[发明专利]燃料电池反应堆中双极板气体流道的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池反应堆中双极板气体流道的加工方法。

背景技术

燃料电池反应堆中双极板是将质子交换膜燃料电池串联起来组装成一个整体电池堆的关键部件，其一侧与一个单电池的阳极侧接触、另一侧与毗邻的单电池的阴极侧接触。双极板作为燃料电池的关键组件之一，其质量占到整个燃料电池的60%～80%，而其成本则占到总成本的40%～60%。双极板既要承担各个单电池间的导通作用，还要将氧化剂和还原剂分隔，同时双极板面上还需合适的流道场以均匀分散反应气体并且进行气体密封，双极板的流道场提供气体通道，需具有合适的流道场结构，能使反应气体在气室内均匀分布和流动，并带出电池中生成的水气，因此双极板的流道场是燃料电池反应堆的关键。

如图1所示，目前大多燃料电池反应堆中碳板双极板流道场采用在碳板1侧面进行双面雕刻，形成极复杂的流道场11以供不同的气体流动，碳板1的雕刻面设置经疏水处理的碳纸2作为扩散层使用，质子交换膜3位于两个扩散层之间。该方式加工的双极板流道场工艺相当复杂，加工成本昂贵，几乎达到燃料电池总价的50%左右，并且加工效率和成品率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种燃料电池反应堆中双极板气体流道的加工方法，本加工方法克服了传统双极板流道场制作的缺陷，其加工制作方便，有效降低加工成本，提高了加工效率及成品率，保证了双极板质量。

为解决上述技术问题，本发明燃料电池反应堆中双极板气体流道的加工方法，在钛板或柔性石墨板的双极板基板相邻侧面敷设碳布，碳布的相邻侧面涂覆碳粉构成扩散层，扩散层与双极板基板之间的碳布构成双极板气体流道场，质子交换膜设于相邻的扩散层之间。

进一步，所述碳布的厚度为1～2mm。

进一步，所述扩散层厚度为0.1～0.2mm。

进一步，所述碳粉中添加1wt%的NAFION树脂并且充分混合。

由于本发明燃料电池反应堆中双极板气体流道的加工方法采用了上述技术方案，即本方法在钛板或柔性石墨板的双极板基板相邻侧面敷设碳布，碳布的相邻侧面涂覆碳粉构成扩散层，扩散层与双极板基板之间的碳布构成双极板气体流道场，质子交换膜设于相邻的扩散层之间。本加工方法克服了传统双极板流道场制作的缺陷，其加工制作方便，有效降低加工成本，提高了加工效率及成品率，保证了双极板质量。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为传统燃料电池反应堆中碳板双极板流道场结构示意图；

图2为采用本加工方法得到的双极板气体流道场结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明燃料电池反应堆中双极板气体流道的加工方法，在钛板或柔性石墨板的双极板基板4相邻侧面敷设碳布5，碳布5的相邻侧面涂覆碳粉构成扩散层6，扩散层6与双极板基板4之间的碳布构成双极板气体流道场51，质子交换膜3设于相邻的扩散层6之间。

进一步，所述碳布5的厚度为1～2mm。

进一步，所述扩散层6厚度为0.1～0.2mm。

进一步，所述碳粉中添加1wt%的NAFION树脂并且充分混合。

本加工方法改变传统碳板双极板中气体流道场的加工工艺，采用钛板或柔性石墨板作为双极板基板，在基板的相邻侧面敷设碳布，碳布的外侧面涂覆碳粉构成扩散层，除扩散层外的碳布构成双极板中的气体流道场，该气体流道场同样达到输送气体、电子及热量的作用。本加工方法简单、便于实施、成品率高，且成本仅占传统工艺的1%，极大降低了燃料电池反应堆的制作成本。