[实用新型]一种甲醇燃料电池及其使用的双面十字交错多孔流场板

说明书

本实用新型公开了甲醇燃料电池及其使用的双面十字交错多孔流场板，所述双面十字交错多孔流场板上设置有若干的孔，所述双面十字交错多孔流场板正面有若干平行的凹槽，反面有若干与正面凹槽垂直的凹槽，所述双面十字交错多孔流场板用过硫酸铵溶液浸泡。所述双面十字交错多孔流场板的制备方法，包括步骤：(1)基板的清洗；(2)基板的一次犁切成形；(3)翻转基板的二次犁切成形；(4)双面十字交错多孔流场板的亲水性处理。本实用新型的双面十字交错多孔流场板的两面栅状沟槽及相应的孔洞结构有利于阳极侧CO₂的生成和排除，可有效解决CO₂聚集阻塞甲醇供给的问题，防止出现亲水表层脱落的现象，促进电池综合性能提升。

技术领域

本实用新型涉及被动式直接甲醇燃料电池技术领域，特别涉及一种甲醇燃料电池及其使用的双面十字交错多孔流场板。

背景技术

人类及社会的发展离不开能源，目前基于化石燃料的能源利用方式不仅转化效率低(热机一般为30％～40％)，浪费资源，还会不可避免的产生大量有害气体，严重污染环境。而且随着一些高速发展的新兴领域(如民用无人机、代步平衡车等)、日新月异的热点产业(如移动通讯、移动办公等消费电子产品)甚至要求极高的军事领域(如侦测传感器、无线电装置不间断电源等)，传统的化学电池，如锂离子电池、镉镍电池已经在结构、环境保护、连续使用寿命等方面越来越不能满足要求。特别是现有产品在电源的能量(容量)和续航能力方面遭遇前所未有的瓶颈。在这样的大背景下，燃料电池技术再次成为国内外的研究热点。直接甲醇燃料电池(简称DMFC)因为原料丰富，工作温度低，理论比能量高，快速加燃料，燃料便于储存，环境友好和使用安全等特点有着良好的应用前景。

然而，在被动式直接甲醇燃料电池中，一直存在由甲醇穿透引起的阳极侧“中毒”、由水穿透引起的阴极“水淹”以及蒸汽式电池中的“阳极缺水”等基础科学问题(李苗苗.μDMFC阳极流场气液输运及流场结构微细加工研究[D].大连理工大学,2012.)。其中不同结构的流场板能改善以上的问题，进而提升电池的输出性能。但是，现有的一些流场板如栅状流场板由于开孔面积过大，不利于CO₂气泡长大和排出(王奥宇.直接甲醇燃料电池异形流场对产物管理的可视化研究[D].华南理工大学,2018.)；孔状流场板不能对阳极CO₂气泡进行有效的疏导，阻碍了催化反应的高效进行(周波.超疏水多孔流场板的制造及在被动式直接甲醇燃料电池中的作用机理[D].华南理工大学,2016.)。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺点和不足，本实用新型公开了用于甲醇燃料电池的双面十字交错多孔流场板及制备方法，基体经过两次交错角为90°的双面(正反面)犁切工艺成形制得，随后结合过硫酸铵溶液处理，增加亲水性，有利于产物水的吸收。而且该方法制作过程简单、高效、成本低廉、有利于其在被动式液态和气态直接甲醇燃料电池中的应用。

一种双面十字交错多孔流场板，所述双面十字交错多孔流场板上设置有若干的孔，所述双面十字交错多孔流场板正面有若干平行的凹槽，反面有若干与正面凹槽垂直的凹槽，所述双面十字交错多孔流场板用过硫酸铵溶液浸泡。

进一步地，所述双面十字交错多孔流场板的孔隙率为30％～50％。

进一步地，所述双面十字交错多孔流场板的厚度为1～3mm。

进一步地，所述双面十字交错多孔流场板的材料为铜板、石墨板、铝板或者不锈钢板。

进一步地，所述双面十字交错多孔流场板经过两次交错角为90°的双面犁切工艺成形制得。

所述双面十字交错多孔流场板的制备方法，包括如下步骤：

(1)基板的清洗：将基板置于丙酮中，超声浸泡2～5min，之后使用去离子水清洗干净，使用鼓风干燥箱烘干；