一种蜿蜒型流道燃料电池双极板

摘要

本发明公开了一种蜿蜒型流道燃料电池双极板，包括金属阳极板、金属阴极板和质子交换膜组件；金属阳极板和金属阴极板分别贴合在质子交换膜组件两侧；金属阳极板外表面设置有阳极流道；金属阴极板外表面设置有阴极流道；阳极流道和阴极流道位置关系满足阳极流道投影平移可得阴极流道投影；阳极流道与阴极流道平移后位置关系还满足阳极流道波峰波谷两侧流道与阳极板波峰波谷两侧流道重叠面积最大。本发明对阳极板和阴极板蜿蜒流道相对应位置进行了优化，通过提高阴阳极流道燃料气体的重叠面面积，从而提高膜电极活性面积的利用率，使电化学反应更充分，提高了燃料电池的电池性能的同时增加了双极板装配过程中的极板面的接触面积。

说明书

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种蜿蜒型流道燃料电池双极板。

背景技术

随着氢能技术的快速发展，燃料电池作为一种以氢气为燃料的绿色环保型发动机受到越来越多的关注。燃料电池作为一种电化学反应发电的设备，双极板的流场设计影响燃料气体在流场内的分布，从而影响燃料电池的电化学性能和发电能力；金属双极板作为一种常见的金属板材料，有着重量轻导电性好的特性，其加工工艺和冷却流道的设计是金属双极板的设计核心之一。

目前，部分金属双极板的流道设计采用阴阳极蜿蜒流道的设计，通过阴极板与阳极板蜿蜒流道的交错，形成水侧流道通道，达到一板两用的效果；双极板装配示意图如图1所示，流道示意图如图2所示，阳极流道和阴极流道位置关系如图3所示，阴阳极蜿蜒流道对应位置采取波峰对应波谷的设置，该种设计缺点在于阴阳极流道气体共用膜电极面积较小，影响质子交换膜活性面积的利用率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种蜿蜒型流道燃料电池双极板。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种蜿蜒型流道燃料电池双极板，所述双极板包括金属阳极板、金属阴极板和质子交换膜组件；

所述金属阳极板和金属阴极板分别贴合在质子交换膜组件两侧；

所述金属阳极板外表面设置有阳极流道；

所述金属阴极板外表面设置有阴极流道；

所述阳极流道和阴极流道位置关系满足阳极流道投影平移可得阴极流道投影。

优选地，所述质子交换膜组件为碳纸。

优选地，所述阳极流道和阴极流道为蜿蜒流道，蜿蜒路径为波纹状。

优选地，所述阳极流道与阴极流道平移后位置关系还满足阳极流道波峰波谷两侧流道与阳极板波峰波谷两侧流道重叠面积最大。

本发明具有以下有益效果：

采用本发明的一种蜿蜒型流道燃料电池双极板后，对阳极板和阴极板蜿蜒流道相对应位置进行了优化，通过提高阴阳极流道燃料气体的重叠面面积，从而提高膜电极活性面积的利用率，使电化学反应更充分，提高了燃料电池的电池性能的同时增加了双极板装配过程中的极板面的接触面积，从而提高了膜电极的结构强度。

附图说明

图 1为现有燃料电池蜿蜒流道双极板立体示意图。

图 2为现有燃料电池双极板图1中双极板局部放大图。

图3为现有燃料电池双极板蜿蜒流道阳极板和阴极板相对位置关系示意图。

图4为本发明一种蜿蜒型流道燃料电池双极板立体示意图及A局部放大图。

图5为本发明一种蜿蜒型流道燃料电池双极板阳极板和阴极板相对位置关系示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

参见图4图5，一种蜿蜒型流道燃料电池双极板，所述双极板包括金属阳极板、金属阴极板和质子交换膜组件；

所述金属阳极板和金属阴极板分别贴合在质子交换膜组件两侧；

所述金属阳极板外表面设置有阳极流道；

所述金属阴极板外表面设置有阴极流道；

所述阳极流道和阴极流道位置关系满足阳极流道投影平移可得阴极流道投影。

具体实施时，所述质子交换膜组件为碳纸。

具体实施时，所述阳极流道和阴极流道为蜿蜒流道，蜿蜒路径为波纹状。

具体实施时，所述阳极流道与阴极流道平移后位置关系还满足阳极流道波峰波谷两侧流道与阳极板波峰波谷两侧流道重叠面积最大。

本发明的一种蜿蜒型流道燃料电池双极板，对阳极板和阴极板蜿蜒流道相对应位置进行了优化，通过提高阴阳极流道燃料气体的重叠面面积，从而提高膜电极活性面积的利用率，使电化学反应更充分，提高了燃料电池的电池性能的同时增加了双极板装配过程中的极板面的接触面积，从而提高了膜电极的结构强度。

虽然上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。