CN115458764B - 高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是一种高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其包括若干制氢双极板及膜电极，制氢双极板由阴极‑制氢板、制氢‑导热板和导热‑阳极板依次连接形成一体件，膜电极与阴极‑制氢板之间、导热‑阳极板与膜电极之间形成氧化发电区，阴极‑制氢板和制氢‑导热板之间形成重整制氢区，制氢‑导热板和导热‑阳极板之间形成导热区，导热区通过电堆内导热通道与外部导热管道连通形成循环回路。在制氢反应层和发电反应层之间穿设大流量导热层，利用导热液作为制氢吸热和发电放热的热能缓冲层，对导热液温度和流量的控制实现对电堆整体温度的调控，从而平衡两个反应之间的热能传递，使整体反应温度始终处于最佳匹配区间内。

Description

高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是一种高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆。

背景技术

随社会的进步，使用化石能源导致环境问题受到关注，各种替代新能源的能源开始推广和普及。其中，氢能及质子交换膜燃料电池技术由于其环保性和能量高转化效率，有望成为理想的化石能源的替代能源来应用。

质子交换膜燃料电池技术日趋商业化，但制约氢能发展的瓶颈是氢作为分子量最小的气体，较低的体积能量密度。在运输等移动应用领域，氢气存储和运输难、成本高及危险品压缩气体安全性问题，阻碍了氢能的发展。

液态燃料由于储运的可靠性、便利性，以及成熟的加注体系，在运输工具端重整制氢成为解决方案之一。其中，甲醇和乙醇等醇类作为氢的优良载体，以含氢量高、原料易得、制氢体系成熟和碳排放可循环回收利用等优点受到重点关注。尤其以甲醇水蒸汽重整为代表，其单位质量氢气产量比率高、反应温度相对其它类型燃料重整制氢低、可小型化等优点，有望得到率先推广。

目前，甲醇水重整制氢设备主要使用外部独立重整器，甲醇水溶液经外部重整反应器蒸汽重整为氢气后进入电堆，需要通过复杂多级的热交换器进行换热，热量损失严重，因此结构体积大，热交换效率低。另一种是直接内重整，将制氢催化剂复合到膜电极中，重整制氢和氧化发电反应同时进行，但由于重整吸热反应速率快，比发电放热反应速率快的多，而导致热量不匹配，反而影响系统效率。

申请号为201410736751.X的中国专利提出一种极板内间接重整燃料电池电堆，将燃料电堆的冷却介质腔内置入重整催化剂，将重整气出口直接与电堆阳极入口相连，控制燃料电池反应放热同重整反应吸热的热量匹配，实现电堆内部重整，省略了外部重整器及冷却循环装置，极大简化系统结构，实现了热量的高效利用，提高了重整燃料电池的系统效率。

然而，由于重整制氢吸热和电堆发电放热之间存在时间差和速率差。在功率动态变化时，尤其是功率攀升阶段，当发电反应散发的热量满足不了吸热反应实时增量需要，将导致制氢温度降低，氢气转化效率降低，从而导致产氢量的减少，甚至导致发电功率及其产生热量进一步降低，最终使得制氢与发电两个化学反应之间的耦合易失效，难以使用。

由高温质子交换膜的材质决定了高温质子交换膜燃料电池的运行温度，使用PBI（聚苯并咪唑）膜的高温电堆温度范围为120°C～180°C，如TPS（美国Advent公司的一种膜电极，是目前商品化使用温度最高的高温质子交换膜膜电极）新型材料膜使用温度上限只在200°C。使用Cu基催化剂的甲醇重整制氢反应温度范围为200°C～300°C，使用贵金属基催化剂的甲醇重整制氢反应温度也不得低于150°C，可见两个反应的匹配温度范围区间很窄（仅在30°C～50°C范围内）。低于该区间温度，低转化效率的不完全反应产出气（液）体，会引起电堆气路堵塞或催化剂中毒等状况；高于该区间温度，将大幅降低质子交换膜使用寿命，甚至有膜融化穿孔的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，所述电堆包括若干制氢双极板以及位于相邻制氢双极板之间的膜电极，所述制氢双极板的两面分别设有阴极流道和阳极流道，制氢双极板由阴极-制氢板、制氢-导热板和导热-阳极板依次连接形成一体件，所述膜电极与阴极-制氢板之间、导热-阳极板与膜电极之间形成氧化发电区，所述阴极-制氢板和制氢-导热板之间形成重整制氢区，所述制氢-导热板和导热-阳极板之间形成导热区，所述导热区通过电堆内导热通道与外部导热管道连通形成循环回路。

进一步地，所述阴极-制氢板、制氢-导热板、导热-阳极板和膜电极的两侧部均设有供导热液进出的导热液流通口，它们的两端部分别设有供氢气、甲醇水和空气进出的流通口。

为提高导热液流速流量和热传导效率，并利用流场的侧向方向，优选导热液流通口设置在电堆的两侧。

更进一步地，所述阴极-制氢板具有呈连续S型波浪结构的板面，所述板面的一面形成阴极流道，其另一面形成制氢反应流道一，形成阴极流道的板面的上部和下部分别设有引导槽一和引导槽二，所述引导槽一和引导槽二呈对角设置，且结构相同。

空气经引导槽一引导至阳极流道后经引导槽二流出。

更进一步地，所述引导槽一由两两倾斜设置凸块之间的区域构成。

更进一步地，形成制氢反应流道一的板面的上部两侧和下部两侧均设有第一锯齿部，上部两第一锯齿部之间的区域设有引导槽三，下部两第一锯齿部之间的区域设有引导槽四，所述引导槽四和引导槽三关于阴极-制氢板横向中轴线呈轴对称设置，且结构相同。

更进一步地，所述引导槽三由若干呈发散状分布的凸块两两之间的区域构成。

更进一步地，所述制氢-导热板具有呈连续S型波浪结构的板面，所述板面的一面形成制氢反应流道二，其另一面形成导热流道一，所述制氢反应流道二和制氢反应流道一的波峰与波峰相对；形成制氢反应流道二的板面的上部一侧和下部一侧均设有第二锯齿部，且上部第二锯齿部与下部第二锯齿部呈对角线分布，所述第二锯齿部的波峰与第一锯齿部的波峰相对；形成导热流道一的板面的上部一侧和下部一侧均设有第三锯齿部，且上部第三锯齿部与下部第三锯齿部呈对角线分布，所述第三锯齿部与第二锯齿部关于制氢-导热板纵向中轴线呈轴对称设置，且结构相同。

第二锯齿部的波峰与第一锯齿部的波峰相对，形成氢气通道的进出口。

更进一步地，所述导热-阳极板具有呈连续S型波浪结构的板面，所述板面的一面形成导热流道二，其另一面形成阳极流道，所述导热流道二和导热流道一的波峰与波峰相对；形成导热流道二的板面的上部一侧和下部一侧均设有第四锯齿部，且上部第四锯齿部与下部第四锯齿部呈对角线分布，所述第四锯齿部的波峰与第三锯齿部的波峰相对；形成阳极流道的板面的上部和下部分别设有引导槽五和引导槽六，所述引导槽五和引导槽六呈对角设置，且引导槽五的结构与引导槽一的结构相同。

进一步地，所述阴极-制氢板、制氢-导热板和导热-阳极板的底部均设有定位缺口。设置定位缺口，确保阴极-制氢板、制氢-导热板和导热-阳极板安装后的气密性。

进一步地，还包括位于所述电堆两端的前端板和后端板，所述前端板的下部设有空气进口和甲醇水进口，其一侧边沿开设有导热液出口，其另一侧边沿设有正负取电端口；所述后端板上部开设有催化剂活化口和尾气出口，其下部设有空气出口，其一侧边沿开设有导热液进口，其另一侧边沿设有正负取电端口。

正负取电端口分别连接负载的相应正负极端，以活化催化剂活化口内填装的催化剂。

更进一步地，所述空气进口和空气出口关于电堆纵向中轴线呈空间轴对称分布，所述导热液出口和导热液进口也关于电堆纵向中轴线呈空间轴对称分布。

如此设置，形成对角线形式的流通，实现对流场有效面积最大限度的利用。

更进一步地，所述导热液出口设置有若干个，若干个导热液出口纵向排列，且导热液出口为长方形扁口或其他形状的扁口；所述导热液进口与导热液出口结构和设置数量均相同。

更进一步地，所述前端板上与制氢双极板接触的部分、以及后端板上与制氢双极板接触的部分各设有一石墨纸。设置石墨纸，用以传导电流。

更进一步地，还包括紧固整个电堆的紧固件，所述紧固件依次穿过后端板和前端板，紧固件上与前端板及后端板接触的部分套装有绝缘套。设置绝缘套，防止电堆正负极短路。

更进一步地，所述导热液出口和导热液进口上分别安装有测温热电偶。如此设置，可同时对进入和流出电堆的导热液测温。

进一步地，所述制氢双极板与膜电极的接触处设有导电耐腐蚀涂层。如此设置，增大制氢双极板两面的耐腐蚀强度。

本发明的有益效果是：

通过高效率高响应速率的热平衡设计，将制氢重整反应与高温质子交换膜电堆反应层叠，电堆发电需要的氢气直接由电堆内部产生，实现电堆内重整；电堆放电反应产生的热量提供给重整制氢反应，如有热量传递偏差或延时，可通过控制导热液温度和流速进行调节和补偿；取消了外部重整器，有效减少整体体积，热量直接于电堆内部交换，减少热能损失，提高系统效率；

在制氢反应层和发电反应层之间穿设大流量导热层，利用导热液作为制氢吸热和发电放热之间的热能缓冲层，通过对导热液的温度和流量的控制实现对电堆整体温度的调控，从而平衡两个反应之间的热能传递，使整体反应温度始终处于最佳匹配区间内；

每层均采用相同的流道设计，便于加工制作；同时通过各层之间的组合和对角线流道的利用，实现了对流场有效面积最大限度的利用，提高了热传导效率同时也解决了因加入内重整层及其相应通道而导致的电堆体积过大的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一个方向上的装配图。

图2是本发明另一个方向上的装配图。

图3是本发明的剖视图。

图4是本发明中制氢双极板的装配图。

图5是本发明与外部设备的连接示意图。

图6是本发明中阴极-制氢板的正反面示意图。

图7是本发明中制氢-导热板的正反面示意图。

图8是本发明中导热-阴极板的正反面示意图。

图9是本发明的内部流道示意图。

图10是本发明内部反应流路图。

图11 是本发明导热流路示意图。

图中：

1.阴极-制氢板，2.制氢-导热板，3.导热-阳极板，4.前端板，5.制氢双极板，6.膜电极，7.后端板，8.石墨纸，9.紧固件，10.绝缘套，11.甲醇水进口，12.尾气出口，13.空气进口，14.空气出口，15.导热液进口，16.导热液出口，17.正负取电端口，18.催化剂活化口，19.导热液控温设备，20.循环泵，21.汽化装置；

1-1.阴极流道，1-2.制氢反应流道一，1-3.引导槽一，1-4.引导槽二，1-5.第一锯齿部，1-6.引导槽三，1-7.引导槽四，2-1.制氢反应流道二，2-2.导热流道一，2-3.第二锯齿部，2-4.第三锯齿部，3-1.导热流道二，3-2.阳极流道，3-3.第四锯齿部，3-4.引导槽五，3-5.引导槽六。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1和图2所示，一种高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，包括四块制氢双极板5以及位于相邻制氢双极板5之间的三片膜电极6（实际上按所需发电功率进行垒叠），制氢双极板5与膜电极6的接触处设有导电耐腐蚀涂层，制氢双极板5的两面分别设有阴极流道1-1和阳极流道3-2，两面均预安装密封垫（图中未显示），四块制氢双极板5和三片膜电极6垒叠完成的电堆前后两端安装前端板4和后端板7，前端板4上与制氢双极板5接触的部分、以及后端板7上与制氢双极板5接触的部分各设有一石墨纸8，用以传导电流，用紧固件9紧固垒叠好的制氢双极板5和膜电极6，紧固件9依次穿过后端板7和前端板4，紧固件9上与前端板4及后端板7接触的部分套装有绝缘套10，防止电堆正负极短路。

前端板4的下部设有空气进口13和甲醇水进口11，其一侧边沿开设有导热液出口16，其另一侧边沿设有正负取电端口17；后端板7上部开设有催化剂活化口18和尾气出口12，其下部设有空气出口14，其一侧边沿开设有导热液进口15，其另一侧边沿设有正负取电端口17；空气进口13和空气出口14关于电堆纵向中轴线呈空间轴对称分布，导热液出口16和导热液进口15也关于电堆纵向中轴线呈空间轴对称分布；优选地，导热液出口16设置有四个，四个导热液出口16纵向排列，且导热液出口16为长方形扁口或其他形状的扁口；导热液进口15与导热液出口16结构和设置数量均相同；导热液出口16和导热液进口15上分别安装有测温热电偶（图中未示出）。

如图3和图4所示，制氢双极板5由阴极-制氢板1、制氢-导热板2和导热-阳极板3依次焊接形成一体件，膜电极6与阴极-制氢板1之间、导热-阳极板3与膜电极6之间形成氧化发电区，阴极-制氢板1和制氢-导热板2之间形成重整制氢区，制氢-导热板2和导热-阳极板3之间形成导热区，阴极-制氢板1、制氢-导热板2和导热-阳极板3的底部均设有定位缺口A，焊接时注意对齐定位缺口A，确保氧化发电区和重整制氢区的独立气密性，不串漏。

如图5所示，导热区通过电堆内导热通道与外部导热管道连通形成循环回路，外部导热管道连接导热液控温设备19和循环泵20，该设备需包含对导热液快速的升温、降温和循环速度的调节功能；为了有效减少因进料温度低所产生的电堆内部温度变化波动，本实施例的电堆还连接汽化装置21，对甲醇水加热汽化及对空气加热。

其中，阴极-制氢板1、制氢-导热板2、导热-阳极板3和膜电极6的两侧部均设有供导热液进出的导热液流通口，它们的两端部分别设有供氢气、甲醇水和空气进出的流通口。

如图6所示，阴极-制氢板1具有呈连续S型波浪结构的板面，板面的一面形成阴极流道1-1（如图6（a）所示），其另一面形成制氢反应流道一1-2（如图6（a）所示），形成阳极流道的板面的上部和下部分别设有引导槽一1-3和引导槽二1-4，引导槽一1-3和引导槽二1-4呈对角设置，且结构相同。引导槽一1-3由两两倾斜设置凸块之间的区域构成。形成制氢反应流道一1-2的板面的上部两侧和下部两侧均设有第一锯齿部1-5，上部两第一锯齿部1-5之间的区域设有引导槽三1-6，下部两第一锯齿部1-5之间的区域设有引导槽四1-7，引导槽四1-7和引导槽三1-6关于阴极-制氢板1横向中轴线呈轴对称设置，且结构相同。引导槽三1-6由若干呈发散状分布的凸块两两之间的区域构成。

如图7所示，制氢-导热板2具有呈连续S型波浪结构的板面，所述板面的一面形成制氢反应流道二2-1（如图7（a）所示），其另一面形成导热流道一2-2（如图7（b）所示），制氢反应流道二2-1和制氢反应流道一1-2的波峰与波峰相对；形成制氢反应流道二2-1的板面的上部一侧和下部一侧均设有第二锯齿部2-3，且上部第二锯齿部2-3与下部第二锯齿部2-3呈对角线分布，第二锯齿部2-3的波峰与第一锯齿部1-5的波峰相对；形成导热流道一2-2的板面的上部一侧和下部一侧均设有第三锯齿部2-4，且上部第三锯齿部2-4与下部第三锯齿部2-4呈对角线分布，第三锯齿部2-4与第二锯齿部2-3关于制氢-导热板2纵向中轴线呈轴对称设置，且结构相同。

如图8所示，导热-阳极板3具有呈连续S型波浪结构的板面，所述板面的一面形成导热流道二3-1（如图8（a）所示），其另一面形成阳极流道3-2（如图8（b）所示），导热流道二3-1和导热流道一2-2的波峰与波峰相对；形成导热流道二3-1的板面的上部一侧和下部一侧均设有第四锯齿部3-3，且上部第四锯齿部3-3与下部第四锯齿部3-3呈对角线分布，第四锯齿部3-3的波峰与第三锯齿部2-4的波峰相对；形成阳极流道3-2的板面的上部和下部分别设有引导槽五3-4和引导槽六3-5，引导槽五3-4和引导槽六3-5呈对角设置，且引导槽五3-4的结构与引导槽一1-3的结构相同。

制氢双极板5的阴极-制氢板1、制氢-导热板2和导热-阳极板3可使用不锈钢或铝合金，呈连续S型波浪结构的板面可使用薄板冲压而成，制氢反应区可以使用装填粒状制氢催化剂，还可使用两面预涂贵金属制氢催化剂。

如图9所示，氧化发电区、重整制氢区和导热区循环交替设置，氧化发电区的阴极流道1-1通空气、阳极流道3-2通氢气，导热区内通导热液。如图10所示，各物料的流向，导热液经导热液进口15、膜电极6的导热液流通口和阴极-制氢板1的导热液流通口到导热区，横向流动到另一侧的导热液流通口后经导热-阳极板3、膜电极6另一侧的导热液流通口和导热液出口16流出，路线如图中实线箭头所示；重整制氢区制得的氢气经氢气流通口进入阳极流道流出，路线如图中虚线所示；空气经空气进口13经过膜电极6、制氢双极板5各板的空气流通口到膜电极6后由空气出口14流出，路线如图中单点划线所示；汽化甲醇水经甲醇水进口11进入重整制氢区制氢，路线如图中双点划线所示；如图11所示，各通道路线，实线部分为上层制氢通道，点划线部分为中层导热油通道，虚线部分为下层氢气通道。

具体操作时：

1.装填制氢催化剂：使用低温型粒状制氢催化剂（反应温度范围为160°C～250°C）从催化剂活化口18及甲醇水进口11，向重整制氢区填装粒状催化剂；膜电极使用ADVENT的TPS膜电极，该膜电极操作温度为120°C～200°C，可短时间超200°C使用；这样两种反应的温度耦合区间为160°C～200°C，即最佳电堆使用温度180°C±20°C；

2.准备及催化剂活化：首先，将导热液控温设备19的循环进出口分别连接对应的导热液进口15及导热液出口16，开启循环泵20，将电堆内部导热流道灌满，导热流道内部空气需完全排出；通过加热导热液并循环给电堆升温，直至电堆导热液出口到达180°C，并维持该温度；导热液使用沸点300°C以上导热油或其它高沸点高比热容导热液；

制氢催化剂需要在工作温度内通过含氢2%的氢氮气进行活化，此时应封堵尾气出口12，从催化剂活化口18通入氢氮气，从甲醇水进口11排气，遵循催化剂要求直至催化剂活化完成；膜电极6（催化剂）需要在工作温度内通过氢气进行活化，该活化为0.2A电流密度下放电反应，此时应封堵甲醇水进口11，从催化剂活化口18通入氢气，尾气出口12排气；空气从空气进口13进入，空气出口14排气，并连接正负取电端口17连接至负载相应的正负极端，遵循膜电极活化要求直至活化完成；如采用免活化电极或制氢催化剂，可跳过相应活化步骤，如两种催化活化条件要求的气体相同，可从催化剂活化口18通入单一的气体，两种催化剂活化同时进行；活化完成后将催化剂活化口18封堵，连接好燃料和导热管路后启动。

本实施例涉及的化学反应如下：

甲醇水汽重整制氢：CH₃OH+H₂O→3H₂+CO₂，

氢气氧气发电：2H₂+O₂→2H₂O，

负极反应式为：2H₂-4e^-==4H⁺，

正极反应式为：O₂+4H⁺+4e^ˉ=2H₂O。

启动时，使用加热循环导热液对电堆加热，达到反应温度区间后，开始平缓进入燃料和空气，运行中，对导热液进口15和导热液出口16的实时温度进行精确检测，导热液出口16温度及进出电堆的导热液温差可反映出电堆内部的整体反应热量是过量还是不足，及时调控导热液的流速和温度，使电堆运行温度始终趋向两个化学反应的最佳匹配点；空气及燃料的进量仅需根据电堆发电量所需给，不用陷入既要控制燃料进量对反应温度的影响，又要确保必须满足发电功率所需的矛盾状况。

使用液压传感器实时监测导热液的压力状态，导热液的压力值大小与循环泵的转速相关，可判断目前导热液的流速快慢。

具体控制如下：

1.启动时，导热液加热至180°C设置中速循环，导热液出口16温度即为加热目标温度（液压传感器显示压力值为200Kpa），用导热液平缓加热电堆至180°C，开始进入甲醇水和空气；

2.制氢发电时有四种情况：

a.出口温度大于进口温度，且出口温度高于200°C时，表明电堆内部热量大量过剩，已超过控温点，此时采取块速散热模式，导热液降温至160°C，加大循环速度至液压到达300Kpa，快速带走电堆内部热量；

b.出口温度大于进口温度，出口温度小于200°C时，表明电堆内热量有过剩，未超过控温点，此时采取一般散热模式，导热液缓降至160°C，中速循环液压为200Kpa；

c.出口温度小于进口温度，出口温度小于160°C时，表明电堆内部热量非常不足，已超控温点，此时采取快速加热模式，导热液快速加热至200°C，加大循环至液压到达300Kpa；

d、出口温度小于进口温度，出口温度大于160°C时，表明电堆内部热量不足，未超过控温点，此时采取一般加热模式，导热液升温至200°C，中速循环液压为200Kpa；

3.关机/紧急停机时，燃料停止进入，已进入电堆内部的燃料消耗完毕后，切断负载；导热液急速降温，加大循环速度至液压到达300Kpa，快速带走热量。

由于制氢吸热反应先于发电放热反应，当电堆功率提升时，温度会先降后升，温度波动幅度与进料量速率正相关，即提升功率幅度越大，进入燃料越多，温度波动越明显。为避免温度波动范围超过电堆使用温度区间，应尽量避免快速电堆的快速拉载，也可采取对导热液升降温设置提前量的控制策略（大量实验得到），用以平缓进料量变化导致的温度波动，避免电堆温度超出区间。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述电堆包括若干制氢双极板（5）以及位于相邻制氢双极板（5）之间的膜电极（6），所述制氢双极板（5）的两面分别设有阴极流道和阳极流道，制氢双极板（5）由阴极-制氢板（1）、制氢-导热板（2）和导热-阳极板（3）依次连接形成一体件，所述膜电极（6）与阴极-制氢板（1）之间、导热-阳极板（3）与膜电极（6）之间形成氧化发电区，所述阴极-制氢板（1）和制氢-导热板（2）之间形成重整制氢区，所述制氢-导热板（2）和导热-阳极板（3）之间形成导热区，所述导热区通过电堆内导热通道与外部导热管道连通形成循环回路。

2.根据权利要求1所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述阴极-制氢板（1）、制氢-导热板（2）、导热-阳极板（3）和膜电极（6）的两侧部均设有供导热液进出的导热液流通口，它们的两端部分别设有供氢气、甲醇水和空气进出的流通口。

3.根据权利要求2所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述阴极-制氢板（1）具有呈连续S型波浪结构的板面，所述板面的一面形成阴极流道（1-1），其另一面形成制氢反应流道一（1-2），形成阴极流道（1-1）的板面的上部和下部分别设有引导槽一（1-3）和引导槽二（1-4），所述引导槽一（1-3）和引导槽二（1-4）关于阴极-制氢板（1）的中心呈中心对称设置，且结构相同。

4.根据权利要求3所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述引导槽一（1-3）由若干倾斜设置的凸块两两之间的区域构成。

5.根据权利要求3所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：形成制氢反应流道一（1-2）的板面的上部两侧和下部两侧均设有第一锯齿部（1-5），上部两第一锯齿部（1-5）之间的区域设有引导槽三（1-6），下部两第一锯齿部（1-5）之间的区域设有引导槽四（1-7），所述引导槽四（1-7）和引导槽三（1-6）关于阴极-制氢板（1）横向中轴线呈轴对称设置，且结构相同。

6.根据权利要求5所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述引导槽三（1-6）由若干呈发散状分布的凸块两两之间的区域构成。

7.根据权利要求5所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述制氢-导热板（2）具有呈连续S型波浪结构的板面，所述板面的一面形成制氢反应流道二（2-1），其另一面形成导热流道一（2-2），所述制氢反应流道二（2-1）和制氢反应流道一（1-2）的波峰与波峰相对；形成制氢反应流道二（2-1）的板面的上部一侧和下部一侧均设有第二锯齿部（2-3），且上部第二锯齿部（2-3）与下部第二锯齿部（2-3）关于制氢-导热板（2）的中心呈中心对称设置，所述第二锯齿部（2-3）的波峰与第一锯齿部（1-5）的波峰相对；形成导热流道一（2-2）的板面的上部一侧和下部一侧均设有第三锯齿部（2-4），且上部第三锯齿部（2-4）与下部第三锯齿部（2-4）关于制氢-导热板（2）的中心呈中心对称设置，所述第三锯齿部（2-4）与第二锯齿部（2-3）关于制氢-导热板（2）纵向中轴线呈轴对称设置，且结构相同。

8.根据权利要求7所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述导热-阳极板（3）具有呈连续S型波浪结构的板面，所述板面的一面形成导热流道二（3-1），其另一面形成阳极流道（3-2），所述导热流道二（3-1）和导热流道一（2-2）的波峰与波峰相对；形成导热流道二（3-1）的板面的上部一侧和下部一侧均设有第四锯齿部（3-3），且上部第四锯齿部（3-3）与下部第四锯齿部（3-3）关于导热-阳极板（3）的中心呈中心对称设置，所述第四锯齿部（3-3）的波峰与第三锯齿部（2-4）的波峰相对；形成阳极流道（3-2）的板面的上部和下部分别设有引导槽五（3-4）和引导槽六（3-5），所述引导槽五（3-4）和引导槽六（3-5）关于导热-阳极板（3）的中心呈中心对称设置，且引导槽五（3-4）的结构与引导槽一（1-3）的结构相同。

9.根据权利要求1所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述阴极-制氢板（1）、制氢-导热板（2）和导热-阳极板（3）的底部均设有定位缺口（A）。

10.根据权利要求1所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：还包括位于所述电堆两端的前端板（4）和后端板（7），所述前端板（4）的下部设有空气进口（13）和甲醇水进口（11），其右侧边沿开设有导热液出口（16），其左侧边沿设有正负取电端口（17）；所述后端板（7）上部开设有催化剂活化口（18）和尾气出口（12），其下部设有空气出口（14），其左侧边沿开设有导热液进口（15），其右侧边沿设有正负取电端口（17）。

11.根据权利要求10所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述空气进口（13）和空气出口（14）关于电堆纵向中轴线呈空间轴对称分布，所述导热液出口（16）和导热液进口（15）也关于电堆纵向中轴线呈空间轴对称分布。

12.根据权利要求10或11所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述导热液出口（16）设置有若干个，若干个导热液出口（16）纵向排列，且导热液出口（16）为长方形扁口或其他形状的扁口；所述导热液进口（15）与导热液出口（16）结构和设置数量均相同。

13.根据权利要求10所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述前端板（4）上与制氢双极板（5）接触的部分、以及后端板（7）上与制氢双极板（5）接触的部分各设有一石墨纸（8）。

14.根据权利要求10所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：还包括紧固整个电堆的紧固件（9），所述紧固件（9）依次穿过后端板（7）和前端板（4），紧固件（9）上与前端板（4）及后端板（7）接触的部分套装有绝缘套（10）。

15.根据权利要求10所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述导热液出口（16）和导热液进口（15）上分别安装有测温热电偶。

16.根据权利要求1所述高温质子交换膜燃料电池间接内重整电堆，其特征在于：所述制氢双极板（5）与膜电极（6）的接触处设有导电耐腐蚀涂层。

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