[实用新型]一种用于燃料电池双极板的流道结构

说明书

本实用新型公开一种用于燃料电池双极板的流道结构，其应用于燃料电池双极板上，所述燃料电池双极板包括氢气输入口、空气输入口、冷却液输入口、流场、氢气输出口、空气输出口和冷却液输出口，流场包括双极板阳极流场和双极板阴极流场；所述流场包括若干流道和流脊，流道和流脊交错分布；所述流道包括若干底部凸起和若干侧挡板，所述底部凸起均匀设置于流道的底部，所述侧挡板均匀设置于所述流道的左侧边或右侧边。本实用新型设置的侧挡板，在流道侧面形成涡流和回流区，有利于液态水的排出；设置底部凸起使气体在流道流动中产生垂直于扩散层的分量，增强气体进入扩散层的对流作用。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池双极板技术领域，特别涉及一种用于燃料电池双极板的流道结构。

背景技术

燃料电池电堆是燃料电池的最核心部分，其核心部件包括膜电极、气体扩散层和双极板等。其中双极板又称集流板(或称隔板)，是燃料电池重要部件之一，直接影响着电堆的重量和体积，其可以起到收集传导电流、分隔反应气体、阻止气体透过、支撑电池以及冷却等作用，并直接决定了电堆的输出功率大小和使用寿命；双极板主要分为石墨双极板、复合材料双极板和金属双极板。其中，双极板上流场的设计是否合理将直接影响到电堆能否正常运行；由于双极板在燃料电池电堆的重要地位，对它的流道设计与加工也提出了较高要求，其中双极板排水和气体扩散能力是衡量双极板性能的重要指标。

目前双极板氢气和空气(氧气)侧流道普遍采用多通道直线型或者蛇形流场结构，但实践中容易产生以下问题，降低了燃料电池的功率密度和寿命：

1、双极板脊或面与气体扩散层接触部分及周边积水，不易被流道(沟槽)内的气流吹扫干净(存在吹扫死角)，容易产生局部水淹现象；

2、积水导致流道堵塞，一定条件下在电池运行中会造成氢气侧局部形成氢气缺乏情况，出现反极现象(即电解水和碳腐蚀反应)，其中碳腐蚀反应将催化剂的碳载体腐蚀，从而导致催化剂(铂颗粒)失去支撑并形成团聚现象，致使催化剂电化学活性面积下降，大大减损了电池性能和寿命。

因此，具有更好的排水和导气功能，是双极板流道设计主要考虑的性能指标。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题之一，提供一种用于燃料电池双极板的流道结构，设置的侧挡板，在流道侧面形成涡流和回流区，有利于液态水的排出；设置底部凸起使气体在流道流动中产生垂直于扩散层的分量，增强气体进入扩散层的对流作用。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种用于燃料电池双极板的流道结构，其应用于燃料电池双极板上，所述燃料电池双极板包括氢气输入口、空气输入口、冷却液输入口、流场、氢气输出口、空气输出口和冷却液输出口，流场包括双极板阳极流场和双极板阴极流场；所述流场包括若干流道和流脊，流道和流脊交错分布；所述流道包括若干底部凸起和若干侧挡板，所述底部凸起均匀设置于流道的底部，所述侧挡板均匀设置于所述流道的左侧边或右侧边。

进一步的，所述侧挡板均设置于流道的左侧边和右侧边，且左侧边的侧挡板和右侧边的侧挡板在流道内相向设置，两侧挡板之间存在一定间隙。

进一步的，所述侧挡板在所述流道中，每间隔两个底部凸起设置两个侧挡板312，两个侧挡板相向设置于为流道的左侧边和右侧边。

进一步的，所述底部凸起为半圆柱体或半椭圆柱体或半球体或半椭圆体，所述侧挡板为半圆柱体或半椭圆柱体或半球体或半椭圆体。

进一步的，所述流道截面为方形或倒梯形。

进一步的，所述流道为直通型、蛇形或波浪形。

采用上述技术方案后，本实用新型至少具有如下有益效果：本实用新型设置的侧挡板，在流道侧面形成涡流和回流区，有利于液态水的排出；设置底部凸起使气体在流道流动中产生垂直于扩散层的分量，增强气体进入扩散层的对流作用；设置的侧挡板能够更有效地防止膜电极扩散层侵入流道。

附图说明