CN215731791U - 一种燃料电池双极板装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于燃料电池双极板的技术领域，提供了一种燃料电池双极板装置,所述燃料电池双极板包括空气入口，空气出口，氢气入口，氢气出口，冷却液入口，冷却液出口，流场区，过渡区；所述流场区包括多个流场脊，每两个所述流场脊之间间隔形成一个流道；所述流场脊在水平方向是间断的、非连续的，且所述流场脊的宽度和高度均为100‑1000微米，所述流道的宽度为100‑1000微米。本装置中双极板流道采用类似三维流场设计，该流场可实现气体分流、反应生成的水的分流与扩散，更利于排水，保证整个流场气体与水均匀分布。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池双极板的技术领域，涉及一种燃料电池双极板装置。
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，其中，质子交换膜燃料电池通常是由膜电极、气体扩散层、双极板等部件交替堆叠而成。双极板主要分为石墨双极板、复合材料双极板和金属双极板。金属双极板具有较高的强度以及良好的导电、导热性能，原材料价格便宜且适合大批量生产方式，是燃料电池产业化的第一选择。
双极板的设计一直是燃料电池的核心，近几年丰田公司开发了一种三维流场的双极板，虽然利于气体扩散与排水，但是由于加工复杂，成本高而未能实现广泛应用。国内采用的双极板大多采用直流道的流场，这种流道设计简单，易加工，但是会出现排水难，流体分布不均的现象，如图1。
设计一种利于排水，能保证整个流场气体与水均匀分布在燃料电池双极板流道，对燃料电池性能的提升至关重要。
发明内容
在针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种类三维流道设计的燃料电池双极板装置。
本实用新型采用了如下方案：
一种燃料电池双极板装置，包括空气入口，空气出口，氢气入口，氢气出口，冷却液入口，冷却液出口，流场区，过渡区。
优选地，所述流场区包括多个流场脊，每两个所述流场脊之间间隔形成一个流道。
优选地，所述流场脊在水平方向是间断的、非连续的，便于流体向重力方向流动，使流体分布更加均匀。
优选地，所述流场区在流场远端做弧形处理，避免流体在直角处于盲区。所述过渡区分别与流场区的进流口和出流口相连，所述过渡区的作用在于流体在进流场前分散流体，或者出流场前汇集流体。
优选地，所述流体包括空气、氢气、氮气、水、防冻液。所述双极板由导电材料加工而成。
综上所述，本实用新型提供的燃料电池双极板流道，所述双极板流道的流场脊在水平方向是间断的、非连续的，能使水在重力作用下快速排出；且流场脊的宽度和高度均为100-1000微米，流道的宽度为100-1000微米，这种超细密化流道的设置能够令流体在流道流通的过程中分布更加均匀，在进出口气体压力损失一定的情况下，压力损失梯度增大，能够实现快速排水，避免电极水淹现象的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是传统燃料电池双极板示意图。
图2是本实用新型实施例的燃料电池双极板示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图2，本实用新型提供了一种燃料电池双极板装置。特别的，由所述燃料电池双极板装置实现如下步骤：
空气从燃料电池双极板装置空气入口进入。
在本实施例中，特别的，所述装置可以为燃料电池所用的各种类型双极板，例如金属双极板或者石墨双极板等，本实用新型不做具体限定。
在本实施例中，过渡区分别与流场区的进流口和出流口相连，空气经过渡区分散流量后进入流场区，流场区在流场远端做弧形处理，避免空气在直角处于盲区，可增加空气的利用率。
在本实施例中，流场区包括多个流场脊，每两个所述流场脊之间间隔形成一个流道。所述流场脊在水平方向是非连续的，使得反应生成的水在重力作用下向重力方向流动，可以有效地排水，并使空气分布更加均匀。
在本实施例中，所述流场脊的宽度和高度均为100-1000微米，流道的宽度为100-1000微米，这种超细密化流道的设置能够令流体在流道流通的过程中分布更加均匀，在进出口气体压力损失一定的情况下，压力损失梯度增大，能够实现快速排水，避免电极水淹现象的发生。
剩余空气经过出流场的过渡区汇集，从空气出口排出。流体包括空气、氢气、氮气、水、防冻液。双极板由导电材料加工而成。
在本实用新型描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
Claims (4)
1.一种燃料电池双极板装置，其特征在于，所述燃料电池双极板包括空气入口，空气出口，氢气入口，氢气出口，冷却液入口，冷却液出口，流场区，过渡区；
所述流场区包括多个流场脊，每两个所述流场脊之间间隔形成一个流道；
所述流场脊在水平方向是间断的、非连续的，且所述流场脊的宽度和高度均为100-1000微米，所述流道的宽度为100-1000微米。
2.如权利要求1所述的燃料电池双极板装置，其特征在于，所述流场区在流场远端做弧形处理，避免流体在直角处于盲区。
3.如权利要求1所述的燃料电池双极板装置，其特征在于，所述过渡区分别与所述流场区的进流口和出流口相连，所述过渡区的作用在于流体在进流场前分散流体，或者出流场前汇集流体。
4.如权利要求1所述的燃料电池双极板装置，其特征在于，双极板由导电材料加工而成。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202120874615.2U CN215731791U (zh) | 2021-04-27 | 2021-04-27 | 一种燃料电池双极板装置 |
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| CN202120874615.2U CN215731791U (zh) | 2021-04-27 | 2021-04-27 | 一种燃料电池双极板装置 |
Publications (1)
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| CN215731791U true CN215731791U (zh) | 2022-02-01 |
Family
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Family Applications (1)
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| CN202120874615.2U Active CN215731791U (zh) | 2021-04-27 | 2021-04-27 | 一种燃料电池双极板装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114824349A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-07-29 | 珠海格力电器股份有限公司 | 板片、双极板、燃料电池电堆、交通工具、换热器和换热设备 |
| CN115799558A (zh) * | 2023-01-31 | 2023-03-14 | 苏州氢澜科技有限公司 | 一种燃料电池双极板 |
| CN117468024A (zh) * | 2023-10-31 | 2024-01-30 | 温州高企氢能科技有限公司 | 一种用于碱性电解水制氢的阵列式流场结构及电解槽 |
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2021
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