[发明专利]一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构

说明书

一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构，属于燃料电池技术领域。石墨双极板上设置进出气口、流场过渡区、工作流场，流场过渡区内设置分层式引导气体的气体导流条。上述一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构，采用在流场过渡区实行多层导流条配合支撑点辅助导流，使进工作流场的工作气体更均匀，从而提高燃料电池的性能；同时极大地提高了燃料电池的热控制能力，为燃料电池的安全性提供了保障。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构。

背景技术

目前蓄电池行业如锂电池、铅酸、镍氢、镍镉电池等均因存在较大如环保、安全等方面的隐患，在科技发展的今天已经难以满足绿色能源的要求，开发新型替代产品已经刻不容缓了。燃料电池作为一种在等温条件下，不经过燃烧直接以电化学反应方式将燃料和氧气中的化学能转化为电能的发电装置。被认为是解决能源环境危机的终极方案。

质子膜燃料电池以其优异的低温、环保等性质，成为汽车动力源和储能电站的理想取代方案。石墨双极板以其优异的耐腐蚀性和良好的导电性能成为当前质子膜燃料电池双极板的优选方案之一，而双极板流场气体分配的均匀性成为制约燃料电池性能的关键因素之一。

现在市场上的质子膜燃料电池石墨双极板流场过渡区主要点阵、加导流条、无过渡区等，而对于流道数量较多，进出气孔宽度小于平行流道宽度时，增加导流条提高气体分布均匀性是常用的解决方法，当前导流条均为单层结构，任一导流条的稍微的改动均能影响整体气体分布。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构的技术方案，其采用分层引导气体方式，利用多层气体导流条，显著降低了单独导流条的变化对整体流场气体分布均匀性的影响，减化了设计难度，同时减少气压波动对气体分配均匀性的影响；另外，导流条之间的膜电极支撑点顺着气体流向布置，既减少其对气体的阻力，又可使气体在点与点之间自由流动，同时对膜电极起支撑固定作用，防止膜电极因气压或流速变化造成破坏。

所述的一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构，包括石墨双极板，其特征在于石墨双极板上设置进出气口、流场过渡区、工作流场，流场过渡区内设置分级式引导气体的气体导流条。

所述的一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构，其特征在于流场过渡区上还设置若干膜电极支撑点。

所述的一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构，其特征在于气体导流条的宽度为0.3-2mm，优选0.5-1.5mm，更优选0.8-1mm。

所述的一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构，其特征在于气体导流条为凸筋结构。

所述的一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构，其特征在于所述的气体导流条为多层分级导流条，包括第一层气体导流条、第二层气体导流条、第三层气体导流条……第N层气体导流条，每一层气体导流条将上一层气体导流条分隔形成的块划分成若干个子块，同一层气体导流条的数量、位置、长度、间距等单独设置。

所述的一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构，其特征在于所述的流场过渡区包括石墨双极板前端的进流场过渡区和后端的出流场过渡区。

所述的一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构，其特征在于气体导流条和膜电极支撑点均设置拔模斜度，气体导流条横截面为梯形结构，顶部宽为0.3mm-2mm，优选0.5-1.2mm，更优选0.8-1mm，夹角10-40°，优选20-30°；膜电极支撑点为梯形截面的圆台结构，其圆台顶部直径为φ0.3mm-φ2mm，优选φ0.5mm-φ1.2mm，更优选φ0.8mm-φ1mm，锥度10°-40°，优选20°-30°。

所述的一种石墨双极板流场过渡区气体分配结构，其特征在于气体导流条与膜电极支撑点及膜电极支撑点之间的间距≤3mm，优选1.8-2.5mm。