CN111430748A - 一种用于改善分配区导流的膜电极主动支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于改善分配区导流的膜电极主动支撑结构，包括阳极板和阴极板，阳极板和阴极板之间设有膜电极组件，所述膜电极组件包括膜电极和位于膜电极上下表面的气体侵入层，膜电极外围形成膜电极边框，膜电极边框两侧均分布有膜电极支撑结构，阳极板和阴极板处均形成与膜电极支撑结构，阳极板表面形成与膜电极支撑结构配合的阳极板分配区凸起结构，阴极板表面形成与膜电极支撑结构配合的阴极板分配区凸起结构。利用膜电极聚合物边框两侧的支撑结构与金属极板分配区的凸起结构相互支撑，增大膜电极与极板之间的间隙，保证介质的有效流通。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池分配区膜电极的技术领域，尤其是一种用于改善分配区导流的膜电极主动支撑结构，特别涉及其机械连接结构。
背景技术
传统燃料电池的气体扩散层覆盖流场区和气体分配区，由于气体扩散层压缩后非常容易产生变形而嵌入金属极板结构特征中，导致气体流动面积减小。而由于气体在分配区扩散不稳定，所以分配区不会涂抹催化剂，即不会发生电化学反应。因此在分配区铺设碳纸对系统的反应没有影响，反而会发生气体扩散层与金属极板贴合的现象，阻塞反应气体流通和水的排出，造成系统压降过大、欠压等异常。
为了避免燃料电池分配区膜电极组件与金属极板贴合对工质和生成水的流动产生影响，还需要对现有技术进行进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于改善分配区导流的膜电极主动支撑结构，避免分配区的膜电极组件与金属极板贴合，保证反应气体的流通以及反应生成的水的顺利排出，提高双极板工作的稳定性，本技术方案克服了现有技术中存在的缺点和不足。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种用于改善分配区导流的膜电极主动支撑结构，用于支撑膜电极组件，避免膜电极组件与金属极板贴合，保证反应产物水的有效排出以及反应气体有效地流通，改善分配区导流, 膜电极主动支撑结构包括阳极板和阴极板，阳极板和阴极板之间设有膜电极组件，所述膜电极组件包括膜电极和位于膜电极上下表面的气体侵入层，膜电极外围形成膜电极边框，膜电极边框两侧均分布有膜电极支撑结构，阳极板和阴极板处均形成与膜电极支撑结构，阳极板表面形成与膜电极支撑结构配合的阳极板分配区凸起结构，阴极板表面形成与膜电极支撑结构配合的阴极板分配区凸起结构。
进一步的，所述膜电极主动支撑结构去除了分配区覆盖的气体扩散层，而辅以带有支撑结构的聚合物边框。
进一步的，所述膜电极主动支撑结构在膜电极的边框两侧，并与金属极板分配区的凸起相对。
进一步的，所述膜电极支撑结构增大了膜电极与极板分配区的间隙，保证气体的流动和水的排出。
本发明公开了一种用于改善分配区导流的膜电极主动支撑结构，利用膜电极聚合物边框两侧的支撑结构与金属极板分配区的凸起结构相互支撑，增大膜电极与极板之间的间隙，保证介质的有效流通。
附图说明
图1为本发明主动支撑结构的膜电极组件示意图。
图2为本发明具有膜电极支撑结构的燃料电池示意图。
图3为传统燃料电池膜电极组件示意图。
图4为传统燃料电池分配区气体扩散层变形示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。
本发明公开了一种用于改善分配区导流的膜电极主动支撑结构，如图1和图2中所示，包括阳极板1和阴极板2，阳极板1和阴极板2之间设有膜电极组件8，其区别于现有技术在于：所述膜电极组件8包括膜电极9和位于膜电极9上下表面的气体侵入层7，膜电极9外围形成膜电极边框5，膜电极边框5两侧均分布有膜电极支撑结构6，阳极板1和阴极板2处均形成与膜电极支撑结构6，阳极板1分配区表面形成与膜电极支撑结构6配合的阳极板分配区凸起结构3，阴极板2分配区表面形成与膜电极支撑结构6配合的阴极板分配区凸起结构4。膜电极支撑结构分别与燃料电池阳极板和阴极板分配区的凸起结构一一对应，用于支撑起膜电极组件，避免膜电极组件与金属极板贴合。反应气体和反应产物水在极板与膜电极组件之间的间隙中流动。
在具体实施时，所述膜电极支撑结构6分布在膜电极边框5两侧的上下表面。
在具体实施时，所述膜电极支撑结构6呈圆形凸点或矩形凸块状。
在具体实施时，所述膜电极支撑结构6呈非规则状凸起，凸起表面为平面结构。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.一种用于改善分配区导流的膜电极主动支撑结构，包括阳极板（1）和阴极板（2），阳极板（1）和阴极板（2）之间设有膜电极组件（8），其特征在于:所述膜电极组件（8）包括膜电极（9）和位于膜电极（9）上下表面的气体侵入层（7），膜电极（9）外围形成膜电极边框（5），膜电极边框（5）两侧均分布有膜电极支撑结构（6），阳极板（1）和阴极板（2）处均形成与膜电极支撑结构（6），阳极板（1）表面形成与膜电极支撑结构（6）配合的阳极板分配区凸起结构（3），阴极板（2）表面形成与膜电极支撑结构（6）配合的阴极板分配区凸起结构（4）。
2.根据权利要求1所述的一种用于改善分配区导流的膜电极主动支撑结构，其特征在于：所述膜电极支撑结构（6）分布在膜电极边框（5）两侧的上下表面。
3.根据权利要求1所述的一种用于改善分配区导流的膜电极主动支撑结构，其特征在于：所述膜电极支撑结构（6）呈圆形凸点或矩形凸块状。
4.根据权利要求1所述的一种用于改善分配区导流的膜电极主动支撑结构，其特征在于：所述膜电极支撑结构（6）呈非规则状凸起，凸起表面为平面结构。
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