[发明专利]一种变截面燃料电池流场板

说明书

本发明公开了一种变截面燃料电池流场板，包括进气口、导流脊、导流通道、入口反应流道脊、中部反应流道脊、出口反应流道脊、安装孔、流场板、密封沟槽、反应流道、出口流道和出气口；流场板的上方设置有进气口，流场板的右下方设置有出气口，进气口下方设置有导流脊起到引流作用，中部反应流道脊形状设置为梯形，使参与反应的流体在流场中更加分布更加均匀，有利于电化学反应的发生，进口反应流道脊与出口反应流道脊均设置为圆弧形，可降低“水淹”现象的发生。本发明结构简单，便于加工，有利于在市场上应用。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种变截面燃料电池流场板。

背景技术

燃料电池是一种将燃料中的化学能直接转换成电能的发电装置。高温运行的的固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)不需要贵重金属作为催化剂，使用固态电解质，不易产生渗透和流失，具有无污染、环境友好、燃料选择范围广和余热利用价值大的特点，可以实现热电联用等优势。在燃料电池各部分组件中，流场板的设计是相当重要的一部分，它的主要作用是引导燃料和氧化剂在流道内的流动，同时将燃料、氧化剂均匀分配，确保电极各处都能获得充足的反应剂提供。同时导出化学以及电化学反应多余的热量，确保燃料电池具有良好的发电性能和使用寿命。因此，流场板合理的结构对决定燃料电池发电性能影响至关重要。

目前，流场设计的类型很多，常见的主要有直通道流场、蛇形流场、交指形流场等形式，其中直通道流场由于其结构简单，加工容易，流道长度较短，适用于做较大活性面积的低压电池流场。但是反应气体在流道中存在的时间短，气体利用率低，同时反应产生的多余的水分不能及时排除，易造成“水淹”现象。

针对现有技术的不足，提出一种变截面燃料电池流场板。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种变截面燃料电池流场板，解决在电池内部燃料气体和氧化剂分布不均匀以及气体停留时间短对电池发电性能的影响，同时在一定程度上缓解流道内出现“水淹”现象。

本发明所采用的技术方案是：一种变截面燃料电池流场板，其特征在于：包括进气口、导流脊、导流通道、入口反应流道脊、中部反应流道脊、出口反应流道脊、流场板、反应流道、出口流道和出气口；

所述导流脊若干，呈扇形设置在所述流场板上，导流脊之间形成若干导流通道；

所述入口反应流道脊、中部反应流道脊、出口反应流道脊顺序组合成反应流道脊；所述反应流道脊若干，平行设置在所述流场板上，反应流道脊之间形成若干反应流道；

所述流场板上方设置有进气口，向下依次为导流通道、反应流道、出口流道，右下方设置有出气口。

与现有技术相比，本发明结构合理，气体在电池内的流程短，压降较小，气体在进气口通过导流脊的作用进行预先分离，然后进入到各个进料流道，同时由于变截面流道，气体沿流道的速度和浓度发生变化，从而有利于电化学反应的发生，使反应气体的可用性得到提高，另外，也便于排除扩散层的氮气和生成的水。本发明的入口反应流道脊与出口反应流道脊以及流道脊设置为圆弧形，可以防止出现水在尖角处累积，出现“水淹”现象。此外，本发明流场版设计结构简单，加工制造较易，有利于在商业中的应用。

附图说明

图1为本发明实施例的平面结构示意图；

图2为本发明实施例的流体流向示意图；

图3为本发明实施例在反应流道脊处的剖视图；

其中：进气口(1)、导流脊(2)、导流通道(3)、入口反应流道脊(4)、反应流道脊(5)、出口反应流道脊(6)、安装孔(7)、流场板(8)、密封沟槽(9)、反应流道(10)、出口流道(11)、出气口(12)。

具体实施方式