CN217426797U - 一种卷曲型立体燃料电池极板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种卷曲型立体燃料电池极板，包括阴极板（1）、阳极板（2）、进气口（3）、流道（4）和出气口（6），所述阴极板（1）和阳极板（2）设置为卷曲结构，膜电极布置在阴极板（1）和阳极板（2）之间，阴极板（1）和阳极板（2）上设有流道（4），所述的流道为直流道，该流道的进气口（3）设置于极板上端，出气口（6）设置于极板下端，每一层极板上流道的数量由外向内依次减少，反应气体分别从进气口（3）进入流道，在膜电极上发生反应后，反应产物随未反应的气体于出气口（6）排出。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种卷曲型立体燃料电池极板。
背景技术
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能不经燃烧直接转化为电能的发电装置，它具有操作温度低、转化效率高、零排放、无噪音等优点，是当今世界公认的理想新能源技术。
极板作为燃料电池的关键组成部分，不仅起着分配气体、导电、导热、排水等重要作用，而且在很大程度上决定了燃料电池的成本。然而，现有技术下的燃料电池极板在使用过程中还面临着不少问题。极板上的流道用于输送并散布电池内发生电化学反应时所需的气体，而采用传统直流道结构的极板在燃料电池工作时会造成气体在反应区域内的分布不均匀，进而导致部分活化区域反应不充分，使得电池内局部电流密度偏低，影响了电化学反应进行的速率，阻碍燃料电池性能的提高。另外，采用传统直流道结构的极板的燃料电池在工作时产生的电压较低，能够达到的极限功率也不理想。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够增大有效膜面积、提高电流密度、改善燃料电池性能的卷曲型立体燃料电池极板。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种卷曲型立体燃料电池极板，包括阴极板、阳极板、进气口、流道和出气口，所述阴极板和阳极板设置为卷曲结构，膜电极布置在阴极板和阳极板之间，阴极板和阳极板上设有流道，所述的流道为直流道，所述流道的进气口设置于极板上端，出气口设置于极板下端，每一层极板上流道的数量由外向内依次减少，反应气体分别从进气口进入流道，在膜电极上发生反应后，反应产物随未反应的气体于出气口排出。
优选的，所述阴极板和阳极板加工成卷曲结构。
优选的，所述直流道的横截面采用矩形横截面。
优选的，所述直流道的流道宽度为0.4-1.2mm，流道深度为0.4-1.2mm，相邻流道之间的脊宽度为0.4-1.2mm。且流道宽度：流道深度：脊宽度=1：1：1。
本发明的有益效果：
1.燃料电池组由多个单体电池串联组成，极板均沿横向排列，而采用本发明的燃料电池类似于极板沿横向、纵向均有排列，相同体积下，采用本发明的燃料电池（显然）具有更大的有效膜面积；
2.与传统直流道结构的极板相比，采用本发明的燃料电池在低电压下具有更大的电流密度，且相同电流密度下，能够产生更大的电池电压。
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为本发明公开的一种卷曲型立体燃料电池极板的结构图；
图2为本发明公开的一种卷曲型立体燃料电池极板的上视图；
图3为本发明公开的一种卷曲型立体燃料电池极板的下视图；
图4为本发明公开的一种卷曲型立体燃料电池极板的局部放大示意图；
图中：1、阴极板，2、阳极板，3、进气口，4、流道，5、脊，6、出气口；
图5为本发明背景技术中采用传统直流道结构的极板的结构图。
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所示的一种卷曲型立体燃料电池极板，阴极板1和阳极板2设置为卷曲结构，膜电极布置在阴极板和阳极板之间，安装时按照阴极板、膜电极、阳极板的顺序依次安装并保证三者紧密配合。
阴极板1和阳极板2上设置有矩形横截面的直流道，该流道的进气口设置于极板上端，出气口设置于极板下端，每一层极板上流道的数量由外向内依次减少，直流道的流道宽度为0.4-1.2mm，流道深度为0.4-1.2mm，相邻流道之间的脊宽度为0.4-1.2mm，且流道宽度：流道深度：脊宽度=1：1：1。
流道的截面形状可以根据实际需要设计为三角形、圆弧形或其他截面形状，都在本申请的保护范围内。
该发明的工作原理为：氢气和氧气分别从阳极板、阴极板上端的进气口进入流道，沿流道向极板下端流动，反应气体在该流道内流动时能够充分与膜电极接触并在膜电极上发生电化学反应，而反应的产物将随未反应的气体从极板下端的出气口排出。
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)
1.一种卷曲型立体燃料电池极板，包括阴极板（1）、阳极板（2）、进气口（3）、流道（4）和出气口（6），其特征在于，所述阴极板（1）和阳极板（2）设置为卷曲结构，膜电极布置在阴极板（1）和阳极板（2）之间，所述阴极板（1）和阳极板（2）上设有流道（4），所述的流道为直流道，所述流道的进气口（3）设置于极板上端，出气口（6）设置于极板下端，每一层极板上流道的数量由外向内依次减少，反应气体分别从进气口（3）进入流道，在膜电极上发生反应后，反应产物随未反应的气体于出气口（6）排出。
2.根据权利要求1所述的一种卷曲型立体燃料电池极板，其特征在于，所述阴极板（1）和阳极板（2）加工成卷曲结构。
3.根据权利要求1所述的一种卷曲型立体燃料电池极板，其特征在于，所述直流道（4）的横截面采用矩形横截面。
4.根据权利要求3所述的一种卷曲型立体燃料电池极板，其特征在于，所述直流道（4）的流道宽度为0.4-1.2mm，流道深度为0.4-1.2mm，相邻流道之间的脊（5）宽度为0.4-1.2mm，且流道宽度：流道深度：脊宽度=1：1：1。
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