CN200962445Y - 用于燃料电池的均匀流量的流道板 - Google Patents

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CN200962445Y CNU2006201395911U CN200620139591U CN200962445Y CN 200962445 Y CN200962445 Y CN 200962445Y CN U2006201395911 U CNU2006201395911 U CN U2006201395911U CN 200620139591 U CN200620139591 U CN 200620139591U CN 200962445 Y CN200962445 Y CN 200962445Y
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陈建安
庄文瑞
张仓铭
高志荣
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Abstract

本创作为用于燃料电池的均匀流量的流道板，其至少包含可通入燃料的燃料入口、连通至燃料入口的数个流道。本创作均匀流量的流道板中，这些流道的流通截面积彼此不均等，并经计算后决定不均等的情况，彼此大致会相差10％~30％。流通截面积是指燃料流通经过该流道的截面积大小。

Description

用于燃料电池的均匀流量的流道板
技术领域
本发明为关于一种流道板，尤指用于燃料电池的均匀流量的流道板。
背景技术
燃料电池(fuel cell，FC)是一种利用化学能直接转化成电能的发电装置。与传统发电方式相比，燃料电池具有低污染、低噪音、高能量密度、较高能量转化率等优点，是一种极具发展潜力的电量来源。由于有着上述的优点，其应用范围相当广泛，从携带式电子装置、家用发电、交通工具、航天工业等等领域均可应用。
燃料电池的运作原理依其种类会有些许差异性，若以直接甲醇型燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell，DMFC)为例，当甲醇溶液在阳极触媒层进行氧化反应时，会产生氢离子、电子以及二氧化碳，这其中氢离子可经由电解质传递至阴极，而电子则由外部电路传输至负载做功后，再传递至阴极。于此同时，供给阴极端的氧气会与氢离子、电子在阴极触媒层进行还原反应，而产生出水。
为了将燃料均匀地导引至燃料电池中的膜电极组(membrane electrodeassembly)，还需通过流道板其内部流道结构的设计。熟知的阴极流道板结构中，按照结构大致分为蛇形流道(Serpentine Flow Field，SFF)、交叉流道(Interdigitated Flow Field，IFF)、棋盘流道(Grid Flow Field，GFF)、平行流道(Channel Flow Field，CFF)，这其中平行流道虽然在效果上较差，但因结构简单、成本最低，故其被应用得也比较广泛。
请参阅图1，图1为熟知流道板的结构示意图。如图1所示，熟知流道板10至少包含可通入燃料的燃料入口12a、12b、连通至燃料入口12a、12b的数个流道10a~10d，且这些流道10a~10d之间彼此平行。
不过，由于流道10a~10d的截面积均为相同，因此距离燃料入口12a、12b较为邻近的流道10a、10d，其实际流入的燃料量会较少于较中央(或不邻近于燃料入口12a、12b)的流道10b、10c，进而导致每个流道分布的燃料量并不够均匀。基于这个因素，使用熟知流道板10的燃料电池，将因此无法提供均匀的反应速率，导致电池性能下降，使用寿命相对缩短。
发明内容
本新型的主要目的在提供一种用于燃料电池的均匀流量的流道板，借着合理地配置每个流道的截面积大小，使得每个流道实际上流通的燃料能够较为均匀，进而提高电池性能，增加使用寿命。
基于上述目的，本创作用于燃料电池的均匀流量的流道板，其至少包含可通入燃料的燃料入口、连通至燃料入口的数个流道，且这些流道彼此间隔分开。本创作均匀流量的流道板中，这些流道的流通截面积彼此不均等，并经计算后决定不均等的情况，彼此大致会相差10％~30％。流通截面积是指燃料流通过该流道的截面积大小。
附图说明
图1为熟知流道板的结构示意图。
图2为本创作用于燃料电池均匀流量的流道板的结构示意图。
10、20流道板
12a、12b、22a、22b燃料入口
10a~10d、20a~20e流道
具体实施方式
请参阅图2，图2为本创作用于燃料电池均匀流量的流道板的结构示意图。如图2所示，本创作用于燃料电池的均匀流量的流道板20同样至少包含可通入燃料的燃料入口12a、12b、连通至燃料入口12a、12b的数个流道20a~20e，且这些流道20a~20e之间彼此间隔分开，例如这些流道20a~20e之间采以彼此平行的设置方式，但本创作并不限制在平行设置方式的流道。
为了合理分配每个流道实际上所流通的燃料量，在本创作流道板20中，这些流道20a~20e的流通截面积彼此不均等，而流通截面积是指燃料流通过该流道的截面积大小。
更具体来说，为了设计出流通截面积彼此不均等的这些流道20a~20e，大致分为三种设计原则。其一，这些流道20a~20e的流通截面积彼此相差10％~30％。其二，在这些流道20a~20e中，邻近燃料入口12a或12b的流道20a或20e，其所具有的流通截面积，大于不邻近燃料入口12a或12b的流道20c。其三，如图2所示在这些流道20a~20e中，从邻近燃料入口12a或20b的流道20a或20e至中央的流道20c，各自具有的流通截面积为依序递减。
至于这些流道20a~20e的截面形状可为U字型截面、V字型截面或其它不规则截面，而这些流道20a~20e的材质采用石墨、铝或不锈钢。或者，这些流道20a~20e的材质采用与甲醇或甲酸兼容的工程塑料类且耐酸性、抗腐蚀的材质。
通过以上具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本新型的特征与精神，而并非以上所述揭露的具体实施例来对本新型的范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及相等性的安排在本新型的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种用于燃料电池的均匀流量的流道板，包括：
可通入燃料的燃料入口、连通至该燃料入口的数个流道，且这些流道之间彼此间隔分开，其特征在于：这些流道的流通截面积彼此不均等，其中该流通截面积是指燃料流通过该流道的截面积大小。
2.如权利要求1所述的用于燃料电池的均匀流量的流道板，其特征在于：
这些流道的流通截面积彼此相差10％~30％。
3.如权利要求1所述的用于燃料电池的均匀流量的流道板，其特征在于：
在这些流道中，邻近该燃料入口的流道，其所具有的流通截面积，大于不邻近该燃料入口的流道。
4.如权利要求1所述的用于燃料电池的均匀流量的流道板，其特征在于：
在这些流道中，从邻近该燃料入口的流道至中央的流道，各自具有的流通截面积为依序递减。
5.如权利要求1所述的用于燃料电池的均匀流量的流道板，其特征在于：
这些流道的截面形状可为U字型截面、V字型截面或其它不规则截面。
6.如权利要求1所述的用于燃料电池的均匀流量的流道板，其特征在于：
这些流道的材质为石墨、铝或不锈钢。
7.如权利要求1所述的用于燃料电池的均匀流量的流道板，其特征在于：
这些流道的材质为与甲醇或甲酸兼容的工程塑料类且耐酸性、抗腐蚀的材质。
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