[发明专利]燃料电池双极流场板与燃料电池堆

说明书

本发明提供一种燃料电池双极流场板与燃料电池堆，所述双极流场板包括第一气体流道与第二气体流道。每个气体流道具有数条子流道，每条子流道都具有数个弯折部，且相邻子流道的流向是相反的。两个气体流道的子流道在双极流场板的反应区域内构成一四叶草型(four‑leaf clover type)图案，其中所述四叶草型图案中的每个弯折部的弯折角度都在90度以内，以大幅降低燃料电池的流场压力和阻力，可以提升电池的性能。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池设计，且特别涉及一种燃料电池双极流场板与燃料电池堆。

背景技术

燃料电池是目前备受瞩目的再生能源之一，但在将电池面积放大的过程会造成气体浓度不均、电池内部流体阻力过大等问题，导致燃料电池的发电性能和使用的持久性降低。

上述问题主要是因为双极板的流道设计引起的。双极板是气体输入的通道，在燃料电池的应用上，双极板所提供的燃料流场会因为燃料电池面积的放大、随着燃料的反应，造成进口端与出口端以及整体流场的浓度差异。而因为双极板面积的放大，流道的长度也会增加，进而增加了流场的流体阻力。因此需要更多外加的泵来提供进出口的压力差和提高流体速度来克服流阻，增加额外的耗能。

发明内容

本发明是针对一种燃料电池双极流场板，以降低流场的压力差、减少流阻，进而降低了整个流场的浓度差异，可以使燃料电池的反应更均匀，提高性能也提高使用寿命。

根据本发明的实施例，一种燃料电池双极流场板具有一反应区域，所述双极流场板包括第一气体流道与第二气体流道。所述第一气体流道具有数条第一子流道(sub-channel)，每条第一子流道连通一第一出口与一第一进口，且每条第一子流道具有数个第一弯折部。所述第二气体流道具有数条第二子流道，每条第二子流道连接一第二出口与一第二进口，其中每条第二子流道具有数个第二弯折部，且第二子流道与第一子流道交替设置。每条第二子流道的流向与相邻的第一子流道的流向是相反的，且第一与第二子流道在所述反应区域内构成一四叶草型(four-leaf clover type)图案。所述四叶草型图案中的每个第一弯折部与每个第二弯折部的弯折角度(bending angle)都在90度以内。

在根据本发明的实施例的燃料电池双极流场板中，第一进口与第二出口可设置在双极流场板的第一侧，第二进口与第一出口可设置在双极流场板的第二侧，所述第一侧与所述第二侧是相对侧。

在根据本发明的实施例的燃料电池双极流场板中，以上述反应区域的面积为100％，反应区域内的第一子流道与第二子流道的总面积占比例如在40％～60％之间。

在根据本发明的实施例的燃料电池双极流场板中，每条第一子流道的宽度例如在0.5cm～1.5cm之间。

在根据本发明的实施例的燃料电池双极流场板中，每条第二子流道的宽度例如在0.5cm～1.5cm之间。

在根据本发明的实施例的燃料电池双极流场板中，双极流场板还可包括一第一连通道，连接每个第一进口。

在根据本发明的实施例的燃料电池双极流场板中，双极流场板还可包括一第二连通道，连接每个第二进口。

根据本发明的另一实施例，一种燃料电池堆，包含上述燃料电池双极流场板。

在根据本发明的实施例的燃料电池堆中，燃料电池双极流场板的材料例如碳材或金属。

基于上述，本发明以对向流道供应燃料电池所需燃料，降低电池内燃料的浓度差异；并通过四叶草型图案的子流道设计，而降低整体气体流道的流阻、压降和流速，进而增加燃料电池的持久性和性能。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种燃料电池双极流场板的平面示意图。