[发明专利]一种燃料电池双极板

说明书

本发明涉及一种燃料电池双极板，包括背面相连接的阳极流场板和阴极流场板，所述阳极流场板设有阳极流场，所述阴极流场板设有阴极流场，所述阳极流场板上设有相互连通的阳极入口区、阳极扩散区、阳极流场反应区、阳极密封区和阳极出口区；所述阴极流场板上设有相互连通的阴极入口区、阴极扩散区、阴极流场反应区、阴极密封区和阴极出口区。本发明综合了主流蛇形流场和平行流场的优点，解决电堆在低压、中压运行条件下的气体分布不均、堵水、压力损失过大等问题，使电堆运行更稳定，更高效。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池双极板。

背景技术

燃料电池是一种将燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应将燃料化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池使用燃料和氧气作为原料，没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。燃料电池非常适用于交通运输、固定式发电以及便携式领域。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。近年来，世界各国都在积极研究将燃料电池作为动力源，应用于汽车领域。

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell)是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为传递H₊的介质，只允许H₊通过，而H₂失去的电子则从导线通过。工作时相当于一直流电源，阳极即电源负极，阴极即电源正极。

为了保证燃料电池的性能和寿命，需要保持膜电极各点性能一致，因此需要保持膜电极各点的气体分布均匀、温度分布均匀。如果气体分布不一致，膜电极各点散热条件不一致，会导致膜电极各点实际性能有较大差异，严重时会导致膜电极中部分会出现局部过热，甚至烧穿质子交换膜。另一方面，如果燃料电池运行中生成的多余的水不能及时排除，堵塞流道，会造成气体流动受阻，无法均匀分布。同时燃料电池阴极流场、阳极流场、冷却流场的压降对风机、气泵、液泵的选型有很大影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种燃料电池双极板。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种燃料电池双极板，包括背面相连接的阳极流场板和阴极流场板，所述阳极流场板设有阳极流场，所述阴极流场板设有阴极流场，

所述阳极流场板上设有阳极入口区、阳极扩散区、阳极流场反应区、阳极密封区和阳极出口区，其中，阳极流场反应区的上下两端均与阳极扩散区相连通，上方的所述阳极扩散区与阳极入口区相连通，下方的所述阳极扩散区与阳极出口区相连通，所述阳极入口区、阳极扩散区、阳极流场反应区和阳极出口区设于阳极密封区内；

所述阴极流场板上设有阴极入口区、阴极扩散区、阴极流场反应区、阴极密封区和阴极出口区，其中，阴极流场反应区的上下两端均与阴极扩散区相连通，上方的所述阴极扩散区与阴极入口区相连通，下方的所述阴极扩散区与阴极出口区相连通，所述阴极入口区、阴极扩散区、阴极流场反应区和阴极出口区都设置于阴极密封区内。

优选地，所述的一种燃料电池双极板，所述阳极入口区和阴极入口区都设置有阳极入口、阴极入口和冷却入口，所述阳极出口区和阴极出口区都设置有阳极出口、阴极出口和冷却出口，其中，阳极入口和阳极出口呈对角线分设在阳极流场板上，阴极入口和阴极出口呈对角线分设在阳极流场板上，冷却入口位于阳极入口和阴极入口之间，冷却出口位于阳极出口和阴极出口之间。