[发明专利]燃料电池部件上用于芯吸的剪切边缘

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池，更确切地说，涉及具有促进将水从燃料电池中去除的特征的燃料电池部件。

背景技术

燃料电池发电系统把燃料和氧化剂转化为电。一种燃料电池发电系统采用质子交换膜（以下简称“PEM”）来催化促进燃料（例如氢气）与氧化剂（例如空气或氧气）的反应以产生电。水是这一电化学反应的副产品。通常，燃料电池部件（例如板）包括孔口，允许反应物和水流入通路区域，经过密封，并流进排放岐管中。燃料电池部件（例如强化垫片）也具有边界，反应物和水在通向排放岐管的途中经过该边界。然而，这些孔口和边界都有直边（将近90°)，表面张力会牵制水滴，从而阻止水被快速去除。为保证燃料电池的最佳性能，必须对燃料电池中积聚的水进行管理。

目前已有很多种将水从燃料电池的通路区域中去除的策略。其中一种策略已在Owejan等人的公开号为2008/0171253的受让人的共同待决美国专利申请中公开，该申请的全部内容通过引用结合在此。Owejan等人描述了一种用于燃料电池的双极板，该双极板具有带倒角部的周边的排放口，与燃料电池的活性表面连通，从而形成排水通道。

另一种策略在Tighe等人的公开号为2008/0118809的受让人的共同待决美国专利申请中得以描述，该申请的全部内容通过引用结合在此。Tighe等人描述了这样一种燃料电池堆，其具有内部地设置在燃料电池堆出口岐管中以促进液态水从燃料电池板出口传送的多孔材料。

还有一种策略在Owejan等人的序列号为12/244992的受让人的共同待决美国专利申请中得以描述，该申请的全部内容通过引用结合在此。序列号为12/244992的美国专利申请描述了一种导管，该导管具有在双极板的第一板和第二板之间形成的连续缝，从而促进水传送到具有双极板的燃料电池的出口。

如果Komura等人的美国专利6936369中所述，还已知使用多孔的吸水管道来将水排放到燃料电池堆外侧。这里通过引用结合Komura等人的该专利的全部内容。

对高性能价格比的燃料电池部件（例如对燃料电池板）的需求持续增加，这种部件促进水传送通过燃料电池。理想的情况是，促进水传送的燃料电池部件的特征是便宜的、最小化了所需部件的数量且易于制造。

发明内容

根据本公开，令人惊奇地发现了一种燃料电池部件，例如燃料电池板，其促进水传送通过燃料电池，价格低廉，最小化了所需部件的数量且易于制造。

在第一实施例中，燃料电池部件包括沿一平面设置的主体，该主体具有反应物和水经过的边界。该边界具有不连续的边缘，适于阻碍水在该边缘上滞留。

在另一实施例中，所述燃料电池部件是用于燃料电池的双极板。该双极板包括第一单级板和第二单级板。第一单级板和第二单级板中的至少一个具有其中形成有流场的活性表面。第一单级板和第二单级板中的至少一个具有孔口。双极板还包括出口端，该出口端位于第一单级板和第二单级板的一端。出口端包括贯穿其形成的排放口。孔口构造成引导水和反应物流向出口端。孔口具有不连续的边缘，适于阻碍水在该边缘上滞留。

在另一个实施例中，燃料电池部件是用于燃料电池的强化垫片。该强化垫片包括聚合层，该聚合层具有边缘不连续的边界。聚合层连接至质子交换膜并构造成在双极板的附近。聚合层的边界设置成超出双极板的出口端。

因此，本发明提供下述技术方案。

技术方案1：一种燃料电池部件，包括：

沿一平面布置的主体，其具有反应物和水流动经过的边界，其中所述边界包括形成于其上以防止水在所述边界滞留的不连续边缘。

技术方案2：根据技术方案1所述的燃料电池部件，其中所述不连续边缘包括多个峰部和谷部，所述谷部从所述主体的上表面延伸至所述主体的下表面。

技术方案3：根据技术方案2 所述的燃料电池部件，其中所述不连续边缘是锯齿形的。

技术方案4：根据技术方案1所述的燃料电池部件，其中所述不连续边缘包括邻近所述边缘形成于所述主体中的一对剪切部，该对剪切部在其间在所述主体中形成突出件。

技术方案5：根据技术方案4所述的燃料电池部件，其中所述突出件从所述边界向后切割。

技术方案6：根据技术方案4所述的燃料电池部件，其中，在其中一个所述剪切部和所述突出件之间形成至少一个缝隙。

技术方案7：根据技术方案6所述的燃料电池部件，其中所述突出件弯曲离开所述主体的所述平面。

技术方案8：根据技术方案6所述的燃料电池部件，其中所述突出件扭转离开所述主体的所述平面。