[实用新型]一种复合流场的氢燃料电池双极板

说明书

本实用新型公开了一种复合流场的氢燃料电池双极板，包括氢极板和氧极板；氢极板反应区及氧极板反应区上均具有若干蛇形流道，若干蛇形流道平行设置；每个蛇形流道的进口端与氢极板分配区或氧极板分配区连通，每个蛇形流道的出口端与氢极板汇合区或氧极板汇合区连通；本实用新型通过在氢极板反应区和氧极板上设置若干蛇形流道，通过将若干蛇形流道平行排布，由此减少了蛇形流道长度，降低了流道对压降过大的影响；增加了工作流体在流道内的留存时间，充分利用了反应区域，使得氢氧燃料的利用率；同时，通过采用蛇形流道有效提高了排水能力，避免了液态水在流道上的滞留，有效提高了燃料电池的工作效率。

技术领域

本实用新型属于氢燃料电池技术领域，特别涉及一种复合流场的氢燃料电池双极板。

背景技术

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，具有对环境无污染、运行安静、能量转换效率高等优点，在航天和汽车行业备受青睐。

双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一，是提供气体流道，防止电池气室中的氢气与氧气串通，并在串联的阴阳两极之间建立电流通路。在保持一定机械强度和良好阻气作用的前提下，双极板厚度应尽可能地薄，以减少对电流和热的传导阻力。

现有的双极板流道都存在问题：平行流道的压降小，但易造成燃料流量分布不均使得燃料利用率低；蛇形流道其流道过长易造成反应气体压降过大；网状流道流体流量分布均匀，但排水能力较差，交指型流道强化了对流传质，但易造成液态水在流道上滞留。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种复合流场的氢燃料电池双极板，以解决现有的氢燃料电池双极板流道压降较小，排水能力差，工作效率低下的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供了一种复合流场的氢燃料电池双极板，包括氢极板和氧极板；氢极板包括氢极板进口区、氢极板分配区、氢极板反应区、氢极板汇合区、氢极板出口区、密封槽及定位销孔；氢极板反应区具有若干蛇形流道，若干蛇形流道平行设置；每个蛇形流道的进口端与氢极板分配区连通，每个蛇形流道的出口端与氢极板汇合区连通；

氧极板包括氧极板进口区、氧极板分配区、氧极板反应区、氧极板汇合区、氧极板出口区、密封槽及定位销孔；氧极板反应区具有若干蛇形流道，若干蛇形流道平行设置；氧极板反应区上每个蛇形流道的进口端与氧极板分配区连通，每个蛇形流道的出口端与氧极板汇合区连通。

进一步的，氢极板进口区设置在氢极板的一侧，氢极板出口区设置在氢极板的另一侧，氢极板进口区通过氢极板分配区与氢极板反应区连通，氢极板出口区通过氢极板汇合区与氢极板反应区连通；

氧极板进口区设置在氧极板的一侧，氧极板出口区设置在氧极板的另一侧，氧极板进口区通过氧极板分配区与氧极板反应区连通，氧极板出口区通过氧极板汇合区与氧极板反应区连通。

进一步的，氢极板进口区沿其宽度方向依次设置有氢极板氢入口、氢极板空气入口及氢极板冷却液入口；氢极板出口区沿其宽度方向依次设置有氢极板氢出口、氢极板空气出口及氢极板冷却液出口；

氧极板进口区沿其宽度方向依次设置有氧极板氢入口、氧极板空气入口及氧极板冷却液入口；氧极板出口区沿其宽度方向依次设置有氧极板氢出口、氧极板空气出口及氧极板冷却液出口。

进一步的，氢极板的氢极板分配区及氢极板汇合区上均交错排布有针状凸起；氧极板的氧极板分配区及氧极板汇合区上均交错排布有针状凸起。

进一步的，氢极板上的密封槽内设置有密封圈，氧极板上的密封槽上设置有密封圈。

进一步的，氢极板上的定位销孔设置在氢极板的四个角上，氧极板上的定位销孔设置在氧极板的四个角上。