[发明专利]液体燃料电池中具有太极图状流场结构双极板及设计方法

权利要求书

1.一种燃料电池中流场结构双极板设计方法，其特征在于，所述燃料电池中流场结构双极板设计方法包括：

燃料电池流道的结构采用外形仿生原理，利用太极图的结构形状，制作成阳、阴极板的流道，使燃料电池的燃料和氧化剂大面积与膜电极接触，稳定燃料和氧化剂在流道中的流动，减小燃料和氧化剂在流道中的流动阻力，增加压降，使燃料和氧化剂在膜电极的表面均匀分布；

所述燃料电池中流场结构双极板包括阳极板和阴极板；阳、阴极板的流场结构呈太极图状；

阳极板由阳极燃料流入通道、阳极燃料流入口、阳极板接出电极、阳极燃料分配稳定器、阳极流道、阳极流道脊、阳极固定孔、阳极燃料回收稳定器、阳极燃料流出通道、阳极燃料流出口和阳极固定膜板组成；

阴极板由阴极氧化剂流入通道、阴极氧化剂流入口、阴极板接出电极、阴极氧化剂分配稳定器、阴极流道、阴极流道脊、阴极固定孔、阴极氧化剂回收稳定器、阴极氧化剂流出通道、阴极氧化剂流出口和阴极固定膜板组成；

阳极燃料流入口与阳极燃料流入通道相连通；阳极燃料流入通道与阳极燃料分配稳定器相连通；阳极燃料分配稳定器与阳极流道相连通；阳极燃料回收稳定器分别与阳极燃料流出通道和阳极流道连通；阳极燃料流出口与阳极燃料流出通道相连通；

阴极氧化剂流入口与阴极氧化剂流入通道相连通；阴极氧化剂流入通道与阴极氧化剂分配稳定器相连通；阴极氧化剂分配稳定器与阴极流道相连通；阴极氧化剂回收稳定器分别与阴极氧化剂流出通道和阴极流道连通；阴极氧化剂流出口与阴极氧化剂流出通道相连通。

2.如权利要求1所述的燃料电池中流场结构双极板设计方法，其特征在于，

稳定燃料和氧化剂在流道中的流动时，阳极燃料分配稳定器二次分配燃料和氧化剂，使燃料和氧化剂在各个支路稳定和分布均匀；并用于增加反应物强制对流通过燃料扩散层和氧化剂扩散层，使燃料和氧化剂接近催化剂层；

阳极燃料回收稳定器将流经各个支路流道的燃料和氧化剂汇集在一起，通过燃料流出通道和氧化剂流出通道流出燃料电池单体；还初次稳定分配燃料和氧化剂。

3.如权利要求1所述的燃料电池中流场结构双极板设计方法， 其特征在于，流道宽度为0.5-4.5mm，流道的深度为0.5-2mm，流道的脊宽为0.5-2.5mm，发射角为30-60°，阴极氧化剂分配稳定器、阳极燃料分配稳定器的鱼头直径为1-10mm。

4.如权利要求3所述的燃料电池中流场结构双极板设计方法， 其特征在于，发射角为45°时，阳、阴双极板中间的工作区域的负面数为8个，除发射角为45°外的角度时，阳、阴双极板中间的工作区域的负面数大于8个或小于8个。

5.如权利要求1所述的燃料电池中流场结构双极板设计方法， 其特征在于，阳极板和阴极板的基材选用聚碳酸酯板材、聚乙烯或有机玻璃PMMA。

6.如权利要求1所述的燃料电池中流场结构双极板设计方法， 其特征在于，阳极板和阴极板的基材选用聚碳酸酯板材、聚乙烯或有机玻璃；辅助材料选用金属电镀液、碳纳米管中的一种或多种；金属电镀液包括铝电镀液、钛电镀液、镍电镀液或银电镀液。

7.如权利要求1所述的燃料电池中流场结构双极板设计方法， 其特征在于，阳极板和阴极板的基材选用不锈钢板，辅助材料选用银、铂或氮化钛。

8.一种搭载权利要求1所述的燃料电池中流场结构双极板设计方法设计的燃料电池中流场结构双极板的单电池，其特征在于，所述单电池包括阳极板、膜电极阳极固定板、膜电极、膜电极阴极固定板、阴极板；膜电极阳极固定板、膜电极阴极固定板用于固定膜电极，且膜电极在膜电极阳极固定板和膜电极阴极固定板中间；阳极板与膜电极阳极固定板相接触并连接；膜电极阴极固定板与阴极板相接触并连接；膜电极阳极固定板、膜电极、膜电极阴极固定板固定在阳极板和阴极板中间。

9.如权利要求8所述的单电池，其特征在于，膜电极阳极固定板上安装膜电极阳极固定卡环；膜电极阴极固定板上固定有膜电极阴极固定卡环；膜电极阳极固定卡环、膜电极阴极固定卡环尺寸均与膜电极尺寸相等。