[发明专利]包括基于薄板的压印结构的燃料电池隔板及燃料电池堆

说明书

根据一实施例的用于高温高分子电解质膜燃料电池的隔板包括：供流入第一反应气体的第一流入部；供流出第一反应气体的第一流出部；位于第一流入部及第一流出部之间的第一反应面；供流入第二反应气体的第二流入部；供流出第二反应气体第二流出部，以及位于第二流入部及第二流出部之间的第二反应面，所述第一反应面包括供所述第一反应气体流动的多个第一直线型流道，在所述第一流入部及第一反应面之间配置有第一分支部，用于通过分别在与所述第一直线型流道直角相交的方向上具有长的形状的多个突起，将所述第一反应气体由所述第一流入部均匀地分流至所述多个第一直线型流道。

技术领域

下面的说明，涉及一种用于均匀分配气体的包括基于薄板的压印结构的燃料电池隔板及包括其的燃料电池堆。

背景技术

燃料电池具有效率高、环境友好、输出密度高等优点，作为具有成长动力的未来清洁能源而得到广泛的关注。现有的低温高分子电解质膜燃料电池(Low-TemperaturePolymer electrolyte membrane fuel cell，LT-PEMFC)在实现产业化方面基于许多原因存在困难。为驱动低温高分子电解质膜燃料电池，需要加湿器、汽水分离器等水管理系统。此外，还有难以供给燃料，以及在必须使用特定杂质的浓度低的氢等方面具有缺点，以及通过低温高分子电解质膜燃料电池获得的热的排热温度较低，由此，在使用上具有局限性。作为低温高分子电解质膜燃料电池的替代品，对于高温高分子电解质膜燃料电池(HT-PEMFC)的研究十分活跃。高温高分子电解质膜燃料电池使用涂覆有磷酸的聚苯并咪唑(polybenzimidazole，PBI)系电解质膜，因此不需要额外进行加湿就能够实现运行，并且，运行燃料电池所产生的水为蒸汽的形式，不需要额外的汽水分离装置。此外，高温高分子电解质膜燃料电池在150～180℃的运行温度中，由于CO中毒导致的膜电极集电体(MEA)的性能下降现象显著减少，具有达到CO浓度3％的耐受性。由于上述现象，能够在氢改性过程中最小化CO去除工艺。此外，能够获得接近100℃的高温排热温度，提高热能利用率。

然而，高温高分子电解质膜燃料电池仍需要许多技术开发。虽然在理论上具有高的电化学反应速度，然而实际开发出的高温高分子电解质膜燃料电池的性能仍不及低温高分子电解质膜燃料电池的性能。此外，由于暴露磷酸及高温恶劣的运行条件，导致其具有耐用性差，寿命较短等缺点。

例如，在高温的运行条件下，当燃料电池的一部分发生破损时，会导致冷却剂渗透到膜电极集电体(MEA)，引发燃料电池堆性能下降的问题。此外，高温高分子电解质膜燃料电池堆的冷却剂中的油具有比水高的粘性，使得油在循环路径上产生较高的压差，容易导致燃料电池的破损。此外，对于高温高分子电解质膜燃料电池堆，相比低温高分子电解质膜燃料电池堆其内部温度偏差较大，基于温度管理，燃料电池堆的性能、热化程度以及寿命具有很大的差异。

而且，实现高温高分子电解质膜燃料电池(HT-PEMFC)的产业化的最大的难题却是高温。分析高温高分子电解质膜燃料电池的热分布，相对来说，电池堆中间的温度高，并且容易在局部出现高温区域。这是因为无法排出电化学反应产生的热量而导致热量积累所产生的现象，是引发包括膜电极集电体(membrane electrode assembly，MEA)在内的电池堆配件发生热化及耐用性降低的主要原因。

发明内容

要解决的技术问题

本实施例的目的在于，使用一种薄板型的薄的隔板，减小燃料电池堆的整体体积，提高通过独立型冷却板的冷却效果，提供具有简单结构的流道，由此，提供一种加工性能良好，并具有能够均匀排出气体结构的隔板，以及包括该隔板的燃料电池堆。

解决问题的技术手段