[发明专利]一种基于三维仿生结构的可再生燃料电池氧电极流场板及电池结构

权利要求书

1.一种基于三维仿生结构的可再生燃料电池氧电极流场板，其特征在于：燃料电池模式时，上进气口设置在所述氧电极流场板的右上方；水电解模式时，下进水口设置在所述氧电极流场板的左下方，氧气流道和液态水流道为同一流道，上进气口也作为上出水口，下出气口也作为下进水口；

所述氧电极流场板包括上部过渡区、下部过渡区和反应区，其中上部过渡区、下部过渡区和反应区整体呈平行四边形结构；所述氧电极流场板的上部过渡区和下部过渡区区域为三角形过渡区域；所述氧电极流场板中间部分为反应区，反应区的上部区域为点状流场，下部区域为带三维仿生结构的平行流场，所述反应区上部区域的点状流场与所述上部过渡区点状流场相同，所述带三维仿生结构的平行流场包括平行设置的若干条肋，相邻肋之间形成平行流道，在所述平行流道两侧交错分布若干乌贼鳍形状的三维仿生结构形成供液态水排除的平面波浪形通道。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维仿生结构的可再生燃料电池氧电极流场板，其特征在于：所述三维仿生结构由xy平面内的正弦波在区间[0，h]内的部分与x轴以及直线x＝h围成的面绕x＝h在空间内旋转180°而成，再将形成的所述三维仿生结构绕Z轴顺时针或逆时针旋转90°后设置在平行流道内；所述三维仿生结构的宽度B为流道宽度的40％～60％，高度h为流道高度的40％～80％，长度为高度h的2倍。

3.根据权利要求1所述的一种基于三维仿生结构的可再生燃料电池氧电极流场板，其特征在于：所述上部过渡区和下部过渡区为三角形过渡区，所述三角形过渡区的斜边与水平线之间的倾角设置为5°～15°；所述氧电极流场板反应区较过渡区下沉0.1～0.2mm，反应区的上1/4～1/2区域流场为点状流场，下1/2～3/4区域为带三维仿生结构的平行流场。

4.根据权利要求1所述的一种基于三维仿生结构的可再生燃料电池氧电极流场板，其特征在于：所述氧电极流场板的点状流场中设置了点状凸台，所述点状凸台交错分布；所述点状凸台两端为圆弧形。

5.根据权利要求1所述的一种基于三维仿生结构的可再生燃料电池氧电极流场板，其特征在于：所述氧电极流场板的下进水口和上进气口设置在流场板的左右两侧，反应物水平进入流场板，经过上进气口或下进水口处过渡区分配后垂直进入流道，最后经下出气口或上出水口处过渡区收集后水平流出流场板。

6.根据权利要求1所述的一种基于三维仿生结构的可再生燃料电池氧电极流场板，其特征在于：所述氧电极流场板的上部过渡区、下部过渡区和反应区区域作疏水处理，减小排水时的流动阻力。

7.一种可再生燃料电池结构，其特征在于：包括权利要求1-6任一项所述的氧电极流场板，还包括氢电极流场板、膜电极、氧电极扩散层和氢电极扩散层，所述氧电极流场板、氧电极扩散层、膜电极、氢电极扩散层和氢电极流场板依次堆叠装配。

8.根据权利要求7所述的一种可再生燃料电池结构，其特征在于：所述氧电极流场板反应区较过渡区下沉，所述氧电极扩散层安装于所述反应区。