CN214797475U - 一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板 - Google Patents

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任杰
施忠贵
鲍连福
张洋
杨志祎
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Abstract

本申请涉及一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板，包括阳极板和阴极板，所述阳极板表面包括第一反应区，所述第一反应区开设有氢气入孔和氢气出孔，阳极板表面位于第一反应区的表面开设有第一流道，所述第一流道呈连通氢气入孔和氢气出孔设置，所述阴极板表面包括第二反应区，阴极板表面位于第二反应区的表面开设有氧气入孔和氧气出孔，第二反应区表面开设有第二流道，所述第二流道呈连通氧气入孔和氧气出孔设置。本申请结构合理，具有提高燃料利用率的效果。

Description

一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板
技术领域
本申请涉及电池制造的技术领域，尤其是涉及一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板。
背景技术
燃料电池的优点在于其污染小、可靠性高，燃料电池将燃料同氧化剂反应的化学能直接转化为电能，燃料和氧化剂从外部不断的输入，燃料电池边便能不断地输出电能。
双极板是燃料电池内部主要的组件之一，双极板具有多种功能，包括分隔燃料和氧化剂、阻止气体透过、收集和传导电流等等，燃料电池一般选用氢气作为燃料，氧气为氧化剂，双极板表面开设有流道，流道将氢气和氧气均匀分配到双极板的反应层，从而实现氢气和氧气的反应，并将反映过程中的化学能转换为电能。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在燃料的利用率低下的缺陷。
实用新型内容
为了提高燃料电池内燃料的利用率，本申请提供一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板。
本申请提供的一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板采用如下技术方案：
一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板，包括阳极板和阴极板，所述阳极板表面包括第一反应区，所述第一反应区开设有氢气入孔和氢气出孔，阳极板表面位于第一反应区的表面开设有第一流道，所述第一流道呈连通氢气入孔和氢气出孔设置，所述阴极板表面包括第二反应区，阴极板表面位于第二反应区的表面开设有氧气入孔和氧气出孔，第二反应区表面开设有第二流道，所述第二流道呈连通氧气入孔和氧气出孔设置。
通过采用上述技术方案，氢气作为燃料从氢气入孔进入第一反应区，氧气作为氧化剂从氧气入孔进入第二反应区，通过开设第一流道和第二流道，且第一流道连通氢气入口和氢气出口设置，第二流道连通氧气入口和氧气出口设置，氢气和氧气分别均匀散布于第一流道和第二流道中，使得位于阴极板和阳极板之间氢气和氧气的反应更加彻底，从而提高了燃料的利用率。
本实用新型进一步设置为：所述第一反应区和第二反应区均为四边形，所述第一流道呈蛇形分布于第一反应区内，与第一反应区宽度方向一致的多段第一流道呈曲折设置，所述第二流道呈蛇形分布于第二反应区内。
通过采用上述技术方案，第一流道和第二流道均呈蛇形分别分布于第一反应区和第二反应区中，且位于同一方向的多段第一流道呈曲折设置，提高了第一流道的氢气量，使得位于阳极板和阴极板之间的反应更加的充分。
本实用新型进一步设置为：所述第一反应区与第二反应区呈相互对齐设置。
通过采用上述技术方案，第一反应区与第二反应区呈对齐设置，使得第一反应区的氢气与第二反应区的氧气在散布的过程中直接接触进行反应，提高了对第一反应区和第二反应区的利用率。
本实用新型进一步设置为：所述阳极板朝向阴极板的一面的氢气入孔孔径大于阳极板背离阴极板的一面的氢气入孔孔径。
通过采用上述技术方案，通过向氢气入孔输送氢气，氢气入孔的孔径呈逐渐放大设置，有利于位于氢气入孔的氢气的快速散开，间接加快了氢气进入第一流道的速度。
本实用新型进一步设置为：所述阳极板朝向阴极板的一面的氢气入孔孔径大于氢气出孔孔径。
通过采用上述技术方案，减小了氢气出孔的排出氢气速率，增长了氢气位于第一流道的留存时间，使得从氢气入孔进入的氢气得到了充分利用。
本实用新型进一步设置为：所述阴极板朝向阳极板的一面的氧气入孔孔径大于阳极板背离阴极板的一面的氧气入孔孔径。
通过采用上述技术方案，氧气入孔的孔径呈逐渐放大设置，有利于位于氧气入孔的氧气的快速散开，使得氧气能够快速的进入第二流道中。
本实用新型进一步设置为：位于所述阴极板朝向阳极板的氧气入孔孔径大于氧气出孔孔径。
通过采用上述技术方案，减小了氧气出孔的排出氧气速率，延长了氧气位于第二流道的留存时间，对第二流道中的氧气进行了充分的利用。
本实用新型进一步设置为：所述阴极板表面开设有出水孔，所述阴极板位于出水孔的边缘呈曲面设置。
通过采用上述技术方案，氢气和氧气在反应过程中产生的水通过出水孔排向外界环境，出水孔的边缘呈曲面设置，对水起到了引流的作用，加快了水的流出，避免水在阴极板的留存时间过长而影响燃料电池的工作效率。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.氢气从氢气入孔进入第一流道之中，氧气从氧气入孔进入第二流道之中第一流道和第二流道分别起到了促进氢气和氧气散布更加均匀的作用，使得氢气和氧气的反应更加充分，从而提高了燃料的利用率；
2.阳极板朝向阴极板的一面的氢气入孔孔径大于氢气出孔孔径，从而减小了氢气的流出速率，延长了氢气位于第一流道的留存时间，提高了氢气的利用率；
3.通过将出水孔的边缘设置为曲面，曲面的设置对水起到了引流的作用，促进阴极板和阳极板之间的水的流出 。
附图说明
图1是本申请实施例一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板的结构示意图；
图2是一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板分离状态下的阳极板结构示意图；
图3是一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板分离状态下的阴极板结构示意图；
图4是一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板剖视结构示意图。
图中，1、双极板本体；11、阳极板；111、氢气入孔；112、氢气出孔；113、第一反应区；114、第一流道；115、流槽；12、阴极板；121、氧气入孔；122、氧气出孔；123、第二反应区；124、第二流道；125、出水孔；126、导流槽。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板。
参照图1和图2，一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板，包括双极板本体1，双极板本体1包括阳极板11和阴极板12，阳极板11和阴极板12为形状大小相同的方形板状物，且阳极板11和阴极板12均为复合金属材质，阳极板11和阴极板12呈对齐叠放，阳极板11表面开设有氢气入孔111和氢气出孔112，氢气入孔111和氢气出孔112呈对角设置，阳极板11朝向阴极板12的一面包括有第一反应区113，阴极板12表面开设有氧气入孔121和氧气出孔122，氧气入孔121和氧气出孔122呈对角设置，阴极板12朝向阳极板11的一面包括有第二反应区123，氢气和氧气分别从氢气入孔111和氧气入孔121进入第一反应区113和第二反应区123，氢气和氧气通过催化剂进行反应，使得燃料电池正常工作。
参照图1，第一反应区113呈方形，阳极板11位于第一反应区113的表面开设有第一流道114，第一流道114呈蛇形设置于阳极板11表面，与第一反应区113宽度方向一致的多段第一流道114呈弯曲设置，从而增大了第一流道114对于氢气的存储量，第一流道114的首尾两端分别呈连通氢气入孔111和氢气出孔112设置；阳极板11表面开设有两道流槽115，两道流槽115分别位于阳极板11宽度方向的两端，流槽115与阳极板11的长边呈平行关系，且两组流槽115分别呈分别连通第一流道114弯折部分设置，有利于增强氢气流通第一流道114的速率。
参照图2，第二反应区123呈方形，且第一反应区113和第二反应区123呈对齐设置，阴极板12位于第二反应区123的表面开设有第二流道124，第二流道124呈蛇形设置于阴极板12表面，第二流道124的首尾两端分别连通氧气入孔121和氧气出孔122。
参照图2和图3，阴极板12朝向阳极板11的一面开设有两个出水孔125，两个出水孔125分别位于阴极板12长度方向的两端，出水孔125为方形通孔，出水孔125的边缘呈曲面设置，且出水孔125的四周均开设有导流槽115，有利于促进阳极板11和阴极板12之间水的流出，使得燃料电池具备更好的导电性。
参照图1和图4，氢气入孔111沿背离阴极板12的方向呈缩口设置，即阳极板11朝向阴极板12的一面的氢气入孔111孔径大于阳极板11背离阴极板12的一面的氢气入孔111孔径，且阳极板11朝向阴极板12的一面的氢气入孔111孔径大于氢气出孔112孔径，有利于加快氢气进入第一流道114的速度，氢气从氢气出孔112的排出量小，延长了第一流道114留存氢气的时间，使得氢气得以充分利用。
参照图2和图4，氧气入孔121沿背离阳极板11的方向呈缩口设置，即阴极板12朝向阳极板11的一面的氧气入孔121孔径大于阴极板12背离阳极板11的一面的氧气入孔121孔径，且阴极板12朝向阳极板11的一面的氢气入孔111孔径大于氢气出孔112孔径，有利于加快氧气进入第二流道124的速度，氧气从氧气出孔122的排出量小，因此使得氧气得以充分利用。
本申请实施例一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板的实施原理为：氢气作为燃料从氢气入孔111进入第一反应区113的第一流道114中，氧气作为氧化剂从氧气入孔121进入第二反应区123的第二流道124中，第一流道114与第二流道124均呈蛇形曲状，使得氢气和氧气分别均匀散布于第一流道114和第二流道124之中，氢气和氧气得到充分接触并进行反应，反应所生成的水从阴极板12的出水孔125排出，出水孔125边缘呈曲面设置，由利于阳极板11和阴极板12之间的水的排出，避免了因水囤积而影响氢气的利用率。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板，包括阳极板(11)和阴极板(12)，其特征在于：所述阳极板(11)表面包括第一反应区(113)，所述第一反应区(113)开设有氢气入孔(111)和氢气出孔(112)，阳极板(11)表面位于第一反应区(113)的表面开设有第一流道(114)，所述第一流道(114)呈连通氢气入孔(111)和氢气出孔(112)设置，所述阴极板(12)表面包括第二反应区(123)，阴极板(12)表面位于第二反应区(123)的表面开设有氧气入孔(121)和氧气出孔(122)，第二反应区(123)表面开设有第二流道(124)，所述第二流道(124)呈连通氧气入孔(121)和氧气出孔(122)设置。
2.根据权利要求1所述的一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板，其特征在于：所述第一反应区(113)和第二反应区(123)均为四边形，所述第一流道(114)呈蛇形分布于第一反应区(113)内，与第一反应区(113)宽度方向一致的多段第一流道(114)呈曲折设置，所述第二流道(124)呈蛇形分布于第二反应区(123)内。
3.根据权利要求2所述的一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板，其特征在于：所述第一反应区(113)与第二反应区(123)呈相互对齐设置。
4.根据权利要求1所述的一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板，其特征在于：所述阳极板(11)朝向阴极板(12)的一面的氢气入孔(111)孔径大于阳极板(11)背离阴极板(12)的一面的氢气入孔(111)孔径。
5.根据权利要求1所述的一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板，其特征在于：所述阳极板(11)朝向阴极板(12)的一面的氢气入孔(111)孔径大于氢气出孔(112)孔径。
6.根据权利要求1所述的一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板，其特征在于：所述阴极板(12)朝向阳极板(11)的一面的氧气入孔(121)孔径大于阳极板(11)背离阴极板(12)的一面的氧气入孔(121)孔径。
7.根据权利要求1所述的一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板，其特征在于：位于所述阴极板(12)朝向阳极板(11)的氧气入孔(121)孔径大于氧气出孔(122)孔径。
8.根据权利要求7所述的一种利于提高燃料利用率的复合金属基质双极板，其特征在于：所述阴极板(12)表面开设有出水孔(125)，所述阴极板(12)位于出水孔(125)的边缘呈曲面设置。
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