[发明专利]混合型三口同侧分布燃料电池双极板流道结构

说明书

本发明公开了混合型三口同侧分布燃料电池双极板流道结构，主要涉及燃料电池技术领域；包括板体，所述板体上设有阳极面、阴极面，所述板体的一端自前向后依次设有氢气入口、冷却水入口、氧气入口，另一端自前向后依次设有氧气出口、冷却水出口、氢气出口；阳极面上设有叶脉状流场，所述氢气入口、氢气出口与叶脉状流场之间均通过第一点状流场连通；阴极面上设有若干蛇形流道，所述氧气入口、氧气出口与多蛇形流道之间均通过第二点状流场连通；本发明能够使反应剂在气体扩散层尽量均匀分布，从而达到提高电池效率的目的，能够提高氢气的利用率，保证燃料电池反应过程中生成的水可以及时排除，防止发生“水淹”导致气体通道堵塞现象的出现。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体是混合型三口同侧分布燃料电池双极 板流道结构。

背景技术

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)具有 发电功率高、启动速度块、能量转化效率高等优点，目前，在新能源汽车、国 防、航天、计算机与通讯等许多领域有巨大的市场和十分广泛的应用前景。但 是，PEMFC的发展依然存在一些阻碍，其中，成本问题占主导地位。

燃料电池双极板又称集流板，是燃料电池重要部件之一，其质量占整个燃 料电池的60％～80％，成本占整个燃料电池的一半以上，其运行过程中阴极气体 扩散层与双极板界面处易发生“水淹”导致气体通道堵塞，导致系统停止工作。

现有的双极板流场设计，主要存在以下几点问题：

1、流场肋部的存在增加了反应气体进入膜电极肋部下区域的传质阻力，导 致膜电极内反应气体浓度分布不均匀，从而降低电池性能；

2、流道的弯折拐角处流动阻力大，不利于将反应产生的液滴排出，很有可 能导致阴极氧气出口或拐角处出现水淹现象，同样降低电池性能，甚至对电极 造成破坏；

3、冷却效果不好，导致电池内部温差较大，局部的热解现象会严重影响电 池寿命。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供混合型三口同侧分布 燃料电池双极板流道结构，能够使反应剂在气体扩散层尽量均匀分布，从而达 到提高电池效率的目的，能够提高氢气的利用率，保证燃料电池反应过程中生 成的水可以及时排除，防止发生“水淹”导致气体通道堵塞现象的出现。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

混合型三口同侧分布燃料电池双极板流道结构，包括板体，所述板体上设 有阳极面、阴极面，所述板体的一端自前向后依次设有氢气入口、冷却水入口、 氧气入口，另一端自前向后依次设有氧气出口、冷却水出口、氢气出口；

所述阳极面上设有叶脉状流场，所述氢气入口、氢气出口与叶脉状流场之 间均通过第一点状流场连通；

所述阴极面上设有若干蛇形流道，所述氧气入口、氧气出口与多蛇形流道 之间均通过第二点状流场连通。

优选的，所述叶脉状流场包括氢气主干流道，所述氢气主干流道的两侧均 设有若干支干干流道，所述支干干流道的一端与氢气主干流道连通，另一端与 第一点状流场连通。

优选的，若干所述蛇形流道的宽度依次减小。

优选的，所述叶脉状流场、蛇形流道的平面形状为波形结构。

优选的，所述叶脉状流场、蛇形流道的平面形状为平行结构。

优选的，所述叶脉状流场、蛇形流道的平面形状为曲线形结构。

优选的，所述叶脉状流场、蛇形流道的平面形状为梯形结构。

优选的，所述板体为金属板体。

优选的，所述板体的材质为不锈钢或镍合金或钛合金或铝合金。