[发明专利]燃料电池结构及在其中使用的分隔板

权利要求书

1.一种分隔板，用于具有基本上圆形或椭圆形主表面(10)的燃料电 池组中，其中流体流动路径(28)由多条通道(20)限定，所述多条通道 (20)在流体供给口(12)和流体排放口(14)之间基本上相互平行地延 伸并适合于导引通过所述流体供给口(12)供给的流体并通过所述流体排 放口(14)排放所述流体，其中相邻通道(20)进行合并，从而从所述流 体供给口(12)向所述流体排放口(14)减少平行通道(20)的数量，因 此减小所述流动路径(28)的横截面积，其中所述通道的宽度在所述流动 路径上变化，从所述流体供给口(12)到所述流体排放口(14)增加，并 且其中所述多条平行通道(20)包括以下各段：

-第一段(A)，起始于流体供给口12，其中所述多条平行通道(20) 沿着主表面(10)的外轮廓(11)以曲线的形式延伸，

-第二段(B)，其中多条平行通道(20)在距所述外轮廓(11)一定 距离处以平行于所述外轮廓(11)的曲线形式延伸，

-C形第三段(C)，

-中央马蹄铁形的第四段(D)，其环绕着所述主表面(10)的中心(26) 延伸，该马蹄铁形的第四段(D)的取向与所述C形第三段(C)的取向 相反，

-第五段(E)，其中所述多条平行通道(20)被导回该主表面(10) 的外轮廓(11)，以及

-尾段(F)，其中所述多条平行通道(20)沿着主表面(10)的外轮 廓(11)以曲线形式延伸，直到到达流体排放口(14)。

2.根据权利要求1的分隔板，其特征在于，通过在第一段(A)和第 二段(B)之间合并相邻通道(20)以及在第五段(E)和尾段(F)之间 再次合并相邻通道(20)，形成所述流动路径(28)的平行通道(20)的 数量被减少。

3.根据权利要求2的分隔板，其特征在于，在第一段(A)和第二段 (B)之间以及在第五段(E)和尾段(F)之间，形成所述流动路径(28) 的平行通道(20)的数量分别被除以2。

4.根据权利要求1的分隔板，其特征在于，相邻通道(20)被脊(22， 24)分隔开，其中分隔开同一段中的相邻通道的所述脊(22)的宽度小于 分隔开不同段中的相邻通道的所述脊(24)的宽度。

5.根据权利要求1的分隔板，其特征在于，对于所述流动路径(28) 的所有通道(20)，压力梯度基本相同。

6.根据权利要求1的分隔板，其特征在于，在所述流动路径(28)中 分隔开两个相邻通道(20)的脊(22)的宽度在所述流动路径上是变化的。

7.一种燃料电池结构，包括氧化剂分隔板、燃料分隔板和夹在其中的 电池单元，所述电池单元包括膜电解质组件，该膜电解质组件具有燃料气 体扩散层、催化剂层、氧化剂气体扩散层和催化剂层，以及膜，其特征在 于，所述分隔板是根据上述权利要求1-6中任一个的分隔板。

8.根据权利要求7所述的燃料电池结构，其特征在于，所述氧化剂分 隔板和所述燃料分隔板具有相同的结构，所述氧化剂分隔板和所述燃料分 隔板的唯一不同是所述通道的深度。

9.根据权利要求7所述的燃料电池结构，其特征在于，至少一个所述 分隔板包括，在与气体流场所在的所述板的主表面相反的所述板的主表面 上的用于冷却剂的流场。

10.根据权利要求1的分隔板，其特征在于，通过在第一段(A)和 所述尾段(F)之间在大于一个的步骤中并且在大于一个的位置处合并一 些通道(20)，构成所述流动路径(28)的所述平行通道(20)的数量被 减少，从而使平均气体流速均衡。

11.根据权利要求10的分隔板，其特征在于，在第一段(A)和所述 尾段(F)之间的减少了通道的位置处，构成所述流动路径(28)的所述 平行通道(20)的数量被除以小于等于2的数。