CN209374562U - 一种流道内具有楔形凸起的双极板 - Google Patents
一种流道内具有楔形凸起的双极板 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209374562U CN209374562U CN201822160980.8U CN201822160980U CN209374562U CN 209374562 U CN209374562 U CN 209374562U CN 201822160980 U CN201822160980 U CN 201822160980U CN 209374562 U CN209374562 U CN 209374562U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- runner
- wedge
- bipolar plates
- shaped protrusion
- trench
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
本实用新型公开了一种流道内具有楔形凸起的双极板，所述双极板的流场由多条相互平行的流道排列组成，所述流道包括流道沟槽和流道脊，在流道沟槽长度方向的等分点上均设置有楔形凸起，所述楔形凸起尺寸可以相同，也可以逐渐增大或逐渐减小；气体在流道中流动过程中通过楔形凸起时，气体的速度和压力产生波动，由层流流动变为紊态流动，从而有力于气体内部的扰动，加速向反应层中的传质，进而降低燃料电池的浓差损耗，提高燃料电池的效率。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池领域，尤其涉及有利于降低燃料电池浓差损耗的双极板结构。
背景技术
质子交换膜燃料电池(PEMFC)被公认为是未来汽车理想的动力源。它的发展将有助于实现节能减排，缓解大气污染。作为PEMFC关键部件之一的双极板，不仅占据电堆重量的 70％-80％，而且在电堆的生产成本中也占据相当大的比例。双极板的作用是分隔燃料及氧化剂，并通过流场将燃料反应气体导入燃料电池、收集并传导电流和支撑膜电极，同时还担负起整个电池系统的散热功能和排水功能。因此双极板质量的好坏将直接决定燃料电池堆输出功率的大小和寿命的长短。
燃料电池为了产生电流，必须不断地为燃料电池提供燃料和氧化物，同时，必须不断地排出生成物以防止燃料电池“窒息死亡”。燃料电池催化层内反应物的耗尽(或生成物的聚积)对性能有极为不利的影响，这种情况的燃料电池性能损耗被称为燃料电池的“浓差损耗”。通过对双极板流场的结构优化可将这种损耗降至最低，进而提升燃料电池的效率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题是减小燃料电池在大电流密度工作条件下的浓差损耗，提高燃料电池性能，提供一种有利于增强反应物向燃料电池催化层扩散的双极板结构。
本实用新型涉及一种有利于降低燃料电池浓差损耗的双极板结构，所述双极板的气体流场由多条相互平行的流道排列组成，所述流道包括流道沟槽和流道脊，在所述流道沟槽长度方向的等分点上设置有楔形凸起。当气体在流道中流动过程中通过楔形凸起时，气体的速度和压力产生波动，由层流流动变为紊态流动，从而有力于气体内部的扰动，加速向反应层中的传质，进而降低燃料电池的浓差损耗。
优选地，所述楔形凸起为直角三棱柱，且直角三棱柱的斜面与所述流道底面的夹角为 20°-70°。
优选地，所述楔形凸起为类直角三棱柱，所述类直角三棱柱的斜面为弧面。
优选地，所述楔形凸起设置于沿所述流道沟槽长度方向的二等分点或三等分点或五等分点或七等分点上。
优选地，所述的楔形凸起尺寸相同。
优选地，所述楔形凸起的尺寸沿所述流道沟槽长度方向逐渐增大或逐渐减小。
优选地，所述流道沟槽的宽度为0.5-1.5mm，所述流道沟槽深度为0.3-1.5mm，流道脊的宽度为0.5-1.5mm。
优选地，所述流道沟槽截面形状为长方形或正方形。
优选地，所述的双极板为金属双极板、石墨双极板或复合材料双极板。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
图1具有直角三棱柱的楔形凸起的双极板纵向剖面视图
图2具有类直角三棱柱的楔形凸起的双极板纵向剖面视图
图3楔形凸起尺寸逐渐增大的双极板纵向剖面视图
图4所述的双极板横向剖面视图
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型进一步说明，实施例为进一步阐明本实用新型的特点，不等同于限制本实用新型，对于本领域的技术人员依照本实用新型进行的更改，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
实施例1
如图1所示，所述的双极板的流道为平行流道，单根流道的长度为300mm，流道沟槽深度为1mm，沟槽宽度为1.5mm，在流道的五等分点上设置有4个楔形凸起，4个楔形凸起的尺寸相同，楔形凸起为直角三棱柱，三角体的宽度为1.5mm，最高点与流道沟槽底面的距离为0.5mm，直角三棱柱的斜面与流道沟槽底面夹角为30°。这样在气体流过楔形凸起时，气体的流速和压力均发生了改变，有利于反应气向反应层的扩散，进而降低燃料电池的浓差损耗，提高燃料电池的效率。
实施例2
如图2所示，所述的双极板的流道为平行流道，单根流道的长度为300mm，流道沟槽深度为1mm，沟槽宽度为1.5mm，在流道的五等分点上设置有4个楔形凸起，4个楔形凸起的尺寸相同，楔形凸起为类直三棱柱，所述的类直角三棱柱的斜面为弧面。这样在气体流过楔形凸起时，气体的流速和压力均发生了改变，有利于反应气向反应层的扩散，进而降低燃料电池的浓差损耗，提高燃料电池的效率。
实施例3
如图3所示，所述的双极板的流道为平行流道，单根流道的长度为300mm，流道沟槽深度为1mm，沟槽宽度为1.5mm，在流道的四等分点上设置有3个楔形凸起，所述的3个楔形凸起为直角三棱柱，所述的直角三棱柱的斜面与流道底面夹角为45°，并且3个楔形凸起的大小沿着气体流动方向逐渐增大，增大系数为1.1。这样在气体流过楔形凸起时，气体的流速和压力均发生了改变，有利于反应气向反应层的扩散，进而降低燃料电池的浓差损耗，提高燃料电池的效率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种流道内具有楔形凸起的双极板，其特征在于，所述双极板的流场由多条相互平行的流道排列组成，所述流道包括流道沟槽和流道脊，在所述流道沟槽长度方向的等分点上均设置有楔形凸起，所述的楔形凸起的最高点与所述流道沟槽底部的距离为所述流道沟槽深度的1/4-3/4，所述的楔形凸起的宽度为所述的流道沟槽宽度的1/2-1。
2.如权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述楔形凸起为直角三棱柱，且直角三棱柱的斜面与所述流道底面的夹角为20°-70°。
3.如权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述楔形凸起为类直角三棱柱，所述类直角三棱柱的斜面为弧面。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的双极板，其特征在于，所述楔形凸起设置于沿所述流道沟槽长度方向的二等分点或三等分点或五等分点或七等分点上。
5.如权利要求1-3中任意一项所述的双极板，其特征在于，所述的楔形凸起尺寸相同。
6.如权利要求1-3中任意一项所述的双极板，其特征在于，所述楔形凸起的尺寸沿所述流道沟槽长度方向逐渐增大或逐渐减小。
7.如权利要求1-3中任意一项所述的双极板，其特征在于，所述流道沟槽的宽度为0.5-1.5mm，所述流道沟槽深度为0.3-1.5mm，流道脊的宽度为0.5-1.5mm。
8.如权利要求1-3中任意一项所述的双极板，其特征在于，所述流道沟槽截面形状为长方形或正方形。
9.如权利要求1-3中任意一项所述的双极板，其特征在于，所述的双极板为金属双极板、石墨双极板或复合材料双极板。
10.如权利要求1所述的双极板，其特征在于，所述的流道沟槽的长度为300mm，所述的流道沟槽深度为1mm，流道沟槽宽度为1.5mm，在所述流道沟槽长度方向的四等分点上设置有3个楔形凸起，所述的3个楔形凸起为直角三棱柱，所述的直角三棱柱的斜面与流道底面夹角为45°，并且3个楔形凸起的大小沿着气体流动方向逐渐增大，增大系数为1.1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201822160980.8U CN209374562U (zh) | 2018-12-22 | 2018-12-22 | 一种流道内具有楔形凸起的双极板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201822160980.8U CN209374562U (zh) | 2018-12-22 | 2018-12-22 | 一种流道内具有楔形凸起的双极板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209374562U true CN209374562U (zh) | 2019-09-10 |
Family
ID=67830100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201822160980.8U Active CN209374562U (zh) | 2018-12-22 | 2018-12-22 | 一种流道内具有楔形凸起的双极板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209374562U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109686995A (zh) * | 2018-12-22 | 2019-04-26 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种流道内具有楔形凸起的双极板 |
| CN111584897A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-08-25 | 武汉理工大学 | 一种基于三维仿生结构的可再生燃料电池氧电极流场板及电池结构 |
-
2018
- 2018-12-22 CN CN201822160980.8U patent/CN209374562U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109686995A (zh) * | 2018-12-22 | 2019-04-26 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种流道内具有楔形凸起的双极板 |
| CN111584897A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-08-25 | 武汉理工大学 | 一种基于三维仿生结构的可再生燃料电池氧电极流场板及电池结构 |
| CN111584897B (zh) * | 2020-05-28 | 2021-07-20 | 武汉理工大学 | 一种基于三维仿生结构的可再生燃料电池氧电极流场板及电池结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109686995A (zh) | 一种流道内具有楔形凸起的双极板 | |
| CN101944618B (zh) | 一种树状结构流场的质子交换膜燃料电池双极板 | |
| CN109065907A (zh) | 一种燃料电池极板流场结构及燃料电池极板 | |
| WO2010088847A1 (zh) | 液流电池电极 | |
| CN102299343A (zh) | 基于树叶仿生结构的质子交换膜燃料电池双极板 | |
| CN109802155A (zh) | 一种有利于降低燃料电池浓差损耗的双极板及加工方法 | |
| CN103413956A (zh) | 一种质子交换膜燃料电池流道 | |
| CN101047252A (zh) | 一种质子交换膜燃料电池混合型逐变流场 | |
| CN110112433B (zh) | 质子交换膜燃料电池阴极流场板 | |
| CN110212214A (zh) | 一种燃料电池中的双极板流场结构及双极板 | |
| CN209374562U (zh) | 一种流道内具有楔形凸起的双极板 | |
| CN110571451A (zh) | 一种燃料电池的流场结构 | |
| CN112909283A (zh) | 一种质子交换膜燃料电池双极板 | |
| CN102683718A (zh) | 一种用于燃料电池的双极板 | |
| CN112038659A (zh) | 适用于燃料电池的流场板及燃料电池 | |
| CN112038658A (zh) | 不连续凹道的燃料电池流场板及燃料电池 | |
| CN210489736U (zh) | 一种燃料电池的流场结构 | |
| CN210296506U (zh) | 一种z字形的燃料电池流场板 | |
| WO2023241219A1 (zh) | 一种具有仿生六边形流道的燃料电池双极板 | |
| CN217114451U (zh) | 一种极板及燃料电池 | |
| CN206789622U (zh) | 一种液流电池或燃料电池用金属极板 | |
| CN114744233A (zh) | 一种双极板及燃料电池 | |
| CN112768721B (zh) | 一种复合蛇形流道结构及含有其的全钒液流电池 | |
| CN112993303B (zh) | 一种波纹状流场结构 | |
| CN210296507U (zh) | 一种侧面进气的燃料电池电堆 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |