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[发明专利]一种仿生多级分叉流场的燃料电池双极板及其实现方法-CN202111602875.5有效
发明人：卢国龙;樊文选;刘镇宁;王蜜;吴倩倩;赵韬韬 -专利权人：吉林大学
申请日： 2021-12-24 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： H01M8/0202 文献下载
摘要：本发明公开了一种仿生多级分叉流场的燃料电池双极板及其实现方法。本发明采用分配流道和收集流道在沿气体传输方向上流道的宽度和长度分别呈梯度降低和呈梯度增加，使得反应气体定向传输的同时提升仿生多级分叉流场的传质效率，促进反应气体均匀分布，同时避免靠近出口过大的传质任务的收集流道出现堵塞现象，使得生成物水及时呈梯度排出；分配流道和收集流道之间分布有左右两侧相互对称的两级流道单元，显著降低燃料电池的压降和泵送功率，使得反应生成的水快速排出；同时使未发生反应气体得到多次循环传输利用，提高反应气体的利用率；本发明降低压降、泵送功率的同时提升传质效率，改善燃料电池的水管理，最终提升燃料电池的性能与稳定性。
一种仿生多级分叉燃料电池极板及其实现方法

[发明专利]具有仿生主动集排水功能的燃料电池双极板及集排水方法-CN202111361187.4有效
发明人：刘镇宁;赵韬韬;卢国龙;李东光;俞宙锋;樊文选;江柯 -专利权人：吉林大学;华奥安心技术服务（集团）股份有限公司
申请日： 2021-11-17 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： H01M4/86 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有仿生主动集排水功能的燃料电池双极板及集排水方法。本发明在流场壁面形成仿荷叶表面的低黏附效应的疏水特性的低表面能薄膜，刻蚀低表面能薄膜形成仿仙人掌棘刺的具有亲水性的周期性排列的亲水图案，疏水处理后的壁面刻蚀亲水图案形成了仿沙漠甲虫背部的亲水和疏水耦合耦合的仿生表面；当燃料电池产水量小于需水量时，能够有效捕集产物水，并将其收集和均匀分布，进而增强质子交换膜的质子电导率；当燃料电池产水量大于需水量时，在气体扩散层表面积聚的液滴能够被吸出并捕集在流场壁面的仿生表面上，通过仿生表面主动排水和气流拖拽的协同作用，加快了流场的排水速度，增强了传质效率，进而提高了燃料电池的性能和稳定性。
具有仿生主动排水功能燃料电池极板方法

[发明专利]一种质子交换膜燃料电池流道挡板结构的设计方法-CN202310856514.6在审
发明人：刘镇宁;苏循康;俞宙锋;冯鸣跃;卢国龙;赵韬韬;樊文选;刘明昕;江柯;崔浩;郑德利;卢大峰;杨洛宾 -专利权人：吉林大学;华奥安心技术服务（集团）股份有限公司
申请日： 2023-07-13 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种质子交换膜燃料电池流道挡板结构的设计方法。本发明首先划分挡板位置；然后采用二进制映射和数制转换，将流道中挡板结构进行数据化处理得到挡板信息；利用数据化的挡板信息和对应的模拟结果，训练神经网络作为代理模型，将代理模型与多目标优化算法进行结合，得出最优的挡板信息，进而得到最优的挡板结构；本发明成功的利用人工智能结合多目标优化算法的方法，设计得到各行各列挡板位置上有无挡板的最佳排列，最终得到最佳挡板结构，克服传统设计方法所设计的挡板，难以综合对流传质和流动平面内气体扰动的影响，来实现对多个相互牵制的电池性能指标同时优化的局限性，全面优化燃料电池双极板的性能。
一种质子交换燃料电池挡板结构设计方法

[发明专利]一种梯度渐变定向输水和引流的燃料电池双极板及方法-CN201910738469.8有效
发明人：刘镇宁;关权;刘勋阳;卢国龙;王蜜;樊文选 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-08-12 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： H01M8/026 文献下载
摘要：本发明公开了一种梯度渐变定向输水和引流的燃料电池双极板及方法。本发明采用改性后具有亲水性的双极板，并且在流道的两侧形成密度梯度渐大的毛细凹槽；当燃料电池工作时，电化学反应生成的水积累在扩散层中，燃料电池双极板的表面具有亲水性，将水吸入燃料电池双极板中，引入流道；同时垂直的毛细凹槽通过毛细力，进一步将水吸入流道，毛细凹槽通过毛细力增强燃料电池双极板的亲水性，并且毛细凹槽密度沿流道方向的梯度变大，亲水性梯度增强，对反应生成的水形成引流，增强排水性，最终积累在流道中的水会被通入的氧气顺着流道排出，形成定向引流并且定向排水，提高排水效率，最终提升燃料电池的性能和稳定性。
一种梯度渐变定向输水引流燃料电池极板方法

[发明专利]一种仿生流场的燃料电池双极板及其实现方法-CN202210070089.3在审
发明人：卢国龙;樊文选;王蜜;吴倩倩;赵韬韬;刘镇宁 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-01-21 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： H01M8/0202 文献下载
摘要：本发明公开了一种仿生流场的燃料电池双极板及其实现方法。本发明采用变径螺线仿生流场，改变反应气体的传输路径使其均匀分布，降低压降的同时提升传质效率，仿生挡板为仿鲨鱼表皮结构，使反应气体快速传输到质子交换膜参加反应；变径螺线流场与仿生挡板的耦合多等级梯度传输方式，提升传质性能，提高反应气体均匀分布，增大反应气体流速的同时保持压降不变，使得反应生成的水快速排出；通过梯度规律性分布仿生挡板，降低泵送功率，高效定向引导反应气体到反应位点，提高电化学反应速率和反应气体利用率，仿生挡板在流场传质过程中形成微涡流减阻机制，显著降低流体与双极板固体表面的摩擦阻力，提高传质效率，改善燃料电池水管理。
一种仿生燃料电池极板及其实现方法

[发明专利]一种仿生流场的燃料电池双极板及其方法-CN201910423665.6有效
发明人：刘镇宁;樊文选;卢国龙;王蜜 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-05-21 - 公布日： 2021-11-02 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明公开了一种仿生流场的燃料电池双极板及其方法。本发明采用在双极板主体前表面设有主流道和各副流道，并在上游域均设置有挡板，每个脊上对称的设置有微流场，上游域与下游域的微流场流向相反，微流场具有定向传质机制，即通过设置微流场的方向控制气体或水的流动；在上游域，也可使反应气体快速的进入气体扩散层参加反应；在下游域，定向导流体凸起的边缘会阻止反应生成的水反向流动，由于每个凹坑之间的梯度特征符合梯度泰勒毛细升理论，反应气体或反应生成的水被定向输送，汇集到主流道排出出气孔；本发明的定向的微流场形成定向传质机制，提升了排水效率，改善燃料电池的水管理，提高了传质效率，最终提升燃料电池的性能与稳定性。
一种仿生燃料电池极板及其方法

[发明专利]一种仿肺多层结构燃料电池双极板及其实现方法-CN202010965803.6有效
发明人：卢国龙;孙磊;樊文选;崔浩;王蜜;刘镇宁 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-09-15 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： H01M8/0247 文献下载
摘要：本发明公开了一种仿肺多层结构燃料电池双极板及其实现方法。本发明采用仿肺多层结构双极板设计，包括气体分布层、定向吹气层和排水层；反应气体经进气口泵输进气体分布层，经四级传气单元逐级传导气体，使气体均匀且最大面积的进入到气体扩散层参与电池反应，增强传质均匀性；在倾斜的定向吹气孔的作用下，将泵气压力分解为传质分力Fy和排水分力Fx，传质分力压缩气体进入到气体扩散层参与电池内部电化学反应，排水分力吹扫通道内部堆积的水，再结合设计的矩形状流道和流道底部具有倾斜角β的倾斜底面，及时将产生的水排出，避免了液滴在电池内部阻塞，综合提高了燃料电池均匀传质和快速排水两方面性能，进而整体提高了燃料电池的工作性能。
一种多层结构燃料电池极板及其实现方法

[发明专利]一种具有仿生自排水功能的燃料电池双极板及自排水方法-CN201811340001.5有效
发明人：刘镇宁;樊文选;卢国龙;李致远;郑龙;孙航;梁嵩;李家亿 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-11-12 - 公布日： 2021-03-16 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有仿生自排水功能的燃料电池双极板及自排水方法。本发明采用在双极板主体上形成一级脊，在各个一级脊之间设置微流场，微流场具有部分圆台的基底，在基底上具有二级脊、三级脊和微流道，三级脊和微流道构成底通道，微流场具有自排水机制；当电化学反应生成的水集聚在微流场的底通道时，底通道上形成一层液态水薄膜，反应生成的水在底通道上被排出；当更多的水积聚在底通道之上，这些水就集聚在液态水薄膜上，没有固‑液接触，水通过滑动的方式排出微流场；自排水机制减少液态水在流道之间的滞留现象，提高了排水效率，从而使反应气体在各流道间分布更为均匀，气体传质效率进一步提高，提升燃料电池的性能与稳定性。
一种具有仿生排水功能燃料电池极板方法

[实用新型]一种梯度渐变定向输水和引流的燃料电池双极板-CN201921295596.7有效
发明人：刘镇宁;关权;刘勋阳;卢国龙;王蜜;樊文选 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-08-12 - 公布日： 2020-04-21 - 主分类号： H01M8/026 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种梯度渐变定向输水和引流的燃料电池双极板。本实用新型采用改性后具有亲水性的双极板，并且在流道的两侧形成密度梯度渐大的毛细凹槽；当燃料电池工作时，电化学反应生成的水积累在扩散层中，燃料电池双极板的表面具有亲水性，将水吸入燃料电池双极板中，引入流道；同时垂直的毛细凹槽通过毛细力，进一步将水吸入流道，毛细凹槽通过毛细力增强燃料电池双极板的亲水性，并且毛细凹槽密度沿流道方向的梯度变大，亲水性梯度增强，对反应生成的水形成引流，增强排水性，最终积累在流道中的水会被通入的氧气顺着流道排出，形成定向引流并且定向排水，提高排水效率，最终提升燃料电池的性能和稳定性。
一种梯度渐变定向输水引流燃料电池极板

[实用新型]蛇头式吸尘装置-CN88217821.0无效
发明人：蒋迪;刘信誉;寇新民;彭爱星;何文华;樊文选;纳德华;陈金荣 -专利权人：航天工业部第七0一研究所;昆明市炼钢厂
申请日： 1988-12-31 - 公布日： 1989-08-30 - 主分类号： F27B1/18 文献下载
摘要：蛇头式收尘装置属于一种电炉的收尘装置。主要由罩体侧壁、罩顶板、尘流导管及活动连接装置组成。罩顶板为导流夹层结构且在电极孔处活动固定有耐火绝缘环，罩体侧壁下边与炉盖接触处贴有高温耐火毡，活动连接装置为哑铃柱箱式结构，对称的方箱与柱箱体，中间用伸缩导管连接。该装置收尘率可达94％以上，耗能低，结构简单，寿命长，造价低廉(只及一般除尘系统的2/3或1/2)，适应性好，可保证冶炼到出钢连续收尘。
蛇头吸尘装置

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