一种燃料电池流场板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种燃料电池流场板，包括流场板本体、设在该流场板本体上的流道（３）、与该流道（３）连通的气体进口（１）和气体出口（２），所述的气体进口（１）设在流场板的上端和下端，气体出口（２）设在流场板的中心位置，各气体进口（１）和气体出口（２）通过至少一条流道（３）连通。采用该流场板制得的燃料电池性能稳定而且寿命较长。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种燃料电池流场板。
技术介绍
燃料电池是一个能将化学能直接转换成电能的发电装置。燃料电池尤其是质子交换膜燃料电池除了在发电时无污染、噪音低外，还具有无腐蚀，启动快，制备容易，功率密度达，发电效率高，使用寿命长等许多优点，因此，在交通工具、发电设备、军事、航天等领域内均有着广阔的应用前景。质子交换膜燃料电池由多个单电池组成，单电池是由两块气体流场板和一片膜电极组成，膜电极被夹在两块气体流场板的中间。膜电极两边可用导电物体将发生电化学反应过程中生成的电子，通过外电路引出，构成电流回路。在采用氢气为燃料，含有氧气的空气为氧化剂的质子交换膜燃料电池中，燃料氢气在阳极区的催化电化学反应就产生了氢正离子(或叫质子)。质子交换膜帮助氢正离子从阳极区迁移到阴极区。除此之外，质子交换膜将含氢气燃料的气流与含氧的气流分隔开来，使他们不会相互混合而产生爆炸式反应。在阴极区，氧气在催化剂表面上得到电子，形成负离子，并与阳极区迁移过来的正离子反应，生成反应产物水。在采用氢气、空气的质子交换膜燃料电池中，阳极反应与阴极反应可以用以下方程式表达阳极反应阴极反应在典型的质子交换膜燃料电池中，膜电极一般放在两块导电的流场板中间，每块流场板与膜电极接触的表面通过压铸、冲压或机械铣刻，形成至少一条以上的流道。这些流场板可以是金属材料也可以是石墨材料。流场板既作为电流集流板，也作为膜电极两边的机械支撑，流道又可作为燃料与氧化剂进入阳极、阴极表面的通道，并作为带走燃料电池运行过程中生成的水的通道。为了使质子交换膜燃料电池处于高性能的工作状态，必须始终保持膜电极各点性能一致。由于气体分布的不一致性和膜电极各点散热条件的不一致性导致膜电极各点实际性能有较大差异，严重时会导致膜电极中部会出现局部过热，甚至烧穿质子交换膜，使燃料电池组失效。为了保持膜电极各点性能的一致性，主要有两种途径1、细化流道使流道宽度变细，增加流道数目，使气体分布尽量均匀；2、流场设计采用蛇型流场，使气体分布尽量均匀；但是，上述两种技术都有一个关键难点无法解决，即气体进口和气体出口分别位于流场板的两端，在气体进口端沿流道到达出口端的过程中，反应物的浓度是逐步降低的，靠近出口端的反应总是最不充分的，而且由于出口处靠近流场板边缘，散热条件好，所以出口端的温度最低，同时由于反应生成的水一直沿流道输送，到达出口端时很容易由气态变为液态，从而堵塞出口，严重影响电池性能。
技术实现思路
本技术供一种燃料电池流场板，用该流场板制得的燃料电池性能稳定而且寿命较长。本技术可以通过以下技术方案来实现一种燃料电池流场板，包括流场板本体、设在该流场板本体上的流道、与该流道连通的气体进口和气体出口，所述流场板的两端均设有气体进口，流场板的中部设有气体出口，各气体进口通过至少一条流道与气体出口相连通。在本技术中，所述两气体进口可以位于流场板两端的同侧，也可以位于流场板两端的对侧；气体出口位于流场板的中心部位。本技术由于采用了以上技术方案，使燃料氢气或氧化剂(氧气、空气)的浓度在从流场板外侧到中心位置的方向上越来越低，在外侧浓度最高，在中心位置的浓度最低，实际上使膜电极上越靠近中心位置反应热越少，降低了膜电极各点的散热要求，从而使燃料电池的性能保持在较佳状态，延长了电池的使用寿命。以下结合附图及具体实施方式，对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术的结构示意图具体实施方式参照图1，燃料电池流场板由流场板本体、气体进口1、气体出口2和设在该流场板本体上的流道3组成。流场板左上端和流场板右下端各设有一气体进口1，流场板的对称中心上设有一气体出口2，每个气体进口1至少通过一条流道3与气体出口2相连通。两气体进口1出可设在流场板上、下两端的左侧，也可同时设在右侧，并不限于图1中所示的位置。气体出口2也可位于流场板中部左侧或右侧，但是在中心位置的效果最好，能满足膜电极各点的散热要求，从而使燃料电池的性能保持在较佳状态。权利要求1.一种燃料电池流场板，包括流场板本体、设在该流场板本体上的流道(3)、与该流道(3)连通的气体进口(1)和气体出口(2)，其特征在于所述流场板的两端均设有气体进口(1)，流场板的中部设有气体出口(2)，各气体进口(1)通过至少一条流道(3)与气体出口(2)相连通。2.根据权利要求1所述的燃料电池流场板，其特征在于所述两气体进口(1)位于流场板两端的同侧或对侧。3.根据权利要求1或者2所述的燃料电池流场板，其特征在于气体出口(2)位于流场板的中心部位。专利摘要本技术公开了一种燃料电池流场板，包括流场板本体、设在该流场板本体上的流道(3)、与该流道(3)连通的气体进口(1)和气体出口(2)，所述的气体进口(1)设在流场板的上端和下端，气体出口(2)设在流场板的中心位置，各气体进口(1)和气体出口(2)通过至少一条流道(3)连通。采用该流场板制得的燃料电池性能稳定而且寿命较长。文档编号H01M4/86GK2904316SQ200620070710公开日2007年5月23日 申请日期2006年3月28日 优先权日2006年3月28日专利技术者岳江宁, 李相哲, 陈雪凤 申请人:春兰(集团)公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池流场板，包括流场板本体、设在该流场板本体上的流道（３）、与该流道（３）连通的气体进口（１）和气体出口（２），其特征在于所述流场板的两端均设有气体进口（１），流场板的中部设有气体出口（２），各气体进口（１）通过至少一条流道（３）与气体出口（２）相连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：岳江宁，李相哲，陈雪凤，
申请(专利权)人：春兰集团公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]