[发明专利]一种燃料电池极板流场及燃料电池极板

权利要求书

1.一种燃料电池极板流场，其特征在于，包括：三个方向的流场壁面，其中两个壁面相对，另一壁面连接相对的两个壁面，相对的两个流场壁面的接触角按线性规律变化，连接相对两个流场壁面的另一流场壁面按角度梯度变化，在流场的同一位置处，三个流场壁面的接触角大小相同；

所述流场为蛇形流场，包括直线流道部分和转角流道部分，直线流道部分和转角流道部分分为三个流道区，分别为第一流道区、第二流道区、第三流道区；第三流道区为转角流道部分，第二流道区为与所述第三流道区相连接的直线流道部分，且所述第二流道区的总流道长度为所述第三流道区的总流道长度的所述第二流道区包括两部分，分别为从直线流道进入转角流道的第一部分，以及从转角流道进入直线流道的第二部分，第一部分第二流道区的流道长度与第二部分第二流道区的流道长度相等，第一流道区为第二流道区以外的其他直线流道部分；第一流道区的每一壁面的接触角按线性规律逐渐增大，第二流道区的每一壁面的接触角按线性规律逐渐减小，第三流道区的每一壁面的接触角，以转角流道区内侧圆心为中心，按角度梯度逐渐减小；第一流道区的所有壁面的接触角的增加量之和与第二流道区和第三流道区的所有壁面的接触角的减小量之和相等。

2.根据权利要求1所述的燃料电池极板流场，其特征在于，所述第二流道区的流道总长度占整个流场流道总长度的1％。

3.根据权利要求1所述的燃料电池极板流场，其特征在于，所述流场的流道宽度为1毫米，转角流道部分的外侧转角半径为0.7毫米，内侧转角半径为0.5毫米。

4.根据权利要求1所述的燃料电池极板流场，其特征在于，包括：

第一流道区与第一部分第二流道区交界处的接触角为第一角度，第一部分第二流道区与第三流道区交界处的接触角为第二角度，第三流道区与第二部分第二流道区交界处的接触角为第三角度，第二部分第二流道区与第一流道区交界处的接触角为第四角度，所述第一角度的范围取70°至90°，所述第二角度的范围取60°至70°，所述第三角度的范围取50°至60°，所述第四角度的范围取40°至50°。

5.根据权利要求4所述的燃料电池极板流场，其特征在于，所述第一角度小于多孔电极表面接触角。

6.根据权利要求1所述的燃料电池极板流场，其特征在于，包括：

第一流道区的接触角梯度为0.05°/mm至1°/mm；第二流道区的接触角梯度为10°/mm至20°/mm；第三流道区的接触角以转角流道的内侧圆心为中心，按照角度变化，整体下降10°-20°。

7.根据权利要求1所述的燃料电池极板流场，其特征在于，每一流场壁面表面涂覆有疏水性材料，在所述第一流道区，疏水性材料的涂覆量按照第一流道区对应的接触角梯度变化逐渐增加；在所述第二流道区，疏水性材料的涂覆量按第二流道区对应的接触角梯度变化逐渐减少；在所述第三流道区，疏水性材料的涂覆量按第三流道区对应的接触角梯度变化。

8.根据权利要求1所述的燃料电池极板流场，其特征在于，相对的两个流场壁面的接触角按照权利要求1所述线性规律变化通过改变流场壁面的表面粗糙度实现，连接相对两个流场壁面的另一流场壁面按照权利要求1所述角度梯度变化通过改变流场壁面的表面粗糙度实现。

9.根据权利要求1所述的燃料电池极板流场，其特征在于，所述流场按照液态水流动方向固定安装在双极板上，以使液态水按照流场壁面接触角先增大后减小的方向流过所述流场。

10.一种燃料电池极板，其特征在于，包含权利要求1-9中任意一项所述的燃料电池极板流场。