CN110429297A - 一种新型燃料电池圆形双极板 - Google Patents

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郑明刚
朱万超
廉钰弢
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Abstract

一种新型燃料电池圆形双极板，所述双极板包括进气口、肋板、环形流道、出气口。所述双极板的正上方设置有多个进气口，双极板的正下方设置有多个出气口，双极板的中间设置有第一肋板将流场板分隔为多个进气口和出气口，双极板的左右分别设置交替间隔的环形流道和第二肋板。该结构不仅可进一步提高流道排水性能，也有利于反应气体的均匀分布。

Description

一种新型燃料电池圆形双极板
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，具体涉及一种新型燃料电池圆形双极板。
背景技术
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂内的化学能直接转化为电能的发电装置，因而具有能量转化率高，环境友好等特点，是当今世界公认的最理想新能源技术。
双极板作为燃料电池的关键部件之一，在燃料电池中起着分配气体、导电、导热、排水等重要作用，其性能的优劣主要取决于流道结构。在燃料电池中，流道须考虑空气供应和产物水的排出问题。一种理想的流道结构，是在合适的进气流速下，既能使得空气充分且均匀的通过流道，进而均匀扩散至扩散层，最终到达催化层发生化学反应，达到理想的供气效果。另一方面反应产物水能够通过流道顺利排出，不至因其堵塞流道而影响其工作性能。
在现有技术中的燃料电池流道结构存在以下不足：
现有技术多为等截面流道结构，如直通流道、单蛇蛇形和多蛇形流道、螺旋形流道等，沿流道方向，气体压降逐渐减小，液体流动受阻力影响不易排出，扩散传质效率也降低。其中多蛇形通道因其多个进、出气口，有效的改善了气体传质和液态水排出问题。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种燃料电池圆形双极板，该结构可进一步改善流道供气均匀性，提高扩散传质效率和提高液态水顺利排出。
一种燃料电池圆形双极板，所述双极板包括进气口、第一肋板、第二肋板、环形流道、出气口。所述双极板的正上方设置有多个进气口，双极板的正下方设置有多个出气口，双极板的中间设置有第一肋板将双极板分隔为多个进气口和出气口，双极板的左右分别设置交替间隔的环形流道和第二肋板。
优选的，所述流道为环形。
优选的，所述第一肋板将进气口和出气口分割为多个进、出气口。
优选的，所述第二肋板与环形通道交替分布。
本发明的有益效果：
1.本发明一种新型圆形双极板结构，每个环形流道是相通的，第一肋板、第二肋板和流道交错分布使得气体通过流道均匀分布以及扩散传质效率提高。
2.本发明流道为环形结构，相较于传统直通流道(低压降)，能够有效的提高压降，有利于液体的排出，相较于传统蛇形流道(高压降)，能够有效降低寄生能量损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为本发明圆形双极板流道平面示意图；
图2为本发明圆形双极板结构图；
图中：1、进气口，2、第一肋板，3、第二肋板，4、环形流道，5、出气口。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示的一种燃料电池圆形双极板，圆形双极板的正上方设置有进气口1，在双极板正下方设置有出气口5，在双极板的中间设置第一肋板2，将进气口1和出气口5分隔出多个进、出气口，在双极板的左右分别设置为交替分布的环形通道4和第二肋板3，所述环形通道是相通的。
优选的，所述流道为环形。
优选的，所述第一肋板将进气口和出气口分割为多个进、出气口。
优选的，所述第二肋板与环形通道交替分布。
本发明的一种燃料电池圆形双极板结构，每个环形流道是相通的，第一肋板、第二肋板和流道交错分布使得气体通过流道均匀分布以及扩散传质效率提高。
本发明的流道为环形结构，相较于传统直通流道(低压降)，能够有效的提高压降，有利于液体的排出，相较于传统蛇形流道(高压降)，能够有效降低寄生能量损耗。
该发明的工作原理为：氢气和空气分别沿着双极板上气体通道抵达电池的阳阴两极，再经由电极上的扩散层扩散到催化层，中间是具有选择透过性的质子交换膜。在膜的阳极一侧,氢气在阳极催化剂的作用下离解为氢离子和电子,氢离子穿过质子交换膜到达阴极，而电子经由外电路到达阴极。同时，阴极的氧分子在催化剂作用下发生电子反应，变成氧离子，与阳极传来的氢离子和经由外电路传来的电子结合，生成水分子，反应生成的水随反应气体经由阴极通道一同排出燃料电池。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种新型燃料电池圆形双极板，其特征在于，所述双极板包括进气口(1)、第一肋板(2)、第二肋板(3)、环形流道(4)、出气口(5)。所述双极板的正上方设置有多个进气口(1)，双极板的正下方设置有多个出气口(5)，双极板的中间设置有第一肋板(2)将双极板分隔为多个进气口(1)和出气口(5)，双极板的左右分别设置交替间隔的环形流道(4)和第二肋板(3)。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池圆形双极板，其特征在于，所述流道(4)为环形。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池圆形双极板，其特征在于，所述第一肋板(2)将进气口(1)和出气口(5)分割为多个进、出气口。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池圆形双极板，其特征在于，所述第二肋板(3)与环形通道(4)交替分布。
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