[发明专利]一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构

权利要求书

1.一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：包括冷却隔板（1）、精细流场板（2）和气体扩散层（3）；冷却隔板（1）紧密贴合精细流场板（2）的顶片（4），精细流场板（2）的底片（6）紧密贴合气体扩散层（3）；反应气体流场位于冷却隔板（1）与气体扩散层（3）之间流经精细流场板（2）；

所述精细流场板（2）包括多个流场单元（7）紧密连接排布而成，每个流场单元（7）之间都相互连通；流场单元（7）包括顶片（4），三个矩形肋条（5）和三个底片（6）；顶片（4）和底片（6）均为等大的正六边形，底片（6）通过矩形肋条（5）连接到顶片（4）上，且底片（6）绕顶片（4）的中心轴线以间隔120°中心对称布置，矩形肋条（5）的宽度与顶片（4）和底片（6）的边长相等，并且矩形肋条（5）与气体扩散层（3）的夹角为45°。

2.根据权利要求1所述的一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：所述矩形肋条（5）包括迎气流方向上倾斜的矩形肋条（8）和背气流方向上倾斜的矩形肋条（9）；阴极反应气体流场在冷却隔板（1）和气体扩散层（3）之间沿单向流动，迎气流方向上倾斜的矩形肋条（8）对流经的阴极反应气体流场起到扰流与增强阴极反应气体在流场内左右传质作用，背气流方向上倾斜的矩形肋条（9）对流经的阴极反应气体流场起到下压阴极反应气体、增强扩散层内阴极反应气体浓度并促使反应产物排出的作用。

3.根据权利要求1所述的一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：所述的底片（6）和顶片（4）形状相同，尺寸相同。

4.根据权利要求1所述的一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：所述精细流场板（2）为正六边形分布型精细流场板（10），正三角形分布型精细流场板（12）和复合分布型精细流场板（14）。

5.根据权利要求4所述的一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：所述正六边形分布型精细流场板（10）中，每三个相邻的顶片（4）的中间设有一个底片（6），每三个相邻的底片（6）的中间也设有一个顶片（4）； 对于每个顶片（4），顶片（4）正六边形中沿圆周间隔均布的三条边均通过各自倾斜向下的矩形肋条（5）和相邻的三个底片（6）的一条边连接；对于每个底片（6），底片（6）正六边形中沿圆周间隔均布的三条边均通过各自倾斜向上的矩形肋条（5）和相邻的三个顶片（4）的一条边连接。

6.根据权利要求4所述的一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：所述正三角形分布型精细流场板（12）中，每六个相邻的顶片（4）的中间设有一个底片（6），每三个相邻的底片（6）的中间也设有一个顶片（4）； 对于每个顶片（4），顶片（4）正六边形中沿圆周间隔均布的三条边均通过各自倾斜向下的矩形肋条（5）和相邻的三个底片（6）的一条边连接；对于每个底片（6），底片（6）正六边形的六条边均通过各自倾斜向上的矩形肋条（5）和相邻的六个顶片（4）的一条边连接。

7.根据权利要求4所述的一种增强传质的燃料电池精细流场的排布结构，其特征在于：所述复合分布型精细流场板（14）由正六边形单元（11）与正三角形单元（13）共同在平面延展排布组合而成，具体沿阴极反应气体流向按照下列方式之一排布：

A)先以正六边形分布型精细流场板（10）排布形成前金属网，再以正三角形分布型精细流场板（12）排布形成后金属网；

B)先以正三角形分布型精细流场板（12）排布形成前金属网，再以正六边形分布型精细流场板（10）排布形成后金属网；

C)以正六边形分布型精细流场板（10）排布与正三角形分布型精细流场板（12）排布交替进行，组成疏密交替的金属网；

不论是正六边形分布型精细流场板（10），还是正三角形分布型精细流场板（12），或者是复合分布型精细流场板（14），其中的顶片（4）与三个矩形肋条（5）连接后，在三个矩形肋条（5）中的每相邻两个矩形肋条（5）和顶片（4）之间围成等腰梯形，作为阴极反应气体流场的气体出入口。