專利名稱：一種可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及壓縮機(jī)，尤其涉及一種可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板。
背景技術(shù)：
氫PEMFC燃料電池是一種把H2和O2反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置， 因?yàn)樵撾姵鼐哂惺覝貑?dòng)，轉(zhuǎn)化效率高，高體積比功率密度，產(chǎn)物零污染等特點(diǎn)，因而成為當(dāng)前國際社會(huì)的研究熱點(diǎn)。小型燃料電池一般采用空氣直接冷卻散熱，在申請(qǐng)?zhí)枮?200720069527. 5中提出了一種適合低溫啟動(dòng)的空氣直接冷卻型燃料電池。該專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N適合低溫啟動(dòng)的空氣直接冷卻型燃料電池，該燃料電池包括膜電極、雙極板、集流引線板和端板，其中的雙極板為復(fù)合式雙極板，其流道為平直貫通型流道。氫氣流場(chǎng)的流道為多條貫通的直流道，空氣流場(chǎng)的流道為多條貫通的平行流道。氫氣流場(chǎng)的流道與空氣流場(chǎng)的流道在方向上成垂直結(jié)構(gòu)。燃料電池運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生水，對(duì)于燃料電池陰極而言，陰極的水會(huì)通過空氣氣態(tài)排出，因?yàn)樯岬扔绊?，空氣流道很深，不?huì)因?yàn)楫a(chǎn)生的水而積累，在空冷燃料電池的陽極，也會(huì)因?yàn)槟さ臐B透等作用積累一些水，這些水主要靠氫氣的間歇式排氣而攜帶部分的水帶出電池外，防止過多的水在電池陽極積累造成電池堆供氣不足，性能下降。氫氣流場(chǎng)的流道為多條貫通的直流道，空氣流場(chǎng)的流道為多條貫通的平行流道的設(shè)計(jì)確實(shí)提高了燃料電池的低溫啟動(dòng)性能，有利于水的排出。對(duì)于燃料電池而言，平行貫通型的形成的流場(chǎng)因?yàn)榱鞯肋^短，在小型電池中會(huì)造成電池堆中的主氫氣流道同石墨板上的氫氣流道阻力差值變小。如果因?yàn)殡姵囟阎械钠渲幸恍┦尻枠O流道堵塞，會(huì)造成氫氣氣體排放時(shí)更容易從其他的石墨極板流過，這樣，靠排氫而排水電池堆能力下降。水在平行貫通性的流道上積累過多，尤其容易在石墨極板的氫氣出口出的流道的水積累過多，影響電池氫氣的到達(dá)，造成缺氫，對(duì)于在平行貫通流道氫氣流道流動(dòng)距離越長(zhǎng)的電池越容易造成這種情況。這樣會(huì)表現(xiàn)在石墨板氫氣貫通流動(dòng)方向上電極電壓變化，很容易造成局部電壓偏低，零電壓，甚至反壓，如果電池局部反壓，會(huì)對(duì)電池的性能穩(wěn)定性影響巨大，將直接造成電池不能工作，電極穿孔等問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，就是為了提供一種實(shí)用、工藝簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高的可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，包括氫氣進(jìn)口、氫氣出口，其特征在于，所述的氫氣進(jìn)口和氫氣出口之間設(shè)有平行流道同蛇形流道結(jié)合在一起的氫氣流場(chǎng)，該氫氣流場(chǎng)分成多組氫氣流槽組，每組氫氣流槽組由數(shù)根平行流道組成，各組氫氣流槽組之間在流槽一端由一根流道連通，整個(gè)導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板呈蛇形走向分布。所述的氫氣流場(chǎng)分成3-10組氫氣流槽組。[0007]所述的每組氫氣流槽組由1-10根平行流道組成。所述的氫氣進(jìn)口連接的一組氫氣流槽組的流道數(shù)量大于或等于氫氣出口連接的一組氫氣流槽組的流道數(shù)量。所述的多組氫氣流槽組中同組氫氣流槽組的氣流方向相同，相鄰氫氣流槽組的氣流方向相反。所述的各組氫氣流槽組之間設(shè)有組間間隔，該組間間隔大于或等于氫氣流槽組內(nèi)平行流道間的組內(nèi)間隔。所述的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板為石墨板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板的流道是平行流道同蛇形流道的結(jié)合在一起的一種流道，流道可以分成幾組，組與組之間由一根流道相連，組與組之間的流道數(shù)量不盡相同，進(jìn)氣口氫氣流槽組流道數(shù)量多于出氣口組的氫氣流槽數(shù)量，實(shí)用、工藝簡(jiǎn)單、 穩(wěn)定性高。

圖1是本實(shí)用新型導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型空氣流槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1-2所示，一種可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，包括氫氣進(jìn)口 1、氫氣出口 2，所述的氫氣進(jìn)口 1和氫氣出口 2之間設(shè)有平行流道同蛇形流道結(jié)合在一起的氫氣流場(chǎng)，該氫氣流場(chǎng)分成四組氫氣流槽組，其中第一組氫氣流槽組3和第二組氫氣流槽組4均設(shè)有5根平行流道，第三氫氣流槽組5設(shè)有3根平行流道，第四氫氣流槽組6設(shè)有2根平行流道，第一氫氣流槽組3 —端連接氫氣進(jìn)口 1，另一端通過第一豎槽7連接第二組氫氣流槽組4 一端，第二組氫氣流槽組4另一端通過第二豎槽8連接第三組氫氣流槽組5 —端，第三組氫氣流槽組5另一端通過第三豎槽9連接第四組氫氣流槽組5 —端，第四組氫氣流槽組 5另一端連接氫氣出口 2。各組氫氣流槽組兩根相鄰流槽之間設(shè)有組間間隔10，該組間間隔10大于氫氣流槽組內(nèi)平行流道間的組內(nèi)間隔11。同平行貫通流槽相比，該實(shí)用新型給出的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板的氫氣流槽長(zhǎng)度增加，氣體阻力增加，電池堆中電池片排水均一性增加。當(dāng)電池運(yùn)行時(shí)，在電池進(jìn)口處的第一組氫氣流槽組3的氫氣流動(dòng)速度明顯增加，平常狀態(tài)下，該組流槽承擔(dān)了第二組氫氣流槽組4、第三組氫氣流槽組5、第四組氫氣流槽組6的氫氣消耗，因此氣體計(jì)量比系數(shù)大于1，氣體將電池產(chǎn)生的水帶走，因此水難于在該組流槽中積累，不會(huì)產(chǎn)生局部缺氫問題，隨著，氫氣從第一組氫氣流槽組3進(jìn)入第二組氫氣流槽組4，然后由第二組氫氣流槽組4進(jìn)入第三組氫氣流槽組5，流過該組的氫氣會(huì)因?yàn)槌袚?dān)的面積減小流動(dòng)速度會(huì)變小，流槽數(shù)量的減少會(huì)一定程度上增加單個(gè)槽中的氫氣的流動(dòng)速度，減少水的積累。第四組氫氣流槽組6中，因?yàn)殡姵厥遣捎瞄g歇排水，所以會(huì)存在氫氣計(jì)量比系數(shù)為1的過程，水容易在第四組氫氣流槽組6中積累，所以電池石墨板中，該處的流槽容易積累水，造成電池局部的確氫，這樣會(huì)造成在空氣流動(dòng)方向(見圖2中空氣流槽1 上存在一定的電壓差，因?yàn)樵撎幍牟叟c槽之間的距離很小，加上在該方向上石墨板的導(dǎo)電能力比較強(qiáng)(空氣流槽方向的石墨板更厚)，所以單片電池很難出現(xiàn)局部零壓甚至反壓的情況。電池的穩(wěn)定性明顯提高，有效避免了電池局部零壓或反壓給給燃料電池帶來永久性損壞。實(shí)施例2一種可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，包括氫氣進(jìn)口、氫氣出口，其特征在于，所述的氫氣進(jìn)口和氫氣出口之間設(shè)有平行流道同蛇形流道結(jié)合在一起的氫氣流場(chǎng)，該氫氣流場(chǎng)分成三組氫氣流槽組，第一組由10根平行流道組成，第二組由5根平行流道組成， 第三組由1根平行流道組成，各組氫氣流槽組之間在流槽一端由一根流道連通，整個(gè)導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板呈蛇形走向分布。同組氫氣流槽組的氣流方向相同，相鄰氫氣流槽組的氣流方向相反，各組氫氣流槽組之間設(shè)有組間間隔，該組間間隔大于或等于氫氣流槽組內(nèi)平行流道間的組內(nèi)間隔。實(shí)施例3一種可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，包括氫氣進(jìn)口、氫氣出口，所述的氫氣進(jìn)口和氫氣出口之間設(shè)有平行流道同蛇形流道結(jié)合在一起的氫氣流場(chǎng)，該氫氣流場(chǎng)分成 10組氫氣流槽組，每組氫氣流槽組由1-10根根平行流道組成，各組氫氣流槽組之間在流槽一端由一根流道連通，整個(gè)導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板呈蛇形走向分布。所述的氫氣進(jìn)口連接的一組氫氣流槽組的流道數(shù)量大于或等于氫氣出口連接的一組氫氣流槽組的流道數(shù)量；所述的多組氫氣流槽組中同組氫氣流槽組的氣流方向相同， 相鄰氫氣流槽組的氣流方向相反；所述的各組氫氣流槽組之間設(shè)有組間間隔，該組間間隔大于或等于氫氣流槽組內(nèi)平行流道間的組內(nèi)間隔。
權(quán)利要求1.一種可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，包括氫氣進(jìn)口、氫氣出口，其特征在于，所述的氫氣進(jìn)口和氫氣出口之間設(shè)有平行流道同蛇形流道結(jié)合在一起的氫氣流場(chǎng)，該氫氣流場(chǎng)分成多組氫氣流槽組，每組氫氣流槽組由數(shù)根平行流道組成，各組氫氣流槽組之間在流槽一端由一根流道連通，整個(gè)導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板呈蛇形走向分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，其特征在于，所述的氫氣流場(chǎng)分成3-10組氫氣流槽組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，其特征在于，所述的每組氫氣流槽組由1-10根平行流道組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，其特征在于，所述的氫氣進(jìn)口連接的一組氫氣流槽組的流道數(shù)量大于或等于氫氣出口連接的一組氫氣流槽組的流道數(shù)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，其特征在于，所述的多組氫氣流槽組中同組氫氣流槽組的氣流方向相同，相鄰氫氣流槽組的氣流方向相反。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，其特征在于，所述的各組氫氣流槽組之間設(shè)有組間間隔，該組間間隔大于或等于氫氣流槽組內(nèi)平行流道間的組內(nèi)間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，其特征在于，所述的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板為石墨板。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種可提高燃料電池穩(wěn)定性的導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板，包括氫氣進(jìn)口、氫氣出口，所述的氫氣進(jìn)口和氫氣出口之間設(shè)有平行流道同蛇形流道結(jié)合在一起的氫氣流場(chǎng)，該氫氣流場(chǎng)分成多組氫氣流槽組，每組氫氣流槽組由數(shù)根平行流道組成，各組氫氣流槽組之間在流槽一端由一根流道連通，整個(gè)導(dǎo)氫氣流場(chǎng)板呈蛇形走向分布。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有實(shí)用、工藝簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M8/02GK202004097SQ201120047990
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者田丙倫 申請(qǐng)人:上海攀業(yè)氫能源科技有限公司