[实用新型]一种波纹流场板

说明书

本实用新型公开了一种波纹流场板，用于主动式直接甲醇燃料电池的阳极流场板，所述波纹流场板设置有流道，所述的流道内设置有规律分布的扰流结构。所述扰流结构为规律分布的波纹结构，形成波纹流道。所述波纹结构的特征呈正弦函数Asin(Wx)，其中A为幅值，W为角频率，所述波纹结构的波峰波谷形成扰流结构。本实用新型的波纹流场板中的扰流结构使得流道的璧面速度梯度增加，因此，璧面的剪切速率增加，加速了阳极侧的生成物——二氧化碳气体的排放，缓解了阳极侧因二氧化碳气体堵塞所导致燃料供给不足，电池性能下降的情况。与此同时，波纹流场板中的扰流结构更有利于传质过程的进行，从而提高电池的输出性能。

技术领域

本实用新型涉及直接甲醇燃料电池技术领域，具体涉及一种用于主动式直接甲醇燃料电池的波纹流场板。

背景技术

燃料电池产生的电能直接由原料本身的化学能直接转化而来，并且具有较高的能量密度、较低的环境污染性，再加上原料的丰富性等优势，受到了越来越多的关注。其中，相比属于质子交换膜燃料电池的氢燃料电池的氢原料制取成本高、储运危险以及使用条件苛刻等诸多因素，属于同类的直接甲醇燃料电池以甲醇为阳极原料，因其工作温度低（一般在室温工作）、理论比能量高、携带方便和使用安全等特点有着良好的应用前景，被业界认为是最有希望率先实现市场化的一类燃料电池。

对于阳极产物二氧化碳堵塞和阴极产物水堵塞，均属于产物管理问题，产物生成后，通过多孔气体扩散层进入到流场中，合适的多孔气体扩散层和流场结构将有助于产物及时有效脱离和排出，否则将会影响反应物的分布，甚至完全阻隔，无法为电化学反应提供基本的燃料供给，导致电池性能降低，甚至停止工作。因此，从这方面来讲，两极的产物管理问题是直接甲醇燃料电池中一个亟待解决的部分，不容忽视。

目前，大部分的研究者在解决产物管理问题时的研究主体是集电板的结构，但大部分的探究是集中于被动式的直接甲醇燃料电池中，而对主动式的直接甲醇燃料电池的探究却较少，但后者的功率密度更高，更具有应用价值，因此其产物管理更应得到重视。

与此同时，传统的流场板更多是改变流道的整体分布，对流场板中的单条流道的结构关注较少，因此，在本实用新型当中，在单条流道中加入扰流结构，并由此发展为结构特征呈正弦函数的波纹流道。波纹流场板中的扰流结构使得流道的璧面速度梯度增加，因此，璧面的剪切速率增加，加速了阳极侧的生成物——二氧化碳气体的排放，缓解了阳极侧因二氧化碳气体堵塞所导致燃料供给不足，电池性能下降的情况。与此同时，波纹流场板中的扰流结构更有利于传质过程的进行，从而提高电池的输出性能。

实用新型内容

为了有效缓解主动式直接甲醇燃料电池阳极侧气体堵塞现象，增强传质过程，从而提高电池的输出性能。本实用新型公开了一种波纹流场板。所述波纹流场板用于主动式直接甲醇燃料电池，该主动式直接甲醇燃料电池包括左侧端板、PVC硅胶垫、阴极流场板、PTFE垫、膜电极组件、PTFE垫、阳极流场板、PVC硅胶垫、右侧端板、螺栓组。所述波纹流场板用于该主动式直接甲醇燃料电池的阳极侧。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种波纹流场板，用于主动式直接甲醇燃料电池的阳极流场板，所述波纹流场板设置有流道，所述的流道内设置有规律分布的扰流结构。

进一步地，所述扰流结构为规律分布的波纹结构，形成波纹流道。

进一步地，所述波纹结构的特征呈正弦函数Asin(Wx)，其中A为幅值，W为角频率，所述波纹结构的波峰波谷形成扰流结构。

进一步地，所述的幅值A取值范围为0.05~0.2，所述角频率W取值范围为1~5。