征在于，步驟(3)所述滑動(dòng)的方式為：所述水滴與所述類荷葉乳突結(jié)構(gòu)的頂端形成固-液薄膜，所述水滴在固-液薄膜上滑動(dòng)流入合流流道。
10.一種燃料電池，其特征在于，所述燃料電池中含有如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的類荷葉仿生雙極板。
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