[发明专利]一种氢氧燃料电池双极板进气结构及其燃料电池

说明书

本发明公开了一种氢氧燃料电池双极板进气结构，涉及燃料电池技术领域，包括氧区流场极板和氢区流场极板，氧区流场极板的顶部贯穿式设有氧均布流道，底部贯穿式设有氧区排水流道和余氧流道，氢区流场极板的顶部贯穿式设有氢均布流道，底部贯穿式设有氢区排水流道和余氢流道；氧区流场极板上以直瀑式结构设有多个氧反应流区；氢区流场极板上以直瀑式结构设有多个与氧反应流区一一对应的氢反应流区。本发明还提出了一种利用氢氧燃料电池双极板进气结构装配的燃料电池，本发明结构简单，易于生产加工，流道有利于燃料的均布和载运，避免产物堵塞流道，有利于提高燃料的转化率。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种氢氧燃料电池双极板进气结构及其燃料电池。

背景技术

随着不可再生能源日益的消耗、环境的不断恶化，寻找可再生的新能源替代不可再生能源成为必然之路，其中燃料电池是新能源的代表之一，是很有发展前途的新的动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极，具有很好的市场前景。

但目前氢氧燃料电池存在如下问题：

第一、燃料电池极板上的流道结构直接影响对燃料的分布和载运能力，决定燃料电池的产能，而现有的燃料电池极板流道采用错综复杂的流道来提高燃料的分布，其机构复杂，制造工艺难度大，同时这种复杂的流道不利燃料的载运。

第二，燃料电池产物（水）的排放问题，采用结构复杂的流道，势必造成流道变窄，反应生成的水极易堵塞流道，造成燃料供应中断，导致燃料电池无法正常工作。

第三，传统的氢气极板与氧气极板密封件错位设计，由于密封胶线错位安装，密封难度较大，且采用这种错位设置需要更多的空间，降低了双极板面积的有效利用率。

第四，燃料在反应时，由于流道长度有限，导致很大部分燃料未来得及参与反应，便被排出，造成燃料回收量大，不利燃料的能量转化。

为此，我们提出了一种氢氧燃料电池双极板进气结构及其燃料电池。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种氢氧燃料电池双极板进气结构及其燃料电池，通过横向贯穿的均布流道加上直瀑式的反应流区，提高燃料均布运载，流道结构简单，易于生产加工，通过采用直瀑、宽体的反应流区，可使反应产物（水）的顺利排出，确保流道的畅通，通过双极板对称设计，避免密封件错位，有利极板密封的同时，提升双极板的面积利用率，氧反应流区和氢反应流区采用对称逆向供气的方式，使两侧流道内的燃料形成浓度差，有利于低浓度的燃料进一步反应，从而有效降低燃料的剩余量，有效提高燃料的转化率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种氢氧燃料电池双极板进气结构，包括氧区流场极板和氢区流场极板，所述氧区流场极板的顶部贯穿式设有氧均布流道，底部贯穿式设有氧区排水流道和余氧流道，氢区流场极板的顶部贯穿式设有氢均布流道，底部贯穿式设有氢区排水流道和余氢流道；

氧区流场极板上以直瀑式结构设有多个氧反应流区；

氢区流场极板上以直瀑式结构设有多个与所述氧反应流区一一对应的氢反应流区；

所述氧反应流区包括并排设置的氧气高浓度流道、氧气低浓度流道和余氧回收流道，所述氧气高浓度流道的顶部与所述氧均布流道相互连通，所述氧气高浓度流道的底部设有与氧气低浓度流道相连通的氧区第一通道，所述氧气高浓度流道、氧气低浓度流道和氧区第一通道构成U型结构的反应流道，所述氧区第一通道与所述氧区排水流道相连通，所述余氧回收流道的顶部设有与氧气低浓度流道相连通的氧区第二通道，余氧回收流道的底部与所述余氧流道相连通；