[发明专利]液体燃料电池中具有竖琴状流场结构双极板及设计方法

权利要求书

1.一种流场结构双极板的设计方法，其特征在于，所述流场结构双极板的设计方法包括：

燃料电池的流道结构采用仿生原理，利用竖琴状生物的身体形状，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地与膜电极接触，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。

2.如权利要求1所述的流场结构双极板的设计方法，其特征在于，稳定燃料和氧化剂在流道中的流动时，阳极流道燃料分配稳定器和阴极流道氧化剂分配稳定器均二次分配燃料和氧化剂，以及均使反应物强制对流通过燃料和氧化剂扩散层，使燃料和氧化剂接近催化剂层。

3.如权利要求1所述的流场结构双极板的设计方法，其特征在于，阳极板和阴极板的外形呈正方形或长方形，中间的工作区域呈正方形或长方形；

流道宽度、深度、辐射角、稳定器和脊宽参数的大小根据电池的大小和性能进行设计，流道宽度为0、5-4、5mm，流道的深度为0、5-2mm，流道的脊宽0、5-2、5mm，辐射角为30-60°，稳定器的直径为1-10mm；辐射角的大小决定阳、阴双极板的外形和中间的工作区域的形状，当辐射角为45°时，阳、阴双极板的外形和中间的工作区域的形状为正方形；当辐射角为45°以外角度时，阳、阴双极板的外形和中间的工作区域的形状为长方形；

阳极板和阴极板的的基材选用聚碳酸酯板材、聚乙烯、有机玻璃PMMA或不锈钢板；

基材选用聚碳酸酯板材、聚乙烯和有机玻璃，辅助材料选用金属电镀液、碳纳米管；

基材选用不锈钢板，辅助材料选用银、铂或氮化钛；

金属电镀液包括铝、钛、镍电镀液和银电镀液。

4.一种利用权利要求1所述流场结构双极板的设计方法设计的流场结构双极板，其特征在于，所述流场结构双极板包括阳极板和阴极板；阳极板和阴极板的流场结构呈竖琴状；

阳极板包括燃料流入通道、阳极板固定销孔、燃料流出流道出口、燃料回流支路、燃料流出通道、阳极流道、阳极流道燃料分配稳定器和燃料流入流道入口；

阴极板包括氧化剂流出流道出口、阴极流道、氧化剂流入通道、阴极流道氧化剂分配稳定器、氧化剂流入流道入口、氧化剂流出通道、氧化剂回流支路和阴极板销孔；

阳极板的燃料流入流道入口通过燃料进入通道与阳极流道燃料分配稳定器相连通；相邻对称阳极流道与阳极流道燃料分配稳定器相连通；燃料流出流道出口通过燃料流出通道与阳极流道燃料分配稳定器相连通；燃料回流支路将阳极流道燃料分配稳定器和阳极流道连接在一起；固定销通过阳极板固定销孔将多片阳极板的外壳体连接；燃料流出流燃料流出通道将燃料输送至下一阳极板的燃料流入流道入口；

阴极板的氧化剂流入流道入口通过氧化剂流入通道与阴极流道氧化剂分配稳定器相连通；相邻对称阴极流道与阴极流道氧化剂分配稳定器相连通；氧化剂流出流道出口通过氧化剂流出通道与阴极流道氧化剂分配稳定器相连通；氧化剂回流支路将阴极流道氧化剂分配稳定器和阴极流道连接在一起；

固定销通过阴极板固销孔将多片阴板的外壳体连接；氧化剂流出通道将氧化剂输送至下一阴极板的氧化剂流入流道入口。

5.如权利要求4所述的流场结构双极板，其特征在于，

双极板燃料分配稳定器为相邻对称两流道的交汇点，截面呈圆形。