[发明专利]一种适用于燃料电池多流道流场板的新型进气口结构

说明书

本发明公开了一种适用于燃料电池多流道流场板的新型进气口结构，包括导流通道、进气口、入口导流脊、流场板、反应气体流道和脊；所述流场板上方设置有进气口，进气口下方设置有若干入口导流脊，形成了若干导流通道，导流通道下方设置有若干脊，各个脊之间形成若干个反应气体流道，气体从进气口进入后，先经过第一层一个入口导流脊进行分流，然后经过第二层两个入口导流脊进行分流，层层递推，最终均匀地进入到各流道内，大大提高了多入口、多流道的流场板各流道内进气的均匀性，有利于促使反应剂在扩散层上尽量均匀分布，确保电流密度分布均匀，提高电化学反应的速率，从而达到提高燃料电池性能的目的。

技术领域

本发明涉及质子交换膜燃料电池领域，具体涉及一种适用于燃料电池多流道流场板的新型进气口结构。

背景技术

随着石油等不可再生能源的日益短缺以及环境污染问题的不断加重，氢能凭借其来源广泛、无污染的优点获得了世界各国的广泛关注。近年来，作为氢能的理想转化装置,燃料电池技术得到了快速的发展。与作为能量存储装置的锂电池不同，燃料电池是一种发电装置，它可以将燃料的化学能不经过热功转换过程直接转变为电能，由于其具有比能量高、清洁高效等特点，逐渐在交通运输、发电站、便携式电源、航空航天等领域得到了广泛的应用。

在燃料电池的各组成部件中，流场板是相当重要的一部分，它的主要作用是隔离阴极和阳极反应物、提供反应气体流动通道、收集输出电流、提供膜电极支撑、排出电化学反应产生的多余的热量以及反应生成的水。目前，燃料电池流场结构类型主要包括平行流场、单通道蛇形流场、多流道蛇形流场、交指形流场、仿生流场等。

在以往对多流道蛇形流场等多流道流场的研究中，通常将每一根流道入口处的边界条件设置为相同的数值，忽略了反应气体经过多个入口进入流场的“渐进性”。反应气体经过进气管路进入流场后，对于多入口、多流道的流场而言，会出现当反应气体充满第一根流道时，相邻几根流道却未完全通入反应气体，甚至距离进气管道入口最远端的最后一根流道仍然处于“空闲等待”状态的情况，这种情况会导致反应气体在流场内分布不均匀，影响燃料电池的性能。此外，考虑到反应气体经过加湿后会带有一定的含水量，先发生电化学反应的区域GDL内的水也会向相邻流道下方的GDL扩散，因此相邻流道在反应气体到达后向催化层扩散的阻力增加，减缓了反应速率，造成流场整体的电流密度分布不均匀。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明提供一种适用于燃料电池多流道流场板的新型进气口结构，以解决多流道蛇形流场等具有多入口、多流道的流场供气不均匀的问题，提高电流密度的均匀性，进而提高燃料电池的性能和使用寿命。

本发明所采用的技术方案是：一种适用于燃料电池多流道流场板的新型进气口结构，其特征在于：包括进气口、入口导流脊、导流通道、流场板、脊和反应气体流道。

所述流场板上方设置有进气口，向下依次为导流通道，反应气体流道，出气口。

所述入口导流脊均采用矩形结构。

所述入口导流脊若干，按照一定的规律布置在所述流场板上，多个入口导流脊互相配合分割出若干个导流通道。

本发明的优点在于：1、本发明通过设计一种适用于燃料电池多流道流场板的新型进气口结构，可以防止采用多入口、多流道的流场板因为进气先后顺序不同所造成的各流道进气不均匀的问题，有利于促使反应剂在扩散层尽量均匀分布，从而达到提高燃料电池性能的目的。2、考虑到反应气体经过加湿后会带有一定含水量的问题，本发明通过设计一种适用于燃料电池多流道流场板的新型进气口结构，可以防止因为先发生电化学反应的区域GDL内的水向相邻流道下方的GDL扩散，而导致的相邻流道在反应气体到达后向催化层扩散的阻力增加的问题，有利于提高电化学反应的速率，促使流场整体的电流密度分布地更加均匀。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例的流体流向示意图。