[发明专利]燃料电池流动沟道和流场

摘要

一种燃料电池阳极流场包括横截面积沿着其长度的至少一部分改变的至少一个流动沟道。在一些实施例中，沟道宽度根据自然指数函数沿着沟道长度的至少一部分减小。这种类型的阳极流场可以改善性能，减少燃料消耗和/或减小不良影响，诸如碳腐蚀和催化剂劣化，从而改善燃料电池的寿命和持久性。当对实质上纯净的或稀释的燃料流进行燃料电池操作时，这种类型的阳极流场可以提供更均匀的电流密度，这是进行高效燃料电池操作及改善燃料电池性能和寿命所需要的。描述了非传统反应物流动沟道的变型，以及将这种流动沟道合并到反应物流场板、燃料电池和燃料电池组的示例。

主权项

一种操作燃料电池以产生电力的方法，所述燃料电池包括夹在第一隔板和第二隔板之间的膜电极组件，所述膜电极组件包括阳极、阴极以及夹在所述阳极和所述阴极之间的质子交换膜，所述方法包括：(a)将所述燃料电池连接到电学负载；(b)经由形成在所述第一隔板的主表面中的至少一个阳极流动沟道，在所述阳极上引导燃料流，其中所述至少一个阳极流动沟道的横截面面积沿其燃料流动方向上的长度减小；(c)经由形成在所述第二隔板的主表面中的至少一个阴极流动沟道，在所述阴极上引导氧化剂流，其中按一定燃料化学计量将所述燃料流提供给所述至少一个阳极流动沟道，使得电流密度在燃料电池上实质上均匀。