[发明专利]用于燃料电池的双极板

说明书

本发明涉及一种双极板，所述双极板形成燃料电池的第一基本元件的第一极板和同一燃料电池的与第一基本元件相邻的第二基本元件的第二极板，所述双极板包括两个平行的板，每个板包括至少一个在所述极板的厚度中设置的燃料分配通道或氧化剂分配通道。另外，所述双极板包括用于供应燃料和/或氧化剂的歧管，所述歧管通过孔而连接至所述双极板的内部。所述双极板的特征在于，其包括设置在其中一个平行的板中的切口，以使位于所述歧管中的气体通过所述孔和所述切口进入所述分配通道。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，特别地涉及用于形成燃料电池堆的双极板的领域。实际上，燃料电池由包含通过离子交换膜分隔的阳极和阴极的电化学电池堆组成，阳极和阴极作为电极设置于两个双极板之间。

目前，在为限制环境污染(特别是在运输系统中)而进行的努力的背景中，对燃料电池进行了大量研究。使用空气或纯氧作为氧化剂的基于氢燃料的电解发电机无疑是目前受到最广泛研究的类型。

背景技术

如上所述，燃料电池包括基电池堆(empilement de cellules de base)，每个基电池堆包括阳极、阴极和充当电解质的离子交换膜。在燃料电池的操作过程中，发生两个同时进行的电化学反应，即在阳极处的燃料的氧化和在阴极处的氧化剂的还原。这两个反应产生正离子和负离子，所述正离子和负离子在膜处结合而以电势差的形式产生电。在氢-氧燃料电池的情况中，结合的是H⁺和O^-离子。

这些电化学反应发生在每个基电池中，这些电池中的每一个通过双极板而与相邻的电池分隔，所述双极板具有许多功能，特别是：

-第一功能，将燃料和氧化剂供应给电池，以及

-第二功能，热交换，使得所述堆能够降温或冷却。

应注意，双极板通常由两个薄板组成，所述两个薄板通过例如焊接或粘结的方法固定在一起。另外，由于双极板的不同功能，双极板必须为导电的，并同时保持为就腐蚀而言对氧化剂和燃料不敏感。

为了实现第一功能，在双极板与膜接触的整个面上设置通道。每个通道具有入口和出口，燃料或燃料(le carburant ou le carburant)通过所述入口渗透，对于所述出口，中性气体、通过电化学反应而产生的水以及氢的残余水分通过所述出口排出。

为了实现第二功能，通常使冷却液体经过形成双极板的两个薄板之间。然而，已发现在传统的双极板中，由于冷却液体没有流动通过整个双极板，所以所述冷却没有恰当地发生。

专利申请EP 1 358 691公开了一种双极板，该双极板包括安装于形成双极板的两个板之间的销，以确保在两个板之间存在足够的空间以允许冷却液体流动。然而，该解决方法具有多个缺点，特别是就制造难度而言。另外还发现，由于冷却液体的流动在整个板上并不均匀，因此其没有提供最大冷却。

发明内容

因此，本发明旨在提出具有用于改进燃料电池的冷却的设置的双极板。在另一方面，本发明旨在提出具有用于加强燃料和/或氧化剂的供应的设置的双极板。

因此，本发明涉及一种双极板，其形成燃料电池的第一基本元件的第一极板和同一燃料电池的与第一基本元件相邻的第二基本元件的第二极板，所述双极板包括两个平行的板，每个板具有至少一个在极板的厚度中设置的用于分配燃料或氧化剂的通道，且所述双极板的特征在于，所述分配通道设置为当所述燃料电池的第一和第二基本元件堆叠在一起时，使得在所述两个极板之间形成流动通道，并且所述双极板特征在于，所述分配通道与冷却液体供应开口连通。

在具体实施方案中，除了在通道偏移的区域之外，在所述双极板的一个面上的通道的分布与在双极面的第二板上的通道的分布相同。

在具体实施方案中，通道偏移的区域为这样的区域：其中在双极板的组装过程中，如果不存在偏移，则水平通道将重叠。