一种燃料电池金属双极板分区域流道

文档序号:1833765 发布日期:2021-11-12 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种燃料电池金属双极板分区域流道 (Fuel cell metal bipolar plate regional flow channel ) 是由 任杰 郭亚卿 鲍连福 于 2021-07-16 设计创作,主要内容包括:本申请涉及一种燃料电池金属双极板分区域流道,其包括开设在两极板相互靠近的侧壁的嵌槽,嵌槽内固定连接有隔板,隔板设置有两块,两块隔板相互平行,且隔板与极板垂直固定连接,隔板将极板沿其长度方向依次分成第一反应区、第二反应区和第三反应区;第二反应区连通第一反应区和第三反应区;第一反应区内设置有第一导流组件;第二反应区内设置有第二导流组件,第三反应区内设置有第三导流组件,本申请具有提高反应气体反应充分性的效果。(The application relates to a fuel cell metal bipolar plate regional flow channel, which comprises an embedded groove formed in the side wall of two polar plates close to each other, wherein two partition plates are fixedly connected in the embedded groove, are parallel to each other and are vertically and fixedly connected with the polar plates, and divide the polar plates into a first reaction zone, a second reaction zone and a third reaction zone along the length direction of the polar plates in sequence; the second reaction zone is communicated with the first reaction zone and the third reaction zone; a first flow guide assembly is arranged in the first reaction zone; be provided with second water conservancy diversion subassembly in the second reaction zone, be provided with third water conservancy diversion subassembly in the third reaction zone, this application has the effect that improves reaction gas reaction sufficiency.)

一种燃料电池金属双极板分区域流道

技术领域

本申请涉及燃料电池的技术领域,尤其是涉及一种燃料电池金属双极板分区域流道。

背景技术

金属双夹板燃料电池是一种将化学能转化成电能的装置,主要反应物是氢气和氧气,生成的产物为水,是一种环境友好型的装置;双极板的功能是提供气体流道,防止电池气室中的氢气与氧气串通,并在串联的阴阳两极之间建立电流通路。

现有的双极板包括阴极板、阳极板和质子交换膜,质子交换膜夹接于阴极板和阳极板之间,阴极板、阳极板和质子交换膜之间均设置有催化剂层;其阳极板和阴极板相互靠近的侧壁均固定连接有用于对气体进行导流的脊;使用时将氢气由阳极板一侧通入,将氧气有阴极板一侧通入。

针对上述中的相关技术,发明人认为现有的阴极板和阳极板直流道构造存在有易造成流道内反应气体反应不充分的缺陷。

发明内容

为了解决反应气体反应不充分的缺陷,本申请提供一种燃料电池金属双极板分区域流道。

本申请提供一种燃料电池金属双极板分区域流道,采用如下技术方案:包括开设在两极板相互靠近的侧壁的嵌槽,嵌槽内固定连接有隔板,隔板设置有两块,两块隔板相互平行,且隔板与极板垂直固定连接,隔板将极板沿其长度方向依次分成第一反应区、第二反应区和第三反应区;第二反应区连通第一反应区和第三反应区;第一反应区内设置有第一导流组件;第二反应区内设置有第二导流组件,第三反应区内设置有第三导流组件。

通过采用上述技术方案,使用时将反应气体通入到嵌槽内在,在隔板的作用下反应气体有第一反应区进入到第二反应区,再经过第二反应区进入到第三反应区内,同时在第一导流组件、第二导流组件和第三导流组件的作用下气体与催化剂层进行反应,第一导流组件、第二导流组件和第三导流组件的设置增加了反应气体与催化剂的反应时间,进而达到了提高反应气体反应充分性的效果。

优选的,第一导流组件包括第一导流板和及集纳板;第一导流板固定连接在嵌槽内,且第一导流板的长度方向与极板的长度方向相同;第一导流板设置有多个,且第一导流板沿极板的宽度方向等距分布;集纳板位于第一导流板靠近第二反应区的一端,且集纳板与极板固定连接。

通过采用上述技术方案,当反应气体进入到第一反应区内后,在第一导流板和集纳板的导向作用下,反应气体经过集纳板汇集之后通向第二反应区,第一导流板的设置能便于反应气体充入只第一反应区内,保证保证了染料电池的反应速度。

优选的,集纳板靠近第一导流板的侧壁从靠近极板长度方向侧壁的一侧到远离极板长度方向侧壁的一侧,逐渐向靠近第二反应区的一侧倾斜。

通过采用上述技术方案,集纳板形状的设置有助于反应气体由第一反应区传送向第二反应区,同时保证了反应气体进入到第二反应区内时的压力,达到了保证反应气体在第二反应区内的反应充分性。

优选的,第二导流组件包括导流杆和连接杆,导流杆长度方向与极板的宽度方向相同,导流杆设置有多个,且导流杆沿极板的长度方向等距分布,导流杆通过连接杆首尾依次连接形成第二导流组件;第二导流组件设置有两组,且两组第二导流组件相互平行。

通过采用上述技术方案,当反应气体从第一反应区流向第二反应区内时,反应气体进入到两组第二导流组件之间,此时在第二导流组件的导向下,规定了反应气体的流通路径,进而达到了提高反应气体与催化剂层的接触时间,进而达到了提高反应气体反应充分性的效果,同时保证反应气体能均匀的与催化剂层接触。

优选的,第三导流组件包括止挡板和第三导流板,止挡板与极板垂直固定连接,且止挡板与隔板垂直固定连接;第三导流板固定连接在嵌槽内,第三导流板的始端与止挡板远离隔板的一端固定连接,第三导流板在第三反应区内呈回型环绕设置。

通过采用上述技术方案,止挡板与第三导流板的设置限定了反应气体的流通路径,同时第三导流组件与第二导流组件设置不同,同时第三导流组件与第二导流组件的设置形式不同,因此反应气体经过第三反应区的时间和效率与第二反应区的速率不同,进而反应气体在第三反应区内的转化率与第二反应区内的转化率不同,进而达到了提高反应气体反应转化率的效果。

优选的,第一导流板靠近极板长度方向的两侧到靠近极板长度方向中心线的一侧逐渐增长。

通过采用上述技术方案,第一导流板的长度设置能便于进入到第一反应区内的气体充分分散在第一分反应区内,进而提高反应气体的反应充分性。

优选的,两组第二导流组件的导流杆相互背离的侧壁固定连接凸块。

通过采用上述技术方案,凸块的设置增加了反应气体在第二反应区内的反应时间,进而增加了放映气体与催化剂层的接触时间,进而提高了反应气体与催化剂层的接触时长。

优选的,凸块从靠近导流杆的侧壁到远离导流杆的侧壁逐渐呈尖端状。

通过采用上述技术方案,尖端状的凸块能起到延缓反应气体流通的速率,同时保证了放映气体能顺利穿过第二导流组件。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1.第一反应区、第二反应区、第三反应区配合第一导流组件、第二导流组件和第三导流组件使用保证了反应气体与催化剂层接触时间,进而达到了提高反应气体放映时间的效果;

2.凸块的设置增加了反应气体在第二导流组件内存留的时间,进而增加了反应气体与催化剂层的接触时间,进而达到了放映气体反应充分性的效果;

3.第三导流组件的设置实现了对第二反应区内未充分反应的气体再次进行反应;进而提高了反应气体的转化率。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图。

图中,1、极板;11、嵌槽;2、隔板;21、第一通孔;22、第二通孔;3、第一反应区;4、第二反应区;5、第三反应区;6、第一导流组件;61、第一导流板;62、集纳板;7、第二导流组件;71、导流杆;72、连接杆;8、第三导流组件;81、止挡板;82、第三导流板;9、凸块。

具体实施方式

以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种燃料电池金属双极板分区域流道。

参考图1,燃料电池金属双极板分区域流道包括开设在两极板1相互靠近的侧壁的嵌槽11,嵌槽11内固定连接有隔板2,隔板2设置有两块,两块隔板2长度方向中心线与极板1的宽度方向中心线平行,且隔板2与极板1垂直固定连接;隔板2将嵌槽11依次分为第一反应区3、第二反应区4和第三反应区5,第二反应区4连通第一反应区3和第三反应区5;本实施例中第二反应区4连通第一反应区3和第三反应区5的连接方式为,第一反应区3与第二反应区4之间的隔板2开设有第一通孔21,第二反应区4与第三反应区5之间的隔板2开设有第二通孔22;第一反应区3内设置有第一导流组件6,第二反应区4内设置有第二导流组件7,第三反应区5内设置有第三导流组件8。

参考图1,使用时将反应气体通入到嵌槽11内,此时反应气体流向第一反应区3同时在第一导流组件6的作用下与催化剂层进行反应,当反应气体充满第一反应区3内后,反应气体通过第一通孔21流向第二反应区4,并在第二导流组件7的作用下与催化层进行反应,当第二反应区4内充满反应气体后,反应气体通过第二通孔22流向第三反应区5内,第一导流组件6、第二导流组件7和第三导流组件8的设置增加了反应气体与催化剂层的接触面积,进而达到了提高反应气体反应充分性的效果。

参考图1,第一导流组件6包括第一导流板61和集纳板62,第一导流板61固定连接在嵌槽11内,且第一导流板61长度方向与极板1的长度方向相同;第一导流板61设置有多个,且第一导流板61沿极板1的宽度方向等距分布,第一导流板61从靠近极板1长度方向的两侧,到靠近极板1长度方向中心线的一侧逐渐增长。集纳板62位于第一导流板61靠近第二反应区4的一端,且集纳板62与极板1固定连接;集纳板62设置有两块,且两块集纳板62相互靠近的一端不遮挡第一通孔21;集纳板62靠近第一导流板61的侧壁,从靠近极板1长度方向侧壁的一侧到远离极板1长度方向侧壁的一侧,逐渐向靠近第二反应区4的一侧倾斜。

参考图1,第二导流组件7包括导流杆71和连接杆72,导流杆71长度方向与极板1的宽度方向相同,导流杆71设置有多个,且多个导流杆71沿极板1的长度方向等距分布,导流杆71通过连接杆72首尾依次连接形成第二导流组件7,第二导流组件7设置有两组,且两组第二导流组件7平行;两组第二导流组件7的始端与第一通孔21连通,末端与第二通孔22连通;两组第二导流组件7的导流杆71相互靠近的侧壁固定连接有凸块9,凸块9从靠近导流杆71侧壁的一端到远离导流杆71侧壁的一端逐渐呈尖端状。

参考图1,第三导流组件8包括止挡板81和第三导流板82,止挡板81与极板1垂直固定连接,且止挡板81与隔板2垂直固定连接;第三导流板82固定连接在嵌槽11内,第三导流板82的始端与止挡板81远离隔板2的一端固定连接,第三导流板82在第三反应区5内呈回型环绕设置;且止挡板81、第三导流板82的始端与嵌槽11的侧壁围成的空间与第二通孔22连通。

参考图1,使用时,反应气体先进入第一反应区3内,在第一导流组件6的导流下与催化剂层进行反应,当反应气体充满第一反应区3之后,反应气体通过第一通孔21流向第二反应区4,此时导流杆71和连接杆72的设置限制了反应路径,同时减缓了反应气体通过第二反应区4的时间,此时反应气体穿过第二通孔22进入到第三反应区5内,第一反应区3、第二反应区4、第三反应区5、第一导流组件6、第二导流组件7和第三导流组件8配合使用提高了反应气体的反应充分性。

本申请实施例一种燃料电池金属双极板分区域流道的实施原理为:通过第一导流组件6、第二导流组件7和第三导流组件8的设置来实现调节反应气体的流通时间和流通路径,进而实现提高反应气体的反应充分性。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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