CN210272551U - 一种燃料电池石墨双极板 - Google Patents

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刘清
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董辉
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Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池石墨双极板，包括氢气流场板与空气流场板，所述氢气流场板与空气流场板两侧均对应设置有空气入口、空气出口、氢气入口、氢气出口、水入口和水出口，所述氢气流场板一侧为氢气流道面，另一侧为光面，所述空气流场板一侧为空气流道面，另一侧为水流道面，所述光面与水流道面粘接。本实用新型的优点在于能够提高氢气的利用率，进气压力更加均匀，反应温度更加稳定。

Description

一种燃料电池石墨双极板
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种燃料电池石墨双极板。
背景技术
燃料电池是一种将氢气和氧气通过电化学氧化反应而发电的装置，市场前景十分广阔。燃料电池的核心是MEA组件和双极板。MEA是将两张喷涂有Nafion溶液及Pt催化剂的碳纤维纸电极分别置于经预处理的质子交换膜两侧，使催化剂靠近质子交换膜，在一定温度和压力下模压制成。双极板常用石墨板材料制作，具有高密度、高强度，无穿孔性漏气，在高压强下无变形，导电、导热性能优良，与电极相容性好等特点，但现有燃料电池对于氢气的利用率不高，工作过程中温度不稳定。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种氢气利用率高温度稳定的燃料电池石墨双极板。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种燃料电池石墨双极板，其特征在于，包括氢气流场板与空气流场板，所述氢气流场板与空气流场板两侧均对应设置有空气入口、空气出口、氢气入口、氢气出口、水入口和水出口，所述氢气流场板一侧为氢气流道面，另一侧为光面，所述空气流场板一侧为空气流道面，另一侧为水流道面，所述光面与水流道面粘接；
所述水流道面在水入口与水出口之间设置有若干水流道脊，每两个相邻的水流道脊之间形成水流道，所述水流道呈蛇形流道；
所述氢气流道面在氢气入口与氢气出口处设置有若干氢气分流岛，所述氢气分流岛为圆柱状，两侧氢气分流岛之间设置有若干氢气流道脊，每两个相邻的氢气流道脊之间形成氢气流道；
所述空气流道面在空气入口与空气出口处设置有若干空气分流岛，所述空气分流岛为圆柱状，两侧空气分流岛之间设置有若干空气流道脊，每两个相邻的空气流道脊之间形成空气流道。
优选的，所述水入口的水流道数量与水出口的水流道数量相同。
优选的，所述氢气分流岛依次线型分布，所述氢气分流岛与氢气流道脊在同一线上。
优选的，所述氢气分流岛与氢气入口和氢气出口之间还设置有氢气导流岛，所述氢气导流岛为胶囊状。
优选的，所述空气分流岛依次线型分布，所述空气分流岛与空气流道脊在同一线上。
优选的，所述空气分流岛与空气入口和空气出口之间还设置有空气导流岛，所述空气导流岛为胶囊状。
优选的，所述双极板两侧还设置有用于固定的孔位。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1.通过在氢气流道面与空气流道面的出入口处设置有导流岛与分流岛，从而平衡进气压力，使得氢气与空气反应更加彻底，提高氢气的利用率。
2.本实用新型通过将水流道设置为多折蛇形流道，有效对电池的温度进行控制，保持稳定的反应温度。
附图说明
图1为水流道面结构示意图；
图2为空气流道面结构示意图；
图3为空气流道入口处具体结构示意图；
图4为氢气流道面结构示意图；
图5为氢气流道入口处具体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本实用新型的限制。
一种燃料电池石墨双极板，其特征在于，包括氢气流场板与空气流场板，所述氢气流场板与空气流场板两侧均对应设置有空气入口4、空气出口3、氢气入口2、氢气出口5、水入口6和水出口1，所述空气入口4和氢气出口5分布于双极板一侧，空气出口3和氢气入口2分布于双极板另一侧，所述水出口1位于双极板上端，水入口6位于双极板下端，所述氢气流场板一侧为氢气流道面，另一侧为光面，所述空气流场板一侧为空气流道面，另一侧为水流道面，所述光面与水流道面粘接，所述双极板两侧还设置有用于固定的孔位7。
所述图1为水流道面结构示意图，所述水流道面在水入口6与水出口1之间设置有若干水流道脊8，每两个相邻的水流道脊8之间形成水流道，所述水流道呈蛇形流道，通过蛇形流道多次折行，水从底部出口进入水流道，水出口1与水入口6水流道数量相同，保持水流压力稳定，能够高效带走电池内温度，保持电池内反应温度的稳定。
如图2为空气流道面结构示意图，空气从空气入口4流经空气流道与氢气反应再从空气出口流出，图3为空气流道入口处具体结构示意图，所述空气流道面底部开设有数个空气进气孔12，所述空气进气孔12处错位分布有数个空气导流岛11，所述空气导流岛11为胶囊状，与空气导流岛11平行设置有数行空气分流岛10，所述空气分流岛10为圆柱形，所述空气分流岛10在远离空气入口4处分布数量少于靠近空气入口4处，整体呈梯形分布，所述空气入口4处与空气出口3处结构相同，所述两侧空气分流岛10之间平行设置有数道空气流道脊9，每两个相邻的空气流道脊9之间形成空气流道。
如图4为氢气流道面结构示意图，氢气从氢气入口2流经氢气流道与氢气反应再从氢气出口流出，图5为氢气流道入口处具体结构示意图，所述氢气流道面底部开设有数个氢气进气孔16，所述氢气进气孔16处错位分布有数个氢气导流岛15，所述氢气导流岛15为胶囊状，与氢气导流岛15平行设置有数行氢气分流岛14，所述氢气分流岛14为圆柱形，所述氢气分流岛14在远离氢气入口2处分布数量少于靠近氢气入口4处，整体呈梯形分布，所述氢气入口2处与氢气出口5处结构相同，所述两侧氢气分流岛14之间平行设置有数道氢气流道脊13，每两个相邻的氢气流道脊13之间形成氢气流道。
本实用新型通过将水流道设计为多折蛇形流道，能够有效对燃料电池的温度进行控制，保持稳定的反应温度，通过在氢气流道面与空气流道面的出入口处设置有导流岛与分流岛，从而平衡进气压力，使得氢气与空气反应更加彻底，提高氢气的利用率。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，不用于限制本实用新型，本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种燃料电池石墨双极板，其特征在于，包括氢气流场板与空气流场板，所述氢气流场板与空气流场板两侧均对应设置有空气入口、空气出口、氢气入口、氢气出口、水入口和水出口，所述氢气流场板一侧为氢气流道面，另一侧为光面，所述空气流场板一侧为空气流道面，另一侧为水流道面，所述光面与水流道面粘接；
所述水流道面在水入口与水出口之间设置有若干水流道脊，每两个相邻的水流道脊之间形成水流道，所述水流道呈蛇形流道；
所述氢气流道面在氢气入口与氢气出口处设置有若干氢气分流岛，所述氢气分流岛为圆柱状，两侧氢气分流岛之间设置有若干氢气流道脊，每两个相邻的氢气流道脊之间形成氢气流道；
所述空气流道面在空气入口与空气出口处设置有若干空气分流岛，所述空气分流岛为圆柱状，两侧空气分流岛之间设置有若干空气流道脊，每两个相邻的空气流道脊之间形成空气流道。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池石墨双极板，其特征在于：所述水入口的水流道数量与水出口的水流道数量相同。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池石墨双极板，其特征在于：所述氢气分流岛依次线型分布，所述氢气分流岛与氢气流道脊在同一线上。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池石墨双极板，其特征在于：所述氢气分流岛与氢气入口和氢气出口之间还设置有氢气导流岛，所述氢气导流岛为胶囊状。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池石墨双极板，其特征在于：所述空气分流岛依次线型分布，所述空气分流岛与空气流道脊在同一线上。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池石墨双极板，其特征在于：所述空气分流岛与空气入口和空气出口之间还设置有空气导流岛，所述空气导流岛为胶囊状。
7.根据权利要求1所述的一种燃料电池石墨双极板，其特征在于：所述双极板两侧还设置有用于固定的孔位。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115149024A (zh) * 2022-09-05 2022-10-04 苏州中车氢能动力技术有限公司 燃料电池双极板结构及燃料电池电堆
CN115954496A (zh) * 2022-08-31 2023-04-11 江苏金亚隆科技有限公司 一种柔性石墨双极板

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