[发明专利]用于燃料电池的流体流动板

说明书

本发明的名称是用于燃料电池的流体流动板。其中公开了一种引导流体流动至包括流体流动板的电化学电池内的方法，所述方法包括：传送第一流体至所述流体流动板的第一流体连通边缘，通过第一流体分布槽道，通过第一流体输送点的阵列，并且进入多个第一流体流动通道；传送第二流体至所述流体流动板的第二流体连通边缘，通过第二流体分布槽道，通过第二流体输送点的阵列，并且进入多个第二流体流动通道；其中用于所述电化学电池的流体流动板包括：多个第一流体流动通道、多个第二流体流动通道、第一流体输送点的阵列、第二流体输送点的阵列、第一流体分布槽道、第二流体分布槽道。

本申请是申请日为2013年12月18日、申请号为201380073728.0(PCT/GB2013/053343)、题为“用于燃料电池的流体流动板”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于电化学燃料电池组件的流体流动板，并且详细而言，涉及允许多个流体流动通道供阳极流体、阴极流体和冷却剂流体中的两个或更多个通过的双极板或单极板的配置。

背景技术

电化学燃料电池中双极板(与单极板相反)的使用允许燃料电池厚度减小且因此允许总尺寸减小，这归因于一个电池的阳极板与相邻电池的阴极板之间的共享电连接的使用。常规的双极板可以(例如)由单个金属薄片形成，其中在相反面部上具有机器加工的或压制的特征部，以便允许燃料和氧化剂通过。

在所谓的“开顶阴极”燃料电池组件中，阴极流体流动通道允许空气自由穿过燃料电池组件，所述空气作用在于将氧化剂提供给单独电池并提供冷却。此类布置的问题在于，燃料电池组件需要大量强制空气来实现这两个作用，因此阴极通道需要是较大的，以便容纳充分的空气流动。减小此类组件的尺寸可能较为困难，因为通过此类方式进行冷却的效率可能会由于使阴极通道变小而受到损害。

所谓的“闭合阴极”燃料电池组件的使用会通过替代地使用提供在双极板内的专用冷却剂通道来解决强制空气冷却的问题，而阴极通道作用主要在于提供氧化剂。此类冷却通道可以通过如下方式提供将一对预加工的板配套在一起，以便提供在所述板之间穿行的通道。这个布置允许冷却剂流体(通常是水)在使用时穿过双极板，这与开顶阴极组件中的强制空气冷却相比而言大大地提高了冷却效率。

然而，此类闭合阴极组件的问题在于，由于需要额外的冷却剂通道，因此每个单独电池的复杂性会增加。这可能导致每个电池的总尺寸增加而不是减小。这也会导致制造每个电池的成本增加。

燃料电池组件中要解决的其它问题包括：确保均匀流场用于燃料、氧化剂和冷却剂线路中的流体分配；最小化入口歧管上的压降；最小化确保气密操作所需的密封压力；使双极板的构造与机械化组装过程相容，这是由于考虑到制造燃料电池组件时需要精密地组装大量单元；减小组成堆栈的燃料电池的节距，同时将操作维持在期望参数内；减少部件数量；减小总重量；减少材料使用和浪费；简化设计、制造和组装；以及，大体上减少燃料电池组件的总成本。

发明内容

本发明的目标是解决一个或多个上面提到的问题。

根据一个方面，本发明提供一种用于电化学组件的流体流动板，所述流体流动板包括：

多个第一流体流动通道，其延伸穿过所述流动板的活动区域以便界定所述流体流动板的第一流体流场；

多个第二流体流动通道，其延伸穿过所述流动板的活动区域以便界定所述流体流动板的第二流体流场；

第一流体输送点的阵列，其沿着所述第一流体流场的边缘安置，以用于连通流体进入或离开所述第一流体流动通道；

第二流体输送点的阵列，其沿着所述第二流体流场的边缘安置，以用于连通流体进入或离开所述第二流体流动通道；

第一流体槽道，其具有由第一流体输送点的所述阵列限定的第一周边边缘部分，并且具有形成所述流体流动板的第一流体连通边缘的第二周边边缘部分，