[发明专利]用于燃料电池的双极板

说明书

一种用于燃料电池的双极板，包括阳极板和阴极板。所述阳极板在所述阳极板的第一侧上具有氢气流通道，并且在所述阳极板的第二侧上具有冷却剂通道。所述阴极板具有抵靠所述阳极板的所述第二侧设置以覆盖所述冷却剂通道的第一侧，并且具有限定被配置为接收空气气流的凹陷式凹穴的第二侧。导流件设置在所述凹穴中，使得入口歧管沿着所述导流件的第一边缘形成，并且出口歧管沿着所述导流件的第二边缘形成。所述导流件限定从所述入口歧管延伸到所述出口歧管的通道。多个开口通过所述导流件限定。

技术领域

本公开涉及用于机动车辆的燃料电池，并且更具体地涉及双极板的流场设计。

背景技术

氢燃料电池，并且特别地质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuelcell，PEMFC)是用于汽车和固定应用的一种潜在电源。PEMFC中的反应涉及氢分子在阳极处分裂成氢离子和电子，而质子与氧和电子在阴极处重新结合形成水并释放热量。通常，质子交换膜在PEMFC中用作质子导体。包含例如铂和/或铂合金的催化剂层用于催化电极反应。可包括微孔层和气体扩散背衬层的气体扩散层用于传输反应物气体和电子以及除去产物水和热量。

发明内容

根据一个实施例，一种用于燃料电池的双极板包括阳极板和阴极板。所述阳极板在所述阳极板的第一侧上具有氢气流通道，并且在所述阳极板的第二侧上具有冷却剂通道。所述阴极板具有抵靠所述阳极板的所述第二侧设置以覆盖所述冷却剂通道的第一侧，并且具有限定被配置为接收空气气流的凹陷式凹穴的第二侧。导流件设置在所述凹穴中，使得入口歧管沿着所述导流件的第一边缘形成，并且出口歧管沿着所述导流件的第二边缘形成。所述导流件限定从所述入口歧管延伸到所述出口歧管的通道。多个开口通过所述导流件限定。

根据另一个实施例，一种用于燃料电池的双极板包括具有氢气通道的阳极侧和限定凹陷式凹穴的阴极侧。冷却剂通道设置在所述阳极侧与所述阴极侧之间。至少一个空气端口与所述凹穴流体连通。导流件设置在所述凹穴中，使得入口歧管沿着所述导流件的第一边缘形成，并且出口歧管沿着所述导流件的第二边缘形成。所述导流件限定从所述入口歧管延伸到所述出口歧管的通道。多个开口通过所述导流件限定。

根据又一个实施例，一种燃料电池包括以堆叠形式设置的多个单元电池。每个单元电池包括具有阳极和阴极的膜电极组件(membrane electrode assembly，MEA)、双极板以及导流件。所述双极板具有限定与空气端口流体连通的凹陷式凹穴的阴极侧、阳极侧以及位于所述阴极侧与所述阳极侧之间的冷却剂通道。所述双极板抵靠所述MEA设置，使得所述阴极设置在所述凹穴上方。所述导流件设置在所述凹穴中，其中前侧面向所述MEA并且背侧面向所述凹穴的底部。所述导流件包括多个隆起部。

附图说明

图1是燃料电池车辆的示意图。

图2是质子交换膜燃料电池组的分解视图。

图3是示出两个单元电池的燃料电池组的一部分的侧面剖视图。

图4A是阳极板的前视图，示出其氢气流侧。

图4B是阳极板的后视图，其示出冷却剂流侧。

图5A是阴极板的后视图，其示出氧化剂流侧。

图5B是阴极板的前视图，其示出冷却剂流侧。

图6是安装有导流件的阴极板的前视图。

图7是根据实施例的导流件的透视图。

图8是阴极板的剖视图。

图9是根据另一个实施例的导流件的透视图。

图10是另一个阴极板的前视图。

图11是图10的阴极板的导流件的隆起部的侧视图。