[实用新型]一种质子交换膜燃料电池阴极板

说明书

本实用新型公开了一种质子交换膜燃料电池阴极板，其中一侧具有阴极流场，阴极流场包括阴极气体入口、阴极气体出口以及阴极反应区，阴极反应区具有从阴极气体入口一侧延伸到阴极气体出口一侧的多条阴极流道，阴极反应区凸块，各凸块沿阴极板上阴极气体入口和阴极气体出口所在的轴向排列成行，各行凸块再阴极板垂直阴极板上阴极气体入口和阴极气体出口所在的轴向排列；每一行凸块中各凸块间隔排列，且相邻凸块之间的间隔小于凸块阴极板长轴方向的长度；相邻两行凸块之间错位设置，使其中一行凸块对准另一行凸块的间隙；同一行凸块中的间隙以及相邻两行凸块之间形成阴极流道。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池极板领域，特别涉及一种质子交换膜燃料电池阴极板。

背景技术

燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，相较于传统发电装置，燃料电池不含运动部件、工作可靠、维修少且工作时噪音低，工作过程不产生有害物质，因此是一种十分具有发展前途的能源动力装置。

燃料电池的制作过程中需要将多个单电池堆叠形成燃料电池堆，双极板是电堆的重要部件之一，起到支撑固定质子交换膜电极、分割燃料和氧化气体、收集、传导电流等重要作用，因此双极板的结构的优劣对燃料电极的性能的高低具有决定性的影响；而双极板包括阳极板和阴极板。

现有的质子交换膜燃料电池阴极板的结构如公开号为CN207233866U的中国专利公开的一种质子交换膜燃料电池双极板结构以及燃料电池电堆，是由阳极板和阴极板层叠粘接而成；阳极板的正面设有氢气流场；阴极板的正面设有空气流道，空气流道是由多条空气流道沟槽所构成；阴极板的背面设有冷却液流道，冷却液流道是由多条冷却液流道沟槽所构成；空气流道沟槽与冷却液流道沟槽之间不平行；空气流道沟槽与冷却液流道沟槽在双极板所在平面的投影之间为相互垂直；冷却液流道沟槽嵌入空气流道沟槽中；使得空气流道沟槽的横截面呈周期性的变化

上述质子交换膜燃料电池阴极板的空气流道由多条沟槽构成，此种空气流道会导致空气流场内气体浓度不均匀的问题。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种质子交换膜燃料电池阴极板，采用特殊的扩散型流道，能有效降低阴极流场内阴极气体浓度不均的问题。

一种质子交换膜燃料电池阴极板，其中一侧表面具有阴极流场，所述阴极流场包括阴极气体入口、阴极气体出口以及阴极反应区，

所述阴极反应区具有从阴极气体入口一侧延伸到阴极气体出口一侧的多条阴极流道，所述阴极反应区具有凸块，各凸块沿阴极板上阴极气体入口和阴极气体出口所在的轴向排列成行，各行凸块再阴极板垂直阴极板上阴极气体入口和阴极气体出口所在的轴向排列；

每一行凸块中各凸块间隔排列，且相邻凸块之间的间隔小于凸块沿阴极板长轴方向的长度；

相邻两行凸块之间错位设置，使其中一行凸块对准另一行凸块的间隙；

同一行凸块中的间隙以及相邻两行凸块之间形成阴极流道。

具体的，利用倾斜、排列成行且错位设置的凸块构成倾斜的扩散型的阴极流场，能有效改善阴极流场内阴极气体浓度不均匀的问题，还有利于增加碳纸侧流向分压，且同一行凸块中的间隙以及相邻两行凸块之间形成有阴极流道，能有保持阴极流场内阴极气体的压力，进而保证阴极气体能充分的反应，阴极流场内的若干凸块形成细密化支撑可有效防止膜电极塌陷。

优选的，所述凸块在沿阴极板短轴方向上中间高、前后低形成前后两面斜面，

相邻两行凸块之间间隙排列或者斜面的一部分重叠排列。

具体的，此种结构下，利用凸块与凸块之间形成的阴极流道，阴极气体既能顺着阴极流场倾斜的方向顺畅的流动又能保持一定的压力使得阴极气体能充分的反应。