[发明专利]一种燃料电池双极板结构及燃料电池

说明书

本公开提供了一种燃料电池双极板结构及燃料电池，包括阳极板、阴极板和位于两极板之间的膜电极，所述阳极板、阴极板之间部分区域连接在一起，所述阳极板或/和阴极板的反应流场区域通过设置若干隔板，被划分为多个独立流动的小区域，每个独立的小区域有单独的燃料气体和空气的进出口。

技术领域

本公开涉及一种燃料电池双极板结构及燃料电池。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的电化学反应装置，由于不受卡诺循环的限制，理论上其能量转换效率高于内燃机（最高可达80％以上，一般不低于50％），并且具有零排放、无机械噪声等诸多优点，因此在军事和民用领域备受青睐。根据燃料电池中所用的电解质不同，可以将燃料电池分为五种类型：碱性燃料电池（AFC），磷酸燃料电池（PAFC），熔融碳酸盐燃料电池（MCFC），固体氧化物燃料电池（SOFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC）。其中PEMFC采用固体聚合物膜作为电解质，具有结构简单、工作温度低、能量转化效率高等优点，作为移动电源具有得天独厚的优势。

质子交换膜燃料电池（protonexchangemembranefuelcell）是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为传递H⁺的介质，只允许H⁺通过，而H₂失去的电子则从导线通过。工作时相当于直流电源，阳极即电源负极，阴极即电源正极。

每个PEMFC单电池由两个极板（一个阳极板和一个阴极板）以及夹在两个极板之间的膜电极组成。所述膜电极由阳极催化剂、质子交换膜、阴极催化剂组装在一起构成。在阳极板和膜电极之间以及膜电极和阴极板之间通常还设置有气体扩散层（GDL），该气体扩散层通常用透气的碳纸或碳布制成，有些文献将气体扩散层作为膜电极的一部分，而有些文献将气体扩散层作为PEMFC中的一种单独的部件。PEMFC的阳极板上设置有燃料流道，该燃料流道是燃料（氢气或甲醇等在常温常压下以气体或液体形态存在的含能化合物）流动和传输的场所，燃料经由之而传输至阳极催化剂。PEMFC的阴极板上设置有氧化剂流道，该氧化剂流道是氧化剂（通常为氧气或空气）流动和传输的场所，氧化剂经由之而到达阴极催化剂。借助于所述燃料流道和氧化剂流道，燃料和氧化剂可以被源源不断地输送到燃料电池内从而使燃料电池可以连续地输出电能。

但是，据发明人了解，现有的燃料电池多存在由于极板的反应面积过大导致气体分配不均匀的问题。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种燃料电池双极板结构及燃料电池，本公开通过改变冷却水、空气或/和氢气的进出口截面积，提高了工作效率和性能、延长使用寿命。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种燃料电池双极板结构，包括阳极板、阴极板和位于两极板之间的膜电极，所述阳极板、阴极板之间部分区域连接在一起，所述阳极板或/和阴极板的反应流场区域通过设置若干隔板，被划分为多个独立流动的小区域，每个独立的小区域有单独的燃料气体和空气的进出口。