CN103151546B - 一种燃料电池流场板及燃料电池 - Google Patents

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Abstract

一种燃料电池流场板，包括具有多个流场通道的基板，基板一端与电池极板贴合，流场通道平行布置，流场通道为开设于基板上的贯通槽，相邻流场通道之间的部分为流场骨架；流场骨架与电池极板贴合的一端设置圆弧过渡部，圆弧过渡部向流场通道内突出，流场骨架远离电池极板的一端设置倒角；流场骨架具有与电池极板贴合的接触面和与流体接触的外露面，外露面上覆盖有憎水层。一种燃料电池，包括质子交换膜，分别设置于质子交换膜两侧的电池阳极板和电池阴极板，流场板以及电池夹板，每个极板连接一个流场板，每个流场板连接一个电池夹板；流场板的结构如上所述。本发明具有能够将反应中的水及时排出的优点。

Description

一种燃料电池流场板及燃料电池
技术领域
本发明属于燃料电池领域，特别是一种燃料电池流场板及使用该流场板的燃料电池。
背景技术
燃料电池是一种直接将燃料中的化学能转化为电能的装置。电池流场板是燃料电池的重要部件，主要起到分配流体、导电和支撑电池结构的作用。中国专利ZL200810163683.7号（CN101459246A）公布了一种叶脉形燃料电池流场板，包括两片对合的流场板，流程板上有大致呈正方形的流场区域，流场区域的周边有密封垫圈，供液体流入的主脉沿该正方形的对角线延伸，供液体流出的汇合脉平行于正方形的边、并垂直相交于液体的出口，各个支脉的一端与主脉呈45度连接、并与正方形的边平行，另一端呈垂直角与汇合脉连接。这种流场板的目的在于给反应过程中的气体提供最短的排出路径。这种流场板流场板没有考虑到如何使反应中产生的水及时排出、避免水堆积在催化反应界面上的问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述问题，本发明提供了一种能够将反应中的水及时排出的燃料电池流场板及燃料电池。
一种燃料电池流场板，包括具有多个流场通道的基板，基板一端与电池极板贴合，流场通道平行布置，其特征在于：流场通道为开设于基板上的贯通槽，相邻流场通道之间的部分为流场骨架；流场骨架与电池极板贴合的一端设置圆弧过渡部，圆弧过渡部向流场通道内突出，流场骨架远离电池极板的一端设置倒角；流场骨架具有与电池极板贴合的接触面和与流体接触的外露面，外露面上覆盖有憎水层。
进一步，憎水层与水的接触角度大于60度。该接触角度为表征憎水层的表面张力的参数。
进一步，流场通道等间隔分布。
进一步，相邻流场通道的间隔为1~3mm，流场通道的宽度为3~5mm，流场板的厚度为1~5mm，圆弧过渡部的半径为5~10mm米，圆弧过渡部突出的长度为1~3mm。
一种燃料电池，包括质子交换膜，分别设置于质子交换膜两侧的电池阳极板和电池阴极板，流场板以及电池夹板，每个极板连接一个流场板，每个流场板连接一个电池夹板；流场板的结构如上所述。
本发明在使用时，流场板的流场通道和流场骨架暴露于流体（如氧气）中，流体进入流场通道内与极板内的催化剂反应，反应产生的气体和水蒸汽由流场通道溢出。流场骨架的倒角平滑，不会阻碍流体进入，圆弧过渡部平滑，具有减少流体流动的阻力的效果。
由于流体骨架上具有憎水层，当反应过程中产生水时，水汽无法汇集在憎水层上而主动向外溢出，达到避免水积聚于反应界面上的目的。
本发明的有益效果如下：
1、流体更容易进入流体通道内，与极板发生反应。
2、反应产生的水无法积聚于憎水层，水能够及时排出；阴极反应和阳极反应顺畅进行，使电池具有良好的发电性能。
附图说明
图1是流场板的俯视图。
图2是一个流场通道的截面图。
图3是燃料电池的示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1、2所示，一种燃料电池流场板，包括具有多个流场通道2的基板1，基板1一端与电池极板4贴合，流场通道2平行布置，流场通道2为开设于基板1上的贯通槽，相邻流场通道2之间的部分为流场骨架3；流场骨架3与电池极板4贴合的一端设置圆弧过渡部31，圆弧过渡部31向流场通道2内突出，流场骨架3远离电池极板的一端设置倒角32；流场骨架3具有与电池极板贴合的接触面和与流体接触的外露面，外露面上覆盖有憎水层33。
憎水层33与水的接触角度大于60度。该接触角度为表征憎水层的表面张力的参数。
流场通道2等间隔分布。
相邻流场通道2的间隔为1~3mm，流场通道2的宽度为3~5mm，流场板的厚度为1~5mm，圆弧过渡部31的半径为5~10mm米，圆弧过渡部31突出的长度为1~3mm。
图2给出了流体进入和离开流体通道的方向示意。倒角最好为圆形倒角，倒角和圆弧过渡部一方面具有减少流体阻力的作用，另一方面还能起到导向流体进入和离开流场通道的作用。
本实施例的有益效果如下：
1、流体更容易进入流体通道内，与极板发生反应。
2、反应产生的水无法积聚于憎水层33，水能够及时排出。
实施例2
如图1-3所示，一种燃料电池，包括质子交换膜A，分别设置于质子交换膜两侧的电池阳极板B1和电池阴极板B2，流场板C1、C2以及电池夹板D1、D2，每个极板连接一个流场板，每个流场板连接一个电池夹板；流场板C1、C2包括具有多个流场通道2的基板1，基板1一端与电池极板贴合，流场通道2平行布置，流场通道2为开设于基板1上的贯通槽，相邻流场通道2之间的部分为流场骨架3；流场骨架3与电池极板贴合的一端设置圆弧过渡部31，圆弧过渡部31向流场通道2内突出，流场骨架3远离电池极板的一端设置倒角32；流场骨架3具有与电池极板贴合的接触面和与流体接触的外露面，外露面上覆盖有憎水层33。
流场通道2等间隔分布。
相邻流场通道2的间隔为1~3mm，流场通道2的宽度为3~5mm，流场板的厚度为1~5mm，圆弧过渡部31的半径为5~10mm米，圆弧过渡部31突出的长度为1~3mm。
本发明在使用时，流场板的流场通道2和流场骨架3暴露于流体（如氧气）中，流体进入流场通道2内与极板内的催化剂反应，反应产生的气体和水蒸汽由流场通道2溢出。流场骨架3的倒角32平滑，不会阻碍流体进入，圆弧过渡部31平滑，具有减少流体流动的阻力的效果。
由于流体骨架上具有憎水层33，当反应过程中产生水时，水汽无法汇集在憎水层33上而主动向外溢出，达到避免水积聚于反应界面上的目的。
本实施例的有益效果如下：
1、流体更容易进入流体通道内，与极板发生反应。
2、反应产生的水无法积聚于憎水层33，水能够及时排出；阴极反应和阳极反应顺畅进行，使电池具有良好的发电性能。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (5)

1.一种燃料电池流场板，包括具有多个流场通道的基板，基板一端与电池极板贴合，流场通道平行布置，其特征在于：流场通道为开设于基板上的贯通槽,相邻流场通道之间的部分为流场骨架；流场骨架与电池极板贴合的一端设置圆弧过渡部，圆弧过渡部向流场通道内突出，流场骨架远离电池极板的一端设置倒角；流场骨架具有与电池极板贴合的接触面和与流体接触的外露面，外露面上覆盖有憎水层。
2.如权利要求1所述的燃料电池流场板，其特征在于：憎水层与水的接触角度大于60度。
3.如权利要求2所述的燃料电池流场板，其特征在于：流场通道等间隔分布。
4.如权利要求3所述的燃料电池流场板，其特征在于：相邻流场通道的间隔为1~3mm，流场通道的宽度为3~5mm，流场板的厚度为1~5mm，圆弧过渡部的半径为5~10mm，圆弧过渡部突出的长度为1~3mm。
5.一种燃料电池，包括质子交换膜，分别设置于质子交换膜两侧的电池阳极板和电池阴极板，流场板以及电池夹板，每个极板连接一个流场板，每个流场板连接一个电池夹板；其特征在于：所述的流场板具有如权利要求1-4之一所述的基板。
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