CN102544544B - 用于燃料电池装置的流场板、流场板组件及燃料电池装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于燃料电池装置的流场板，包括第一表面和第二表面。第一表面具有用以接收第一流体的第一流体注入孔、多个大致沿第一方向输送第一流体的第一流道、以及用以排出第一流体的第一流体排出孔。第二表面具有用以接收第二流体的第二流体注入孔、多个大致沿第一方向输送第二流体的第二流道、以及用以排出第二流体的第二流体排出孔。第一流体注入孔和第二流体排出孔邻近地位于流场板的第一侧边，第一流体排出孔和第二流体注入孔邻近位于流场板的第二侧边，其中流场板的第二侧边相对于第一侧边。每一第一流道和每一第二流道具有大致相等的长度。本发明还提供一种用于燃料电池装置的流场板组件。本发明还提供一种燃料电池装置。

Description

用于燃料电池装置的流场板、流场板组件及燃料电池装置

技术领域

本发明主要涉及一种用于燃料电池装置的流场板、流场板组件(fluid flowplate assemblies for fuel cells)以及具有流场板组件的燃料电池装置。

背景技术

流场板(fluid flow plate)为流体相关应用的结构，例如，用于承载、运送(delivering)、分流(dividing)、及/或分布(distributing)一种或是多种流体。“流体”于此的广义解释为可由一处流动至另一处的任何物质。例如，流体可为空气、气体、流体、或是粘性液体等，其具有流动或是移动其本身或是其本身的一部份由一处至另一处的能力。

举例来说，流场板的众多应用之一是应用于燃料电池装置，流场板于燃料电池装置中可输送、引导、及/或分布一或多种“燃料”。“燃料”可为液体或是气体的形式，用以产生电力。图1为已知燃料电池装置的剖视图。请参考图1，燃料电池装置400可为一质子交换膜燃料电池(PEMFC)。燃料电池装置400可包括膜电极组410、两个气体扩散层405、406、以及两个流场板401、402。如图所示，气体扩散层405、406夹持膜电极组410，流场板401、402可夹持膜电极组410以及气体扩散层405、406。流场板401、402可分别提供一或多个流道，例如流道403、404。反应流体(reactant fluid)可流经每一流道403、404。例如，膜电极组410包括质子交换膜409、阳极催化剂层407、以及阴极催化剂层408。阳极催化剂层407和阴极催化剂层408可分别包括铂或铂合金，其可为催化剂并可促进燃料电池装置400的电化学反应。

发明内容

为了促进效率、使流体分布或是流体分布于一对应的组件(例如一燃料电池)更为容易，因此本发明提供一种流场板及组件，其可增加流体移动或是分布的容易度、降低流阻、简化系统或是元件设计、或是提供不同流体流动特征。

于本发明的一实施方式中，本发明的用于燃料电池装置的流场板可包括第一表面和第二表面。第一表面具有用以接收第一流体的第一流体注入孔、多个大致沿第一方向输送第一流体的第一流道、以及用以排出第一流体的第一流体排出孔。第二表面具有用以接收第二流体的第二流体注入孔、多个大致沿第一方向输送第二流体的第二流道、以及用以排出第二流体的第二流体排出孔。第一流体注入孔和第二流体排出孔邻近位于流场板的第一侧边，以及第一流体排出孔和第二流体注入孔邻近地位于流场板的第二侧边，以及流场板的第二侧边相对于第一侧边。每一第一流道和每一第二流道具有大致相等的长度。

另外，于本发明的一实施方式中，本发明的燃料电池装置可包括膜电极组、第一流场板、以及第二流场板。第一流场板可包括第一表面和第二表面。第一表面具有用以接收第一流体的第一流体注入孔、多个大致沿第一方向输送第一流体的第一流道、以及用以排出第一流体的第一流体排出孔。第二表面具有用以接收第二流体的第二流体注入孔、多个大致沿第一方向输送第二流体的第二流道、以及用以排出第二流体的第二流体排出孔。第二流场板可包括第三表面和第四表面。第三表面可包括用以接受第三流体的第三流体注入孔、多个大致沿第二方向输送第三流体的第三流道、以及用以排出第三流体的第三流体排出孔。第四表面具有用以接收第四流体的第四流体注入孔、多个大致沿第二方向输送第四流体的第四流道、以及用以排出第四流体的第四流体排出孔。每一第一流道、每一第二流道、每一第三流道、以及每一第四流道具有大致相等的长度。

于本发明的一实施方式中，揭露了一种用于燃料电池装置的流场板组件。流场板组件包括第一流场板和第二流场板。第一流场板可更包括第一表面和第二表面。第一表面，具有用以接收第一流体的第一流体注入孔、多个大致沿第一方向输送第一流体的第一流道、以及用以排出第一流体的第一流体排出孔。第二表面具有用以接收第二流体的第二流体注入孔、多个大致沿第一方向输送第二流体的第二流道、以及用以排出第二流体的第二流体排出孔。第二流场板可包括第三表面和第四表面。第三表面可包括用以接受第三流体的第三流体注入孔、多个大致沿第二方向输送第三流体的第三流道、以及用以排出第三流体的第三流体排出孔。第四表面具有用以接收第四流体的第四流体注入孔、多个大致沿第二方向输送第四流体的第四流道、以及用以排出第四流体的第四流体排出孔。上述的每一第一流道、每一第二流道、每一第三流道、以及每一第四流道具有大致相等的长度。

本发明的优点在于：本发明的流场板的冷却流道和流体流道可线性延伸，因此当冷却剂和反应流体分别流过冷却流道和流体通道，可使冷却剂和流体具有低阻力；使用了本发明的流场板组件的燃料电池装置，在燃料电池输送冷却剂流体、反应流体、与反应流体反应所产生的副产品所需的电力较少。

可以了解的是，前述的一般描述以及后述的详细描述仅为范例和解说并不会限定本发明的范围。

附图说明

图1为已知技术的燃料电池的剖视图；

图2为本发明的一实施例的燃料电池装置的立体图；

图3为本发明的一实施例的燃料电池装置的燃料电池的部份分解图；

图4为本发明的一实施例的第一流场板的前视图；

图5为本发明的一实施例的第一流场板的后视图；

图6为本发明的一实施例的第二流场板的后视图；

图7为本发明的一实施例的第二流场板的前视图；以及

图8为本发明的一实施例的流场板组件的部份立体图；

其中，主要元件符号说明：

燃料电池装置400；        流场板401、402；

流道403、404；           气体扩散层405、406；

阳极催化剂层407；        阴极催化剂层408；

质子交换膜409；          膜电极组410；

燃料电池装置2；          电池核心21；

电极22、23；             保护盖24、25；

燃料电池50；             第一流场板100；

第一冷却表面111；        第一反应表面112；

第一冷却流道120；          第一端121；

第二端122；                第一反应流体流道130；

第二流场板200；            第二冷却表面211；

第二反应表面212；          第二冷却流道220；

第二反应流体流道230；      膜电极组300；

第一反应流体注入孔h11；    第一反应流体排出孔h12；

第二反应流体注入孔h21；    第二反应流体排出孔h22；

第一冷却剂流体注入孔h31；  第一冷却剂流体排出孔h32；

第二冷却剂流体注入孔h41；  第二冷却剂流体排出孔h42；

第一流道区域Z1；           第一侧边Z11；

第二侧边Z12；              第三侧边Z13；

第四侧边Z14；              第二流道区域Z2；

第一侧边Z21；              第二侧边Z22；

第三侧边Z23；              第四侧边Z24；

第一方向D1；               水平方向D2；

第二方向D3；               流体流动路径F1、F2、F3；

冷却剂流动路径C1、C2、C3； 角度A1；

轴AX1。

具体实施方式

燃料电池装置可为电化学能转换装置，其可转换化学能为电能。燃料电池装置相较于一般传统的内燃机能可将燃料更有效率地转换为电力。举例而言，燃料电池装置可使用氢气作为燃料以及氧气作为氧化剂来产生电力以及水和热等副产品。当与其它大部分的电力来源作比较，燃料电池装置的燃料(氢气)、氧化剂(氧气)、以及副产品(水和热)仅产生少量污染(如果有的话)。假使电力、混合、或是其它种类的车辆利用这种燃料电池装置来驱动，将可大量的减少温室气体的产生与气体的消耗(gas consumption)。因此，燃料电池装置可视为一种“绿色能源”，相较于其它传统的电力来源而言，燃料电池科技可说是一种“绿色科技”。

图2为本发明的一实施例的燃料电池装置的立体图。燃料电池装置2可包括电池核心21、二电极22、23、以及二保护盖24、25。于本实施例中，电极22、23可分别设置于电池核心21的两相反侧。每一电极22、23耦接于燃料电池装置2的一或多个阴极或是一或多个阳极。保护盖24、25可分别设置于电池核心21的两相反外侧，以保护和固定电池核心21和电极22、23。

图3为前述燃料电池装置2的燃料电池的部份分解图。前述电池核心21可包括多个燃料电池，例如10至20个或是更多个的燃料电池。每一燃料电池可具有和燃料电池50相同或是相似的设计。于一实施例中，燃料电池50可包括第一流场板100、第二流场板200和膜电极组300。第一流场板100、第二流场板200和膜电极组300可相互平行或迭置放置。膜电极组300可为板状结构，并具有质子交换膜、阳极催化剂层(catalyst layer)和阴极催化剂层。

于一实施例中，第一流场板100和第二流场板200可为金属板，其可以冲压(stamping)、加压(pressing)或是其它成型技术制作。第一流场板100和第二流场板200可分别排列于膜电极组300的两相反侧以形成一燃料电池50。电池核心21可经由迭置多个燃料电池50而形成。

流场板100、200形成燃料电池50的一部分以提供利用于燃料电池50的流体和冷却剂的“流场”。详细说明如下，于已公开的实施例中，流场板100、200可包括多个流体流道(如图3所示的第一流场板100的第一反应流体流道130)，用以输送流体从其进入燃料电池50之处至流体从燃料电池50排出之处。流体于燃料电池50内的流场图形(flow field pattern)可影响流体通过燃料电池50的膜电极组300的反应区域(active area)的分布。当流体平均地(evenly)分布膜电极组300的反应区域，燃料电池50可依据前述的设计、应用以及燃料等更有效率地产生电力。另外，于已公开的实施例中，流场板100、200可更包括多个冷却流道(例如图3中，第二流场板200的第二冷却流道220)，用以输送冷却剂从其进入燃料电池50之处至流体从燃料电池50排出之处。冷却剂于燃料电池50内的流场图形可影响燃料电池50的冷却效能。

于已公开的实施例中，燃料电池装置2可具有多个注入孔可供各式的流体流过(例如第一反应流体注入孔h11(第一流体注入孔)、第二反应流体注入孔h21(第三流体注入孔)、第一冷却剂流体注入孔h31(第二流体注入孔)、以及第二冷却剂流体注入孔h41(第四流体注入孔))、以及多个供前述流体排出的排出孔(例如第一反应流体排出孔h12(第一流体排出孔)、第二反应流体排出孔h22(第三流体排出孔)、第一冷却剂流体排出孔h32(第二流体排出孔)、以及第二冷却剂流体排出孔h42(第四流体排出孔))。前述的注入孔和排出孔可侧向地(laterally)通过电池核心21和保护盖24、25。换句话说，如图3所示，每一第一流场板100、第二流场板200与膜电极组300均具有前述的注入孔与排出孔。

于本实施例中，第一反应流体(第一流体)可经由第一流场板100的第一反应流体注入孔h11进入燃料电池50。第二反应流体(第三流体)可经由第二流场板200的第二反应流体注入孔h21进入燃料电池50。第一反应流体进入燃料电池50后可经由第一流场板100的第一反应流体流道130(第一流道，如图5所示)输送至膜电极组300。第二反应流体于进入燃料电池50之后可经由第二流场板200的第二反应流体流道230(第三流道，如图7所示)输送至膜电极组300。第一反应流体和第二反应流体可经由于膜电极组300产生的化学反应产生电力。前述化学反应所产生的电力以电压和电流的方式通过电极22、23输出。未完全反应的第一反应流体和第二反应流体随者反应的副产品(by-product)可分别经由第一反应流体排出孔h12和第二反应流体排出孔h22排出。

此外，第一冷却剂流体(第二流体)可经由第一流场板100的第一冷却剂流体注入孔h31进入燃料电池50。第二冷却剂流体(第四流体)可经由第二流场板200的第二冷却剂流体注入孔h41进入燃料电池50。第一冷却剂流体进入燃料电池50后可经由第一流场板100的第一冷却流道120(第二流道，如图8所示)输送至第二流场板200。第二冷却剂流体进入燃料电池50后可经由第二流场板200的第二冷却流道220(第四流道，如图8所示)进入第一流场板100。然后，第一冷却剂流体和第二冷却剂流体可分别经由第一冷却剂流体排出孔h32和第二冷却剂流体排出孔h42排出。

于一实施例中，当第二反应流体为氢气等燃料(fuel)时，第一反应流体可为氧化剂(oxidant)，例如氧气或空气。于另一实施例中，当第二反应流体为氧气或空气等氧化剂时，第一反应流体可为燃料(例如氢气)。于此实施例中，电力经由氢气和氧气的反应产生，例如通过氧化还原(oxidation-reduction)反应。前述反应的副产品为水，并且第一冷却剂流体和第二冷却剂流体也可为水或是一种可促进冷热交换过程的流体。需注意的是，第一反应流体、第二反应流体、第一冷却剂流体、第二冷却剂流体可依据燃料电池装置的设计和应用或是其它考虑而使用不同的流体，亦或是不同于所本案公开的实施例所举出的流体。

燃料电池装置已为大众所知的为绿色能源或是清洁能源(clean energy)的来源，其因在于燃料电池装置经由消耗的清洁能源资源，例如氢气或氧气，来产生电力，并仅产生少量(如果有的话)的污染。另外，电力产生反应(powergeneration reaction)的副产品可为水，如同使用于燃料电池的冷却剂，其并不会产生污染或是少量污染。

图4为本发明的一实施例的第一流场板的前视图。于此实施例中，第一流场板100可为一板状结构，其更包括第一冷却表面111(第二表面，如图4所示)和第一反应表面112(第一表面，如图5所示)。第一冷却表面111和第一反应表面112分别设置于第一流场板100的两相反侧。第一冷却表面111和第一反应表面112分别包括第一流道区域Z1。第一流道区域Z1更包括第一侧边Z11、第二侧边Z12、第三侧边Z13和第四侧边Z14。第一侧边Z11和第二侧边Z12相对设置。第三侧边Z13和第四侧边Z14相对设置。第一侧边Z11和第二侧边Z12分别邻接于第三侧边Z13和第四侧边Z14。

于第一流场板100的第一冷却表面111，第一冷却流道120(第二流道)可设置于第一流道区域Z1内，并可经由相互平行的凸肋分隔。如图4所示，第一冷却流道120可分别沿第一方向D1线性延伸。于此实施例中，第一冷却流道120沿第一方向D1延伸并与地面(沿一水平方向D2延伸)之间具有一角度A1。角度A1介于0度至180度之间。于此实施例中，角度A1可为45度。每一第一冷却流道120包括第一端121以及第二端122，第一端121邻近地设置于第一侧边Z11，第二端122邻近地设置于第二侧边Z12。第一端121与第二端122分别位于第一冷却流道120的两相反侧。

如图4所示，第一流场板100的第一冷却表面111上，第一反应流体注入孔h11沿着第一侧边Z11设置，并邻接于第三侧边Z13。第二反应流体注入孔h21沿第三侧边Z13设置，并邻接于第一侧边Z11。第一冷却剂流体注入孔h31沿第二侧边Z12设置，并邻接于第三侧边Z13。第二冷却剂流体注入孔h41沿第四侧边Z14设置，并邻接于第一侧边Z11。

再者，第一反应流体排出孔h12沿第二侧边Z12设置，并邻接于第四侧边Z14。第二反应流体排出孔h22沿第四侧边Z14设置，并邻接于第二侧边Z12。第一冷却剂流体排出孔h32沿第一侧边Z11设置，并邻接于第四侧边Z14。第二冷却剂流体排出孔h42沿第三侧边Z13设置，并邻接于第二侧边Z12。

换句话说，第一反应流体注入孔h11和第一冷却剂流体排出孔h32均可沿第一侧边Z11设置；第一冷却剂流体注入孔h31和第一反应流体排出孔h12均可沿第二侧边Z12设置；第二反应流体注入孔h21和第二冷却剂流体排出孔h42均可沿第三侧边Z13设置；以及第二冷却剂流体注入孔h41和第二反应流体排出孔h22均可沿第四侧边Z14设置。因此，于第一流场板100的第一冷却表面111上的第一流道区域Z1的每一第一、第二、第三和第四侧Z11～Z14边均包括反应流体或冷却剂注入孔和反应流体或冷却剂排出孔。

图5为本发明的一实施例的第一流场板的后视图。于此实施例中，位于第一流场板100的第一反应表面112上的第一流道区域Z1对应于第一流场板100的第一冷却表面111设置(如图4所示)。于第一流场板100的第一反应表面112上，第一反应流体流道130(第一流道)可设置于第一流道区域Z1内，并可经由相互平行的凸肋分隔。于已公开的实施例中，第一流场板100可经由冲压制程所形成。因此，当凹形流道经由冲压制程形成于第一冷却表面111时，凸形肋可形成于第一流场板100的第一反应表面112上的相对应位置。相对地，当凸形肋经由冲压制程形成于第一冷却表面111时，凹形流道可形成于第一流场板100的第一反应表面112的相对应位置。因此，于冲压制程中，第一冷却流道120和第一反应流体流道130可同时形成。此外，第一冷却流道120和第一反应流体流道130可沿者第一方向D1线性排列。第一方向D1与地面(沿水平方向D2延伸)之间具有角度A1。角度A1介于0度至180度之间。于此实施例中，角度A1可为45度。

如图4所示，前述置于第一流场板100的第一反应表面112的流体注入孔和排出孔的相关配置对应于与前述第一冷却表面111的流体注入孔和排出孔排列设计相同，于此不作详细的解释。

图6为本发明的一实施例的第二流场板的后视图。于此实施例中，第二流场板200可具有和第一流场板100相似的结构。请参考图5和图6，第二流场板200可为第一流场板100沿一轴AX1反转180度后所形成的结构。轴AX1可重迭于第一流场板100的对角线。因此，于此实施例中，第二流场板200的第二冷却表面211(第四表面)可更包括第二冷却流道220。第二冷却流道220设置于第二流道区域Z2并沿第二方向D3延伸。第二冷却流道220(沿第二方向D3延伸)与地面(沿水平方向D2延伸)之间可具有一角度A1。角度A1介于0度至180度之间。于此实施例中，角度A1可为45度。

于此实施例中，第二流场板200可为板状结构，并包括第二冷却表面211(第四表面，如图6所示)和第二反应表面212(第三表面，如图7所示)。第二冷却表面211和第二反应表面212分别设置于第二流场板200的相反侧。第二冷却表面211和第二反应表面212可分别包括第二流道区域Z2。第二流道区域Z2更包括第一侧边Z21、第二侧边Z22、第三侧边Z23和第四侧边Z24。第一侧边Z21和第二侧边Z22可相对设置，第三侧边Z23和第四侧边Z24可相对设置。第一侧边Z21和第二侧边Z22可邻接于第三侧边Z23和第四侧边Z24。

如图6所示，于第二流场板200的第二冷却表面211上第一反应流体注入孔h11可沿第一侧边Z21设置，并邻接于第三侧边Z23。第二反应流体注入孔h21可沿第三侧边Z23设置，并邻接于第一侧边Z21。第一冷却剂流体注入孔h31可沿第二侧边Z22设置，并邻接于第三侧边Z23。第二冷却剂流体注入孔h41可沿第四侧边Z24设置，并邻接于第一侧边Z21。

再者，第一反应流体排出孔h12可沿第二侧边Z22设置，并邻接于第四侧边Z24。第二反应流体排出孔h22可沿第四侧边Z24设置，并邻接于第二侧边Z22。第一冷却剂流体排出孔h32可沿第一侧边Z21设置，并邻接于第四侧边Z24。第二冷却剂流体排出孔h42沿第三侧边Z23设置，并邻接于第二侧边Z22。

换句话说，第一反应流体注入孔h11和第一冷却剂流体排出孔h32均可沿第一侧边Z21设置；第一冷却剂流体注入孔h31和第一反应流体排出孔h12均可沿第二侧边Z22设置；第二反应流体注入孔h21和第二冷却剂流体排出孔h42均可沿第三侧边Z23设置；以及第二冷却剂流体注入孔h41和第二反应流体排出孔h22均可沿第四侧边Z24设置。因此，于第二流场板200的第二冷却表面211上，第二流道区域Z2的每一第一、第二、第三和第四侧边Z21～Z24均包括反应流体或冷却剂注入孔和流体或冷却剂排出孔。

请再次参考图4，如前所述，第一流场板100的第一冷却表面111可包括第一冷却流道120，其中第一冷却流道120设置于第一流道区域Z1，并沿第一方向D1延伸。再请参考图6，第二流场板200的第二冷却表面211可包括第二冷却流道220，其中第二冷却流道220设置于第二流道区域Z2，并沿第二方向D3延伸。于此实施例中，第一方向D1与第二方向D3之间可具有一角度，第一方向D1可垂直或大致垂直于第二方向D3。如前所述，第一冷却流道120可用以输送第一冷却剂流体，第二冷却流道220可用以输送第二冷却剂流体。因此，于此实施例中，第一冷却剂流体于第一流场板100内的流动(于图4中的标示为C1、C2和C3)可与第二冷却剂流体于第二流场板200内的流动(于图6中的标示为C1、C2和C3)之间具有一角度，例如可为垂直或大致垂直。

图7为本发明的一实施例的第二流场板的前视图。于此实施例中，第二流场板200的第二反应表面212可包括第二反应流体流道230。第二反应流体流道230设置于第二流道区域Z2，并沿第二方向D3延伸。第二反应流体流道230(沿第二方向D3延伸)与地面(沿水平方向D2延伸)之间可具有一角度A1。角度A1介于0度至180度之间。于此实施例中，角度A1可为45度。

请参考图5，如前所述，第一流场板100的第一反应表面112可包括第一反应流体流道130，其中第一反应流体流道130设置于第一流道区域Z1，并沿第一方向D1延伸。再请参考图7，第二流场板200的第二反应表面212可包括第二反应流体流道230，其中第二反应流体流道230设置于第二流道区域Z2，并沿第二方向D3延伸。于此实施例中，第一方向D1与第二方向D3之间具有一角度。第一方向D1可垂直或大致垂直于第二方向D3。如前所述，第一反应流体流道130可用以输送第一反应流体，第二反应流体流道230可用以输送第二反应流体。因此，于此实施例中，第一反应流体于第一流场板100内的流动(于图5中的标示为F1、F2和F3)与第二反应流体于第二流场板200内的流动(于图7中的标示为F1、F2和F3)之间可具有一角度，例如可为垂直或大致垂直。

请参考图2和图3。当第一流场板100、第二流场板200和膜电极组300组合于电池核心21时，其中第一冷却剂流体注入孔h31、第一冷却剂流体排出孔h32和第一冷却流道120可相互连接。另外，第一冷却流道120和第二冷却流道220可相互连接，然而不与第一反应流体流道130或是第二反应流体流道230相互连接。因此，第一冷却剂流体可经由第一冷却剂流体注入孔h31流入第一冷却流道120且/或第二冷却流道220，之后第一冷却剂流体可经由第一冷却剂流体排出孔h32排出。如图4所示，第一冷却剂流体于第一流场板100流动的冷却剂流动路径C1、C2、C3具有大致相同的长度。

同理，第二冷却剂流体注入孔h41、第二冷却剂流体排出孔h42和第二冷却流道220可相互连接。此外，第一冷却流道120和第二冷却流道220可相互连接，然而并不与第一反应流体流道130或是第二反应流体流道230相互连接。因此，第二冷却剂流体可经由第二冷却剂流体注入孔h41流入第二冷却流道220，之后可经由第一冷却流道120及/或第二冷却流道220排出。如图6所示，于第二流场板200中用以输送第二冷却剂流体的冷却剂流动路径C1、C2、C3具有大致相同的长度。

此外，由于第一反应流体注入孔h11和第一反应流体排出孔h12可与第一反应流体流道130相互连接，并且第二反应流体或是第二冷却剂流体无法进入第一反应流体流道130，因此第一反应流体可经由第一反应流体注入孔h11流入第一流场板100的第一反应流体流道130，之后可通过第一反应流体排出孔h12排出。如图5所示，于第一流场板100中用以输送第一反应流体的流体流动路径F1、F2、F3具有大致相同的长度。

再者，由于第二反应流体注入孔h21和第二反应流体排出孔h22可与二流体流道230相互连通，并且第一反应流体或是第一冷却剂流体并不会进入第二反应流体流道230，因此第二反应流体可经由第二反应流体注入孔h21流入第二流场板200的第二反应流体流道230，之后，可经由第二反应流体排出孔h22排出。如图7所示，于第二流场板200中，用以输送第二反应流体的流体流动路径F1、F2、F3具有大致相同的长度。

图8为本发明的一实施例的流场板组件的部份立体图，其中电池核心可包括多个迭置的燃料电池(如图2所示)。于此实施例中，第一燃料电池的第一流场板100可组合于邻接于第一燃料电池的第二燃料电池的第二流场板200。在图8中，第一燃料电池的第一流场板100上的第一冷却流道120可相互连接于第二燃料电池的第二流场板200上的第二冷却流道220。第一冷却流道120可沿第一方向D1延伸，第二冷却流道220可沿第二方向D3延伸。于此实施例中，第一方向D1与第二方向D3之间具有一角度，第一方向D1可垂直或是大致垂直于第二方向D3。因此，第一冷却流道120和第二冷却流道220可大致排列为一X形的结构，使得第一冷却流道120与第二冷却流道220之间具有一角度，第一冷却流道120与第二冷却流道220可垂直或是大致垂直。第一冷却剂流体可线性流动于第一冷却流道120(如所示的箭头C1)，并且第二冷却剂流体可线性流动于第二冷却流道220(如所示的箭头C2)。由于第一流场板100和第二流场板200可分别的输送第一冷却剂流体和第二冷却剂流体，因此第一冷却剂流体和第二冷却剂流体可具有低流阻。同理，第一反应流体流道130可沿第一方向D1延伸，第二反应流体流道230可沿第二方向D3延伸。由于第一方向D1与第二方向D3之间具有一角度，以及第一方向D1可垂直或是大致垂直于第二方向D3，因此于此实施例中，第一反应流体流道130和第二反应流体流道230可大致排列为X形的结构，第一反应流体流道130可垂直于第二反应流体流道230。第一反应流体可线性流动于第一反应流体流道130(如所示的箭头F1)，并且第二反应流体亦可线性流动于第二反应流体流道230(如所示的箭头F2)。因此，当第一流场板100和第二流场板200分别的输送第一反应流体和第二反应流体时，第一反应流体和第二反应流体可具有低流阻。

于前述的实施例，流场板的冷却流道和流体流道可线性延伸，因此当冷却剂和反应流体分别流过冷却流道和流体通道，可使冷却剂和流体具有低阻力。藉由这种方式，燃料电池输送已公开实施例中的第一和第二冷却剂流体、第一和第二反应流体、与第一和第二反应流体反应所产生的副产品所需的电力较少。

再者，第一和第二冷却流道可大致形成X形的结构，如前所述，例如冷却剂可更平均地分布于燃料电池。因此，可增进于已公开实施例中的燃料电池对于流场板的冷却功能。

另外，第一和第二反应流体流道可大致形成X形的结构，以及第一和第二反应流体流道可与地面形成一倾斜角度(例如45度，如前所述)，因此残留(remaining)的第一和第二反应流体以及第一反应流体和第二反应流体反应所产生的副产品可沿着第一和第二倾斜的流体流道流动，之后从燃料电池排出。

并且，于已公开实施例中，流场板的冷却剂和流体注入孔、冷却剂和流体排出孔、流体流道和冷却流道经由设计，使得流体由流场板的流体注入孔流动至流体排出孔的所有路径具有大致相同的长度，同时冷却剂由流场板的冷却剂注入孔流动至冷却剂排出孔的所有路径具有大致相同的长度。

本发明虽以各种实施例揭露如上，然而其仅为范例参考而非用以限定本发明的范围，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此上述实施例并非用以限定本发明的范围，本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种用于燃料电池装置的流场板，包括：

第一表面，具有用以接收第一流体的第一流体注入孔、多个用以输送该第一流体的第一流道、以及用以排出该第一流体的第一流体排出孔，其中该第一流道大致沿第一方向线性延伸；

第二表面，具有用以接收第二流体的第二流体注入孔、多个用以输送该第二流体的第二流道、以及用以排出该第二流体的第二流体排出孔，其中该第二流道大致沿该第一方向线性延伸，

该第一流体注入孔和该第二流体排出孔邻近位于该流场板的第一侧边，该第一流体排出孔和该第二流体注入孔邻近地位于该流场板的第二侧边，其中该第二侧边相对于该第一侧边，且每一所述第一流道和每一所述第二流道具有大致相等的长度；

第三流体注入孔；

第四流体排出孔；

第三流体排出孔；以及

第四流体注入孔，其中该第三流体注入孔和该第四流体排出孔邻近位于该流场板的第三侧边，该第三流体排出孔和该第四流体注入孔邻近地位于该流场板的第四侧边，其中该第四侧边相对于该第三侧边；

其中该第一表面为反应表面，该第二表面为冷却表面，该第一流体包括氧化剂或燃料，该第二流体包括冷却剂。

2.如权利要求1所述的用于燃料电池装置的流场板，其中该第一方向与地面之间具有一角度，该角度介于0度至180度之间。

3.一种燃料电池装置，包括：

膜电极组；

第一流场板，包括：

第一表面，具有用以接收第一流体的第一流体注入孔、多个用以输送该第一流体的第一流道、用以排出该第一流体的第一流体排出孔，其中该第一流道大致沿第一方向线性延伸；以及

第二表面，具有用以接收第二流体的第二流体注入孔、多个用以输送该第二流体的第二流道、用以排出该第二流体的第二流体排出孔，其中该第二流道大致沿该第一方向线性延伸；以及

第二流场板，包括：

第三表面，具有用以接收第三流体的第三流体注入孔、多个用以输送该第三流体的第三流道、以及用以排出该第三流体的第三流体排出孔，其中该第三流道大致沿第二方向线性延伸；以及

第四表面，具有用以接收第四流体的第四流体注入孔、多个用以输送该第四流体的第四流道、以及用以排出该第四流体的第四流体排出孔，其中该第四流道大致沿该第二方向线性延伸；

其中每一所述第一流道、每一所述第二流道、每一所述第三流道、以及每一所述第四流道具有大致相等的长度；

其中该第一表面和该第三表面为反应表面，该第二表面和该第四表面为冷却表面，该第一和第三流体分别包括氧化剂或燃料，该第二和第四流体分别包括冷却剂。

4.如权利要求3所述的燃料电池装置，其中

该第一流场板的该第一流体注入孔和该第二流体排出孔邻近地位于该第一流场板的第一侧边，

该第一流场板的该第一流体排出孔和该第二流体注入孔邻近位于该第一流场板的第二侧边，其中该第二侧边相对于该第一侧边。

5.如权利要求4所述的燃料电池装置，其中该第一流场板更包括：

第三流体注入孔，用以接收该第三流体；

第四流体排出孔，用以排出该第四流体，其中该第三流体注入孔和第四流体排出孔邻近位于该第一流场板的第三侧边；

第三流体排出孔，用以排出该第三流体；以及

第四流体注入孔，用以接收该第四流体，

其中该第三流体排出孔和该第四流体注入孔邻近位于该第一流场板的第四侧边，且该第四侧边相对于该第三侧边。

6.如权利要求3所述的燃料电池装置，其中该第二流场板的该第三流体注入孔和该第四流体排出孔邻近地位于该第二流场板的第一侧边；

该第二流场板的该第三流体排出孔和该第四流体注入孔邻近位于该第二流场板的第二侧边，其中该第二侧边相对于该第一侧边。

7.如权利要求6所述的燃料电池装置，其中该第二流场板更包括：

第一流体注入孔，用以接收该第一流体；

第二流体排出孔，用以排出该第二流体，该第一流体注入孔和该第二流体排出孔邻近地设置于该第二流场板的第三侧边；

第一流体排出孔，用以排出该第一流体；以及

第二流体注入孔，用以接收该第二流体，该第一流体排出孔和第二流体注入孔邻近地位于该第二流场板的第四侧边，其中该第四侧边相对于该第三侧边。

8.如权利要求3所述的燃料电池装置，其中该第一方向和该第二方向与地面之间具有一角度，该角度介于0度至180度之间。

9.如权利要求8所述的燃料电池装置，其中该第二方向大致垂直于该第一方向。

10.一种用于燃料电池装置的流场板组件，包括：

第一流场板，包括：

第一表面，具有用以接收第一流体的第一流体注入孔、多个用以输送该第一流体的第一流道、以及用以排出该第一流体的第一流体排出孔，其中该第一流道大致沿第一方向线性延伸；以及

第二表面，具有用以接收第二流体的第二流体注入孔、多个用以输送该第二流体的第二流道、以及用以排出该第二流体的第二流体排出孔，其中该第二流道大致沿该第一方向线性延伸；以及

第二流场板，包括：

第三表面，具有用以接收第三流体的第三流体注入孔、多个用以输送该第三流体的第三流道、以及用以排出该第三流体的第三流体排出孔，其中该第三流道大致沿第二方向线性延伸；以及

第四表面，具有用以接收第四流体的第四流体注入孔、多个用以输送该第四流体的第四流道、以及用以排出该第四流体的第四流体排出孔，其中该第四流道大致沿该第二方向线性延伸；

其中每一所述第一流道、每一所述第二流道、每一所述第三流道、以及每一所述第四流道具有大致相等的长度；

其中该第一表面和该第三表面为反应表面，该第二表面和该第四表面为冷却表面，该第一和第三流体分别包括氧化剂或燃料，该第二和第四流体分别包括冷却剂。

11.如权利要求10所述的用于燃料电池装置的流场板组件，该第一方向和该第二方向与地面之间具有一角度，该角度介于0度至180度之间。

12.如权利要求11所述的用于燃料电池装置的流场板组件，其中该第二方向大致垂直于该第一方向。

13.如权利要求10所述的用于燃料电池装置的流场板组件，其中该燃料电池装置更包括第一燃料电池和第二燃料电池，该第一流场板位于该第一燃料电池内，以及该第二流场板位于该第二燃料电池内。

14.如权利要求13所述的用于燃料电池装置的流场板组件，其中该第二燃料电池邻接于该第一燃料电池。

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