[发明专利]一种燃料电池用鱼鳞仿生结构的流道

权利要求书

1.一种燃料电池用鱼鳞仿生结构的流道，其特征在于：包括极板主体(1)、气体流道(3)、脊(10)、装配孔(5)、反应气体入口(6)、冷却液入口(7)、冷却液出口(8)、反应气体出口(9)、气体扩散层(2)和若干鱼鳞仿生导流板(4)；其中，所述极板主体为平板，在极板主体的表面横向设有若干凹槽形长直流道，在极板主体的表面竖向设有若干凹槽形短直流道，所述长直流道和短直流道相连构成传质和排出反应物水的蛇形流道；相邻两长直流道之间形成脊，脊的宽度相同；所述蛇形流道一端为反应气体入口，另一端为反应气体出口，反应气体入口和反应气体出口分别位于极板主体的对角上；所述极板主体设有蛇形流道的主表面与气体扩散层的上表面紧密相连共同构成气体流道；所述气体扩散层为均匀的多孔质材料的平板，所述气体扩散层上表面与蛇形流道相对应的表面上设置有凸起的若干鱼鳞仿生导流板，所述若干鱼鳞仿生导流板均匀的设置在蛇形流场中；所述鱼鳞仿生导流板的排列方式为相邻两排交错排列；

所述鱼鳞仿生导流板的板面为平板或有弧度的弧度板，所述鱼鳞仿生导流板的板面为平板时，鱼鳞仿生导流板的板面与蛇形流道的延伸方向形成的倾斜角度为α，α值为15°≤α≤20°，若鱼鳞仿生导流板的板面为有弧度的弧度板时，其弧度板面的弧形开口方向迎向反应气体来流方向；蛇形流道的拐角处设置有一个弧形鱼鳞仿生导流板，该鱼鳞仿生导流板的圆弧开口方向为与反应气体来流方向呈45°。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用鱼鳞仿生结构的流道，其特征在于：所述鱼鳞仿生导流板设在与蛇形流道延伸方向相垂直的一条线上的鱼鳞仿生导流板称作排，每排鱼鳞仿生导流板均匀的分布在气体扩散层上表面与蛇形流道相对应的表面上，每一排鱼鳞仿生导流板的分布方式为交错排列，一排的鱼鳞仿生导流板个数为x，则相邻两排的鱼鳞仿生导流板个数为x+1，每一排鱼鳞仿生导流板的个数x满足x≥2。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池用鱼鳞仿生结构的流道，其特征在于：每一排单个鱼鳞仿生导流板的宽度u与间隔宽度v满足0.8v≤u≤1.2v，蛇形流道中所设置的每一个鱼鳞仿生导流板的形状、尺寸完全相同。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池用鱼鳞仿生结构的流道，其特征在于：所述鱼鳞仿生导流板的厚度不超过其宽度的1/10。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池用鱼鳞仿生结构的流道，其特征在于：所述鱼鳞仿生导流板设置的排数b与蛇形流道的总长l满足0.35≤l/b≤0.5，l的单位为mm。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池用鱼鳞仿生结构的流道，其特征在于：所述蛇形流道的宽度d与脊的宽度w满足d/3≤w≤d/2。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种燃料电池用鱼鳞仿生结构的流道，其特征在于：所述极板主体的材料为石墨板、金属板或复合板中的任意一种。

8.根据权利要求1～6任意一项所述的一种燃料电池用鱼鳞仿生结构的流道，其特征在于：所述气体扩散层和鱼鳞仿生导流板的材料为碳纤维纸、碳纤维编织布、无纺布、碳黑纸或金属材料中的任意一种，且表面设有疏水材料涂层。