[发明专利]利于流体分配的质子交换膜燃料电池金属双极板

说明书

本申请涉及燃料电池的技术领域，尤其是涉及利于流体分配的质子交换膜燃料电池金属双极板，其包括基板、阴极板、阳极板及质子交换膜，所述基板相互背离的两侧分别开设有多条阳极槽和阴极槽，阳极槽与阴极槽的走向一致，相邻的阳极槽、阴极槽间隔分布，阳极板固定嵌设于阴极槽内，阴极板固定嵌设于阴极槽内，基板还开设有与阳极槽走向一致的质子交换孔，质子交换膜固定嵌设于质子交换孔内，本申请具有优化金属双极板的流场，减少局部缺气的风险，使燃料电池堆栈保持正常运行的效果。

技术领域

本申请涉及燃料电池的技术领域，尤其是涉及利于流体分配的质子交换膜燃料电池金属双极板。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高； 另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

燃料电池的主要构成组件为：电极、电解质隔膜与集电器。集电器又称作双极板，具有收集电流、分隔氧化剂与还原剂、疏导反应气体等功用，集电器的性能主要取决于其材料特性、流场设计及其加工技术。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：金属双极板的流场往往存在设计缺陷，导致局部缺气，局部缺气将会导致电化学反应不均匀，出现局部过热甚至烧穿质子交换膜导致燃料电池堆栈损坏。

发明内容

为了优化金属双极板的流场，减少局部缺气的风险，使燃料电池堆栈保持正常运行，本申请提供利于流体分配的质子交换膜燃料电池金属双极板。

本申请提供的利于流体分配的质子交换膜燃料电池金属双极板采用如下的技术方案：一种利于流体分配的质子交换膜燃料电池金属双极板，包括基板、阴极板、阳极板及质子交换膜，所述基板相互背离的两侧分别开设有多条阳极槽和阴极槽，阳极槽与阴极槽的走向一致，相邻的阳极槽、阴极槽间隔分布，阳极板固定嵌设于阴极槽内，阴极板固定嵌设于阴极槽内，基板还开设有与阳极槽走向一致的质子交换孔，质子交换膜固定嵌设于质子交换孔内。

通过采用上述技术方案，氢分子在阴极板附近发生电化学反应失去电子成为氢离子，电子流经阴极板产生电能；氢离子穿过质子交换膜与阳极板附近的氧气发生电化学反应生成水。与传统的由阳极板、质子交换膜及阴极板构成的金属双极板构造相比，本申请独特的双极板结构能够优化金属双极板的流场，减少金属双极板局部缺气的风险，使燃料电池堆栈保持正常运行。

可选的，所述阳极槽、阴极槽往复弯折延伸，阳极板、阴极板往复弯折延伸。

通过采用上述技术方案，使阳极板、阴极板往复弯折延伸，能够增加阳极板、阴极板供给燃料气体的流量，增加双极板的有效工作面积，提高燃料电池的发电效率。

可选的，自所述基板的一侧向另一侧，阳极槽与阴极槽相互交错分布。

通过采用上述技术方案，自基板的一侧向另一侧，使阳极槽与阴极槽相互交错分布，能够改善金属双极板的流场分布，优化金属双极板的结构，增加质子交换膜的体积，提高燃料电池的发电效率。

可选的，所述质子交换孔内固设有加强板。

通过采用上述技术方案，加强板能够加强基板的结构强度，使金属双极板的结构性能更加稳固，整体性更佳。

可选的，所述加强板有多片，每个质子交换孔内的所有加强板间隔分布。

通过采用上述技术方案，多片加强板能够进一步加强基板的结构强度，进一步提高基板的结构稳定性，进而提高整个燃料电池堆栈的结构性能，使其更加安全稳定地运行。