CN211957798U - 一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，属于氢燃料电池技术领域。它解决了现有端板对于输入氢气中的水分不能有效地清除，影响氢燃料电池的能量转换效率的问题。本燃料电池带阳极循环水分离的端板结构包括主体，主体正面开设有氢气入口、氧化剂入口、氢气出口和氧化剂出口，主体背面开设有氢气流道和氧化剂流道，氢气入口连通氢气流道，氧化剂入口连通氧化剂流道，氢气流道上设有若干气流挡块。本实用新型具有有效留住氢气中的水汽，提高氢燃料电池的能量转换效率的优点。

Description

一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池技术领域，具体为一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构。

背景技术

氢燃料电池作为质子交换膜燃料电池的一种，通过持续发生在阳极和阴极的氧化还原反应能够将化学能转化为电能。

端板是典型的氢燃料电池组的重要组成部分，其通常通过螺纹紧固件固定在氢燃料电池两端，端板上还设有各个管道用于出入氢气、氧气、冷却液等。端板内侧紧贴氢燃料电池的双极板，与双极板上的流体通道配合将氢气、氧气输入内部，然而现有端板只是将氢气直接通入双极板与端板间形成的空腔，靠双极板上的流体通道对氢气进行均流，无法做到对氢气中带有的水汽进行去除，氢气中的水分过多的进入氢气循环系统会使燃料电池膜电极被水淹没，从而降低燃料电池膜电极与气体的接触面积，降低燃料电池的性能，需要额外辅助水汽分离机构去除氢气中的水分，这样将会使系统变得更复杂，从而影响氢燃料电池的能量转换效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种有效留住输入氢气中的水分的燃料电池带阳极循环水分离的端板结构。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，其特征在于，包括主体，所述的主体正面开设有氢气入口、氧化剂入口、氢气出口和氧化剂出口，所述的主体背面开设有氢气流道和氧化剂流道，所述的氢气入口连通氢气流道，所述的氧化剂入口连通氧化剂流道，所述的氢气流道上设有若干气流挡块。

本实用新型的工作原理：当氢气从氢气入口进入时，氢气和水汽充满整个氢气流道，不断冲撞氢气流道内壁以及气流挡块，水汽碰到表面温度较低气流挡块会在气流挡块上凝结成液态，同样也会在氢气流道内壁凝结，氢气从氢气流道流入双极板的流体通道上，氧化剂从氧化剂流道流入到燃料电池内部，反应过的氢气和氧化剂分别从氢气出口和氧化剂出口流出。采用上述结构的设置，能够有效将氢气中的水汽去除，留在气流挡块上，以此提高氢燃料电池的能量转换效率。

在上述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构中，所述的主体上还开设有冷却液体入口和冷却液出口。

在上述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构中，所述的氢气流道上设有凸台，所述的凸台低于主体背面外表面。

在上述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构中，所述的氢气流道包括横向通道和纵向通道，所述的横向通道和纵向通道连接呈L形。

在上述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构中，所述的氢气入口设置于横向通道的端部，所述的纵向通道的端部还开设有用于氢气流入燃料电池的流通孔。

在上述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构中，所述的气流挡块包括两个短挡块和一个长挡块，两个所述的短挡块平行设置与靠近L形直角的一侧，所述的长挡块设置于靠近纵向通道端部的一侧。

在上述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构中，所述的氢气入口面积大于流通孔面积。

在上述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构中，所述的长挡块朝向氢气入口的侧面面积大于远离氢气入口的侧面面积。

在上述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构中，所述的纵向通道端部宽度小于靠近横向通道一端的宽度。

在上述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构中，所述的纵向通道上还设有一勾角，所述的勾角位于长挡块靠近流通孔的一端。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，具有如下有益效果：

本实用新型的具有有效留住氢气中的水汽，提高氢燃料电池的能量转换效率的优点。

附图说明

图1是本实用新型的截面结构示意图；

图2是本实用新型的氢气流道放大图。

图中，1、主体；2、氢气入口；3、氧化剂入口；4、氢气出口；5、氧化剂出口；6、氢气流道；7、氧化剂流道；8、气流挡块；9、冷却液体入口；10、冷却液出口；11、凸台；12、横向通道；13、纵向通道；14、流通孔；15、短挡块；16、长挡块；17、勾角。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1-2所示，本用燃料电池带阳极循环水分离的端板结构包括主体1，所述的主体1正面开设有氢气入口2、氧化剂入口3、氢气出口4和氧化剂出口5，所述的主体1背面开设有氢气流道6和氧化剂流道7，所述的氢气入口2连通氢气流道6，所述的氧化剂入口3连通氧化剂流道7，所述的氢气流道6上设有若干气流挡块8。氧化剂通常为空气。

进一步细说，所述的主体1上还开设有冷却液体入口9和冷却液出口10。冷却液通常为水。

进一步细说，所述的氢气流道6上设有凸台11，所述的凸台11低于主体1背面外表面。可将燃料电池内部结构与凸台11抵接，再抵接主体1背面，具有较好的密封性。

进一步细说，所述的氢气流道6包括横向通道12和纵向通道13，所述的横向通道12和纵向通道13连接呈L形。氢气从横向通道12流向纵向通道13，流经纵向通道13大部分水汽液化凝结在气流挡块8表面上，水流或者气流经过气流挡块8的时候被均匀设置的气流挡块8分开并对水流或者气流进行阻挡，因此气流挡块8起到均分和减缓氢气流的作用。

进一步细说，所述的氢气入口2设置于横向通道12的端部，所述的纵向通道13的端部还开设有用于氢气流入燃料电池的流通孔14。

进一步细说，所述的气流挡块8包括两个短挡块15和一个长挡块16，两个所述的短挡块15平行设置与靠近L形直角的一侧，所述的长挡块16设置于靠近纵向通道13端部的一侧。氢气先流经短挡块15再流过长挡块16，先从单通道变成三通道再变成双通道，最后变成单通道，此过程与气流挡板周壁和氢气流道6内壁充分接触。

进一步细说，所述的氢气入口2面积大于流通孔14面积。氢气从氢气入口2进入时经过在氢气流道6进行蓄积再从流通孔14出去，能够起到一定的增压作用，使氢气进入燃料电池内部的速度更加稳定。

进一步细说，所述的长挡块16朝向氢气入口2的侧面面积大于远离氢气入口2的侧面面积。长挡块16呈梯形设置，左端的面积大于右端的面积。

进一步细说，所述的纵向通道13端部宽度小于靠近横向通道12一端的宽度。方便气流挡块8的设置，同时增加氢气从流通孔14进入的压力。

进一步细说，所述的纵向通道13上还设有一勾角17，所述的勾角17位于长挡块16靠近流通孔14的一端。勾角17两端的纵向通道13宽度不一致，勾角17优选为圆角，能够对氢气流进行很好地缓冲。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了主体1、氢气入口2、氧化剂入口3、氢气出口4、氧化剂出口5、氢气流道6、氧化剂流道7、气流挡块8、冷却液体入口9、冷却液出口10、凸台11、横向通道12、纵向通道13、流通孔14、短挡块15、长挡块16、勾角17等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，其特征在于，包括主体(1)，所述的主体(1)正面开设有氢气入口(2)、氧化剂入口(3)、氢气出口(4)和氧化剂出口(5)，所述的主体(1)背面开设有氢气流道(6)和氧化剂流道(7)，所述的氢气入口(2)连通氢气流道(6)，所述的氧化剂入口(3)连通氧化剂流道(7)，所述的氢气流道(6)上设有若干气流挡块(8)。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，其特征在于，所述的主体(1)上还开设有冷却液体入口(9)和冷却液出口(10)。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，其特征在于，所述的氢气流道(6)上设有凸台(11)，所述的凸台(11)低于主体(1)背面外表面。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，其特征在于，所述的氢气流道(6)包括横向通道(12)和纵向通道(13)，所述的横向通道(12)和纵向通道(13)连接呈L形。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，其特征在于，所述的氢气入口(2)设置于横向通道(12)的端部，所述的纵向通道(13)的端部还开设有用于氢气流入燃料电池的流通孔(14)。

6.根据权利要求4所述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，其特征在于，所述的气流挡块(8)包括两个短挡块(15)和一个长挡块(16)，两个所述的短挡块(15)平行设置与靠近L形直角的一侧，所述的长挡块(16)设置于靠近纵向通道(13)端部的一侧。

7.根据权利要求5所述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，其特征在于，所述的氢气入口(2)面积大于流通孔(14)面积。

8.根据权利要求6所述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，其特征在于，所述的长挡块(16)朝向氢气入口(2)的侧面面积大于远离氢气入口(2)的侧面面积。

9.根据权利要求4所述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，其特征在于，所述的纵向通道(13)端部宽度小于靠近横向通道(12)一端的宽度。

10.根据权利要求5所述的一种燃料电池带阳极循环水分离的端板结构，其特征在于，所述的纵向通道(13)上还设有一勾角(17)，所述的勾角(17)位于长挡块(16)靠近流通孔(14)的一端。

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