[发明专利]一种评估双极板排水能力的可视化装置

说明书

本发明公开了一种评估双极板排水能力的可视化装置，涉及燃料电池技术领域；为了能够直观的评价流场形状对于排水效果的影响；本装置具体包括底板，所述底板一侧外壁通过螺栓固定有透明板，底板和透明板一侧外壁分别开有导气通孔和导水通孔，导气通孔和导水通孔内壁分别插接有导气接头和输水接头，导气接头外壁设置有气体循环机构，输水接头外壁设置有水循环机构，底板一侧外壁设置有双极板流道，透明板一侧外壁开有卡槽。本发明通过水循环机构将水喷入进水槽，随后通过透明板观察多孔板表面，待有气泡生成时打开气体循环机构，待气体循环机构内部的流量稳定后通过透明板观察双极板流道的液态水的排水效果。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种评估双极板排水能力的可视化装置。

背景技术

燃料电池是实现碳中和、碳达峰的一个关键技术，对于清洁能源及环境保护起到了重要的意义。目前燃料电池技术已经具有了商业化应用的技术条件，不过还需要解决性能、耐久性以及成本等问题。其中燃料电池电堆的核心技术水热管理是影响燃料电池成本及寿命的关键因素，如何有效的检测和表征燃料电池内部水的传递就是提升水管理的重要步骤。

针对燃料电池电堆的核心组件，双极板是影响电堆内部水管理的关键部件，其流场形状的设计对于液态水能够顺利排出起到了重要的作用。目前对于流场排水作用的研究主要集中与仿真技术，而试验研究较少。直接在燃料电池上进行在线检测能够与实际情况最为接近，一般采用中子成像技术，但是其设备复杂，成本高昂，难以起到快速迭代开发的作用。而采用其他离线表征手段难以模拟膜电极生成水的过程。本发明采用具有特征孔径的多孔板，采用调节两侧的压差控制液态水的渗透速度，与膜电极液态水的生成较为相似。因此，本发明开发了一种简便易行的测试装置，能够直观的评价流场形状对于排水效果的影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种评估双极板排水能力的可视化装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种评估双极板排水能力的可视化装置，包括底板，所述底板一侧外壁通过螺栓固定有透明板，底板和透明板一侧外壁分别开有导气通孔和导水通孔，导气通孔和导水通孔内壁分别插接有导气接头和输水接头，导气接头外壁设置有气体循环机构，输水接头外壁设置有水循环机构，底板一侧外壁设置有双极板流道，透明板一侧外壁开有卡槽，卡槽一侧内壁开有进水槽，卡槽内壁卡接有多孔板。

优选的：所述气体循环机构包括导气接头、进气管、压力表、流量计、出气管和背压阀，导气接头插接于导气通孔的内壁上，进气管和出气管分别插接于导气接头的外壁上，压力表和流量计分别设置于进气管的外壁上，背压阀设置于出气管的外壁上。

进一步的：所述底板和透明板顶部和底部外壁分别设置有夹持推盘，夹持推盘一侧外壁固定有连接块，连接块一侧外壁分别转动连接有支撑柱和弹性伸缩杆，支撑柱底部外壁固定有安装板，弹性伸缩杆顶部外壁固定有支撑架。

进一步优选的：所述水循环机构包括输水接头、循环管、进水管、水泵、水箱和排气阀，水箱固定于安装板的顶部外壁上循环管插接于水箱的顶部外壁上，排气阀设置于循环管的一侧外壁上，输水接头插接于导水通孔的内壁上，水泵设置于水箱的一侧外壁上，进水管插接于水泵的输出口上，输水接头一侧外壁分别插接于循环管和进水管的外壁上。

作为本发明一种优选的：所述安装板顶部外壁固定有第一限位板和第二限位板，支撑架滑动连接于第一限位板和第二限位板的外壁上，支撑架顶部外壁固定有导向框，导向框顶部外壁固定有控制面板，压力表、流量计、水泵和排气阀分别与控制面板电性连接。

作为本发明进一步优选的：所述导向框内壁滑动连接有配重块，支撑架外壁固定有固定框，固定框固定于第一限位板和第二限位板的外壁上。

作为本发明再进一步的方案：所述底板和透明板一侧外壁设置有密封件，支撑架顶部外壁插接有限位筒，循环管滑动连接于限位筒的内壁上。