[发明专利]用于改善质子交换膜燃料电池的效率的双极板

权利要求书

1.一种用于具有质子交换膜的燃料电池的双极板(5)，包括：

-氧化剂入口歧管(592)和氧化剂出口歧管；

-活性区域(54)的氧化剂流动通道(541)；

-入口均质化区域(52)，其包括流动通道并且将所述氧化剂流动通道(541)连接到氧化剂入口歧管(592)；

-排出均质化区域(55)，其将所述氧化剂流动通道(541)连接到氧化剂出口歧管；

其特征在于，对于排出均质化区域(55)中1000至2000的氧化剂流动的雷诺数：

-通过所述排出均质化区域(55)的线性压力损失占活性区域(54)和氧化剂出口歧管之间的压力损失dP2的80％以上；

-dP2/dP1的值至少等于2，其中dP1为氧化剂入口歧管(592)和活性区域(54)之间的压力损失。

2.根据权利要求1所述的双极板(5)，其中，所述入口均质化区域(52)中的平均通道段是所述排出均质化区域(55)的平均通道段的至少两倍。

3.根据权利要求1或2所述的双极板(5)，其中，所述排出均质化区域(55)包括流动通道，所述入口均质化区域(52)中的流动通道的深度是排出均质化区域(55)中的流动通道(551)的深度的至少两倍。

4.根据权利要求3所述的双极板(5)，其中，所述入口均质化区域(52)的流动通道(521)的深度严格大于活性区域(54)的氧化剂流动通道(541)的深度。

5.根据权利要求2所述的双极板，包括：

-燃料入口歧管和燃料排放歧管；

-所述活性区域的燃料流动通道；

-燃料入口均质化区域，其将所述燃料流动通道连接到燃料入口歧管；

-燃料排放均质化区域，其将所述燃料流动通道连接至燃料排放歧管；

-所述燃料入口均质化区域的一部分，其与所述氧化剂排出均质化区域叠置；

-所述燃料排放均质化区域的一部分，其与所述氧化剂入口均质化区域叠置，所述燃料排放均质化区域的高度和氧化剂入口均质化区域的高度之和等于所述氧化剂排出均质化区域的高度与燃料入口均质化区域的高度之和。

6.根据权利要求2所述的双极板，包括：

-冷却液入口歧管和冷却液排放歧管；

-所述活性区域的冷却液流动通道(543)；

-所述冷却液入口歧管和所述冷却液流动通道(543)之间的连接区域；

-所述冷却液排放歧管和所述冷却液流动通道(543)之间的连接区域；

-与所述氧化剂排出均质化区域叠置的连接区域的一部分，叠置的连接区域的高度大于活性区域的冷却液流动通道(543)的高度。

7.根据权利要求1或2所述的双极板(5)，其中，所述入口均质化区域(52)和排出均质化区域(55)具有凸起螺柱(554)。

8.根据权利要求1或2所述的双极板(5)，其中，通过所述入口均质化区域(52)的线性压力损失占活性区域(54)和氧化剂入口歧管(592)之间的压力损失dP1的80％以上。

9.一种燃料电池，包括：

-根据前述权利要求中任一项所述的双极板(5)；

-膜/电极组件(110)，其包括质子交换膜和覆盖所述质子交换膜的中间部分并覆盖所述双极板(5)的活性区域(54)的阴极(112)。

10.根据权利要求9所述的燃料电池，所述燃料电池包括被配置为在压力下向所述氧化剂入口歧管(592)供应氧化剂的泵。

11.根据权利要求10所述的燃料电池，其中，所述泵具有至少等于75％的氧化剂压缩效率。

12.根据权利要求10或11所述的燃料电池，所述燃料电池在氧化剂出口歧管的下游没有水冷凝器和气/水分离器。

13.根据权利要求11所述的燃料电池，其中，当氧化剂是空气时，所述泵在其额定工作条件下具有至少等于75％的氧化剂的压缩效率。