CN101267042A - 双极板流场中的流动通道的分叉 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于燃料电池的双极板，所述双极板包括具有活性表面的流场，所述流场具有入口区域和出口区域。所述流场的所述活性表面与所述入口区域和所述出口区域连通且具有在所述活性表面中形成的至少一条流动通道。所述至少一条流动通道进一步地在所述出口区域处具有比在所述入口区域处的剖面面积更小的剖面面积。在特定实施例中，所述至少一条流动通道是分叉的。还提供了一种包括燃料电池和所述双极板的燃料电池堆。

Description

双极板流场中的流动通道的分叉
技术领域
本发明的披露内容涉及燃料电池系统，且更特别地，本发明的披露内容涉及一种在燃料电池堆的双极板中形成的流场。
背景技术
燃料电池已被提出作为用于电动车辆和其它各种应用的一种清洁、高效且对环境负责的动力源。燃料电池的一种实例是质子交换膜(PEM)燃料电池。质子交换膜燃料电池包括膜电极组件(MEA)，所述膜电极组件通常包括薄的固体聚合物膜电解质，所述薄的固体聚合物膜电解质具有位于膜电解质的两面上的催化剂和电极。
膜电极组件通常包括多孔传导材料，所述多孔传导材料还已公知地被称作气体扩散介质，所述气体扩散介质将反应剂分布在电极层的表面上。燃料如氢气被引导在阳极处，在所述阳极处，所述燃料在存在催化剂的情况下进行电化学反应从而产生电子和氢阳离子。电子通过设置在阳极与阴极之间的电路而从阳极被传导至阴极。同时，氢阳离子通过电解质到达阴极，在所述阴极处，氧化剂如氧或空气在存在电解质和催化剂的情况下进行电化学反应从而产生氧阴离子。氧阴离子与氢阳离子进行反应从而形成了作为反应产物的水。
膜电极组件通常被插置在一对导电接触元件或双极板之间以便完成单个质子交换膜燃料电池。双极板用作阳极和阴极的集电器，且具有在其中形成的用于将燃料电池的气体反应物(即H2和O2/空气)分布在相应的电极的表面上的适当流动通道和开口。可通过将两块单极板连结在一起而组装双极板，所述单极板具有在其上形成的流分布场。通常情况下，双极板还包括入口集管和出口集管，当所述入口集管和出口集管在燃料电池堆中被对齐时，所述入口集管和出口集管形成了用于分别将燃料电池的气体反应剂和液体冷却剂引导至多个阳极和阴极并且用于分别将所述气体反应剂和液体冷却剂从所述多个阳极和阴极引导出来的内部供应歧管和排出歧管。
正如本领域众所周知地，燃料电池内的膜需要具有一定的相对湿度以便将穿过膜的离子阻力保持在所需范围内从而有效地传导质子。在燃料电池的运行过程中，来自膜电极组件和外部湿化装置的湿气可进入阳极流动通道和阴极流动通道。通常情况下，湿气会在气体反应剂的压力作用下沿流动通道受力，且该压力是从流动通道中进行除水的主要机理。然而，如果压力不足，则水可能在一种已公知地被称作滞流的现象中进行积聚。滞流的水可能阻塞流动通道并且降低燃料电池的总效率。水的积聚还可能导致阳极电极和阴极电极的腐蚀速率更高并且导致在冷冻条件下的耐久性更差。高度的水积聚或滞流可能会导致燃料电池失效。
考虑到产生水滞流的潜在可能性，在设计燃料电池的过程中，供应歧管与排出歧管之间以及相邻的流动通道之间或者相同的流动通道的部段之间速度的降低是很重要的考虑因素。沿从反应剂入口至出口的流场，气体反应剂的分压随着反应剂在燃料电池反应中的消耗而降低。特别地，在阳极流场上，由于在燃料电池运行过程中发生了氢的消耗，因此使得供应歧管与排出歧管之间速度的降低尤其成为问题。此外，在阳极上使用的氢不如O2/空气那么密集且阳极上的化学计量比要低于阴极上的化学计量比，这两种情况都使得进一步妨碍了在阳极流场上进行的除水。
将水滞流减至最小程度是可能的，所述将水滞流减至最小程度例如是通过用处于更高流速下的反应剂气体对通道进行周期性吹扫或者通过具有大体上更高的反应剂再循环速率而实现的。然而，在膜电极组件的阴极上，这增加了被施加到空气压缩机上的寄生功率并且降低了总的系统效率。此外，由于上述原因而使得并不希望将氢气用作膜电极组件的阳极上的吹扫气体。将氢用作膜电极组件的阳极上的吹扫气体可能导致降低经济性、导致系统效率更差并且增加系统复杂性。
还可通过减轻入口湿化而减少通道中积聚的水。然而，需要在阳极反应剂和阴极反应剂中提供至少一些相对湿度以便使燃料电池膜水化。干燥的入口气体对于膜电解质产生了干燥效应且可能会增加燃料电池的离子阻力。该方法还对膜电解质的长期耐久性产生了负面影响。
具有抑制了流动通道中特别是阳极流动通道中的水滞流的流场的双极板仍然是所需要的。所希望的是，该流场还使得实现了优化的电流密度、减轻了电极腐蚀并且使得在燃料电池的运行过程中燃料电池的稳定性和冷冻性能(freeze capability)最大化。
发明内容
根据本发明的披露内容，令人惊讶地开发了一种双极板，所述双极板具有流场，所述流场抑制了水滞流，由此使得实现了优化的电流密度、减轻了电极的碳腐蚀并且使得燃料电池的稳定性和冷冻性能最大化。
在一个实施例中，一种用于燃料电池的双极板包括具有活性表面的流场，所述流场具有入口区域和出口区域。所述活性表面与所述入口区域和所述出口区域连通并且具有在所述活性表面中形成的至少一条流动通道。所述至少一条流动通道在所述出口区域处具有比在所述入口区域处的剖面面积更小的剖面面积。
在另一实施例中，用于燃料电池的所述双极板包括被连续分叉的多条流动通道，其中与所述入口区域连通的流动通道的数量比与所述出口区域连通的流动通道的数量更多。
在又一实施例中，用于燃料电池的所述双极板具有沿所述活性表面的长度交替地分叉和合并的多条流动通道。
进一步提供了一种燃料电池堆，所述燃料电池堆具有至少一个燃料电池，所述至少一个燃料电池具有被设置在一对双极板之间的膜电极组件。每块双极板具有入口区域和出口区域，且进一步包括抑制了从所述入口区域至所述出口区域的气体反应剂流速的降低的流场。
附图说明
通过下面的详细描述，特别是当结合下文所示的附图进行考虑时，本领域的技术人员将易于理解本发明的披露内容的上述优点以及其它优点。
图1示出了质子交换膜燃料电池堆(图中仅示出了两个电池)的示意性分解透视图；
图2是用于质子交换膜燃料电池堆中的由一对单极板组装而成的示例性双极板的分解透视图；
图3是具有分叉的流动通道和合并的流动通道的双极板流场的顶部平面图；
图4是具有连续分叉的流动通道的双极板流场的顶部平面图；
图5是具有偏移的分叉的流动通道和合并的流动通道的双极板流场的顶部平面图；和
图6是图5所示的流场的一部分的局部顶部平面图。
具体实施方式
下面的描述在本质上仅是示例性的且并不旨在限制本发明的披露内容及其应用或使用。还应该理解：在所有附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。
为简便起见，下文仅对由两个电池构成的燃料电池堆(即一块双极板)进行了图示和描述，但应该理解：典型的燃料电池堆中将具有更多的这种电池和双极板。
图1示出了具有一对膜电极组件(MEA)4、6的由两个电池构成的质子交换膜燃料电池堆2，所述一对膜电极组件通过导电流体分布元件8而彼此隔开，所述导电流体分布元件在下文被称作双极板8。膜电极组件4、6和双极板8在端板10、12之间且在端部接触元件14、16之间被叠置在一起。端部接触元件14、双极板8的两个活性表面以及端部接触元件16分别包含用于将燃料如H2和氧化剂气体如O2分布到例如膜电极组件4、6上的多条流动路径或流动通道18、20、22、24。不导电垫圈26、28、30、32提供了燃料电池堆2的部件之间的密封和电绝缘。
膜电极组件4、6的电极34、36、38、40通常例如由气体可透过的传导材料如碳/石墨扩散纸或扩散介质形成。电极34、36、38、40与膜电极组件4、6的电极面邻接。端部接触元件14、16分别受力靠在电极34、40上，而双极板8与膜电极组件4的阳极面上的被构造以便接收含氢反应剂的电极36邻接，且所述双极板与膜电极组件6的阴极面上的被构造以便接收含氧反应剂的电极38邻接。含氧反应剂通过适当的供应导管42而从储罐46被供应至燃料电池堆2的阴极侧，而含氢反应剂通过适当的供应导管44而从储罐48被供应至燃料电池堆2的阳极侧。另一种可选方式是，环境空气可作为含氧反应剂被供应至阴极侧，且氢可从甲醇或汽油重整器或类似装置被供应至阳极侧。还设置了用于膜电极组件4、6的阳极侧和阴极侧的排出导管(未示出)。设置了用于将冷却剂供应至双极板8和端板14、16的附加导管50、52、54。还设置了用于从双极板8和端板14、16中排出冷却剂的适当导管(未示出)。
图2是根据本发明的一个实施例的示例性双极板8的分解透视图。双极板8包括第一外部金属板片或单极板200和第二外部金属板片或单极板202。单极板200、202通常是通过用于对板片金属进行成形的任何常规工艺而形成的，所述任何常规工艺例如是冲压、机加工、模制成型或者通过光致抗蚀掩模进行的光刻。在一个特定实施例中，单极板200、202是通过冲压形成的。
应该认识到：可获得适用于本发明的单极板200、202的多种标号(gauge)的板片金属。在特定的实施例中，金属板片的厚度为约0.002英寸(约0.05mm)至约0.02英寸(约0.5mm)。然而，应该理解：可根据需要使用具有其它厚度的板片金属。应该进一步理解：也可使用其它材料。在其它实施例中，双极板8可包括非金属材料如石墨或填充石墨的聚合物。
图2示出了第一单极板200的内面224。在内面224中形成了多条脊部226，所述多条脊部在其间限定出多条通道228。多条脊部226被构造成用于使冷却剂从双极板的第一边缘230流至第二边缘232。单极板202的内面(未示出)也包括多条脊部(未示出)，所述多条脊部在其间限定出多条通道(未示出)。该多条通道(未示出)被构造成用于使冷却剂在燃料电池堆2的运行过程中流动通过该多条通道。
第二单极板202具有外表面204，所述外表面面对着膜电极组件(未示出)且被成形以便提供流场206。流场206由多条槽脊208限定。多条槽脊208在其间限定出多条流动通道210，所述多条流动通道构成了供反应剂气体流动通过的“流场”。例如，反应剂气体可从双极板的第一端212流动至所述双极板的第二端214。当燃料电池被完全组装起来时，槽脊208与多孔的碳/石墨扩散介质36、38邻接，所述多孔的碳/石墨纸进一步与膜电极组件4、6邻接。
通常情况下，槽脊208和流动通道210被形成于单极板200、202的与碳/石墨扩散介质36、38邻接的外表面中。流动通道210被构造成接收来自供应孔口216、217的反应剂气体。供应孔口216、217被形成于入口集管218、219中且被设置在双极板8的第一端212处。流动通道210被进一步构造成通过排出孔口220、221排出过量的反应剂气体和水。排出孔口220、221被形成于出口集管222、223中且被设置在双极板的第二端214处。
应该理解：单极板200的外面大体上对应于单极板202的外面。例如，与单极板202相似地，单极板200的外面具有活性表面(未示出)。单极板200被形成以便在单极板200的外面上提供流场(未示出)。正如流场206那样，位于单极板200的外面上的流场由在所述单极板上形成的进一步限定出多条流动通道(未示出)的多条槽脊(未示出)限定，所述多条槽脊和多条流动通道构成了供反应剂气体通过的位于单极板200的外面上的流场。应该理解：位于单极板200的外面上的流场的设计可与流场206的设计大体上相似。
单极板200、202进一步具有在出口集管222、223中形成的排出开口236、237。排出开口236、237在被对齐且组装起来的双极板8中形成了排出歧管，所述排出歧管提供了供排出反应剂和反应产物例如液体水和水蒸汽被排出燃料电池堆2的通路。
通常情况下，单极板200、202例如通过粘结剂被连结在一起以便形成组装的双极板8。可例如通过本领域众所周知的钎焊、扩散结合、激光焊接或通过传导粘结剂进行的胶粘而实现所述连结。适当的粘合剂对于本领域的技术人员而言是已公知的且可根据需要被选择。
参见图3，流场206包括与入口区域302如供应孔口217连通的活性表面300。活性表面300还与出口区域304如排出孔口221连通。活性表面300进一步包括至少一条流动通道306。该至少一条流动通道306被形成于活性表面300中且为清晰目的起见而在图3至图6中以交叉影线表示。至少一条流动通道306可在出口区域304处具有比在入口区域302处的剖面面积更小的剖面面积。应该理解，流动通道306的剖面面积的减少可以是连续的或者可包括离散的剖面面积减少的梯级。
在一个实施例中，至少一条流动通道306具有至少一个分叉部308。分叉部308形成了子通道310。子通道310可具有比流动通道306的剖面面积更小的剖面面积。在特定实施例中，至少一条流动通道306可包括具有设置在分叉部308之前的流动通道部分313的第一区域312、具有至少两条子通道310的第二区域314和具有设置在该至少两条子通道310的合并部318之后的流动通道部分317的第三区域316。作为一个非限制性实例，第二区域314中的子通道310的剖面面积可小于第一区域312中的流动通道部分313的剖面面积。在一个实施例中，子通道310的剖面面积为流动通道部分313的剖面面积的约一半。示例性地，设置在第三区域316中的流动通道部分317的剖面面积可小于第一区域312中的流动通道部分313的剖面面积。
在本发明的披露内容的特定实施例中，流动通道部分317的剖面面积大体上等于子通道310的剖面面积。因此，流动通道313可分叉成两条子通道310，每条所述子通道具有约一半的流动通道313的剖面面积。两条子通道310可随后进行合并以形成流动通道部分317并保持子通道310中的一条子通道的剖面面积。因此，至少一条流动通道306可在出口区域304处具有比在入口302处的剖面面积更小的剖面面积。
在另一实施例中，流动通道306可沿活性表面300的长度320交替地分叉和合并。例如，流动通道306可包括多个分叉部308和多个合并部318。在具有一条以上的流动通道306的情况下，应该意识到：分叉部308和合并部318的位置并不需要以相同的次数出现或者沿流场206中的每条分叉的流动通道306的长度320位于相同位置处。
在运行中，应该意识到：以恒定的反应剂流而行进通过流动通道306的反应剂气体的速度随着流动通道306剖面面积的减少而增加。作为非限制性的实例，当第二区域314中的子通道310具有约一半的第一区域312中的流动通道313的剖面面积时，流动通过所述子通道的反应剂气体的速度可加倍(假设反应剂流恒定的情况下)。特别地，在与阳极邻接的流场206上，流动通道306抑制了要不然由于氢气的消耗而导致通常会在入口区域302与出口区域304之间出现的速度降低。在特定的示例性实例中，可大体上保持从入口区域302至出口区域304的氢气的速度。应该理解，对速度降低的抑制可有利于从流场206中去除液体水和水蒸汽并由此改进燃料电池堆2的性能。例如，本文所述的限流被用于抑制氢速度的降低。以这种方式实现的除水还阻抑了膜电极组件4、6的电极的腐蚀并改进了燃料电池堆2的冷冻耐久性。
如图4所示，本发明的另一实施例包括被连续分叉的至少一条流动通道306。正如本文所使用地，连续分叉被定义为意味着流动通道306被重复分叉以便提供至少两条子通道404，所述至少两条子通道随后也被分叉。应该理解：以所述方式进行的流动通道306的分叉可根据需要进行重复。
在一个实施例中，连续分叉的流动通道306可包括第一数量400的流动通道306和第二数量402的流动通道306。示例性地，第一数量400的流动通道306可与流场206的入口区域302连通。第二数量403的流动通道306可与流场206的出口区域304连通。在特定实施例中，第一数量400大于第二数量402。流动通道306的分叉量可例如基于流场206的尺寸。相似地，还可利用所需要的从入口区域302至出口区域304的流动通道306数量的减少来选择分叉量。
作为一个非限制性实例，具有连续分叉的流动通道306可包括具有设置在分叉部408之前的流动通道部分407的第一区域406和设置在分叉部408之后的第二区域410。第二区域410可包括两条或多条子通道404。在一个实施例中，子通道404可具有与流动通道407的剖面面积大体上相等的剖面面积。在另外的实施例中，子通道404的剖面面积可小于流动通道407的剖面面积。在特定实施例中，子通道404的剖面面积为流动通道306的剖面面积的约一半。如上所述，子通道404还可被分叉。
应该意识到：如图4所示，至少一条流动通道306的连续分叉可从出口区域304延伸至入口区域306。因此，与入口区域302连通的流动通道306的第一数量400可大于与流场206的出口区域304连通的流动通道306的第二数量402。作为非限制性实例，第一数量的通道400可以比第二数量的通道402多两倍或更多倍。在特定实施例中，第一数量的通道400比第二数量的通道402多约三倍。
在运行中，本领域技术人员应该认识到：以恒定的反应剂流速行进通过流动通道306的反应剂气体的速度可增加。因此，在连续分叉的流动通道306的剖面面积大体上并未沿循分叉部产生改变的情况下，当反应剂气体在燃料电池反应中被消耗时，出口区域304处通道402数量的降低使得大体上保持了反应剂气体的速度。例如，在与阳极邻接的流场206上，连续分叉的流动通道306抑制了要不然通常会在入口区域302与出口区域304之间出现的速度降低。该速度的降低主要是由于氢气的消耗造成的。
如同图3所示的流场206那样，图4所示的流场206也有利于从流动通道306中除水。水的去除优化了燃料电池堆2的性能、阻抑了膜电极组件4、6上的电极层的腐蚀并且使燃料电池堆2的冷冻耐久性最大化。
参见图5，本发明的另一实施例包括具有至少一条第一流动通道500和至少一条第二流动通道502的多条流动通道306。第一流动通道500和第二流动通道502可在活性表面300上彼此偏移且被设置成彼此相邻。第一流动通道500和第二流动通道502中的每条流动通道可包括第一区域312、第二区域314和第三区域316。第一区域312包括设置在分叉部308之前的流动通道部分313。第二区域314包括设置在分叉部308之后的至少两条子通道310。第三区域316包括设置在至少两条子通道310的合并部318之后的流动通道部分317。在特定的实施例中，第一流动通道500与第二流动通道502偏移两个节距。第一流动通道500相对于第二流动通道502产生偏移使得将第一流动通道500的第一区域312或第三区域316设置成与第二流动通道502的第二区域314相邻。偏移的第一流动通道500和第二流动通道502限定出设置在其间的槽脊208。
在运行中，应该理解：在子通道310中流动的反应剂气体与在流动通道313、317中流动的反应剂气体之间形成了压力梯度。分叉使得形成了流的“膨胀(expansion)”且降低了随着反应剂向下游行进反应剂气体的压力变化所处的变化率。此外，当发生合并时，形成了流“瓶颈”且压力变化率随着反应剂向下游行进而增加。在相邻的流动通道500、502中同时出现的分叉和合并导致形成了压力梯度。因此，子通道310中的压力可低于相邻的流动通道313、317中的压力。
如图6所示，压力梯度促进了在槽脊208上的对流600。对流600提供了槽脊上的反应剂气体流。槽脊上的反应剂气体流的作用是用来平衡压力梯度。应该意识到：为了保持压力梯度，第一流动通道500、502进一步产生分叉和合并。合并和分叉的流动通道500、502的型式提供了在槽脊208上的穿过燃料电池的活性表面300的对流600。
本领域的技术人员应该理解：本发明的分叉和合并的流动通道306有效地实现了气体反应剂在活性表面300上的均匀分布。分叉和合并的流动通道306优化了活性表面300的槽脊208中的水管理，原因在于对流600克服了典型的流动机理，例如扩散(该机理依赖于在没有对流的情况下来移动水)。
应该进一步理解：槽脊208可具有比本发明的活性表面300上的常规槽脊更大的宽度。更宽的槽脊208提供了更少的流动通道306，流动通道306因此具有更大的剖面面积。具有更大的剖面面积的流动通道306降低了通常会阻抑通道306中的水移动的毛细管力。
除了此处所述的分叉的流动通道206以外，流场206还可包括一个或多个U形弯管(未示出)和/或混合区域(未示出)以便进一步分布反应剂气体。本领域中已公知的用来有利于反应剂气体的分布的这些和其它构型可与本发明的流场206一起使用。
本领域的技术人员还可为沿活性表面206的长度320的第一流动通道500和第二流动通道502的分叉和合并选择优化的频度，以便获得所需的对流。反应剂气体的这种均匀分布优化了燃料电池的性能。应该进一步认识到：对流通过阻抑水的滞流而抑制了在寒冷条件下的结冰。
本发明的双极板8可用于燃料电池堆2中。这种燃料电池堆2可用于用来使车辆如汽车运行的动力系统中。特别地，当作为燃料电池堆2的一部分而处于运行中时，流场206可阻抑或抑制从入口区域302至出口区域304的气体反应剂的流速的降低。作为图示性的实例，气体反应剂可包括氢气且流场206可与阳极邻接以便分布氢气。保持了最小化的氢气流速使得抑制了阳极流场206中的水滞流。正如所述，水滞流的阻抑导致减轻了膜电极组件4、6的催化电极层的腐蚀的发生。本发明还使得燃料电池在寒冷条件下的运行过程中的冷冻性能得以最大化。由于在活性表面300上实现了气体反应剂的均匀分布，因此流场206进一步提供了优化的电流密度。
尽管已经出于对本发明进行说明的目的而对特定的代表性实施例和细节进行了描述，但本领域的技术人员应该理解：可在不偏离本发明的披露内容的范围的情况下作出多种改变，在下面的所附权利要求书限定出范围内对所述多种变型进行了进一步描述。

Claims (20)

1、一种用于燃料电池的双极板，所述双极板包括：
包括活性表面的流场，所述流场具有入口区域和出口区域，所述活性表面与所述入口区域和所述出口区域连通且具有在所述活性表面中形成的至少一条流动通道，所述至少一条流动通道在所述出口区域处具有比在所述入口区域处的剖面面积更小的剖面面积。
2、根据权利要求1所述的双极板，其中所述至少一条流动通道是分叉的。
3、根据权利要求2所述的双极板，其中所述至少一条流动通道形成了子通道。
4、根据权利要求3所述的双极板，其中所述子通道具有比所述流动通道的剖面面积更小的剖面面积。
5、根据权利要求2所述的双极板，其中所述至少一条流动通道包括具有设置在分叉部之前的流动通道的第一区域、具有至少两条子通道的第二区域、和具有设置在所述至少两条子通道的合并部之后的流动通道的第三区域。
6、根据权利要求5所述的双极板，其中所述第二区域中的子通道的剖面面积小于约一半的所述第一区域中的所述流动通道的剖面面积。
7、根据权利要求5所述的双极板，其中所述第三区域中的所述流动通道的剖面面积小于所述第一区域中的所述流动通道的剖面面积。
8、根据权利要求7所述的双极板，其中所述第三区域的所述剖面面积和所述第二区域中的子通道的所述剖面面积大体上相等。
9、一种用于燃料电池的双极板，所述双极板包括：
包括活性表面的流场，所述流场具有入口区域和出口区域，所述活性表面与所述入口区域和所述出口区域连通且具有在所述活性表面中形成的多条流动通道，
所述多条流动通道的至少一部分是分叉的。
10、根据权利要求9所述的双极板，其中与所述入口区域连通的流动通道的数量大于与所述出口区域连通的流动通道的数量。
11、根据权利要求9所述的双极板，其中所述分叉的流动通道包括具有设置在分叉部之前的流动通道的第一区域和设置在分叉部之后的第二区域，所述第二区域具有至少两条子通道。
12、根据权利要求11所述的双极板，其中所述第一区域中的所述流动通道的剖面面积和所述第二区域中的子通道的剖面面积大体上相等。
13、根据权利要求10所述的双极板，其中子通道是分叉的。
14、根据权利要求9所述的双极板，其中所述多条流动通道沿所述活性表面的长度交替地分叉和合并。
15、根据权利要求14所述的双极板，其中所述多条流动通道形成了多条槽脊，所述槽脊中的每条槽脊被设置在一对所述流动通道之间。
16、根据权利要求14所述的双极板，其中所述多条流动通道包括第一流动通道和第二流动通道，每条流动通道具有设置在分叉部之前的第一区域、具有至少两条子通道的第二区域和设置在所述至少两条子通道的合并部之后的第三区域。
17、根据权利要求16所述的双极板，其中所述第一流动通道相对于所述第二流动通道产生偏移，其中所述第一流动通道的所述第二区域被设置成与所述第二流动通道的所述第一区域或第三区域相邻。
18、一种燃料电池堆，所述燃料电池堆包括：
具有膜电极组件的至少一个燃料电池，所述膜电极组件具有阳极层和阴极层，所述膜电极组件被设置在一对双极板之间，每块双极板包括具有入口区域和出口区域的流场，在所述入口区域处，气体反应剂被供应至所述流场，在所述出口区域处，所述气体反应剂被排出所述流场，所述流场具有活性表面，所述活性表面具有在其中形成的至少一条流动通道，所述至少一条流动通道与所述入口区域和所述出口区域连通以便将所述气体反应剂分布到所述阳极层和所述阴极层中的一种上，其中所述流场抑制了从所述入口区域至所述出口区域的所述气体反应剂流速的降低。
19、根据权利要求18所述的燃料电池堆，其中所述气体反应剂包括氢。
20、根据权利要求18所述的燃料电池堆，其中所述流场在所述第一流动通道与所述第二流动通道之间形成了压力梯度，由此促进了在所述槽脊上的所述气体反应剂的对流。
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