CN103441286A - 一种自呼吸燃料电池双极板 - Google Patents

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凃正凯
陈喜华
袁昔明
耿生根
丁刚
印杰
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Abstract

本发明为一种自呼吸燃料电池双极板。所述的双极板由空气板和氢气板相对结合构成。空气板上均匀分布着圆孔，氢气板密封，空气板和氢气板改变了传统的流道设计，采用的无流道的流场设计，传统的“岸”变成提供支撑和传导电子的圆柱体，空气板的圆柱体处在圆孔之间的位置，空气极和氢气极外围安装有一圈散热片。该双极板的结构设计有利于空气的对流，增加了反应面积，也提高了大功率下的散热效率。

Description

一种自呼吸燃料电池双极板
技术领域
本发明涉及一种自呼吸燃料电池双极板。
背景技术
燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的能量转化装置，其单体由正、负两个电极以及电解质组成，只要源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂，它就可以持续发电。燃料电池具有能量转化效率高、比能量比功率高、环境污染小、噪声低、可靠性适应性强以及可实现热、电、纯水联产等突出优点，可应用于航空、航天、航海、汽车、发电站、便携式设备电源能。近年来燃料电池技术备受各国以及各大企业的高度重视，被认为是21世纪最有前途的清洁能源转化装置。
双极板是燃料电池的重要部件，主要起分配和隔绝流体、导电收集电流以及支撑电池结构的作用。燃料电池要求双极板具有均匀的分配流体、良好的导电性、良好的导热性、良好的机械性能、良好的化学稳定性以及良好的气密性等特点。目前燃料电池双极板大都采用传统的平行流道、蛇形流道、交指型流道等，采用这几种流道的燃料电池电流密度不均匀，单位面积电流密度不高，该自呼吸燃料电池双极板所采用的流场结构设计有区别于传统流道的流场，该自呼吸燃料电池双极板的空气极和氢气极外围安装有一圈散热片，有利于提高燃料电池工作时散热效率，因此有必要建立新的双极板。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高效率的自呼吸燃料电池双极板。其目的在于克服传统燃料电池存在的缺陷，所解决的技术问题是提高单位面积电流密度，并使电流均匀分布。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：双极板由空气板和氢气板相对结合构成，空气板上均匀分布着圆孔，氢气板密封，空气板和氢气板改变了传统的流道设计，采用的无流道的流场设计，传统的“岸”变成提供支撑和传导电子的圆柱体状，空气板的圆柱体处在圆孔之间的位置，空气极和氢气极外围安装有一圈散热片。该双极板的结构设计有利于空气的对流，增加了反应面积，也提高了大功率下的散热效率。
所述的自呼吸燃料电池双极板，其特征在于所述的氢气板和空气板中空，有圆柱体一端与极板相连，一端与膜电极接触，提供支撑与传导电子，氢气板与空气板的圆柱体位置相对应，圆柱体之间的距离在适当的范围之内。
所述的自呼吸燃料电池双极板，空气板上均匀分布着圆孔，使空气能自由进出，圆孔的大小与间距根据燃料电池功率大小在一定范围内可调。
所述的自呼吸燃料电池氢气板，其特征在于所述的氢气板由抗腐蚀、导电性能好、抗气体渗透强、强度高、热传导性好的材料制成。
所述的自呼吸燃料电池空气板，其特征在于所述的空气板由抗腐蚀、导电性能好、抗气体渗透强、强度高、热传导性好的材料制成。
上述说明只是本发明技术方案的概述，为能让本发明的目的、特征以及优点能更明显易懂，特配合附图说明，详细说明如下。
附图说明
图1本发明的氢气板；
图2本发明的空气板圆孔侧；
图3本发明的空气板圆柱侧；
图中：1、氢气进出口；2、氢气极封闭圆环；3、氢气极圆柱岸；4、空气极圆孔；5、空气极散热片；6、空气极圆柱岸；7、空气极封闭圆环
具体实施方式
为更好的理解本发明的技术方案，以下结合附图进一步描述本发明所述的圆环形燃料双极板。
如图1所示，氢气流场示意图，氢气由进口1进入从另一端流出，氢气极圆柱岸提供支撑和导电作用。
如图2、3所示，自呼吸燃料电池空气板上的圆孔均匀分布，空气可以从圆孔4进入，未参加反应的气体也是从圆孔4出去。空气极圆柱岸6提供支撑和导电作用。空气极散热片5可以将反应产生的热量导出，提高燃料电池的散热效率。

Claims (5)

1.一种自呼吸燃料电池双极板，其特征在于：由空气板和氢气板相对结合构成，空气板上均匀分布着圆孔，氢气板密封，空气板和氢气板改变了传统的流道设计，采用的无流道的流场设计，传统的“岸”变成提供支撑和传导电子的圆柱体，空气极外围安装有一圈散热片。
2.根据权利要求1所述的自呼吸燃料电池双极板，其特征在于所述的氢气板和空气板中空，有圆柱体一端与极板相连，一端与膜电极接触，提供支撑与传导电子，氢气板与空气板的圆柱体位置相对应，圆柱体之间的距离在适当的范围之内。
3.根据权利要求1所述的自呼吸燃料电池双极板，空气板上均匀分布着圆孔，使空气能自由进出，圆孔的大小与间距根据燃料电池功率大小在一定范围内可调。
4.根据权利要求2所述的自呼吸燃料电池氢气板，其特征在于所述的氢气板由抗腐蚀、导电性能好、抗气体渗透强、强度高、热传导性好的材料制成。
5.根据权利要求2所述的自呼吸燃料电池空气板，其特征在于所述的空气板由抗腐蚀、导电性能好、抗气体渗透强、强度高、热传导性好的材料制成。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1838455A (zh) * 2006-04-29 2006-09-27 中山大学 一种含有组合流道的质子交换膜燃料电池极板
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Title
郑丹 等: "基于阴极新结构的高性能自呼吸式MEMS微型氢/空气燃料电池", 《应用化学》, vol. 24, no. 6, 30 June 2007 (2007-06-30), pages 723 - 725 *
郑丹 等: "自呼吸式MEMS微燃料电池的结构及其性能", 《化学世界》, no. 8, 31 August 2009 (2009-08-31) *

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