[发明专利]一种具有阶梯排列导气凸台的双极板及燃料电池

权利要求书

1.一种具有阶梯排列导气凸台的双极板，包括双极板本体(1)，所述双极板本体(1)前端设置有反应气体入口和冷却液入口(5)，所述双极板本体(1)后端设置有反应气体出口和冷却液出口(8)，所述双极板本体(1)中部设置有使所述反应气体入口和反应气体出口相连通的流场(2)，所述流场(2)包括流场脊(23)和与所述流场脊(23)间隔排列的流场槽(22)，其特征在于：所述流场槽(22)底面固定设置有多级导气凸台(221)，所述导气凸台(221)的高度沿气体流向逐级增大；

所述导气凸台(221)为流线型，所述导气凸台(221)包括尖端和圆端，所述尖端朝向气体来流方向，所述圆端朝向气体去流方向；

反应气体入口和反应气体出口沿双极板对角线设置；

导气凸台(221)截面形状为半水滴形，导气凸台(221)由尖端和圆端拼接而成，尖端为直角三角形，圆端为四分之一圆形，直角三角形靠近圆形一侧边的边长与圆形半径相等；两个导气凸台(221)之间设置有腔室。

2.根据权利要求1所述的具有阶梯排列导气凸台的双极板，其特征在于：每级所述导气凸台(221)的数量为多个，相邻两级所述导气凸台(221)的高度差为定值。

3.根据权利要求1所述的具有阶梯排列导气凸台的双极板，其特征在于：所述流场(2)还包括设置有靠近所述反应气体入口和反应气体出口的两个分配区(21)，两个所述分配区(21)与所述流场槽(22)连通，所述分配区(21)为以下至少一种：所述分配区(21)为扰流柱式，所述分配区(21)设置有多个间隔布置的柱状凸起(213)；所述分配区(21)为分配式，所述分配区(21)设置有多条分流槽(214)。

4.根据权利要求1所述的具有阶梯排列导气凸台的双极板，其特征在于：所述反应气体入口包括氧化气体入口(3)和还原气体入口(4)，所述双极板本体(1)的前端沿逆时针依次设置有所述氧化气体入口(3)、冷却液入口(5)和还原气体入口(4)，所述反应气体出口包括氧化气体出口(6)和还原气体出口(7)，所述双极板本体(1)的后端沿逆时针依次设置有氧化气体出口(6)、冷却液出口(8)和还原气体出口(7)。

5.根据权利要求1所述的具有阶梯排列导气凸台的双极板，其特征在于：所述流场槽(22)和流场脊(23)为直通形或蛇形。

6.根据权利要求1所述的具有阶梯排列导气凸台的双极板，其特征在于：所述导气凸台(221)沿气体流向的剖切面的曲线公式为：

式中，α为所述导气凸台(221)的高度，χ为导气凸台(221)的横坐标值，y为导气凸台(221)的纵坐标值。

7.根据权利要求6所述的具有阶梯排列导气凸台的双极板，其特征在于：所述导气凸台(221)的宽度与所述流场槽(22)的宽度相等，所述导气凸台(221)最大凸起高度不大于所述流场槽(22)深度的0.8倍，沿气流方向任意相邻所述导气凸台(221)间的距离与上游导气凸台(221)的高度相等。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的具有阶梯排列导气凸台的双极板，其特征在于：所述双极板本体(1)四角呈矩形阵列分布有紧固通孔(9)。

9.一种燃料电池，其特征在于：所述燃料电池包括权利要求1至8任意一项所述的具有阶梯排列导气凸台的双极板。