【技术实现步骤摘要】
本申请涉及燃料电池，具体涉及一种金属双极板流道结构、金属双极板及燃料电池。
技术介绍
1、质子交换膜燃料电池(pemfc)(以下简称燃料电池)依靠电化学反应，将储存在燃料气(如氢气)中的化学能直接转变为电能。燃料电池发电过程具有常温启动快、能量转换效率高、尾气绿色无污染、安全等特点，可以广泛应用于固定电站、移动电站、航空(天)发电、水下设备发电、航海发电机、车载发电机、野外应急电源、便携电源等领域。在世界范围内，随着环保意识不断增强，各个国家都在大力推广环境友好能源的利用，从而推进燃料电池发电技术在近年也取得了突飞猛进的发展。
2、燃料电池工作时，其内部需要燃料气(如氢气)和氧化剂气体(如氧气)参与在燃料电池膜电极上进行的电化学反应。燃料气和氧化剂气体分别通过阳极侧流场和阴极侧流场进入对应的气体扩散层并最终到达阳极和阴极，共同参与燃料电池内的电化学反应并生产水。电化学反应产生的尾气及生成水通过膜电极的阴极及对应的扩散层排入阴极侧流场排出燃料电池。金属双极板是质子交换膜燃料电池中关键的组件之一，承担着多重重要作用。首先，作为导电支撑，它能够有效地传导电子，促使燃料和氧化剂之间的电化学反应发生。其次，通过设计适当的气体通道结构，金属双极板能够有效分配燃料和氧化剂，维持反应的均匀进行，提高电池效率。此外，它还在热管理方面发挥作用，调节燃料电池内部的温度，确保在适宜的工作温度范围内运行。同时，作为燃料电池堆内部的机械支撑，金属双极板有助于维持电池组件的稳定性和结构强度。最后，具备良好的抗腐蚀性能，可以延长燃料电池的使用寿命。
3、在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在以下技术问题：
4、现有的阳极金属双极板与阴极金属双极板在使用时两板之间的接触面积有限，导致燃料电池在反应时的电子传导效率低。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供了一种金属双极板流道结构、金属双极板及燃料电池，以提高阳极金属双极板与阴极金属双极板的接触面积，从而至少解决燃料电池在反应时的电子传导效率低的技术问题。
2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、第一方面，本申请实施例提供一种金属双极板流道结构，用于金属双极板，两块所述金属双极板之间贴合设置有膜电极，包括：
4、板体，设置有活性区以及气体分配区，其中所述气体分配区沿第一方向设置于所述活性区的两端；
5、气体流道，设置于所述活性区且与所述气体分配区连通，所述气体流道包括m条流道脊，m取整数，m≥1，m条所述流道脊均沿第二方向相互间隔设置，任一所述流道脊与其左右两侧的所述流道脊的间隔距离相等，相邻两个所述流道脊之间形成用于气体流通的凹槽，所述流道脊用于与所述膜电极进行贴合；
6、多个凸台，设置于所述流道脊上，在第三方向上，所述凸台的高度与所述流道脊的高度满足关系式：
7、h1＝h2
8、其中，h1为凸台的高度，h2为所述流道脊的高度。
9、可选地，m条所述流道脊的纵截面形状为梯形，且沿所述第三方向呈渐缩设置。
10、可选地，所述凸台的横截面为圆形、椭圆形或多边形的其中一种。
11、可选地，所述凸台的横截面为圆形，其中，所述凸台的横截面的半径与所述流道脊的宽度以及所述凹槽的宽度之间满足关系式：
12、l1/2<r<(l1+l2)/2
13、其中，r为所述凸台的横截面的半径，l1为所述流道脊的宽度，l2为所述凹槽的宽度。
14、可选地，m条所述流道脊沿所述第一方向上呈蛇形分布。
15、可选地，在所述第一方向上，所述凸台在所述流道脊上以1条所述流道脊为间隔实现间隔分布；和/或，
16、在所述第二方向上，所述凸台设置于同一条所述流道脊的相邻两个弯折位之间的中间位置。
17、可选地，所述流道结构包括但不限于是通过冲压、机加工、蚀刻、3d打印技术一体成型等工艺实现。
18、第二方面，本申请实施例还提供一种金属双极板流道结构，用于金属双极板，两块所述金属双极板之间贴合设置有膜电极，其特征在于，包括：
19、板体，设置有活性区以及气体分配区，其中所述气体分配区沿第一方向设置于所述活性区的两端；
20、气体流道，设置于所述活性区且与所述气体分配区连通，所述气体流道包括m条呈蛇形的流道脊，m取整数，m≥1，m条所述流道脊均沿第二方向相互间隔设置，任一所述流道脊与其左右两侧的所述流道脊的间隔距离相等，相邻两个所述流道脊之间形成用于气体流通的凹槽，所述流道脊用于与所述膜电极进行贴合；
21、多个凸台，分别沿第一方向以及第二方向设置于所述流道脊上，其中，沿所述第一方向设置的所述凸台以1条所述流道脊为间隔，沿所述第二方向的设置同一所述流道脊上的所述凸台以所述流道脊1011的一个弯折位为间隔，所述凸台的横截面为圆形，所述凸台的横截面的半径与所述流道脊的宽度以及所述凹槽的宽度之间满足关系式：l1/2<r<(l1+l2)/2，其中，r为凸台的横截面的半径，l1为所述流道脊的宽度，l2为所述凹槽的宽度，在第三方向上，所述凸台的高度与所述流道脊的高度满足关系式：
22、h1＝h2
23、其中，h1为凸台的高度，h2为所述流道脊的高度。
24、第三方面，本申请实施例还提供一种金属双极板，其包括如上述第一方面或第二方面实施例中的金属双极板流道结构，所述金属双极板还包括分别与所述气体分配区联通的第一进出端以及第二进出端，其中，所述第一进出端包括空气出口、冷却液出口以及氢气入口，所述第二进出端包括空气入口、冷却液入口以及氢气出口，所述金属双极板分为阳极金属双极板以及阴极金属双极板，其中，所述阳极金属双极板与所述阴极金属双极板设置有凸台的一侧用于与膜电极进行贴合。
25、第四方面，本申请实施例还提供一种燃料电池，其使用如上述第三方面实施例中提供的金属双极板。
26、本申请实施例提供的金属双极板流道结构、金属双极板及燃料电池至少具有以下有益效果：
27、本申请实施例提供的金属双极板流道结构通过在活性区的气体流道里设置多个凸台，其中凸台设置在气体流道的流道脊上，且凸台的高度与流道脊的高度相同，当采用该流道结构的阳极金属双极板以及阴极金属双极板与膜电极进行贴合组成电池组件时，两块金属双极板的流道脊与凸台均会与膜电极进行贴合接触，进而起到支撑、传导电子以及传递热量等作用，本实施例的流道结构相比于未设置凸台的流道结构能过够增加一部分金属双极板与膜电极的接触面积，这部分增加的面积即为设置的凸台除去与流道脊重合部分的面积，相应的，增加金属双极板与膜电极的接触面积能够带来以下三个好处：
28、1.电子传导效率提高：增加两块金属双极板板的接触面积能够减少金属双极板与膜电极之间的电阻，意味着更多的电子可以通过金属双极板进行传递，从而提高电子在金属双极板之间的传导效率本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种金属双极板流道结构，用于金属双极板，两块所述金属双极板之间贴合设置有膜电极(2)，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的金属双极板流道结构，其特征在于，M条所述流道脊(1011)的纵截面形状为梯形，且沿所述第三方向呈渐缩设置。
3.根据权利要求2所述的金属双极板流道结构，其特征在于，所述凸台(1012)的横截面为圆形、椭圆形或多边形的其中一种。
4.根据权利要求2所述的金属双极板流道结构，其特征在于，所述凸台(1012)的横截面为圆形，其中，所述凸台(1012)的横截面的半径与所述流道脊(1011)的宽度以及所述凹槽(1013)的宽度之间满足关系式：
5.根据权利要求1-4中任一项所述的金属双极板流道结构，其特征在于，M条所述流道脊(1011)沿所述第一方向上呈蛇形分布。
6.根据权利要求5所述的金属双极板流道结构，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的金属双极板流道结构，其特征在于，所述流道结构包括但不限于是通过冲压、机加工、蚀刻、3D打印技术一体成型等工艺实现。
8.一种金属双极
9.一种金属双极板，包括如权利要求1-8中任一项所述的金属双极板流道结构，其特征在于，所述金属双极板还包括分别与所述气体分配区(200)连通的第一进出端(300)以及第二进出端(400)，所述第一进出端(300)包括空气出口(301)、冷却液出口(302)以及氢气入口(303)，所述第二进出端(400)包括空气入口(401)、冷却液入口(402)以及氢气出口(403)，所述金属双极板分为阳极金属双极板(500)以及阴极金属双极板(600)，其中，所述阳极金属双极板(500)与所述阴极金属双极板(600)设置有凸台(1012)的一侧用于与膜电极(2)进行贴合。
10.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括权利要求9所述的金属双极板。
...【技术特征摘要】
1.一种金属双极板流道结构，用于金属双极板，两块所述金属双极板之间贴合设置有膜电极(2)，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的金属双极板流道结构，其特征在于，m条所述流道脊(1011)的纵截面形状为梯形，且沿所述第三方向呈渐缩设置。
3.根据权利要求2所述的金属双极板流道结构，其特征在于，所述凸台(1012)的横截面为圆形、椭圆形或多边形的其中一种。
4.根据权利要求2所述的金属双极板流道结构，其特征在于，所述凸台(1012)的横截面为圆形，其中，所述凸台(1012)的横截面的半径与所述流道脊(1011)的宽度以及所述凹槽(1013)的宽度之间满足关系式：
5.根据权利要求1-4中任一项所述的金属双极板流道结构，其特征在于，m条所述流道脊(1011)沿所述第一方向上呈蛇形分布。
6.根据权利要求5所述的金属双极板流道结构，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的金属双极板流道结构，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：李谋成，熊健，郭郁，
申请(专利权)人：广东思达氢能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。