[发明专利]一种燃料电池双极板结构

摘要

本发明公开了一种燃料电池双极板结构，采用多个还原剂极板、多个氧化剂极板及多层膜电极组件组成上述燃料电池双极板结构。本发明设计的双极板结构能够合理地利用还原剂极板、氧化剂极板形成的空腔，为冷却剂提供了流动流场，能够实现两张基板组合中冷却剂进入活性区域；同时巧妙地将冷却剂通过冷却剂导流流道引入导流区域流道。并且可以在很大程度上减小冷却剂在双极板中的流动阻力，降低系统能耗。本发明提供的燃料电池双极板结构能够降低双极板重量、体积，该提高燃料电池的能力密度。

主权项

1.一种燃料电池双极板结构，其特征在于，该燃料电池双极板结构包含：多个还原剂极板、多个氧化剂极板及多层膜电极组件；多个所述氧化剂极板与多个所述还原剂极板间隔对称设置；其中，每个所述氧化剂极板与对应的一个所述还原剂极板对称匹配设置形成一对双极板结构；每层所述膜电极组件设置在一对所述双极板结构的所述氧化剂极板与另一对所述双极板结构的所述还原剂极板之间；每对所述双极板结构之间形成冷却剂流场，每个所述还原剂极板与对应的所述膜电极组件之间形成还原剂流道，每个所述氧化剂极板与对应的所述膜电极组件之间形成氧化剂流道；每个所述还原剂极板包含：还原剂进口，还原剂通过所述还原剂进口进入所述还原剂极板内；第一还原剂导流区域，所述第一还原剂导流区域的一端与所述还原剂进口连接；还原剂活性反应区域，所述第一还原剂导流区域的另一端与所述还原剂活性反应区域的一端连接；第二还原剂导流区域，所述第二还原剂导流区域一端与所述还原剂活性反应区域的另一端连接；还原剂出口，与所述第二还原剂导流区域另一端连接；所述第一还原剂导流区域内包含：多个第一还原剂导流流道，每个所述第一还原剂导流流道的一端与所述还原剂进口连接；多个第一还原剂导流流道脊，多个所述第一还原剂导流流道脊与多个所述第一还原剂导流流道间隔排列设置，每个所述第一还原剂导流流道脊的一端与所述还原剂进口连接；所述还原剂活性反应区域内包含：多个第二还原剂导流流道，每个所述第二还原剂导流流道的一端与对应的所述第一还原剂导流流道的另一端连接；多个第三还原剂导流流道，多个所述第三还原剂导流流道与多个第二还原剂导流流道间隔排列，每个所述第三还原剂导流流道的一端与对应的所述第一还原剂导流流道脊的另一端连接；所述第二还原剂导流区域内包含：多个第四还原剂导流流道，每个所述第四还原剂导流流道的一端与对应的所述第二还原剂导流流道的另一端连接；每个所述第四还原剂导流流道的另一端与所述还原剂出口连接；多个第二还原剂导流流道脊，多个所述第二还原剂导流流道脊与多个所述第四还原剂导流流道间隔排列设置，每个所述第二还原剂导流流道脊的一端与对应的所述第三还原剂导流流道的另一端连接，每个所述第二还原剂导流流道脊的另一端与所述还原剂出口连接，还原剂通过所述还原剂进口进入所述第一还原剂导流区域内的多个第一还原剂导流流道，并分别通过所述还原剂活性反应区域内的多个第二还原剂导流流道、所述第二还原剂导流区域内的多个第四还原剂导流流道流出至所述还原剂出口；每个所述氧化剂极板包含：氧化剂进口，氧化剂通过所述氧化剂进口进入所述氧化剂极板内；该氧化剂进口与所述还原剂进口处于燃料电池双极板结构的同一侧；第一氧化剂导流区域，所述第一氧化剂导流区域的一端与所述氧化剂进口连接；氧化剂活性反应区域，所述氧化剂活性反应区域的一端与所述第一氧化剂导流区域的另一端连接；第二氧化剂导流区域，所述第二氧化剂导流区域一端与所述氧化剂活性反应区域的另一端连接；氧化剂出口，与所述第二氧化剂导流区域另一端连接；所述第一氧化剂导流区域内包含：多个第一氧化剂导流流道，每个所述第一氧化剂导流流道的一端与所述氧化剂进口连接；多个第一氧化剂导流流道脊，多个所述第一氧化剂导流流道脊与多个所述第一氧化剂导流流道间隔排列设置，每个所述第一氧化剂导流流道脊的一端与所述氧化剂进口连接；多个所述第一氧化剂导流流道脊分别与多个所述第一还原剂导流流道脊交叉组成第三交叉点区域；所述氧化剂活性反应区域内包含：多个第二氧化剂导流流道，每个所述第二氧化剂导流流道的一端与对应的所述第一氧化剂导流流道的另一端连接；多个第三氧化剂导流流道，多个所述第三氧化剂导流流道与多个第二氧化剂导流流道间隔排列，每个所述第三氧化剂导流流道的一端与对应的所述第一氧化剂导流流道脊的另一端连接；所述第二氧化剂导流区域内包含：多个第四氧化剂导流流道，每个所述第四氧化剂导流流道的一端与对应的所述第二氧化剂导流流道的另一端连接；每个所述第四氧化剂导流流道的另一端与所述氧化剂出口连接；多个第二氧化剂导流流道脊，多个所述第二氧化剂导流流道脊与多个所述第四氧化剂导流流道间隔排列设置，每个所述第二氧化剂导流流道脊的一端与对应的所述第三氧化剂导流流道的另一端连接，每个所述第二氧化剂导流流道脊的另一端与所述氧化剂出口连接，氧化剂通过所述氧化剂进口进入所述第一氧化剂导流区域内的多个第一氧化剂导流流道，并分别通过所述氧化剂活性反应区域内的多个第二氧化剂导流流道、所述第二氧化剂导流区域内的多个第四氧化剂导流流道流出至所述氧化剂出口；每对所述双极板结构的冷却剂进口与所述氧化剂极板的氧化剂进口、所述还原剂极板的还原剂进口处于同一侧，该对所述双极板结构的冷却剂出口与所述氧化剂极板的氧化剂出口、所述还原剂极板的还原剂出口处于同一侧；每对所述双极板结构内包含多个冷却剂导流流道；多个所述冷却剂导流流道分别与多个所述第一还原剂导流流道脊交叉组合，并在交叉处形成第一交叉点区域；多个所述冷却剂导流流道分别与多个所述第一氧化剂导流流道脊交叉组合，并在交叉处形成第二交叉点区域。