CN220306290U - 一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，包括外壳和流场板，所述流场板的一侧设置有进气口，所述进气口用于通入反应气体，所述进气口包括进气口一和进气口二，所述进气口一设置于所述流场板一侧的左端，所述进气口二设置于所述流场板一侧的右端，所述流场板在所述进气口的对侧设置有出气口，所述出气口用于排出废气和水，所述流场板表面设置有若干个交错分布的堵块。本申请通过设置所述进气口一与所述进气口二的双入口结构，使所述反应气体分布更加均匀；所述流场板内设置有交错分布的所述堵块，使所述反应气体围绕所述堵块进行环形流动，能够充分扰动反应气体，增强气体扩散层的传质能力，提升电化学反应速率。
Description
技术领域
本实用新型涉及直接甲醇燃料电池技术领域，特别是涉及一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板。
背景技术
随着人类文明的不断发展，全球对于能源的需求正在上升。随之而来的问题包括化石燃料的消耗殆尽和碳排放的不断增加造成的气候问题，人们急需找到能够替代化石燃料的可再生清洁能源。
研究人员在众多清洁能源技术当中青睐于燃料电池技术的开发，燃料电池有效地将燃料和氧化剂的化学能转化为电能，总体排放量低。其中，一种具有商用前景的燃料电池类型是直接甲醇燃料电池，被主要应用于娱乐活动的备用电源、便携式充电器和车辆的增程器。
直接甲醇燃料电池与其他类型的燃料电池相比，具有能量转化效率高、质能比高、低辐射、隐蔽性强及可水热电联供等优点。但是，直接甲醇燃料电池仍然存在一些阻碍其大规模商用的问题，包括阴阳极上的电化学反应动力学缓慢、催化剂中毒、燃料反渗透、低耐久性、低稳定性及阴极“水淹”等。
为了解决上述问题，直接甲醇燃料电池的组件开发成为研究热点。研究发现，流场的优化设计对于直接甲醇燃料电池的综合性能提升具有重要作用。合理的流场优化设计可以通过提供均匀的反应物分布、有效的副产物去除以及最小和稳定的压降来帮助缓解上述问题。
实用新型内容
针对上述现有技术，本实用新型在于提供及一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，主要解决的技术问题在于如何使反应物均匀分布并增强内部传质能力和电化学反应速率。
为达到上述目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：
一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，包括外壳和流场板，所述流场板的一侧设置有进气口，所述进气口用于通入反应气体，所述进气口包括进气口一和进气口二，所述进气口一设置于所述流场板一侧的左端，所述进气口二设置于所述流场板一侧的右端，所述流场板在所述进气口的对侧设置有出气口，所述出气口用于排出废气和水，所述流场板表面设置有若干个交错分布的堵块。
进一步的，所述流场板一侧设置有进气总流道，所述进气口一通过所述进气总流道与所述进气口二连通。
进一步的，所述流场板在所述进气口的对侧设置的出气口，包括出气口一和出气口二，所述出气口一设置于所述流场板在所述进气口的对侧的左端，所述出气口二设置于所述流场板在所述进气口的对侧的右端。
进一步的，所述流场板在进气总流道对侧设置有出气总流道，所述出气口一通过所述出气总流道与所述出气口二连通。
进一步的，所述外壳均匀设置有加紧螺栓孔。
进一步的，所述外壳与所述流场板连接处设置有密封槽。
进一步的，所述外壳设置有进气螺栓孔，所述进气螺栓孔包括进气螺栓孔一和进气螺栓孔二，所述进气螺栓孔一设置于所述外壳一侧的左端，所述进气螺栓孔二设置于所述外壳一侧的右端，所述进气螺栓孔一与所述进气口一连通，所述进气螺栓孔二与所述进气口二连通。
进一步的，所述外壳设置有出气螺栓孔，所述出气螺栓孔包括出气螺栓孔一和出气螺栓孔二，所述出气螺栓孔一设置于所述外壳一侧的左端，所述出气螺栓孔二设置于所述外壳一侧的右端，所述出气螺栓孔一与所述出气口一连通，所述出气螺栓孔二与所述出气口二连通。
进一步的，所述流场板表面设置的堵块，所述堵块包括圆形堵块和多边形堵块，所述圆形堵块和多边形堵块交错设置在所述流场板的表面。
进一步的，所述多边形堵块的侧面棱角设置为圆角。
本实用新型的有益效果在于：本申请根据上述内容提出一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，通过设置所述进气口一与所述进气口二的双入口结构，使所述进气口周围的反应气体分布更加均匀；所述流场板设置有交错分布的所述堵块，使所述反应气体围绕所述堵块进行环形流动，能够充分扰动反应气体，增大流场和气体扩散层间的压力梯度和浓度梯度，增强所述气体扩散层的传质能力。
综上所述，本申请采用所述双入口结构，并在所述流场中设置有所述堵块，能够提高流场内反应气体的压力、速度和浓度分布均匀性，减少热点分布，具有增强内部传质能力和提升电化学反应速率的优点。
附图说明
图1为本实用新型的流场板主体结构示意图；
图2为本实用新型的流场板主体结构俯视图；
图3为本实用新型的堵块结构细节图。
附图标号说明：
1外壳，2流场板，3进气口，4进气口一，5进气口二，6出气口，7堵块，8进气总流道，9出气口一，10出气口二，11出气总流道，12加紧螺栓孔，13密封槽，14进气螺栓孔一，15进气螺栓孔二，16出气螺栓孔一，17出气螺栓孔二，18圆形堵块，19多边形堵块。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例对本实用新型技术方案做进一步的详细阐述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，并不是旨在于限制本实用新型。在以下描述中，涉及到“一些实施例”的表述，其描述了所有可能实施例的子集，但是应当理解的是，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
另需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“竖直的”、“水平的”、“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
实施例1
参照附图1-3，本申请提供一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，包括外壳1和流场板2，所述流场板2的一侧设置有进气口3，所述进气口3用于通入反应气体，所述进气口3包括进气口一4和进气口二5，所述进气口一4设置于所述流场板2一侧的左端，所述进气口二5设置于所述流场板2一侧的右端，所述流场板2在所述进气口3的对侧设置有出气口6，所述出气口6用于排出废气和水，所述流场板2表面设置有若干个交错分布的堵块7。本申请通过设置所述进气口一4与所述进气口二5的双入口结构，使所述进气口3周围的反应气体分布更加均匀；所述流场板2内设置有交错分布的所述堵块7，使所述反应气体围绕所述堵块7进行环形流动，能够充分扰动所述反应气体，增大流场和气体扩散层间的压力梯度和浓度梯度，增强所述气体扩散层的传质能力，提升电化学反应速率。
具体的，所述流场板2一侧设置有进气总流道8，所述进气口一4通过所述进气总流道8与所述进气口二5连通。通过设置所述进气总流道8，所述进气口3将所述反应气体通入所述进气总流道8，所述反应气体沿所述进气总流道8进入所述流场板2，所述反应气体能够更加均匀的扩散到所述流场板2。
具体的，所述流场板2在所述进气口3的对侧设置的出气口6，包括出气口一9和出气口二10，所述出气口一9设置于所述流场板2在所述进气口3的对侧的左端，所述出气口二10设置于所述流场板2在所述进气口3的对侧的右端。通过设置所述出气口一9和出气口二10的双出口结构，所述废气和水能够分散排出，使所述出气口6周围的气体分布更加均匀。
具体的，所述流场板2在进气总流道8对侧设置有出气总流道11，所述出气口一9通过所述出气总流道11与所述出气口二10连通。通过设置所述出气总流道11，使所述废气和水从所述流场板2进入所述出气总流道11，所述废气和水沿出气总流道11进入所述出气口6，所述废气和水能够更加均匀的排出。
具体的，所述外壳1均匀设置有加紧螺栓孔12。通过设置所述加紧螺栓孔12，能够增强所述外壳的密封性。
具体的，所述外壳1与所述流场板2连接处设置有密封槽13。通过设置所述密封槽13，能够进一步增强密封性，防止所述外壳1与所述流场板2连接处泄漏。
具体的，所述外壳1设置有进气螺栓孔，所述进气螺栓孔包括进气螺栓孔一14和进气螺栓孔二15，所述进气螺栓孔一14设置于所述外壳1一侧的左端，所述进气螺栓孔二15设置于所述外壳1一侧的右端，所述进气螺栓孔一14与所述进气口一4连通，所述进气螺栓孔二15与所述进气口二5连通。所述进气螺栓孔一14和进气螺栓孔二15与外部连通，所述反应气体从所述进气螺栓孔一14和进气螺栓孔二15通入所述流场板2。
具体的，所述外壳1设置有出气螺栓孔，所述出气螺栓孔包括出气螺栓孔一16和出气螺栓孔二17，所述出气螺栓孔一16设置于所述外壳1一侧的左端，所述出气螺栓孔二17设置于所述外壳1一侧的右端，所述出气螺栓孔一16与所述出气口一9连通，所述出气螺栓孔二17与所述出气口二10连通。所述出气螺栓孔一16和出气螺栓孔二17与外部连通，所述流场板2内产生的所述废气和水从所述出气螺栓孔一16和出气螺栓孔二17排出。
实施例2
参照附图1-3，本实施例2与实施例1的区别特征在于，所述流场板表面设置的堵块7，所述堵块7包括圆形堵块18和多边形堵块19，所述圆形堵块18和多边形堵块19交错设置在所述流场板2的表面，所述圆形堵块18和多边形堵块19构成环形结构，所述环形结构间通过相邻缝隙连接，形成点状流场的布局，平衡流场内的压力分布，减小压力损失，能够增强肋下对流传质。
具体的，所述多边形堵块19的侧面棱角设置为圆角。通过对所述多边形堵块19进行圆角处理，使流场内的流动阻力减小，能够降低压降损失，增大燃料电池的净输出功率。
以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围以准。
Claims (10)
1.一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，其特征在于，包括外壳和流场板，所述流场板的一侧设置有进气口，所述进气口用于通入反应气体，所述进气口包括进气口一和进气口二，所述进气口一设置于所述流场板一侧的左端，所述进气口二设置于所述流场板一侧的右端，所述流场板在所述进气口的对侧设置有出气口，所述出气口用于排出废气和水，所述流场板表面设置有若干个交错分布的堵块。
2.根据权利要求1所述的一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，其特征在于，所述流场板一侧设置有进气总流道，所述进气口一通过所述进气总流道与所述进气口二连通。
3.根据权利要求1所述的一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，其特征在于，所述流场板在所述进气口的对侧设置的出气口，包括出气口一和出气口二，所述出气口一设置于所述流场板在所述进气口的对侧的左端，所述出气口二设置于所述流场板在所述进气口的对侧的右端。
4.根据权利要求3所述的一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，其特征在于，所述流场板在进气总流道对侧设置有出气总流道，所述出气口一通过所述出气总流道与所述出气口二连通。
5.根据权利要求1所述的一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，其特征在于，所述外壳均匀设置有加紧螺栓孔。
6.根据权利要求1所述的一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，其特征在于，所述外壳与所述流场板连接处设置有密封槽。
7.根据权利要求1所述的一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，其特征在于，所述外壳设置有进气螺栓孔，所述进气螺栓孔包括进气螺栓孔一和进气螺栓孔二，所述进气螺栓孔一设置于所述外壳一侧的左端，所述进气螺栓孔二设置于所述外壳一侧的右端，所述进气螺栓孔一与所述进气口一连通，所述进气螺栓孔二与所述进气口二连通。
8.根据权利要求3所述的一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，其特征在于，所述外壳设置有出气螺栓孔，所述出气螺栓孔包括出气螺栓孔一和出气螺栓孔二，所述出气螺栓孔一设置于所述外壳一侧的左端，所述出气螺栓孔二设置于所述外壳一侧的右端，所述出气螺栓孔一与所述出气口一连通，所述出气螺栓孔二与所述出气口二连通。
9.根据权利要求1所述的一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，其特征在于，所述流场板表面设置的堵块，所述堵块包括圆形堵块和多边形堵块，所述圆形堵块和多边形堵块交错设置在所述流场板的表面。
10.根据权利要求9所述的一种直接甲醇燃料电池双入口环形流场板，其特征在于，所述多边形堵块的侧面棱角设置为圆角。
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