CN114695912A - 一种流场流道、双极板、质子交换膜燃料电池 - Google Patents

一种流场流道、双极板、质子交换膜燃料电池 Download PDF

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Abstract

本申请涉及燃料电池技术领域，具体提供了一种流场流道、双极板、质子交换膜燃料电池，其包括多个流场沟槽和多个流场背脊，所述流场沟槽和所述流场背脊交替设置，所述流场沟槽包括分别位于其两侧且对称设置流道壁，所述流道壁包括连续交替设置的凹面和凸面，以使所述流场沟槽包括多个交替设置的收缩部和扩散部；每个所述流场背脊两侧的所述流场沟槽的所述收缩部为错位分布；本申请提供的一种流场流道既能够使更多的反应气体通过扩散层发生电化学反应，又能够有效地提高流场流道的排水效率和反应气体分布的均匀性。

Description

一种流场流道、双极板、质子交换膜燃料电池
技术领域
本申请涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种流场流道、双极板、质子交换膜燃料电池。
背景技术
质子交换膜燃料电池（PEMFC）是将氢气和氧气的化学能转换成电能的电源装置，质子交换膜燃料电池在高功率密度下运行时会产生大量的余热和水，若不及时将余热和水排出，可能会造成局部超温和水淹现象，从而影响质子交换膜燃料电池的性能及运行安全性。双极板作为质子交换膜燃料电池的核心部件，其流道形式影响着质子交换膜燃料电池的性能和排水，因此现有技术一般采用对双极板上的流道进行改进的方式提高质子交换膜燃料电池的性能，但现有的流道改进并不能够同时满足提高质子交换膜燃料电池的输出功率和提高质子交换膜燃料电池的排水效率。
针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种流场流道、双极板、质子交换膜燃料电池，能够有效地提高质子交换膜燃料电池的输出功率和排水效率。
第一方面，本申请提供了一种流场流道，用于输送反应气体，其包括：
多个流场沟槽，其包括分别位于其两侧且对称设置的流道壁，上述流道壁包括连续交替设置的凹面和凸面，以使上述流场沟槽包括多个交替设置的收缩部和扩散部；
多个流场背脊，与上述流场沟槽交替设置；
每个上述流场背脊两侧的上述流场沟槽的上述收缩部为错位分布。
本申请提供的一种流场流道的流场沟槽包括多个交替设置的收缩部和扩散部，每个流场背脊两侧的流场沟槽的收缩部为错位分布，由于收缩部能够使该处气体的压力增大，因此在反应气体经过收缩部时，反应气体会发生向外扩散和横向扩散，向外扩散使更多的反应气体通过扩散层发生电化学反应，横向扩散能够使反应气体由收缩部扩散到相邻的流场沟槽的扩散部，以带走积聚在流场背脊附近的水，从而有效地提高流场流道的排水效率和反应气体分布的均匀性。
可选地，每个上述流场背脊一侧的上述流场沟槽的上述扩散部中部正对上述流场背脊另一侧的上述流场沟槽的上述收缩部中部。
本申请提供的一种流场流道的流场背脊一侧的流场沟槽的扩散部中部正对流场背脊另一侧的流场沟槽的收缩部中部，由于此时扩散部到相邻的流场沟槽的收缩部的距离最小，反应气体更容易地由收缩部扩散到相邻的流场沟槽的扩散部，从而进一步地提高流场流道的排水效率和反应气体分布的均匀性。
可选地，上述凹面为V形槽、U形槽、弧形槽中的一种，上述凸面为上述V形凸壁、上述U形凸壁、上述弧形凸壁中的一种。
可选地，上述弧形槽的形状和上述弧形凸壁的形状均呈正弦形或半圆形。
可选地，上述凸面为U形凸壁，上述凸面的长度和上述凹面的长度的比例为1：2-1:6。
可选地，上述流场沟槽通过平滑曲面与上述流场背脊连接。
本申请提供的一种流场流道的流场沟槽靠近流场背脊的两端均具有平滑曲面，从而避免流场沟槽在反应气体横向扩散时起阻碍作用。
可选地，上述流场沟槽的最窄处的宽度为0.2mm-1.1mm，上述流场沟槽的最宽处的宽度比所述最窄处的宽度大0.1mm-1.2mm，上述流场沟槽的槽深为0.2mm-1.2mm。
第二方面，本申请还提供了一种双极板，用于输送反应气体，其包括：
进气端；
出气端；
流场流道，其两侧分别设置有上述进气端和上述出气端，其包括多个流场沟槽和多个流场背脊，上述流场背脊与上述流场沟槽交替设置，上述流场沟槽包括分别位于其两侧且对称设置的流道壁，上述流道壁包括连续交替设置的凹面和凸面，以使上述流场沟槽包括多个交替设置的收缩部和扩散部；
每个上述流场背脊两侧的上述流场沟槽的上述收缩部为错位分布。
本申请提供的一种双极板包括流场流道，流场流道的流场沟槽包括多个交替设置的收缩部和扩散部，每个流场背脊两侧的流场沟槽的收缩部为错位分布，由于收缩部能够使该处气体的压力增大，因此在反应气体经过收缩部时，反应气体会发生向外扩散和横向扩散，向外扩散能够使更多的反应气体通过扩散层发生电化学反应，横向扩散能够使反应气体由收缩部扩散到相邻的流场沟槽的扩散部，以带走积聚在流场背脊附近的水，从而有效地提高双极板的排水效率和反应气体分布的均匀性。
可选地，上述凹面为V形槽、U形槽、弧形槽中的一种，上述凸面为上述V形凸壁、上述U形凸壁、上述弧形凸壁中的一种。
第三方面，本申请还提供了一种质子交换膜燃料电池，用于将反应气体的化学能转换为电能，其包括：
双极板，其包括进气端、出气端和流场流道，上述流场流道的两侧分别设置有上述进气端和上述出气端，其包括多个流场沟槽和多个流场背脊，上述流场背脊与上述流场沟槽交替设置，上述流场沟槽包括分别位于其两侧且对称设置的流道壁，上述流道壁包括连续交替设置的凹面和凸面，以使上述流场沟槽包括多个交替设置的收缩部和扩散部；
每个上述流场背脊两侧的上述流场沟槽的上述收缩部为错位分布。
本申请提供的一种质子交换膜燃料电池包括双极板，双极板的流场流道的流场沟槽包括多个交替设置的收缩部和扩散部，每个流场背脊两侧的流场沟槽的收缩部为错位分布，由于收缩部能够使该处气体的压力增大，因此在反应气体经过收缩部时，反应气体会发生向外扩散和横向扩散，向外扩散能够使更多的反应气体通过扩散层发生电化学反应，横向扩散能够使反应气体由收缩部扩散到相邻的流场沟槽的扩散部，以带走积聚在流场背脊附近的水，从而有效地提高双极板的排水效率和反应气体分布的均匀性。
由上可知，本申请提供的一种流场流道、双极板、质子交换膜燃料电池的流场沟槽包括多个交替设置的收缩部和扩散部，每个流场背脊两侧的流场沟槽的收缩部为错位分布，由于收缩部能够使该处气体的压力增大，因此在反应气体经过收缩部时，反应气体会发生向外扩散和横向扩散，向外扩散使更多的反应气体通过扩散层发生电化学反应，从而有效地提高质子交换膜燃料电池的输出功率，且横向扩散能够使反应气体由收缩部扩散到相邻的流场沟槽的扩散部，以带走积聚在流场背脊附近的水，从而有效地提高流场流道的排水效率和反应气体分布的均匀性。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本申请第二种实施例提供的一种流场流道的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种流场流道沿竖直方向的剖面结构示意图。
图3为本申请第四种实施例提供的一种流场流道的结构示意图。
图4为本申请第五种实施例提供的一种流场流道的结构示意图。
图5为本申请第一种实施例提供的一种双极板的结构示意图。
图6为本申请一种实施例提供的一种双极板的结构示意图。
图7为本申请第三种实施例提供的一种双极板的结构示意图。
图8为本申请第六种实施例提供的一种双极板的结构示意图。
图9为本申请另一种实施例提供的一种双极板的结构示意图。
附图标记：1、流场沟槽；11、流道壁；12、扩散部；13、收缩部；2、流场背脊；3、扩散层；4、进气端；5、出气端。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
质子交换膜燃料电池（PEMFC）是将氢气和氧气的化学能转换成电能的电源装置，质子交换膜燃料电池在高功率密度下运行时会产生大量的余热和水，若不及时将余热和水排出，可能会造成局部超温和水淹现象，从而影响质子交换膜燃料电池的性能及运行安全性。双极板作为质子交换膜燃料电池的核心部件，其流道形式影响着质子交换膜燃料电池的性能和排水，因此现有技术一般采用对双极板上的流道进行改进的方式提高质子交换膜燃料电池的性能，例如双极板采用沿反应气体流动方向渐缩式的流道结构，以使反应气体的流速不断增大，从而有效地解决流道靠近出气端的一侧排水困难的问题，但该流道并不能够提高质子交换膜燃料电池的输出功率。
第一方面，如图1-图4所示，本申请提供了一种流场流道，用于输送反应气体，其包括：
多个流场沟槽1，其包括分别位于其两侧且对称设置的流道壁11，流道壁11包括连续交替设置的凹面和凸面，以使流场沟槽1包括多个交替设置的收缩部13和扩散部12；
多个流场背脊2，与流场沟槽1交替设置；
每个流场背脊2两侧的流场沟槽1的收缩部13为错位分布。
其中，位于流场沟槽1两侧的流道壁11以流场沟槽1的中心线对称设置，流道壁11的凹面构成流场沟槽1的扩散部12，流道壁11的凸面构成流场沟槽1的收缩部13，多个凸面和多个凹面交替设置，以使流场沟槽1包括多个交替设置的收缩部13和扩散部12，且每个流场背脊2两侧的流场沟槽1的收缩部13错位分布。如图1所示，图1的竖直方向为纵向，图1的水平方向为横向。
如图2所示，该实施例的工作原理为：反应气体经过收缩部13时，由于反应气体在流场沟槽1中的流通面积减小，因此反应气体的气体压力增大，反应气体会向外扩散，从而使更多的反应气体通过扩散层3发生电化学反应，由于每个流场背脊2两侧的流场沟槽1的收缩部13错位分布，且收缩部13的反应气体的气体压力大于相邻的流场沟槽1的扩散部12的气体压力，因此反应气体会由收缩部13扩散到相邻的流场沟槽1的扩散部12，以实现反应气体的横向扩散并带走积聚在流场背脊2附近的水，从而有效地提高流场流道的排水效率和反应气体分布的均匀性。
在一些实施例中，每个流场背脊2一侧的流场沟槽1的扩散部12中部可以正对或不正对流场背脊2另一侧的流场沟槽1的收缩部13中部。应当理解的是，若扩散部12中部不正对收缩部13中部，反应气体由收缩部13沿倾斜于纵向的方向横向扩散到扩散部12；若扩散部12中部正对收缩部13中部，反应气体由收缩部13沿水平方向横向扩散到扩散部12。在一些优选实施例中，每个流场背脊2一侧的流场沟槽1的扩散部12中部正对流场背脊2另一侧的流场沟槽1的收缩部13中部。该实施例的扩散部12到相邻的流场沟槽1的收缩部13的距离最小，因此反应气体更容易地由收缩部13扩散到相邻的流场沟槽1的扩散部12，从而进一步地提高流场流道的排水效率和反应气体分布的均匀性。
在一些实施例中，凹面为V形槽、U形槽、弧形槽中的一种，凸面为V形凸壁、U形凸壁、弧形凸壁中的一种。
在一些实施例中，弧形槽的形状和弧形凸壁的形状均呈正弦形或半圆形。连续交替设置的弧形槽和弧形凸壁使得流道壁11呈波浪形。
在一些实施例中，凸面为U形凸壁，凸面的长度和凹面的长度的比例为1：2-1:6。该比例范围为申请人通过大量实验得到的，凸面为U形凸壁且收缩部13的长度和扩散部12的长度的比例位于该比例范围内时，反应气体的向外扩散和横向扩散效果较好。在一些优选实施例中，收缩部13的长度和扩散部12的长度的比例为1:4。
在一些实施例中，流场沟槽1通过平滑曲面与流场背脊2连接，该平滑曲面可以为圆弧面或流线型曲面等。该实施例的平滑曲面能够避免流场沟槽1阻碍反应气体横向扩散，从而有效地提高反应气体横向扩散的稳定性。
在一些实施例中，流场沟槽1的最窄处的宽度为0.2mm-1.1mm，流场沟槽1的最宽处的宽度比流场沟槽1的最窄处的宽度大0.1mm-1.2mm，流场沟槽1的槽深为0.2mm-1.2mm。该实施例能够使扩散部具有足够的空间以引导反应气体流入，从而促进反应气体的横向扩散。
实施例1
如图5所示，流道壁11的凸面为弧形凸壁，流道壁11的凹面为弧形槽，弧形凸壁的形状和弧形槽的形状均呈正弦形，每个流场背脊2一侧的流场沟槽1的扩散部12中部不正对流场背脊2另一侧的流场沟槽1的收缩部13中部。该实施例能够使反应气体在经过收缩部13时发生向外扩散和横向扩散，从而使更多的反应气体通过扩散层3发生电化学反应，并有效地提高流场流道的排水效率和反应气体分布的均匀性。且由于流道壁11的凹面和凸面均为正弦形的平滑曲面，即凹面和凸面不会对反应气体的流动和扩散起阻碍作用，因此该实施例的反应气体分布的均匀性好，且弧形凸壁和弧形槽能对反应气体起平滑导流作用，能降低燃料电池的寄生功率损耗。
实施例2
如图1所示，流道壁11的凸面为弧形凸壁，流道壁11的凹面为弧形槽，弧形凸壁的形状和弧形槽的形状均呈正弦形，每个流场背脊2一侧的流场沟槽1的扩散部12中部正对流场背脊2另一侧的流场沟槽1的收缩部13中部，流场背脊2的宽度为定值。该实施例的扩散部12到相邻的流场沟槽1的收缩部13的距离小于实施例1的扩散部12到相邻的流场沟槽1的收缩部13的距离，因此相较于实施例1，该实施例的反应气体能够更容易地从收缩部13沿水平方向横向扩散到相邻流道的扩散部12，从而进一步地提高流场流道的排水效率和反应气体分布的均匀性。
实施例3
如图7所示，流道壁11的凸面为平底U形凸壁，流道壁11的凹面为平底U形槽，每个流场背脊2一侧的流场沟槽1的扩散部12中部正对流场背脊2另一侧的流场沟槽1的收缩部13中部。实施例1和实施例2的收缩部13均为渐缩式结构，该实施例的收缩部13为直接收缩式结构，反应气体经过收缩部13时，该实施例的反应气体的压力变化量大于实施例1和实施例2的反应气体的压力变化量，因此相较于实施例1和实施例2，该实施例的流场沟槽1能够有效地提高向外扩散效果和横向扩散效果。
实施例4
如图3所示，流道壁11的凸面为弧形凸壁，流道壁11的凹面为平底U形槽，每个流场背脊2一侧的流场沟槽1的扩散部12中部正对流场背脊2另一侧的流场沟槽1的收缩部13中部。该实施例的流场沟槽1在保证能够有效地带走积聚在流场背脊2上的水的情况下，有效地提高了反应气体分布的均匀性，且弧形凸壁能够将反应气体平滑送出，平底U形槽具有足够大的空间以接收反应气体。
实施例5
如图4所示，流道壁11的凸面为V形凸壁，流道壁11的凹面为平底U形槽，每个流场背脊2一侧的流场沟槽1的扩散部12中部正对流场背脊2另一侧的流场沟槽1的收缩部13中部。该实施例的流场沟槽1在保证能够有效地带走积聚在流场背脊2上的水的情况下，有效地提高了反应气体分布的均匀性。
实施例6
如图8所示，流道壁11的凸面为V形凸壁，流道壁11的凹面为V形槽，每个流场背脊2一侧的流场沟槽1的扩散部12中部正对流场背脊2另一侧的流场沟槽1的收缩部13中部。该实施例的流场沟槽1在保证能够有效地带走积聚在流场背脊2上的水的情况下，有效地提高了反应气体分布的均匀性。
实施例3、实施例4和实施例5中，凸面的长度与凹面的长度的比例为1:4。
由上可知，本申请提供的一种流场流道的流场沟槽1包括多个交替设置的收缩部13和扩散部12，每个流场背脊2两侧的流场沟槽1的收缩部13为错位分布，由于收缩部13能够使该处气体的压力增大，因此在反应气体经过收缩部13时，反应气体会发生向外扩散和横向扩散，向外扩散使更多的反应气体通过扩散层3发生电化学反应，横向扩散能够使反应气体由收缩部13扩散到相邻的流场沟槽1的扩散部12，以带走积聚在流场背脊2附近的水，从而有效地提高流场流道的排水效率和反应气体分布的均匀性。
第二方面，如图5-图9所示，本申请还提供了一种双极板，用于输送反应气体，其包括：
进气端4；
出气端5；
流场流道，其两侧分别设置有进气端4和出气端5，其包括多个流场沟槽1和多个流场背脊2，流场背脊2与流场沟槽1交替设置，流场沟槽1包括分别位于其两侧且对称设置的流道壁11，流道壁11包括连续交替设置的凹面和凸面，以使流场沟槽1包括多个交替设置的收缩部13和扩散部12；
每个流场背脊2两侧的流场沟槽1的收缩部13为错位分布。
其中，本申请实施例提供的一种双极板中的流场流道的工作原理与上述第一方面提供的流场流道的工作原理相同，此处不再进行详细论述。本申请提供的一种双极板包括流场流道，流场流道的流场沟槽1包括多个交替设置的收缩部13和扩散部12，每个流场背脊2两侧的流场沟槽1的收缩部13为错位分布，由于收缩部13能够使该处气体的压力增大，因此在反应气体经过收缩部13时，反应气体会发生向外扩散和横向扩散，向外扩散能够使更多的反应气体通过扩散层3发生电化学反应，横向扩散能够使反应气体由收缩部13扩散到相邻的流场沟槽1的扩散部12，以带走积聚在流场背脊2附近的水，从而有效地提高双极板的排水效率和反应气体分布的均匀性。
在一些实施例中，凸面为V形槽、U形槽、弧形槽中的一种，凸面为V形凸壁、U形凸壁、弧形凸壁中的一种。
在一些实施例中，双极板的材质包括金属材质、石墨材质或复合材质。
如图6所示，在一些实施例中，双极板的流场流道的形状为平行流道。该实施例的进气端4的数量等于出气端5的数量，进气端4的数量与流场沟槽1的数量的比例为1:1-1:3。该比例范围为申请人根据大量实验得到的，当进气端4的数量与流场沟槽1的数量位于该比例范围内时，流场流道的反应气体分布的均匀性最好。在一些优选实施例中，进气端4的数量与流场沟槽1的数量的比例为6:13。
如图9所示，在另一些实施例中，双极板的流场流道的形状为蛇形流道。该实例的进气端4的数量等于出气端5的数量，进气端4的数量与流场沟槽1的数量的比例为1:1。
由上可知，本申请提供的一种双极板包括流场流道，流场流道的流场沟槽1包括多个交替设置的收缩部13和扩散部12，每个流场背脊2两侧的流场沟槽1的收缩部13为错位分布，由于收缩部13能够使该处气体的压力增大，因此在反应气体经过收缩部13时，反应气体会发生向外扩散和横向扩散，向外扩散能够使更多的反应气体通过扩散层3发生电化学反应，横向扩散能够使反应气体由收缩部13扩散到相邻的流场沟槽1的扩散部12，以带走积聚在流场背脊2附近的水，从而有效地提高双极板的排水效率和反应气体分布的均匀性。
第三方面，本申请还提供了一种质子交换膜燃料电池，用于将反应气体的化学能转换为电能，其包括：
双极板，其包括进气端4、出气端5和流场流道，流场流道的两侧分别设置有进气端4和出气端5，其包括多个流场沟槽1和多个流场背脊2，流场背脊2与流场沟槽1交替设置，流场沟槽1包括分别位于其两侧且对称设置的流道壁11，流道壁11包括连续交替设置的凹面和凸面，以使流场沟槽1包括多个交替设置的收缩部13和扩散部12；
每个流场背脊2两侧的流场沟槽1的收缩部13为错位分布。
其中，本申请实施例提供的一种质子交换膜燃料电池包括如图5-图9所示的任一双极板，本申请实施例提供的一种质子交换膜中的流场流道的工作原理与上述第一方面提供的流场流道的工作原理相同，此处不再进行详细论述。本申请提供的一种质子交换膜燃料电池包括双极板，双极板的流场流道的流场沟槽1包括多个交替设置的收缩部13和扩散部12，每个流场背脊2两侧的流场沟槽1的收缩部13为错位分布，由于收缩部13能够使该处气体的压力增大，因此在反应气体经过收缩部13时，反应气体会发生向外扩散和横向扩散，向外扩散能够使更多的反应气体通过扩散层3发生电化学反应，从而有效地提高质子交换膜燃料电池的输出功率，且横向扩散能够使反应气体由收缩部13扩散到相邻的流场沟槽1的扩散部12，以带走积聚在流场背脊2附近的水，从而有效地提高双极板的排水效率和反应气体分布的均匀性。
由上可知，本申请提供的一种流场流道、双极板、质子交换膜燃料电池的流场沟槽1包括多个交替设置的收缩部13和扩散部12，每个流场背脊2两侧的流场沟槽1的收缩部13为错位分布，由于收缩部13能够使该处气体的压力增大，因此在反应气体经过收缩部13时，反应气体会发生向外扩散和横向扩散，向外扩散使更多的反应气体通过扩散层3发生电化学反应，横向扩散能够使反应气体由收缩部13扩散到相邻的流场沟槽1的扩散部12，以带走积聚在流场背脊2附近的水，从而有效地提高流场流道的排水效率和反应气体分布的均匀性。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个机器人，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以上升至一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流场流道，用于输送反应气体，包括多个流场沟槽（1）和多个流场背脊（2），所述流场沟槽（1）和所述流场背脊（2）交替设置，其特征在于，
所述流场沟槽（1）包括分别位于其两侧且对称设置的流道壁（11），所述流道壁（11）包括连续交替设置的凹面和凸面，以使所述流场沟槽（1）包括多个交替设置的收缩部（13）和扩散部（12）；
每个所述流场背脊（2）两侧的所述流场沟槽（1）的所述收缩部（13）为错位分布。
2.根据权利要求1所述的流场流道，其特征在于，每个所述流场背脊（2）一侧的所述流场沟槽（1）的所述扩散部（12）中部正对所述流场背脊（2）另一侧的所述流场沟槽（1）的所述收缩部（13）中部。
3.根据权利要求1所述的流场流道，其特征在于，所述凹面为V形槽、U形槽、弧形槽中的一种，所述凸面为V形凸壁、U形凸壁、弧形凸壁中的一种。
4.根据权利要求3所述的流场流道，其特征在于，所述弧形槽的形状和所述弧形凸壁的形状均呈正弦形或半圆形。
5.根据权利要求3所述的流场流道，其特征在于，所述凸面为U形凸壁，所述凸面的长度和所述凹面的长度的比例为1：2-1:6。
6.根据权利要求1所述的流场流道，其特征在于，所述流场沟槽（1）通过平滑曲面与所述流场背脊（2）连接。
7.根据权利要求1所述的流场流道，其特征在于，所述流场沟槽（1）的最窄处的宽度为0.2mm-1.1mm，所述流场沟槽（1）的最宽处的宽度比所述最窄处的宽度大0.1mm-1.2mm，所述流场沟槽（1）的槽深为0.2mm-1.2mm。
8.一种双极板，用于输送反应气体，包括进气端（4）、出气端（5）和流场流道，所述进气端（4）和所述出气端（5）分别设置在所述流场流道的两侧，所述流场流道包括多个流场沟槽（1）和多个流场背脊（2），所述流场沟槽（1）和所述流场背脊（2）交替设置，其特征在于，
所述流场沟槽（1）包括分别位于其两侧且对称设置的流道壁（11），所述流道壁（11）包括连续交替设置的凹面和凸面，以使所述流场沟槽（1）包括多个交替设置的收缩部（13）和扩散部（12）；
每个所述流场背脊（2）两侧的所述流场沟槽（1）的所述收缩部（13）为错位分布。
9.根据权利要求 8所述的双极板，其特征在于，所述凹面为V形槽、U形槽、弧形槽中的一种，所述凸面为V形凸壁、U形凸壁、弧形凸壁中的一种。
10.一种质子交换膜燃料电池，用于将反应气体的化学能转换为电能，所述质子交换膜燃料电池包括双极板，所述双极板包括进气端（4）、出气端（5）和流场流道，所述进气端（4）和所述出气端（5）分别设置在所述流场流道的两侧，所述流场流道包括多个流场沟槽（1）和多个流场背脊（2），所述流场沟槽（1）和所述流场背脊（2）交替设置，其特征在于，
所述流场沟槽（1）包括分别位于其两侧且对称设置的流道壁（11），所述流道壁（11）包括连续交替设置的凹面和凸面，以使所述流场沟槽（1）包括多个交替设置的收缩部（13）和扩散部（12）；
每个所述流场背脊（2）两侧的所述流场沟槽（1）的所述收缩部（13）为错位分布。
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