CN109565059B - 用于燃料电池的分离板及使用该分离板的燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于燃料电池的分离器及包括该分离器的燃料电池，具体地，通过在形成于用于燃料电池的分离器中的流动路径中形成岛型图案，并且引起流动通道中的不规则的流速分布和恒定的流量分布，可以提高燃料电池的效率和性能，并且可以在燃料电池工作时防止干燥现象。

Description

用于燃料电池的分离板及使用该分离板的燃料电池

技术领域

本申请要求于2016年11月14日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2016-0151351以及于2017年3月16日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2017-0033061的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种用于燃料电池的分离器及使用该分离器的燃料电池，该用于燃料电池的分离器能够通过形成在该用于燃料电池的分离器中的流动通道的形状的改变来提高燃料电池效率。

背景技术

燃料电池是利用电化学反应将燃料的化学能直接转换成电能的发电机，并且由于其与现有的内燃机相比更高的能量效率而具有从小规模系统到大规模系统的非常广的应用范围，并且没有污染物排放。换句话说，燃料电池是在电力系统工作方面备受期待的尖端发电机，理论上它不受热力发动机具有的热力学限制(卡诺效率)，从而与现有的发电机相比具有更高的发电效率，作为无污染且无噪音的装置几乎没有环境问题，可以以各种容量制造，并且易于安装在电力需求的区域中，从而能够节省电力的传输和转换的成本。

燃料电池的基本概念可以被解释为通过氢和氧的反应产生的电子的利用。氢穿过燃料电极，氧穿过空气电极。氢与氧发生电化学反应从而生成水的同时在电极中产生电。电子穿过电极的同时产生直流电力，并且伴随于此产生热。直流电可用作直流电动机的电力，或者使用逆变器转换成交流电后使用。燃料电池中产生的热量可以产生用于改质(reforming)的蒸汽，或者可以用作用于空气调节和加热的热量，并且当不使用时，作为废热排出。作为燃料电池的燃料即氢，可以使用纯氢气，或者使用利用诸如甲烷或乙醇的碳氢化合物通过所谓的改质的过程产生的氢气。纯氢气可以提高燃料电池的效率，但是具有由于氧贮存而增大成本和重量的问题。因此，由于空气中大量包含氧气，所以有时直接使用空气，尽管效率有所降低。

这种燃料电池的分离器具有维持燃料电池形式、使电子移动以及供应气体的功能。作为分离器的材料，使用诸如石墨或具有导电性的金属的材料用于形态维持和电子迁移，然而，当使用非导体时，涂覆具有导电性的材料进行使用。形成在分离器的一部分中的气体流动通道是反应气体流经的路径，并且，通过该气体流动通道，气体被供应到位于两个分离器之间的电解质-电极组件的电极，以产生电化学反应并产生电。

因此，用于燃料电池的分离器需要在燃料电池的空气电极氧化气氛以及燃料电极还原气氛下稳定，需要是缜密以防止各燃料气体的混合，并且需要具有充分的导电性。

另外，需要在用于燃料电池的分离器中形成气流流动通道，并且，在本文中，分离器的气体流动通道的深度、宽度和图案在促进气体流动方面非常重要。

如图1所示，在现有的分离器中，大多使用直线型作为流动通道形式，然而，其具有由于产生层流导致发生气体流动而不循环的问题，并且大量的燃料流出而没有参与反应。该问题通过创建重复使用用过的燃料的循环周期已经被减轻，然而，其具有为了提供用于燃料重复使用的循环周期而需要单独的设备和成本的问题。

鉴于上述情况，一直在进行通过改善形成在用于燃料电池的分离器中的流动通道的结构来提高燃料电池的效率和性能的研究。

例如，已经开发了具有形成在形成于分离器中的流动通道中的图案并且能够通过调节各图案的距离来控制流体浓度的分离器(专利文献001)、以及在流动通道的后部形成岛型图案并且当流体通过时能够形成涡流的用于燃料电池的分离器(专利文献002)，然而，随着对燃料电池效率和性能的需求提高，已经需要对用于燃料电池的分离器的流动通道的更精确的结构改进。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]

韩国专利申请公开No.2014-0078904，“具有纵向通道和横向通道的固体氧化物燃料电池”

[专利文献2]

韩国专利申请公开No.2010-0082501，“具有改进的流动通道结构的用于燃料电池的分离器和使用该分离器的燃料电池”

发明内容

技术问题

鉴于上述，经过广泛的研究，本发明的发明人已经确认，当在用于燃料电池的形成有流动通道的分离器中形成岛型图案时，在流动通道内引起流体的不规则的流速分布和均匀的流量分布，从而提高燃料电池效率，并防止在低湿度工作期间膜干燥，从而完成了本发明。

因此，本发明的一个方面提供一种用于燃料电池的分离器，其具有流动通道结构，该流动通道结构能够通过流动通道内的不规则的流速分布和均匀的流量分布来提高燃料电池效率。

本发明的另一方面提供一种燃料电池，其包括具有改进的流动通道结构的分离器。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种用于燃料电池的分离器，在所述分离器中形成有包括横向通道和纵向通道的流动通道，所述分离器包括交替地间隔开并设置在所述横向通道中的第一图案和第二图案，

其中，所述第一图案和所述第二图案为具有多边形横截面的柱状三维结构，

所述第一图案和所述第二图案设置成具有横截面相互旋转180°的形状，并且

从所述第一图案和所述第二图案中的每个图案到所述横向通道的侧壁的间隔距离不同。

这里，第一图案具有与横向通道的两个侧壁中的每个侧壁不同的间隔距离，并且第二图案具有与横向通道的两个侧壁中的每个侧壁不同的间隔距离。

所述多边形可以是从梯形、三角形、平行四边形、四边形、五边形和六边形中选择的一种或多种类型。

根据本发明的另一方面，提供一种包括所述分离器的燃料电池。

有益效果

通过由于在根据本发明的用于燃料电池的分离器上形成的图案的设置而改进流动通道结构，在整个流动通道中流速不规则地分布的同时均匀地保持流量，并因此，能够提高燃料电池性能和效率。

换句话说，通过将具有宽的横截面积的流动通道和具有窄的横截面积的流动通道一起分布，在从具有宽的横截面积的流动通道进入到具有窄的横截面积的流动通道的位置处压力增加，从而提高燃料电池效率，并且在从具有窄的横截面积的流动通道进入到具有宽的横截面积的流动通道的位置处产生湍流，从而能够使燃料浓度均匀地混合，并由此提高性能。

另外，当形成在流动通道中的图案为具有梯形横截面的柱状三维结构时，在具有宽的横截面积的流动通道中由于低流速而可能停滞的水滴在位于梯形的倾斜面并且遇到高流速时经由宽的流动通道被排出，并且一些水滴形成在流动通道中，因此，可以在燃料电池的低湿度工作期间防止膜的干燥。

附图说明

图1是根据现有技术的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的示意图；

图2是根据本发明的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的示意图；

图3是示出根据本发明的用于燃料电池的分离器中可能形成的流动通道的形态的示意图；

图4是示出根据本发明的用于燃料电池的分离器中的流动通道的横向通道内的图案的设置形态的示意图；

图5是根据实施例1的分离器中形成的流动通道的示意图，并示出当第一图案和第二图案为具有梯形横截面的柱状时、用于燃料电池的分离器的立体图(a)和流动通道的示意图(b)；

图6是根据实施例2的分离器中形成的流动通道的示意图，并示出当第一图案和第二图案为具有三角形横截面的柱状时、用于燃料电池的分离器的立体图(a)和流动通道的示意图(b)；

图7是根据实施例3的分离器中形成的流动通道的示意图，并示出当第一图案和第二图案为具有平行四边形横截面的柱状时、用于燃料电池的分离器的立体图(a)和流动通道的示意图(b)；

图8是根据比较例1的分离器中形成的流动通道的示意图；

图9是根据比较例2的分离器中形成的流动通道的示意图；

图10a至10c示出了对根据实施例1的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的CFD分析结果；

图11a和11b示出对根据实施例2的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的计算流体动力学(CFD)分析结果；

图12a和12b示出对根据实施例3的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的CFD分析结果；

图13示出对根据比较例1的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的CFD分析结果；

图14示出对根据比较例2的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的CFD分析结果；

图15是表示实施例1和比较例1的用于燃料电池的分离器的电流密度和电池电压之间的相关性的图。

具体实施方式

在下文中，将更具体地描述本发明，以阐明本发明。

本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不被理解为限制于普通的或词典的含义，并应被解释为基于发明人可以适当地定义术语的概念以便以最可行的方式描述本发明的原则，与本公开的技术思想相对应的含义和概念。

本说明书中使用的术语“横向通道”指在流动通道中沿横向方向形成的线性流动通道，术语“纵向通道”指沿纵向方向形成的线性流动通道。

本说明书中使用的流动通道的术语“侧壁”指线性流动通道的两个侧面上的壁表面。

用于燃料电池的分离器

图2是根据本发明的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的示意图。

如图2所示，本发明涉及用于燃料电池的分离器(1)，在该用于燃料电池的分离器(1)中形成有包括横向通道(110)和纵向通道(120)的流动通道(100)，并且用于燃料电池的分离器(1)包括交替地间隔并设置在横向通道(110)中的第一图案(141)和第二图案(142)，其中，第一图案(141)和第二图案(142)为具有多边形横截面的柱状三维结构，第一图案(141)和第二图案(142)设置成具有横截面相互旋转180°的形状，并且从第一图案(141)和第二图案(142)中的每个图案到横向通道(110)的侧壁的间隔距离是不同的。

图3是示出可以在根据本发明的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的形态的示意图。

用于燃料电池的分离器(1)的流动通道(100)可以具有包括横向通道(110)和纵向通道(120)的形态，并且具体地，可以是从蜿蜒型(serpentine-type，图3的(a))、集成型(integrated type，图3的(b))和平行型(parallel-type，图3(c))中选择的一种或多种类型。

在流动通道(100)的横向通道(110)的内部，岛型第一图案(141)和第二图案(142)可以交替地设置成以规则间隔间隔开。

另外，在纵向通道(120)的内部，可以形成具有矩形横截面的柱状图案。

第一图案(141)和第二图案(142)为具有多边形横截面的柱状三维结构，并且多边形横截面可以是从梯形、三角形、四边形、五边形和六边形中选择的一种或多种类型，并且考虑到由第一图案(141)和第二图案(142)引起的流动通道(100)中的不规则的流速分布和均匀的流量分布，多边形横截面优选为梯形。

这种多边形的宽度可以是0.1mm至5mm，这种多边形的高度可以是0.1mm至5mm。当宽度和高度低于下限时，加工变得不可能，并且制造实际可用的燃料电池的费用承担可能增大，当尺寸大于上限时，大的多边形阻挡了流动通道和电解质膜之间的有效的燃料转移，降低了实用性。

图4是示出根据本发明的用于燃料电池的分离器中的流动通道的横向通道中的图案的设置的形态的示意图，并且是图案的横截面为梯形的情况。

如图4所示，第一图案(141)和第二图案(142)可以在规则间隔的图案之间以间隔距离(Dw)间隔设置在流动通道(100)内。

第一图案(141)和第二图案(142)是具有相同的尺寸和形状的三维结构，但是，当设置在流动通道(100)中时，可以设置成具有相互旋转180°的形状，并且通过如上所述将多边形交替地设置成具有相互旋转180°的形状，可以获得不规则的流速分布和恒定的流量分布，其结果，提供了能够提高燃料电池性能和效率的用于燃料电池的分离器。

第一图案(141)和第二图案(142)可以分别设置在横向通道(110)中，以与横向通道(110)的两个侧壁(130)间隔开。这里，横向通道(110)的两个侧壁(130)分别被称为第一侧壁(131)和第二侧壁(132)。

在第一图案(141)中，第一图案(141)和横向通道(110)的第一侧壁(131)之间的间隔距离被称为第一图案间隔距离1(1a)，第一图案(141)和流动通道(100)的第二侧壁(132)之间的间隔距离被称为第一图案间隔距离2(1b)。这里，间隔距离是指线性距离，该线性距离是图案和流动通道(100)的横向通道(110)的侧壁(130)之间的最短距离。

另外，在第二图案(142)中，第二图案(142)和流动通道(100)的第一壁面(101w)之间的间隔距离被称为第二图案间隔距离1(2a)，第二图案(142)和流动通道(100)的第二侧壁(132)之间的间隔距离被称为第二图案间隔距离2(2b)。

在第一图案(141)中，第一图案间隔距离1(1a)和第一图案间隔距离2(1b)不同，在第二图案(142)中，第二图案间隔距离1(2a)和第二图案间隔距离2(2b)不同。

通过在第一图案(141)中到横向通道(130)的两个侧壁(131、132)的间隔距离(1a、1b)不同，第一图案(141)不位于流动通道(100)的横向通道(130)的中心处，因此，在第一图案(141)的两侧上形成的两个流动通道的横截面积变得不同，使得流速不同。

通过在第二图案(142)中到横向通道(130)的两个侧壁(131、132)的间隔距离(2a、2b)不同，第二图案(141)不位于流动通道(100)的中心处，并且因此，在第二图案(142)的两侧上形成的两个流动通道的横截面积变得不同，使得流速不同。

另外，第一图案间隔距离1(1a)和第二图案间隔距离1(2a)、即分别从第一图案(141)和第二图案(142)到流动通道(100)的第一侧壁(131)的距离不同，并且第一图案间隔距离2(1b)和第二图案间隔距离2(2b)、即与第二侧壁(132)间隔开的距离也是不同的。

由于第一图案(141)和第二图案(142)距流动通道(100)的横向通道(130)的第一侧壁(131)的距离不同，因此可以形成具有不同横截面积的流动通道。

例如，在流体从具有大的横截面积的流动通道向具有小的横截面积的流动通道流动的位置处，形成产生局部压力并产生湍流的瓶颈区域，并且，由于瓶颈区域中的高压，燃料电池效率可能提高。

相反地，在流体从具有小的横截面积的流动通道向具有大的横截面积的流动通道流动的位置处，形成由于流体的流动方向的差异而产生湍流的合流区域，并且湍流可以起到混合的作用使得具有均匀的燃料浓度。

另外，在流体流动的同时产生水时，大部分水被排出到具有大的横截面积的流动通道，一部分水形成在狭窄区域中，可以防止在燃料电池的低湿度工作期间分离器的干燥。

本发明还提供包括用于燃料电池的分离器的燃料电池。

包括用于燃料电池的分离器的燃料电池，通过在分离器中形成的流动通道的图案形状，在整个流动通道中具有不均匀的流速分布的同时具有均匀的流量，并且因此，可以具有增强的效率和性能，并且即使当在低湿度条件下工作时也可以防止干燥。

下文中，提供优选实施例以阐明本发明，然而，下面的实施例仅用于说明性目的，并且对于本领域技术人员来说明显的是，在本发明的范围和技术思想内，可以进行各种改变和更改，并且这种改变和更改也属于所附权利要求的范围。

下面的实施例和比较例的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的具体形状和尺寸如表1中所列。

[表1]

实施例1：具有梯形横截面的柱状图案以规则间隔设置在流动通道的中央的用于 燃料电池的分离器

如图5所示，制备具有形成于流动通道中的图案的用于燃料电池的分离器，(a)是用于燃料电池的分离器的立体图，(b)是形成在分离器中的流动通道的示意图。

在具有以蜿蜒型形成的线性流动通道的用于燃料电池的分离器(1)中，具有梯形横截面的柱状图案被设置成在流动通道(100)的横向通道(110)中以规则间隔间隔开，并且相邻的两个图案、即第一图案(141)和第二图案(142)被设置成具有横截面相互旋转180°的形状。

如表1所列，第一图案间隔距离1(1a)和第一图案间隔距离2(1b)、即从第一图案(141)到流动通道(100)的横向通道(110)的第一侧壁(131)和第二侧壁(132)的间隔距离分别为50μm和1000μm，第二图案间隔距离1(2a)和第二图案间隔距离2(2b)、即从第二图案(142)到流动通道(100)的横向通道(110)的第一侧壁(131)和第二侧壁(132)的间隔距离分别为1000μm和50μm，相邻的两个图案之间的间隔距离(Dw)为700μm。

实施例2：具有三角形横截面的柱状图案以规则间隔设置在流动通道的中央的用 于燃料电池的分离器

制备除了在流动通道中形成的图案是三角形而不是梯形之外，具有与实施例1相同的形态的用于燃料电池的分离器。

图6是根据实施例2的分离器中形成的流动通道的示意图，并且示出了当第一图案和第二图案为具有三角形横截面的柱状时、用于燃料电池的分离器的立体图(a)和流动通道的示意图(b)。

实施例3：具有平行四边形横截面的柱状图案以规则间隔设置在流动通道的中央 的用于燃料电池的分离器

制备除了在流动通道中形成的图案是平行四边形而不是梯形之外，具有与实施例1中相同的形态的用于燃料电池的分离器。

图7是根据实施例3的分离器中形成的流动通道的示意图，并示出了第一图案和第二图案为具有平行四边形横截面的柱状时的、用于燃料电池的分离器的立体图(a)和流动通道的示意图(b)。

比较例1：具有形成为蜿蜒型的线性流动通道的用于燃料电池的分离器

如图8所示，制备具有形成为蜿蜒型的线性流动通道的用于燃料电池的分离器。

比较例2：具有梯形横截面的柱状图案以规则间隔设置在流动通道的中央的用于 燃料电池的分离器

如图9所示，制备形成有设置在流动通道的中央的图案的用于燃料电池的分离器，并且(a)是用于燃料电池的分离器的示意图，(b)是在分离器中形成的流动通道的示意图。

用于燃料电池的分离器是如下的用于燃料电池的分离器，其包括具有第一图案(141)和第二图案(142)的流动通道(100)，第一图案(141)和第二图案(142)设置成具有与实施例1中相同的形状，然而，第一图案(141)和第二图案(142)设置在流动通道(100)的中央。

换句话说，如表1所述，第一图案间隔距离1(1a)、第一图案间隔距离2(1b)、第二图案间隔距离1(2a)和第二图案间隔距离2(2b)、即从第一图案(141)和第二图案(142)到流动通道(100)的横向通道(110)的第一侧壁(131)和第二侧壁(132)的间隔距离，都是相同的750μm，并且相邻的两个图案之间的间隔距离(Dw)为700μm。

实验例1：计算流体动力学(CFD)分析

对实施例1至3以及比较例1的用于燃料电池的分离器进行了CFD分析，并且分析了基于流动通道形式的流线形式和流速分布。

图10a至10c示出了对根据本发明的实施例1的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的CFD分析结果。

图10a示出在用于燃料电池的分离器中形成的流动通道中的流量分布，并且在根据实施例1的用于燃料电池的分离器中，可以看出，由于流动通道中第一图案和第二图案的设置而形成具有不同横截面积的流动通道，并在具有不同横截面积的流动通道相交的交叉点(A、B)处产生涡流。因为在流动通道中产生涡流，所以可以预期流动性改善的效果。

另外，图10b示出了在用于燃料电池的分离器中形成的流动通道中的流速分布，并且在根据实施例1的用于燃料电池的分离器中，可以看出，由于流动通道中第一图案和第二图案的设置而形成具有不同横截面积的流动通道，并且由于在具有小的横截面积的流动通道中流速高并且在具有大的横截面积的流动通道中流速低，所以在整个流动通道中获得不均匀的流速分布。

图10c更具体地示出了在用于燃料电池的分离器中形成的流动通道中的流速分布。在具有小的横截面积的流动通道(F1)中流速表现得更高，并且尽管在具有大的横截面积的流动通道(F2)中流速相对较慢，但由于流体流动通过图案的梯形的斜边而集中，流速变现得很高，并且为了在整个流动通道中具有均匀的流量分布，图案可以设置成使得具有高流速的部分交替地出现在图案的两侧。另外，由于形成在图案之间的流动通道(F3)中的低流速而可能停滞的水滴由于重力而沿着具有梯形横截面积的图案的斜边流动，并且通过沿流动方向快速移动当遇到高流速时可以排出。换句话说，当在流动通道中产生水时，大部分经由宽的流动通道被排出，一部分形成在窄的流动通道中，因此，可以防止在燃料电池的低湿度工作期间分离器的干燥。

图11a和11b示出了对根据实施例2的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的CFD分析结果。

当参照图11a和11b时，实施例2的三角形图案与实施例1的梯形图案相比，具有相对减小的单独图案面积，并且其平均流速在整个流动通道中倾向于减小。然而，与实施例1相同，可以看出，由于三角形图案的设置而在流动通道中形成具有不同横截面积的流动通道，并且在具有不同横截面积的流动通道相交的交叉点处由于湍流和流速变化而产生涡流。因为在流动通道中产生涡流，所以可以预期流动性改善的效果。

图12a和12b示出了对根据实施例3的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的CFD分析结果。

当参照图12a和12b时，实施例3的平行四边形图案与实施例1的梯形图案相比，具有相对增大的单独图案面积，并且其平均流速在整个流动通道中倾向于增加。然而，与实施例1相同，可以看出，由于平行四边形图案的设置而在流动通道中形成具有不同横截面积的流动通道，并且在具有不同横截面积的流动通道相交的交叉点处由于湍流和流速变化而产生涡流。由于在流动通道中产生涡流，所以可以预期流动性改善的效果。

图13示出了对根据比较例1的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的CFD分析结果，图14示出了对根据比较例2的用于燃料电池的分离器中形成的流动通道的CFD分析结果。

如图13所示，可以看到，在根据比较例1的用于燃料电池的分离器中形成的线性流动通道中，在整个流动通道中流速是恒定的并且没有产生涡流。

另外，如图14所示，可以看到，在根据比较例2的用于燃料电池的分离器中形成的线性流动通道中，在形成于图案两侧的流动通道中形成层流(laminar flow)，并且在同一流线上的流速没有观察到变化，因此没有产生涡流。

因此，根据对根据实施例1至3的用于燃料电池的分离器的流动分析，可以确定的是，当在流动通道中设置图案使得图案与流动通道的壁面之间的距离反复地不同时，即，当具有不同横截面积的流动通道反复时，当具有从具有宽的横截面积的流动通道到具有小的横截面积的流动通道引起的斜边时，产生涡流，并且可以预期流动性改善的效果。

实验例2：电流密度与电池电压之间的相关性

对于实施例1和比较例1的用于燃料电池的分离器，测量了电流密度与电池电压之间的相关性。

图15是表示实施例1和比较例1的用于燃料电池的分离器的电流密度和电池电压之间的相关性的图(I-V曲线)。

如图15所示，可以看出，在实施例1和比较例1的用于燃料电池的分离器中，随着电流密度增大，电压降低。随着电流密度增加，压降的量之间的差异的增加已知是由产生大量电流时氧气和氢气的物质移动而引起的。

因此，可以看出，与比较例1相比，在实施例1中由物质移动引起的压降的现象显著改善。

下面的表1示出了对于实施例1和比较例1的用于燃料电池的分离器测量特定电池电压、即0.6V和0.7V下的电流密度得到的结果。

[表2]

电池电压	实施例1	比较例1
			OCV(开路电压)	0.94V	0.942V
@0.6V	1,346(mA/cm<sup>2</sup>)	1,134(mA/cm<sup>2</sup>)
			@0.7V	678(mA/cm<sup>2</sup>)	631(mA/cm<sup>2</sup>)

如表1所示，当电池电压为0.6V和0.7V时，与比较例1相比，实施例1具有更高的电流量，并且可以看出，与比较例1相比，实施例1表现出更高的效率和输出。

[附图标记]

1：用于燃料电池的分离器

100：流动通道

110：横向通道

120：纵向通道

130：侧壁

131：第一侧壁

132：第二侧壁

140：图案

141：第一图案

142：第二图案

1a：第一个图案间隔距离1

1b：第一图案间隔距离2

2a：第二图案间隔距离1

2b：第二图案间隔距离2

Claims (5)

1.一种用于燃料电池的分离器，在所述分离器中形成有包括横向通道和纵向通道的流动通道，所述分离器包括交替地间隔开并设置在所述横向通道中的第一图案和第二图案，

其中，所述第一图案和所述第二图案为具有多边形横截面的柱状三维结构，

所述第一图案和所述第二图案设置成具有所述横截面相互旋转180°的形状，

从所述第一图案和所述第二图案中的每个图案到所述横向通道的侧壁的间隔距离不同，并且

通过所述第一图案和所述第二图案在所述横向通道中的布置而交替地形成具有大横截面积的流路和具有小横截面积的流路，

其中，所述第一图案与第一侧壁之间的间隔距离与所述第二图案与第二侧壁之间的间隔距离相同，所述第一图案与所述第二侧壁之间的间隔距离与所述第二图案与所述第一侧壁之间的间隔距离相同。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的分离器，其中，所述第一图案具有与所述横向通道的两个所述侧壁中的每个侧壁不同的间隔距离，并且

所述第二图案具有与所述横向通道的两个所述侧壁中的每个侧壁不同的间隔距离。

3.根据权利要求1所述的用于燃料电池的分离器，其中，所述多边形是从梯形、三角形、平行四边形、四边形、五边形和六边形中选择的一种或多种类型。

4.根据权利要求1所述的用于燃料电池的分离器，其中，所述流动通道是从蜿蜒型、集成型和平行型中选择的一种或多种类型。

5.一种燃料电池，包括根据权利要求1至4中任一项所述的用于燃料电池的分离器。

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