[发明专利]纵向均匀流场高效燃料电池及其工作方法

摘要

本发明公开一种纵向均匀流场高效燃料电池及其工作方法，燃料电池阳极流场板和阴极流场板中均独立设置原料供应管路和支路，产物排出管路和支路，而且设置作为产物二次回收利用的氢气产物排出管路、氢气供给管路及支路，氧气产物排出管路、氧气供给支路，不仅原料和产物分离输送，而且将产物氧气和氢气引入电极中二次利用，使燃料和氧化剂能够直接且均匀的到达电极表面，避免了传统流场因流程较长带来的电极表面燃料、氧化剂浓度分布不均匀导致的反应效率低；避免了气体产物在电池内部的滞留，同时保证了电极负极燃料氧化物的高浓度，提高反应效率；产物氢气和阳极顺流进入电池进行二次反应，最大限度的发挥电池的放电效率。

主权项

1.纵向均匀流场高效燃料电池，其特征在于：包括设置在燃料电池本体上的阳极流场板(1)、阳极集流板(2)、阳极电极(3)、交换膜(4)、阴极电极(5)、阴极集流板(6)和阴极流场板(7)；所述的阳极流场板(1)中分别独立设置有硼氢化物供给管路(9)、硼氢化物产物排出管路(13)、氢气产物排出管路(17)和氢气供给管路(18)，阳极流场板(1)中还设置有分别与硼氢化物供给管路(9)、硼氢化物产物排出管路(13)、氢气产物排出管路(17)和氢气供给管路(18)连通的树状硼氢化物供给支路(10)、阵列状硼氢化物产物排出支路(14)、树状氢气产物排出支路(16)和阵列状氢气供给支路(19)，各支路出口均匀交错分布并分别与阳极集流板(2)连通；所述的阴极流场板(7)中分别独立设置有过氧化氢供给管路(22)、过氧化氢产物排出管路(26)、氧气产物排出管路(29)和氧气供给管路(30)，阴极流场板(7)中还设置有分别与过氧化氢供给管路(22)、过氧化氢产物排出管路(26)、氧气产物排出管路(29)和氧气供给管路(30)连通的树状过氧化氢供给支路(23)、阵列状过氧化氢排出支路(27)、树状氧气产物排出支路(31)、阵列状氧气供给支路(32)，各支路出口均匀交错分布并分别与阴极集流板(6)连通；所述的阳极电极(3)中设置有阳极电极隔离段(15)，阴极电极(5)中设置有阴极电极隔离段(28)，阳极电极隔离段(15)和阴极电极隔离段(28)将电极上下相隔绝分成上半段和下半段，使流体在电极上下半段不互相流通；树状氢气产物排出支路(16)和阵列状氢气供给支路(19)与阳极集流板(2)连通位置位于阳极电极上半段，并等间隔、交错布置，树状硼氢化物供给支路(10)和阵列状硼氢化物产物排出支路(14)与阳极集流板(2)连通位置位于阳极电极下半段，并等间隔、交错布置；同时，硼氢化物产物排出管路(13)位于阳极流场板(1)下半段，并等间隔、交错布置，氢气供给管路(18)位于阳极流场板(1)上半段，并等间隔、交错布置，硼氢化物产物排出管路(13)与氢气供给管路(18)连通，硼氢化物产物排出管路(13)中接近出口位置设置有阳极气液分离段(12)；所述的树状氧气产物排出支路(31)、阵列状氧气供给支路(32)与阴极集流板(6)连通位置位于阴极电极上半段，树状过氧化氢供给支路(23)、阵列状过氧化氢排出支路(27)与阴极集流板(6)连通位置位于阴极电极下半段；所述的过氧化氢产物排出管路(26)位于阴极流场板(7)下半段，氧气供给管路(30)位于阴极流场板(7)上半段，过氧化氢产物排出管路(26)与氧气供给管路(30)连通，过氧化氢产物排出管路(26)中接近出口位置设置有阴极气液分离度段(25)。