[发明专利]一种燃料电池流场板及燃料电池

说明书

本发明提供了一种燃料电池流场板及燃料电池，涉及燃料电池领域。主要适用于氢‑空气燃料电池及氢氧燃料电池。包括流场板、进气口、出气口、流道、流道脊以及凸台，流道和流道脊均设置在流场板上；流体从进气口进入流道，并从出气口流出；流道的两侧设置有流道脊，流道脊的侧面沿流道方向每隔一定间距设置有凸台。本发明通过引入凸台结构，产生局部湍流，加强反应气体向气体扩散层的传质与传热；凸台将流道壁面进行分割，减少了液滴与流道壁面的有效接触面积，避免形成连续的水膜，使流道内的液态水不易堆积，缓解了“水淹”现象的发生；凸台结构同时也增加了对流换热面积，使流场换热能力增强，改善了流场的温度分布。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体地，涉及一种燃料电池流场板及燃料电池。

背景技术

氢-空气燃料电池是一种可将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的清洁能源技术，具有结构简单、高效环保、噪声小、工作温度范围广等优点。燃料电池双极板一方面将燃料和氧化剂气体引导分配至活性区域进行化学反应，另一方面还要将电池内多余的水排出，防止电池发生“水淹”现象，此外双极板还起到收集电流的作用。双极板的流道形式决定着反应物和生成物在流道内的流动状态，从而影响着反应物在电极各处的均匀分配。因此，合理的流场板结构可以极大提高燃料电池的性能。

常见的燃料电池流道有平行流道、蛇形流道和网状流道等。平行流道的压力损失虽然较小，但是容易造成气体分布不均；蛇形流道虽然具有较强的排水能力，但是其流道过长，造成反应气体压降过大，在流道后段容易出现反应气体供应不足和“水淹”现象。网状流道虽然加强了传质过程，但是由于流道内气体流速较低，导致排水能力较差，并且流动均匀性也不够理想。

专利号为CN98108958.5的实用新型专利提供了一种新型流道结构，这种结构的特点是逐渐减小流道的横截面积，从而使气体在流道中的流速沿气体入口向气体出口逐渐提高，加强反应气体向催化层的扩散效应。但是这种结构无法兼顾处理流道中水滴聚集的问题，并且难于加工。因此现有的流场板仍有待改进。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种燃料电池流场板及燃料电池。

根据本发明提供的一种燃料电池流场板，包括流场板、进气口、出气口、流道、流道脊以及凸台，其中：

流道和流道脊均设置在流场板上；

流体从进气口进入流道，并从出气口流出；

流道的两侧设置有流道脊，流道脊的侧面沿流道方向每隔一定间距设置有凸台。

优选地，所述流道呈平行流道、蛇形流道、折形流道、S形流道或者交指形流道。

优选地，所述凸台设置在流道脊侧面的中间部位。

优选地，所述凸台沿流道方向呈等间隔或非等间隔分布。

优选地，所述流场板包括石墨板或金属板。

优选地，凸台沿流道宽度方向上的截面形状包括矩形、梯形、三角形、半圆形或半椭圆形。

优选地，所述流道沿宽度方向的截面形状包括梯形、矩形或半圆形。

优选地，流道和流道脊交错分布设置。

根据本发明提供的一种燃料电池，包括上述的燃料电池流场板。

优选地，所述燃料电池包括氢-空气燃料电池或者氢氧燃料电池。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明能够减少液态水在流道内堆积，并加强流场传质和导热能力；