本技术属于燃料电池技术领域,介绍了一种具有仿生H型流道的燃料电池双极板。该双极板设计包括一个电池双极板主体,主体上设有进口,且进口沿竖直方向设有中心主流通道。
背景技术
随着全球范围内工业化和现代化的加速推进,人类对能源的需求日益增加,然而化石能源的广泛应用引发了能源枯竭和环境恶化的双重挑战,能源问题不仅是关乎人类社会存续与发展的关键议题,而且已成为全球亟待解决的问题,氢能由于兼具传统能源与新型能源的优点(能量密度高、绿色低碳、来源广泛等),被认为是未来的“终极能源”,氢能的利用方式主要是通过质子交换膜燃料电池来实现,质子交换膜燃料电池是一种将存储在氢气和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置,不受卡诺循环限制,具有结构简单、能量转换效率高、清洁环保、零碳排放、噪音低、运行温度低和启动响应快等优点,被广泛认为是未来最具发展潜力的清洁高效能源技术之一,有助于优化能源结构,对解决能源问题具有重要意义。
而双极板是质子交换膜燃料电池的关键部件之一,其作用主要包括收集并传导电流、分隔燃料与氧化剂、支撑膜电极、散热等,此外极板表面设计有流场结构,其另一关键作用是对电池内部的反应物和生成物进行传输、分配并排出;流场设计是否合理将直接影响电化学反应能否正常进行,不同的流场均由不同形状结构的气体流道(沟槽)和起支撑作用的脊组成,流场结构不仅影响双极板与膜电极的接触电阻,还影响传质与排水过程;传统平行流场的生成物水易积聚在某局部区域,引起反应物供应不足,蛇形流场较长的流道使压降增大,造成泵送功率损耗,交指型流场虽提升了电池性能,但其较大的压降会造成泵送功率损耗,缩短电池寿命。点状流场反应气体流动阻力降低,泵送功率损耗随之降低,但局部区域易出现气体滞流和水淹等现象,至此,我们提出了一种仿生H型流场的燃料电池双极板及其方法。
实现思路