[发明专利]燃料电池流道、双极板、燃料电池及气体流向控制方法

说明书

本发明公开了一种燃料电池流道、双极板、燃料电池及气体流向控制方法，所述燃料电池流道包括进气段和出气段，所述燃料电池流道还包括收缩段和循环段，气体从所述进气段进入所述收缩段，再经过所述循环段，以形成气体在所述燃料电池流道内的循环。本发明的一种燃料电池流道，通过在燃料电池流道上设置收缩段，并在收缩段之后设置循环段，以实现气体在燃料电池流道内的加速循环，使得在燃料电池内部就可以实现加速氢气的循环，提高了氢气利用率，从而避免了在燃料电池外部额外增加氢气循环系统，减少了整个系统对空间的占用，减轻了整体质量；并且能减少燃料电池流道湿度增加的时间，提高燃料电池的性能。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，特别涉及一种燃料电池流道、双极板、燃料电池及气体流向控制方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是以氢气为燃料，氧气或空气为氧化剂，将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能的发电装置。双极板在PEMFC中具有隔断反应介质、集流导电、支撑膜电极、导热及为反应气体提供通道，均匀分布反应气体以及排水等作用，被称为燃料电池电堆的“骨架”，双极板合理的燃料电池流道设计可以有效提高燃料电池的性能。

目前在膜电极有效面积接触的燃料电池流道为连续不间断的一条燃料电池流道，或者是多条燃料电池流道。在采用多条燃料电池流道的情况下，每条燃料电池流道之间没有连通，氢气无法在每条燃料电池流道间形成良好的循环流动，导致在每条燃料电池流道上的氢气利用率低。而整个燃料电池系统为了提高氢气利用率，需要在燃料电池外另行增加氢气循环装置，这会占用整个系统空间，并且使得整体质量增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的整个燃料电池系统为了提高氢气利用率，需要在燃料电池外另行增加氢气循环装置，占用整个系统空间，并且使得整体质量增加的缺陷，提供一种燃料电池流道、双极板、燃料电池及气体流向控制方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种燃料电池流道，包括进气段和出气段，其特点在于，所述燃料电池流道还包括收缩段和循环段，气体从所述进气段进入所述收缩段，再经过所述循环段，以形成气体在所述燃料电池流道内的循环。

在本方案中，通过在燃料电池流道上设置收缩段，并在收缩段之后设置循环段，以实现气体在燃料电池流道内的加速循环，使得在燃料电池内部就可以实现加速氢气的循环，提高了氢气利用率，从而避免了在燃料电池外部额外增加氢气循环系统，减少了整个系统对空间的占用，减轻了整体质量；并且能减少燃料电池流道湿度增加的时间，提高燃料电池的性能。

较佳地，所述出气段连通于所述循环段。

在本方案中，采用上述结构形式，以在方便加工的情况下，便于排出气体反应过程中出现的水蒸气、杂质、以及小部分尚未反应完全的氢气。

较佳地，所述燃料电池流道还包括过渡段，所述过渡段连通于所述收缩段和所述循环段。

在本方案中，采用上述结构形式，气体在收缩段与循环段之间形成一个良好的循环，使得燃料电池流道内单位面积的气体密度增加，提高氢气反应效率，使得反应更加充分完全，进而提高燃料电池的性能。

较佳地，其特征在于，所述过渡段与所述收缩段通过斜面一连通。

在本方案中，采用上述结构形式，可以较快实现气体从过渡段到收缩段之间的加速。

较佳地，所述斜面一与所述收缩段的轴线形成的夹角一为110°-130°。

在本方案中，采用上述结构形式，可以实现更好的气体加速效果，提高气体反应效率。

较佳地，所述收缩段与所述进气段通过斜面二连通。

在本方案中，采用上述结构形式，可以较快实现气体从过渡段到收缩段之间的加速。