CN112803034B - 燃料电池 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及燃料电池。在该燃料电池的阳极隔板设置的多个阳极波状部具有彼此相位相同的波状图案，并且以第一间距在阳极波状部的振幅方向排列。在阴极隔板设置的多个阴极波状部具有彼此相位相同但相对于阳极波状部而言相位相反的波状图案，并且在阴极波状部的振幅方向以第二间距排列。第一间距与第二间距的大小不同。

Description

燃料电池
技术领域
本发明涉及燃料电池，该燃料电池包括用于向阳极电极供给燃料气体的阳极流路以及用于向阴极电极供给含氧气体的阴极流路。
背景技术
例如，固体聚合物电解质燃料电池包括膜电极组件(MEA)，该膜电极组件包括作为聚合物离子交换膜的电解质膜、在电解质膜的一侧设置的阳极电极和在电解质膜的另一侧设置的阴极电极。膜电极组件被夹持在一对隔板之间。预定的表面压力经由隔板被施加到膜电极组件。在设置于膜电极组件的阳极侧的隔板(阳极隔板)设置用于向阳极电极供给燃料气体的阳极流路。在设置于膜电极组件的阴极侧的隔板(阴极隔板)设置用于向阴极电极供给含氧气体的阴极流路。
例如，如专利文献1中所述，在阳极隔板设置朝向阳极电极突起的多个阳极波状部，并且在振幅方向上彼此相邻的阳极波状部之间形成阳极流路。同样地，在阴极隔板设置朝向阴极电极突起的多个阴极波状部，并且在振幅方向上彼此相邻的阴极波状部之间形成阴极流路。阳极波状部和阴极波状部各自以蜿蜒波状图案延伸。阳极波状部在振幅方向以固定的间距排列。此外，阴极波状部在振幅方向以固定的间距排列。
在阳极波状部与阴极波状部之间夹着MEA的状态下，阳极波状部与阴极波状部为相同相位。此外，在振幅方向上阳极波状部之间的间距与在振幅方向上阴极波状部之间的间距为相同大小。在该结构中，大致全部阳极波状部与大致全部阴极波状部隔着膜电极组件而彼此相向。换句话说，在振幅方向上彼此相邻的阳极波状部之间设置的大致全部阳极流路与在振幅方向上彼此相邻的阴极波状部之间设置的大致全部阴极流路隔着膜电极组件而彼此相向。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-301996号公报
发明内容
膜电极组件被夹持在朝向膜电极组件突起的阳极波状部与阴极波状部之间的部分是高表面压力部，其被隔板施加的表面压力高于被夹在阳极流路与阴极流路之间的部分。如上所述，在阳极波状部与阴极波状部为相同相位并且阳极波状部与阴极波状部在振幅方向上的间距相同的情况下，膜电极组件中高表面压力部集中地形成于大致全部阳极波状部与大致全部阴极波状部彼此相向的部分。即，多个高表面压力部规则地排列于膜电极组件，并且有各个高表面压力部的面积增大的倾向。
就这一点而言，在生产燃料电池的步骤中，例如，阳极波状部与阴极波状部的层叠位置可能遍及膜电极组件地偏离期望的目标位置。如上所述，在规则地设置高表面压力部并且各个高表面压力部均有宽面积的燃料电池中，当发生生产误差和/或组装误差时，可能会因阳极波状部与阴极波状部相向的部分的大小和/或形状的改变而各个高表面压力部的面积和/或形状等显著改变。因此，存在施加到膜电极组件的表面压力局部增加的担忧。
为了解决该问题，本发明的目的是提供如下燃料电池，在该燃料电池中即使发生生产误差和/或组装误差也能够抑制经由阳极隔板和阴极隔板施加到膜电极组件的表面压力的局部增加。
本发明的一个方面提供一种燃料电池。该燃料电池包括膜电极组件、阳极隔板以及阴极隔板。膜电极组件包括电解质膜以及在电解质膜的两侧的阳极电极和阴极电极。阳极隔板层叠于膜电极组件的阳极电极。阳极隔板包括朝向阳极电极突起的多个阳极波状部。阳极隔板形成有阳极流路，该阳极流路包括多个阳极波状部之间的波状通道使得燃料气体能够沿着阳极电极流动。阴极隔板层叠于膜电极组件的阴极电极。阴极隔板包括朝向阴极电极突起的多个阴极波状部。阴极隔板形成有阴极流路，该阴极流路包括多个阴极波状部之间的波状通道使得含氧气体能够沿着阴极电极流动。多个阳极波状部具有彼此相位相同的波状图案，并且以第一间距在阳极波状部的振幅方向排列。多个阴极波状部具有彼此相位相同但是相对于阳极波状部而言相位相反的波状图案，并且阴极波状部以第二间距在阴极波状部的振幅方向排列。第一间距与第二间距的大小不同。
在该燃料电池中，阳极波状部与阴极波状部为相反相位。此外，在振幅方向上彼此相邻的阳极波状部的第一间距与在振幅方向上彼此相邻的阴极波状部的第二间距的大小不同。在该结构中，膜电极组件被夹持在阳极波状部与阴极波状部之间的部分、即高表面压力部分散地设置于膜电极组件。
在如上所述那样分散地设置的高表面压力部中，例如同在阳极波状部与阴极波状部为相同相位并且在振幅方向上阳极波状部的间距与阴极波状部的间距相同的膜电极组件中以宽面积规则地形成的高表面压力部相比，即使发生生产误差和/或组装误差，也能够抑制高表面压力部的面积和形状发生显著变化。此外，能够抑制经由隔板施加到膜电极组件的表面压力的局部增加。
参照附图对以下的实施方式进行说明，容易理解所述目的、特征以及优点，在附图中，通过说明性示例示出了本发明的优选实施例。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的实施例涉及的燃料电池的整体立体图。
图2是示出发电单电池的分解立体图。
图3是示出阳极波状部的图。
图4是示出阴极波状部的图。
图5是示出层叠的阳极波状部与阴极波状部的位置关系的图。
图6是沿着图5中的线VI-VI剖切的示意性剖面图，示出了层叠的两个发电单电池。
图7是示出在图5中的与阳极波状部和阴极波状部相向的部分形成的高表面压力部的图。
图8是示出在阳极波状部与阴极波状部为相同相位并且第一间距与第二间距的大小相同的情况下形成的高表面压力部的图。
图9是示出在阳极波状部与阴极波状部为相反相位并且第一间距与第二间距的大小相同的情况下形成的高表面压力部的图。
图10是示出变形例涉及的阳极波状部和阴极波状部的示意性剖面图。
具体实施方式
参照附图详细描述本发明涉及的燃料电池的优选实施例。在下面的附图中，对于提供相同或等同功能和优点的组成部件附加相同的附图标记，并且省略对这些组成部件的重复说明。
如图1所示，例如，本发明涉及的实施例的燃料电池10能够安装于或使用于燃料电池电动车辆(未图示)，或者能够以固定型来使用。此外，在本发明的实施例中，燃料电池10构成为包括由多个发电单电池12沿箭头A方向层叠而成的层叠体14的堆(燃料电池堆)。
在层叠体14沿层叠方向(箭头A1方向)的一端，设置有接线板(未图示)。在接线板的外侧设置有绝缘件16a，在绝缘件16a的外侧设置有端板18a。在层叠体14沿层叠方向的另一端(箭头A2方向)，设置有接线板(未图示)。在接线板的外侧设置有绝缘件16b，在绝缘件16b的外侧设置有端板18b。
端板18a、18b各自均为横向延展(或纵向延展)的形状。连接杆20连接在端板18a、18b的侧面之间。各个杆20的两端借助螺栓22被固定于端板18a、18b的内表面，用于沿层叠方向(箭头A方向)对层叠的发电单电池12施加紧固载荷。也可以是，燃料电池10具有包括端板18a、18b的壳体(未图示)，并且层叠体14被设置于壳体中。
在端板18a、18b以及发电单电池12各自的沿长度方向的一端(箭头B1方向的端部)，沿箭头C方向排列含氧气体供给通路24a、冷却介质供给通路26a以及燃料气体排出通路28b。含氧气体供给通路24a、冷却介质供给通路26a以及燃料气体排出通路28b沿层叠方向(箭头A方向)延伸并且贯穿端板18a、18b以及发电单电池12。向含氧气体供给通路24a供给含氧气体。向冷却介质供给通路26a供给冷却介质。从燃料气体排出通路28b排出例如含氢气体等燃料气体。
在端板18a、18b以及发电单电池12各自的长度方向的另一端，沿箭头C方向排列燃料气体供给通路28a、冷却介质排出通路26b以及含氧气体排出通路24b。燃料气体供给通路28a、冷却介质排出通路26b以及含氧气体排出通路24b在层叠方向延伸并且贯穿端板18a、18b以及发电单电池12。向燃料气体供给通路28a供给燃料气体。从冷却介质排出通路26b排出冷却介质。从含氧气体排出通路24b排出含氧气体。应注意，含氧气体供给通路24a、含氧气体排出通路24b、燃料气体供给通路28a、燃料气体排出通路28b、冷却介质供给通路26a以及冷却介质排出通路26b(以下也统称为“流体通路”)的配置和形状不限于图示的实施例。可以根据需要按所需规格来设计流体通路。
如图2所示，发电单电池12包括膜电极组件30以及从两侧夹着膜电极组件30的阳极隔板32和阴极隔板34。如上所述，由图1中的连接杆20施加紧固载荷，经由阳极隔板32和阴极隔板34将表面压力施加到各个发电单电池12的膜电极组件30。
膜电极组件30包括电解质膜36以及在电解质膜36的两侧设置的阴极电极38和阳极电极40。在膜电极组件30的外周部整周设置有膜状的树脂框构件42。例如，电解质膜36例如由含水的全氟磺酸的薄膜等氟基电解质形成。也可以使用烃类(hydrocarbon)电解质来形成电解质膜36。
如图6所示，阴极电极38包括：阴极催化剂层44，其在箭头A1方向侧接合于电解质膜36的表面；以及阴极气体扩散层46，其层叠于阴极催化剂层44。阴极催化剂层44例如是将表面承载了白金合金的多孔质碳粒子均匀地涂布在阴极气体扩散层46的表面而形成的。
阳极电极40包括：阳极催化剂层48，其在箭头A2方向侧接合于电解质膜36的表面；以及阳极气体扩散层50，其层叠于阳极催化剂层48。阳极催化剂层48例如是将表面承载了白金合金的多孔质碳粒子均匀地涂布在阳极气体扩散层50的表面而形成的。
阴极气体扩散层46和阳极气体扩散层50由碳纸、碳布等形成。如图2所示，在阴极气体扩散层46的外周部与阳极气体扩散层50的外周部之间夹持树脂框构件42。
如图2和图6所示，阴极隔板34和阳极隔板32各自均由金属、碳等制成。例如，阴极隔板34和阳极隔板32各自均是通过将钢板、不锈钢板、铝板、镀处理钢板、或者对其金属表面实施了用于防腐蚀的表面处理而成的金属板进行冲压成型来将截面形成为凹凸形状而制成的金属隔板。
如图6所示，阴极隔板34层叠于膜电极组件30的阴极电极38侧，并且包括朝向阴极电极38突起的多个阴极波状部52。在箭头C方向(振幅方向)彼此相邻的阴极波状部52之间形成阴极流路54的波状通道。阴极流路54使得含氧气体能够沿着阴极电极38流动。
阳极隔板32层叠于膜电极组件30的阳极电极40侧，并且包括朝向阳极电极40突起的多个阳极波状部56。在箭头C方向(振幅方向)彼此相邻的阳极波状部56之间形成阳极流路58的波状通道。阳极流路58使得燃料气体能够沿着阳极电极40流动。
在从箭头B方向观察时，阴极波状部52包括在箭头A1方向侧的开口52a以及在箭头A2方向侧的与阴极电极38(阴极气体扩散层46)接触的阴极顶部52b。换句话说，开口52a与阴极顶部52b在箭头A方向彼此相向。阳极波状部56包括在箭头A2方向侧的开口56a以及在箭头A1方向侧的与阳极电极40(阳极气体扩散层50)接触的阳极顶部56b。换句话说，开口56a与阳极顶部56b在箭头A方向彼此相向。在本发明的实施例中，阴极顶部52b的宽度(箭头C方向的长度)与阳极顶部56b的宽度(箭头C方向的长度)大致相等。
另外，从箭头B方向观察时，阴极波状部52在箭头C方向的宽度随着从开口52a(箭头A1方向侧)朝向阴极顶部52b(箭头A2方向侧)而减小。阳极波状部56在箭头C方向的宽度随着从开口56a(箭头A2方向侧)朝向阳极顶部56b(箭头A1方向侧)而减小。
如图2和图3所示，各个阳极波状部56以箭头C方向为振幅方向而在箭头B方向蜿蜒延伸(以周期性的波状图案延伸)。多个阳极波状部56为相同相位。此外，如图3所示，相邻的阳极波状部56在振幅方向以第一间距P1排列。第一间距P1例如是基准位置之间的距离，基准位置例如是阳极波状部56在振幅方向的中心。
如图2和图4所示，各个阴极波状部52以箭头C方向为振幅方向而在箭头B方向蜿蜒延伸(以周期性的波状图案延伸)。多个阴极波状部52为相同相位。阴极波状部52与阳极波状部56(图3和图5)为相反相位。应当注意，这里的相反相位不仅意味着180°的相位差，而且还意味着大致180°的相位差。此外，如图4所示，相邻的阴极波状部52在振幅方向以第二间距P2排列。第二间距P2例如是基准位置之间的距离，基准位置例如是阴极波状部52在振幅方向的中心。阳极波状部56的第一间距P1与阴极波状部52的第二间距P2的大小不同。在本发明的实施例中，第二间距P2小于第一间距P1(第一间距P1＞第二间距P2)。
此外，如图5所示，从阳极波状部56与阴极波状部52的层叠方向(箭头A方向)观察时，一个阴极波状部52具有与两个或更多阳极波状部56相交的部分。在本发明的实施例中，一个阴极波状部52(521)与三个阳极波状部56(561、562、563)相交。此外，从箭头A方向观察时，一个阳极波状部56具有与两个或更多阴极波状部52相交的部分。在本发明的实施例中，一个阳极波状部56(561)与三个阴极波状部52(521、522、523)相交。应当注意，通过调整阳极波状部56和阴极波状部52的振幅以及第一间距P1和第二间距P2等，可以将阳极波状部56与阴极波状部52排列成彼此相交。
如图5和图6所示，阳极波状部56与阴极波状部52为相反相位，并且第一间距P1与第二间距P2的大小不同。阳极波状部56与阴极波状部52隔着膜电极组件30而部分地相向。膜电极组件30被夹持在阳极波状部56的阳极顶部56b与阴极波状部52的阴极顶部52b之间的部分形成高表面压力部60(图7)，经由阳极隔板32和阴极隔板34而施加到高表面压力部60的表面压力高于施加到阳极流路58与阴极流路54之间处的表面压力。如图7中的填充部分所示，例如，高表面压力部60分散地位于膜电极组件30。
阳极流路58连接于图2中的燃料气体供给通路28a和燃料气体排出通路28b。此外，如上所述，在相邻的阳极波状部56之间形成的阳极流路58的部分具有与阳极波状部56的形状相对应的波状图案。阴极流路54连接于图2中的含氧气体供给通路24a和含氧气体排出通路24b。此外，如上所述，在相邻的阴极波状部52之间形成的阴极流路54的部分具有与阴极波状部52的形状相对应的波状图案。
在本实施例中，第二间距P2小于第一间距P1，因此，如图6所示，在既定的发电区域中，与膜电极组件30相邻的阴极流路54的通道数量大于阳极流路58的通道数量。此外，由于第二间距P2小于第一间距P1，并且如上所述阳极顶部56b的宽度与阴极顶部52b的宽度基本相同，因此阳极流路58的通道在箭头C方向的宽度大于阴极流路54的通道在箭头C方向的宽度。
如图2和图6所示，彼此相邻的发电单电池12的阴极隔板34与阳极隔板32具有通过焊接等被接合的外周部。在如上所述那样被接合了的阴极隔板34与阳极隔板32之间形成有冷却介质流路62。冷却介质流路62连接于图2的冷却介质供给通路26a和冷却介质排出通路26b。
阴极隔板34和阳极隔板32设置有一体的或者分别的弹性橡胶密封构件64。设置于阴极隔板34的橡胶密封构件64围绕设置于阴极隔板34的阴极流路54的反应表面的外周，并且围绕各个流体通路的外周。设置于阳极隔板32的橡胶密封构件64围绕设置于阳极隔板32的阳极流路58的反应表面的外周，并且围绕各个流体通路的外周。应当注意，也可以代替橡胶密封构件64，而通过冲压成型将弹性珠(未图示)与阴极隔板34或阳极隔板32一体地形成。
简述具有上述结构的燃料电池10的工作。如图1和图2所示，在用燃料电池10进行发电的情况下，向燃料气体供给通路28a供给燃料气体，向含氧气体供给通路24a供给含氧气体，并且向冷却介质供给通路26a供给冷却介质。
被供给到燃料气体供给通路28a的燃料气体流入阳极隔板32的阳极流路58，并且沿阳极电极40流动。被供给到含氧气体供给通路24a的含氧气体流入阴极隔板34的阴极流路54，并且沿着阴极电极38流动。
在膜电极组件30中，通过阳极催化剂层48和阴极催化剂层44的电化学反应，消耗供给至阳极电极40的燃料气体和供给至阴极电极38的含氧气体来进行发电。电化学反应中未消耗的剩余燃料气体从燃料气体排出通路28b排出，剩余的含氧气体从含氧气体排出通路24b排出。
同时，被供给到冷却介质供给通路26a的冷却介质在冷却介质流路62流通。冷却介质在对膜电极组件30进行了冷却之后，从冷却介质排出通路26b被排出。
在燃料电池10中，阳极波状部56与阴极波状部52为相反相位。此外，振幅方向上彼此相邻的阳极波状部56之间的第一间距P1与振幅方向上彼此相邻的阴极波状部52之间的第二间距P2不相等。因此，如图7所示，膜电极组件30被夹持在阳极波状部56(阳极顶部56b)与阴极波状部52(阴极顶部52b)之间的部分、即高表面压力部60分散地位于膜电极组件30。即，在膜电极组件30，相对不规则地设置有多个高表面压力部60，各高表面压力部60的面积相对较小。
这里，作为示例，在图8中示出了高表面压力部70。在阳极波状部56与阴极波状部52为相同相位并且第一间距P1与第二间距P2相等的情况下形成所述高表面压力部70。在这种情况下，例如，图6中的大致全部阳极波状部56同与阳极波状部56相同相位且具有相同间距的大致全部阴极波状部(未图示)隔着膜电极组件30而彼此相向。因此，如图8所示，在膜电极组件30中，高表面压力部70集中地形成于图6的大致全部阳极波状部56(阳极顶部56b)与大致全部阴极波状部(阴极顶部)彼此相向的部分。即，在膜电极组件30规则地设置有多个高表面压力部70，并且各个高表面压力部70的面积有相对增大的倾向。
在如上所述那样高表面压力部70规则地设置并且面积大的情况下，当阳极波状部56与阴极波状部彼此相向的部分的大小和/或形状因生产误差、组装误差等而改变时，有各个高表面压力部70的面积、形状等显著改变的倾向。此外，存在施加到膜电极组件30的表面压力会局部增加的担忧。
图9示出了如下高表面压力部72，阳极波状部56与阴极波状部52为相反相位，并且第一间距P1与第二间距P2相等。可以理解为，与图8中的高表面压力部70相比，在图9中高表面压力部72分散地设置于膜电极组件30，并且各个高表面压力部72的面积小。
基于图8、图9与图7的比较，可以理解，与图8中的高表面压力部70以及图9中的高表面压力部72相比，本发明实施例涉及的燃料电池10的高表面压力部60适当地分散于膜电极组件30，并且能够有效地减小各个高表面压力部60的面积。如上所述，分散地设置的图7中的高表面压力部60，例如与图8中的高表面压力部70、图9中的高表面压力部72相比，即使在发生生产误差和/或组装误差的情况下，也能够抑制各个高表面压力部60的面积和/或形状的显著变化。此外，能够抑制经由阳极隔板32和阴极隔板34而施加到膜电极组件30的表面压力的局部增加。
在上述实施例涉及的燃料电池10中，第二间距P2小于第一间距P1。另外，在上述实施例中，阳极顶部56b的宽度与阴极顶部52b的宽度基本相同。因此，阳极流路58的通道的宽度大于阴极流路54的通道的宽度。
与在阳极流路58流通的燃料气体相比，在阴极流路54流通的含氧气体的扩散小。因此，如上所述，使第二间距P2小于第一间距P1，以增加与膜电极组件30相向的阴极流路54的通道的数量，并且减少阴极流路54的通道的垂直于延伸方向的横截面的面积，从而能够抑制含氧气体滞留于阴极流路54，并且将含氧气体适当地供给至阴极电极38。此外，能够提高燃料电池10的发电效率。
然而，例如，如图10所示，阳极顶部56b的宽度大于阴极顶部52b的宽度。在这种情况下，即使在第二间距P2小于第一间距P1以使在既定的发电区域中与膜电极组件30相向的阴极流路54的通道的数量增加而多于阳极流路58的通道的数量时，也能够减小阴极流路54的通道的宽度与阳极流路58的通道的宽度之差，或者使阴极流路54的通道的宽度与阳极流路58的通道的宽度相同。通过这种方式，阳极流路58的垂直于延伸方向的截面面积与阴极流路54的垂直于延伸方向的截面面积能够相等。因此，能够获得燃料电池10的稳定的发电特性。
在本发明的实施例涉及的燃料电池10中，从阳极波状部56与阴极波状部52的层叠方向观察时，一个阴极波状部52(52a)具有与两个或更多阳极波状部56(56a、56b、56c)交叉的部分。在这种情况下，能够适当地将高表面压力部60分散地设于膜电极组件30。当发生生产误差和/或装配误差时，能够有效地抑制经由隔板而施加到膜电极组件30的表面压力的局部增加。
本发明不限于上述实施例。当然，在不脱离本发明的主旨的情况下可以进行各种变形。

Claims (4)

1.一种燃料电池，具有：
膜电极组件，其包括电解质膜以及在所述电解质膜的两侧的阳极电极和阴极电极；
阳极隔板，其层叠于所述膜电极组件的所述阳极电极，包括朝向所述阳极电极突起的多个阳极波状部，并且形成有阳极流路，所述阳极流路包括多个所述阳极波状部之间的波状通道使得燃料气体能够沿所述阳极电极流动；以及
阴极隔板，其层叠于所述膜电极组件的所述阴极电极，包括朝向所述阴极电极突起的多个阴极波状部，并且形成有阴极流路，所述阴极流路包括多个所述阴极波状部之间的波状通道使得含氧气体能够沿着所述阴极电极流动，
其中，多个所述阳极波状部具有彼此相位相同的波状图案，并且以第一间距在所述阳极波状部的振幅方向排列，
多个所述阴极波状部具有彼此相位相同但相对于所述阳极波状部而言相位相反的波状图案，并且以第二间距在所述阴极波状部的振幅方向排列，
所述第一间距与所述第二间距的大小不同，
所述阳极波状部包括设为与所述阳极电极接触的阳极顶部，
所述阴极波状部包括设为与所述阴极电极接触的阴极顶部，
所述阳极顶部的宽度与所述阴极顶部的宽度相同，
所述阳极流路的流路宽度大于所述阴极流路的流路宽度。
2.根据权利要求1所述的燃料电池，其特征在于，
所述第二间距小于所述第一间距。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池，其特征在于，
从所述阳极波状部和所述阴极波状部的层叠方向观察时，所述阴极波状部包括与两个或更多所述阳极波状部交叉的部分。
4.一种燃料电池，具有：
膜电极组件，其包括电解质膜以及在所述电解质膜的两侧的阳极电极和阴极电极；
阳极隔板，其层叠于所述膜电极组件的所述阳极电极，包括朝向所述阳极电极突起的多个阳极波状部，并且形成有阳极流路，所述阳极流路包括多个所述阳极波状部之间的波状通道使得燃料气体能够沿所述阳极电极流动；以及
阴极隔板，其层叠于所述膜电极组件的所述阴极电极，包括朝向所述阴极电极突起的多个阴极波状部，并且形成有阴极流路，所述阴极流路包括多个所述阴极波状部之间的波状通道使得含氧气体能够沿着所述阴极电极流动，
其中，多个所述阳极波状部具有彼此相位相同的波状图案，并且以第一间距在所述阳极波状部的振幅方向排列，
多个所述阴极波状部具有彼此相位相同但相对于所述阳极波状部而言相位相反的波状图案，并且以第二间距在所述阴极波状部的振幅方向排列，
所述第一间距与所述第二间距的大小不同，
所述阳极波状部包括设为与所述阳极电极接触的阳极顶部，
所述阴极波状部包括设为与所述阴极电极接触的阴极顶部，
所述阳极顶部的宽度大于所述阴极顶部的宽度，
所述阳极流路的流路宽度与所述阴极流路的流路宽度相同。
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