專利名稱：一種質(zhì)子交換膜燃料電池用流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及燃料電池技術(shù)，特別是涉及了一種質(zhì)子交換膜燃料電池用流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在人類社會(huì)飛速發(fā)展的今天，象諸如煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源等已越來越無法滿足已經(jīng)邁入二十一世紀(jì)的工業(yè)社會(huì)的需求。人類目前所賴以生存的能源資源正步入消耗怠盡的最后幾十年，且這些傳統(tǒng)能源所造成的嚴(yán)重環(huán)境污染，已經(jīng)成為人類社會(huì)生存和發(fā)展的障礙。有鑒于此，世界各國(guó)無不卯足全力尋求未來的替代能源，使之得以全面取代目前的傳統(tǒng)能源；截至目前，科學(xué)界一致認(rèn)為氫能是二十一世紀(jì)替代汽油、柴油等動(dòng)力能源的有效清潔能源之一；而質(zhì)子交換膜燃料電池(FUEL CELL)則是一種將氫及氧的化學(xué)能通過電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置；因這種電池?zé)o燃燒反應(yīng)，故廣為被科學(xué)界推崇及向市場(chǎng)化推進(jìn)。
目前所發(fā)展出來的燃料電池約有五種，即堿性燃料電池、磷酸型燃料電池、固體氧化物燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池及質(zhì)子交換膜燃料電池，而質(zhì)子交換膜燃料電池是最具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的能源項(xiàng)目之一。質(zhì)子交換膜燃料電池的主要工作原理如下質(zhì)子交換膜燃料電池主要是利用氫氣和氧氣通過電化學(xué)反應(yīng)生成水，并釋放電能，它可視為水電解的逆裝置，其主要由陽極、陰極、電解質(zhì)及外部電路四大導(dǎo)電結(jié)構(gòu)所組成。
(1)將氫氣導(dǎo)入陽極；(2)在陽極催化劑作用下，進(jìn)行陽極氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為；(3)在電池另一端，將氧氣(或空氣)導(dǎo)入陰極；(4)陽極的氫離子穿過電解質(zhì)到達(dá)陰極，而陽極的電子亦通過外電路到達(dá)陰極；(5)氫離子與氧氣在陰極催化劑作用下進(jìn)行陰極還原反應(yīng)而生成水，電極反應(yīng)式為。
質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)是以全氟磺酸型質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)，Pt/C、Pt-Ru/C或納米二氧化鉬為電催化劑，氫或凈化重整氣為燃料，空氣或純氧為氧化劑，帶有氣體流動(dòng)通道的高純石墨板、高分子復(fù)合材料石墨板或表面改性的耐腐蝕金屬板為雙極板。PEMFC中的電極反應(yīng)類同于其它酸性電解質(zhì)燃料電池。陽極催化層中的氫氣在催化劑作用下發(fā)生電極反應(yīng)產(chǎn)生的電子經(jīng)外電路到達(dá)陰極，氫離子經(jīng)質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極。氧氣與氫離子及電子在陰極催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成水，生成的水并不稀釋電解質(zhì)，而是通過電極隨反應(yīng)尾氣排出。
質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)被認(rèn)為是未來電動(dòng)汽車、潛艇的最佳候選電源，并且在移動(dòng)式電源、家用電站、水下機(jī)器人、航空航天器等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。目前PEMFC技術(shù)越來越趨于成熟，而雙極板(bipolar plates)是影響其成本的主要因素之一。雙極板有其獨(dú)特的作用一是分隔氧化劑與還原劑；二是完成收集電流的作用；三是雙極板兩側(cè)應(yīng)置有使反應(yīng)氣體均勻分布的流場(chǎng)；四是確保電池堆的溫度均勻分布和達(dá)到好的散熱效果。在目前PEMFC的成本中甚至占到60-70％。因此，近年來，世界各國(guó)都在對(duì)不同類型的雙極板進(jìn)行研究和開發(fā)，其中的模壓高分子復(fù)合材料雙極板是研發(fā)的熱點(diǎn)。目前該技術(shù)尚有許多技術(shù)難點(diǎn)需進(jìn)行深入研究，其中包括電池堆中雙極板的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)、不同高分子材料配方、加工工藝及產(chǎn)品成本等。本專利即是為解決上述問題中雙極板的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的一項(xiàng)實(shí)用新型發(fā)明。
目前美國(guó)、加拿大、德國(guó)、日本及我國(guó)在雙極板材料及流場(chǎng)設(shè)計(jì)上都進(jìn)行了大量的研發(fā)工作，在市場(chǎng)化推進(jìn)方面取得了較大的進(jìn)步。如臺(tái)灣地區(qū)的亞太燃料電池科技股份有限公司在我國(guó)申請(qǐng)的(專利號(hào)01124227.0及01124228.0)燃料電池的雙極板專利；美國(guó)的聯(lián)合訊號(hào)公司在我國(guó)申請(qǐng)的(專利號(hào)00814108.8)燃料電池及用于燃料電池的雙極板專利等。但這些專利或多或少存在不足之處例如雙極板的氣流分布不夠均勻；反應(yīng)生成的水易積聚不易排出，流場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)易造成反應(yīng)死區(qū)，電壓不穩(wěn)等影響電池正常運(yùn)行的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷而設(shè)計(jì)的一種質(zhì)子交換膜燃料電池用流場(chǎng)板結(jié)構(gòu)，該實(shí)用新型流場(chǎng)板結(jié)構(gòu)具有導(dǎo)氣通暢、氣流分布均勻、空間利用率高，進(jìn)而提高反應(yīng)氣體能源利用率等特點(diǎn)；它也是一種防止導(dǎo)流凹槽在反應(yīng)過程中發(fā)生堵塞，從而提高燃料電池運(yùn)行穩(wěn)定性的流場(chǎng)板結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型可以通過以下技術(shù)方案實(shí)施一種質(zhì)子交換膜燃料電池的流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)，其中，流場(chǎng)板本體是由經(jīng)處理的天然高純石墨和高分子材料復(fù)合并經(jīng)高溫一次模壓而成的材料構(gòu)成的；流場(chǎng)板上包括氫氣進(jìn)氣口、氫氣出氣口、空氣進(jìn)氣口、空氣出氣口、水的流通槽及進(jìn)出水口和連通氣體進(jìn)出氣口的導(dǎo)流槽等；以上所述的流場(chǎng)板上有空氣進(jìn)出氣口和氫氣進(jìn)出氣口各一對(duì)，呈細(xì)長(zhǎng)的矩形，連通一對(duì)進(jìn)出氣口的導(dǎo)流凹槽采用了流線型平行式流場(chǎng)分布結(jié)構(gòu)。
所述的流場(chǎng)板本體為導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板或是導(dǎo)空氣流場(chǎng)板或是一面用于導(dǎo)氫氣另一面用于導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板；所述的用于導(dǎo)氫氣的流場(chǎng)板上有一對(duì)位于流場(chǎng)板同側(cè)(即位于流場(chǎng)板的同一條邊上)的氫氣進(jìn)氣口和氫氣出氣口，如圖二的3、4所示，所述的用于導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板上有一對(duì)位于流場(chǎng)板同側(cè)(即位于流場(chǎng)板的同一條邊上)的空氣進(jìn)氣口和空氣出氣口，如圖二的5、6所示；連通一對(duì)進(jìn)出氣口的導(dǎo)流凹槽采用了流線型平行式且直角轉(zhuǎn)折點(diǎn)經(jīng)曲面式處理的流場(chǎng)板分布結(jié)構(gòu)。
所述的導(dǎo)氫氣的流場(chǎng)板的氫氣進(jìn)氣口和氫氣出氣口大小及形狀都相等，呈細(xì)長(zhǎng)的矩形，寬度為2～5mm；所述的導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板的空氣進(jìn)氣口和空氣出氣口大小及形狀都相等，呈細(xì)長(zhǎng)的矩形，寬度為4～10mm；所述的導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板的空氣進(jìn)氣口的長(zhǎng)度與氫氣進(jìn)氣口的長(zhǎng)度基本相等，所述的空氣出氣口的長(zhǎng)度與氫氣出氣口的長(zhǎng)度基本相等，長(zhǎng)度為30～38mm；所述的流場(chǎng)板的空氣進(jìn)氣口的實(shí)際使用寬度是氫氣進(jìn)氣口的實(shí)際使用寬度的兩倍；所述的流場(chǎng)板的空氣出氣口的實(shí)際使用寬度是氫氣出氣口的實(shí)際使用寬度的兩倍。
所述的導(dǎo)氫氣的流場(chǎng)板設(shè)有一對(duì)氫氣進(jìn)出氣口，其中氫氣的進(jìn)氣口分出多條導(dǎo)氫氣流凹槽，該多條導(dǎo)氫氣流凹槽采用了流線型平行式且有多個(gè)直角轉(zhuǎn)折點(diǎn)并經(jīng)曲面式處理的流場(chǎng)板分布結(jié)構(gòu)，最后匯集于氫氣的出氣口，該多條導(dǎo)氫氣流凹槽各自從氫氣的進(jìn)氣口到氫氣的出氣口的總長(zhǎng)度基本相等；所述的導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板設(shè)有一對(duì)空氣進(jìn)出氣口，其中空氣的進(jìn)氣口分出多條導(dǎo)空氣流凹槽，該多條導(dǎo)空氣流凹槽采用了流線型平行式且有多個(gè)直角轉(zhuǎn)折點(diǎn)并經(jīng)曲面式處理的流場(chǎng)板分布結(jié)構(gòu)，最后匯集于空氣的出氣口，該多條導(dǎo)空氣流凹槽各自從空氣的進(jìn)氣口到空氣的出氣口的總長(zhǎng)度基本相等。
所述的導(dǎo)氫氣的流場(chǎng)板的氫氣的進(jìn)氣口除了分出權(quán)利要求4中所述的多條導(dǎo)氫氣流凹槽外，還分出兩條總長(zhǎng)度是權(quán)利要求4中所述的導(dǎo)氫氣流凹槽的總長(zhǎng)度的五分之四、直角轉(zhuǎn)折的個(gè)數(shù)比權(quán)利要求4中所述的導(dǎo)氫氣流凹槽的直角轉(zhuǎn)折個(gè)數(shù)少的導(dǎo)氫氣流凹槽，這兩條導(dǎo)氫氣流凹槽分別位于氫氣進(jìn)氣口的兩側(cè)，最后接于氫氣的出氣口；所述的導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板的空氣的進(jìn)氣口除了分出權(quán)利要求4中所述的多條導(dǎo)空氣流凹槽外，還分出兩條總長(zhǎng)度是權(quán)利要求4中所述的導(dǎo)空氣流凹槽的總長(zhǎng)度的五分之四、直角轉(zhuǎn)折的個(gè)數(shù)比權(quán)利要求4中所述的導(dǎo)空氣流凹槽的直角轉(zhuǎn)折個(gè)數(shù)少的導(dǎo)空氣流凹槽，這兩條導(dǎo)空氣流凹槽分別位于空氣進(jìn)氣口的兩側(cè)，最后接于空氣的出氣口，其目的是為防止在反應(yīng)過程中發(fā)生長(zhǎng)程凹槽堵塞時(shí)不致于使電池產(chǎn)生“死機(jī)”現(xiàn)象。
所述的導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板的連通空氣的進(jìn)出氣口的導(dǎo)空氣流凹槽的寬度比所述的導(dǎo)氫氣的流場(chǎng)板的連通氫氣的進(jìn)出氣口的導(dǎo)氫氣流凹槽的寬度大。
所述的凹槽的寬度為1.0～3.5mm，深度為0.3～0.6mm，梗條的寬度為1.0～5.0mm。
所述的導(dǎo)氫氣流的凹槽的寬度1比所述的導(dǎo)氫氣流的流場(chǎng)板上梗條2的寬度小；所述的導(dǎo)空氣流的凹槽的寬度1比所述的導(dǎo)空氣流的流場(chǎng)板上梗條的寬度2小。
所述的導(dǎo)氫氣流凹槽條數(shù)為5～10條；導(dǎo)空氣流凹槽的條數(shù)為5～10條。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)是流場(chǎng)板上氣體的進(jìn)出口是細(xì)長(zhǎng)的矩形形狀，而不是一般的半圓形或四分之一圓形；空氣的進(jìn)出氣口長(zhǎng)度與氫氣進(jìn)出氣口長(zhǎng)度相同，空氣進(jìn)出氣口的寬度要大于氫氣進(jìn)出氣口的寬度。即氫氣進(jìn)出氣口總面積是空氣的進(jìn)出氣口總面積的二分之一。如圖二、三所示，圖二的3、4分別是氫氣的進(jìn)氣口和出氣口，圖二的5、6分別是空氣的進(jìn)氣口和出氣口。流場(chǎng)板上流體的進(jìn)出口位于流場(chǎng)板的同側(cè)，這樣就使連接流體進(jìn)出口的凹槽的總體分布與現(xiàn)有常規(guī)分布不同，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)更充分地利用了空間，使凹槽長(zhǎng)度較普通設(shè)計(jì)大為增加，此外，多條并列平行的導(dǎo)流凹槽的長(zhǎng)度基本相等，凹槽的總體分布如圖二、三所示。導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板的連通空氣的進(jìn)出氣口的導(dǎo)空氣流凹槽的寬度比所述的導(dǎo)氫氣的流場(chǎng)板的連通氫氣的進(jìn)出氣口的導(dǎo)氫氣流凹槽的寬度大。流場(chǎng)板的導(dǎo)氫氣流和導(dǎo)空氣流的進(jìn)口除了多條導(dǎo)流凹槽外，還分別分出兩條邊緣導(dǎo)流凹槽7、8，最后接于流場(chǎng)的出口。7、8兩條導(dǎo)流凹槽的長(zhǎng)度是導(dǎo)流本體凹槽9的總長(zhǎng)度的五分之四、直角轉(zhuǎn)折的個(gè)數(shù)比導(dǎo)流凹槽本體的直角轉(zhuǎn)折個(gè)數(shù)少。
這種質(zhì)子交換膜燃料電池的流場(chǎng)板的進(jìn)出氣口和導(dǎo)流凹槽設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)如下同一流場(chǎng)板的導(dǎo)流口由一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的矩形組成，它避免采用一個(gè)很大面積的導(dǎo)流口，從而促使流場(chǎng)板本體的有效利用面積增加；空氣的進(jìn)氣口面積比氫氣的進(jìn)氣口面積要大，同時(shí)，空氣的導(dǎo)流凹槽比氫氣的導(dǎo)流凹槽要寬，這樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以使在反應(yīng)中空氣的通氣量大于氫氣的通氣量，這增加了廉價(jià)反應(yīng)物(空氣)的濃度，能加快體系的反應(yīng)速率；進(jìn)出口同側(cè)及連接進(jìn)出口的凹槽的分布特點(diǎn)使得氣體的反應(yīng)路徑較普通板的長(zhǎng)，從而提高了能源氣體的利用率。此外，該實(shí)用新型通過對(duì)流場(chǎng)板表面的疏水性處理，能有效地防止反應(yīng)生成的水堵塞導(dǎo)流凹槽造成整個(gè)反應(yīng)中斷的情況發(fā)生。


附圖1為本發(fā)明復(fù)合雙極板剖面的結(jié)構(gòu)示意圖附圖2為燃料電池導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)示意圖附圖3為燃料電池導(dǎo)空氣或氧氣流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)示意圖其中附圖中編號(hào)1為流場(chǎng)板凹槽剖面，編號(hào)2為流場(chǎng)板梗條剖面，編號(hào)3為導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板進(jìn)氣口，編號(hào)4為導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板出氣口，編號(hào)5為導(dǎo)空氣或氧氣流場(chǎng)板進(jìn)氣口，編號(hào)6為導(dǎo)空氣或氧氣流場(chǎng)板出氣口，編號(hào)7、8為兩條邊緣導(dǎo)流凹槽，編號(hào)9為本體導(dǎo)流凹槽。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖、通過具體實(shí)施例，詳述本發(fā)明。
實(shí)施例將天然高純石墨粉和高分子材料、助劑等按一定比例混合后入模具，模具入平板硫化機(jī)中，在10～100MPa和100～300℃下，一次模壓成型成為含流場(chǎng)的復(fù)合雙極板產(chǎn)品。
一種質(zhì)子交換膜燃料電池用的流場(chǎng)板結(jié)構(gòu)，包括流場(chǎng)板本體。該流場(chǎng)板本體為導(dǎo)流雙極板，其一面為導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，另一面是導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板；圖二為所述的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板。它設(shè)有一對(duì)進(jìn)出氫氣的導(dǎo)流口3、4，且分布在流場(chǎng)板同側(cè)。氫氣進(jìn)氣口和氫氣出氣口大小及形狀都相等，呈細(xì)長(zhǎng)的矩形，寬度為3mm，長(zhǎng)度為33mm；有8條導(dǎo)流凹槽，其寬度為1.5mm，深度為0.5mm，兩條邊緣導(dǎo)流凹槽7、8較本體導(dǎo)流凹槽9短，7、8兩條導(dǎo)流凹槽的長(zhǎng)度是導(dǎo)流本體凹槽的總長(zhǎng)度的五分之四、直角轉(zhuǎn)折的個(gè)數(shù)比導(dǎo)流凹槽本體的直角轉(zhuǎn)折個(gè)數(shù)少。梗條寬度均為3mm。
圖三為所述的導(dǎo)空氣或氧氣流場(chǎng)板。它設(shè)有一對(duì)進(jìn)出空氣或氧氣的導(dǎo)流口5、6，且分布在流場(chǎng)板同側(cè)?？諝膺M(jìn)氣口和空氣出氣口大小及形狀都相等，呈細(xì)長(zhǎng)的矩形，寬度為6mm，長(zhǎng)度為32mm；有7條導(dǎo)流凹槽，其寬度為2.0mm，深度為0.5mm，兩條邊緣導(dǎo)流凹槽7、8較本體導(dǎo)流凹槽9短，7、8兩條導(dǎo)流凹槽的長(zhǎng)度是導(dǎo)流本體凹槽的總長(zhǎng)度的五分之四、直角轉(zhuǎn)折的個(gè)數(shù)比導(dǎo)流凹槽本體的直角轉(zhuǎn)折個(gè)數(shù)少。主梗條寬度為3mm，其余6條梗條寬度為4mm。
權(quán)利要求1.一種質(zhì)子交換膜燃料電池用流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)，流場(chǎng)板上包括氫氣進(jìn)氣口、氫氣出氣口、空氣進(jìn)氣口、空氣出氣口、水的流通槽及進(jìn)出水口和連通氣體進(jìn)出氣口的導(dǎo)流槽等；其特征在于，所述的流場(chǎng)板上有空氣和氫氣的進(jìn)出氣口各一對(duì)，呈細(xì)長(zhǎng)的矩形，連通一對(duì)進(jìn)出氣口的導(dǎo)流凹槽采用了流線型平行式流場(chǎng)分布結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池的流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的流場(chǎng)板本體為導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板或是導(dǎo)空氣流場(chǎng)板或是一面用于導(dǎo)氫氣另一面用于導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板；所述的用于導(dǎo)氫氣的流場(chǎng)板上有一對(duì)位于流場(chǎng)板同側(cè)的氫氣進(jìn)氣口和氫氣出氣口，所述的用于導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板上有一對(duì)位于流場(chǎng)板同側(cè)的空氣進(jìn)氣口和空氣出氣口；連通一對(duì)進(jìn)出氣口的導(dǎo)流凹槽采用了流線型平行式且直角轉(zhuǎn)折點(diǎn)經(jīng)曲面式處理的流場(chǎng)板分布結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池的流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的導(dǎo)氫氣的流場(chǎng)板的氫氣進(jìn)氣口和氫氣出氣口大小及形狀都相等，呈細(xì)長(zhǎng)的矩形，寬度為2～5mm；所述的導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板的空氣進(jìn)氣口和空氣出氣口大小及形狀都相等，呈細(xì)長(zhǎng)的矩形，寬度為4～10mm；所述的導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板的空氣進(jìn)氣口的長(zhǎng)度與氫氣進(jìn)氣口的長(zhǎng)度基本相等，所述的空氣出氣口的長(zhǎng)度與氫氣出氣口的長(zhǎng)度基本相等，長(zhǎng)度為30～38mm；所述的流場(chǎng)板的空氣進(jìn)氣口的實(shí)際使用寬度是氫氣進(jìn)氣口的實(shí)際使用寬度的兩倍；所述的流場(chǎng)板的空氣出氣口的實(shí)際使用寬度是氫氣出氣口的實(shí)際使用寬度的兩倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池的流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的導(dǎo)氫氣的流場(chǎng)板設(shè)有一對(duì)氫氣進(jìn)出氣口，其中氫氣的進(jìn)氣口分出多條導(dǎo)氫氣流凹槽，該多條導(dǎo)氫氣流凹槽采用了流線型平行式且有多個(gè)直角轉(zhuǎn)折點(diǎn)并經(jīng)曲面式處理的流場(chǎng)板分布結(jié)構(gòu)，最后匯集于氫氣的出氣口，該多條導(dǎo)氫氣流凹槽各自從氫氣的進(jìn)氣口到氫氣的出氣口的總長(zhǎng)度基本相等；所述的導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板設(shè)有一對(duì)空氣進(jìn)出氣口，其中空氣的進(jìn)氣口分出多條導(dǎo)空氣流凹槽，該多條導(dǎo)空氣流凹槽采用了流線型平行式且有多個(gè)直角轉(zhuǎn)折點(diǎn)并經(jīng)曲面式處理的流場(chǎng)板分布結(jié)構(gòu)，最后匯集于空氣的出氣口，該多條導(dǎo)空氣流凹槽各自從空氣的進(jìn)氣口到空氣的出氣口的總長(zhǎng)度基本相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料電池的流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的導(dǎo)氫氣的流場(chǎng)板的氫氣的進(jìn)氣口除了分出權(quán)利要求4中所述的多條導(dǎo)氫氣流凹槽外，還分出兩條總長(zhǎng)度是權(quán)利要求4中所述的導(dǎo)氫氣流凹槽的總長(zhǎng)度的五分之四、直角轉(zhuǎn)折的個(gè)數(shù)比權(quán)利要求4中所述的導(dǎo)氫氣流凹槽的直角轉(zhuǎn)折個(gè)數(shù)少的導(dǎo)氫氣流凹槽，這兩條導(dǎo)氫氣流凹槽分別位于氫氣進(jìn)氣口的兩側(cè)，最后接于氫氣的出氣口；所述的導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板的空氣的進(jìn)氣口除了分出權(quán)利要求4中所述的多條導(dǎo)空氣流凹槽外，還分出兩條總長(zhǎng)度是權(quán)利要求4中所述的導(dǎo)空氣流凹槽的總長(zhǎng)度的五分之四、直角轉(zhuǎn)折的個(gè)數(shù)比權(quán)利要求4中所述的導(dǎo)空氣流凹槽的直角轉(zhuǎn)折個(gè)數(shù)少的導(dǎo)空氣流凹槽，這兩條導(dǎo)空氣流凹槽分別位于空氣進(jìn)氣口的兩側(cè)，最后接于空氣的出氣口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池的流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的導(dǎo)空氣的流場(chǎng)板的連通空氣的進(jìn)出氣口的導(dǎo)空氣流凹槽的寬度比所述的導(dǎo)氫氣的流場(chǎng)板的連通氫氣的進(jìn)出氣口的導(dǎo)氫氣流凹槽的寬度大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的燃料電池的流場(chǎng)板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的凹槽的寬度為1.0～3.5mm，深度為0.3～0.6mm，梗條的寬度為1.0～5.0mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料電池的流場(chǎng)板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的導(dǎo)氫氣流的凹槽的寬度比所述的導(dǎo)氫氣流的流場(chǎng)板上梗條的寬度??；所述的導(dǎo)空氣流的凹槽的寬度比所述的導(dǎo)空氣流的流場(chǎng)板上梗條的寬度小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃料電池的流場(chǎng)板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的導(dǎo)氫氣流凹槽條數(shù)為5～10條；導(dǎo)空氣流凹槽的條數(shù)為5～10條。
專利摘要本實(shí)用新型屬于燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種質(zhì)子交換膜燃料電池用流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)；其中，流場(chǎng)板本體是由經(jīng)處理的天然石墨和高分子材料復(fù)合并經(jīng)高溫一次模壓而成的材料構(gòu)成的；流場(chǎng)板上包括氫氣進(jìn)氣口、氫氣出氣口、空氣進(jìn)氣口、空氣出氣口、水的流通槽及進(jìn)出水口和連通氣體進(jìn)出氣口的導(dǎo)流槽等；所述的流場(chǎng)板上有空氣進(jìn)出氣口和氫氣進(jìn)出氣口各一對(duì)，呈細(xì)長(zhǎng)的矩形，連通一對(duì)進(jìn)出氣口的導(dǎo)流凹槽采用了流線型平行式流場(chǎng)分布結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流凹槽的寬度為1.0～3.5mm，深度為0.3～0.6mm，梗條的寬度為1.0～5.0mm。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是氣流分布均勻、導(dǎo)氣通暢、截面空間利用率高且能防止導(dǎo)流凹槽的堵塞、反應(yīng)氣體能源的利用率高、燃料電池運(yùn)行穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H01M8/02GK2749059SQ200420107749
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2004年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者方衛(wèi)民, 劉晨 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)