低鉑載量燃料電池膜電極流道板的製作方法

2023-06-15 16:17:36

本發明涉及燃料電池領域，尤其涉及一種低鉑載量燃料電池膜電極流道板。

背景技術：

燃料電池(Fuel Cell)是一種將存在於燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池，電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上它不能「儲電」而是一個「發電廠」。

燃料電池的主要構成組件為：電極（Electrode）、電解質隔膜（Electrolyte Membrane）與集電器（Current Collector）等。 膜電極組件是燃料電池的質子交換膜 (PEMs)，催化劑和電極的組合。該質子交換膜是夾在兩電極之間，催化劑嵌入在他們之間。電極相對質子交換膜是絕緣的。

在膜電極組件中，氫氣與氧氣是從電極下方的流道板上的流道布局通入的，並且當氫氣與氧氣處於溼潤的環境下更容易反應，而在現有市場上使用的流道布局通常均為若干並列設置的直通管路，這樣氣體在通過這些直通管路時，位於後端的管路會由於氫氣與氧氣逐漸反應產生水，因此會逐漸變為溼通道，更有助於氫氣與氧氣的反應，而位於前端的管路由於反應少而產生很少的水汽或者根本沒有水蒸汽產生，仍為幹通道，氣體的利用率不高。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種低鉑載量燃料電池膜電極流道板，其能夠很好的對氣體進行溼潤，提高了氣體的利用率。

為了解決上述問題，本發明提供了一種低鉑載量燃料電池膜電極流道板，包括流道板板體及分布在所述流道板板體上的流道布局，所述流道布局包括多個並列設置的支路通道，每一所述支路通道為S通道。

進一步，每一所述支路通道呈U型或者S型。

進一步，每一所述支路通道在第一次折流之前為幹通道。

進一步，每一所述支路通道在第一次折流之後為溼通道。

進一步，在每一所述支路通道的幹通道的兩側分別為另一支路通道的溼通道及本支路通道的溼通道，以利用溼通道內的水汽滲透到所述幹通道內進行加溼。

進一步，所述流道布局一端為進氣端，另一端為出氣端。

本發明的優點在於，通過將多個支路通道設計為S通道，在幹通道的兩端分別形成相鄰支路通道的溼通道和本支路通道的溼通道，利用膜電極本身的滲透性，通過溼通道內的水汽滲透到相鄰的幹通道進行加溼，從而達到了對幹通道溼潤的效果，提高了氣體的反應利用率。

附圖說明

圖1是本發明低鉑載量燃料電池膜電極流道板的結構示意圖；

圖2是圖1中A部位的放大示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明提供的低鉑載量燃料電池膜電極流道板的具體實施方式做詳細說明。

參見圖1及圖2所示，由於本發明低鉑載量燃料電池膜電極流道板較長，為了能夠清楚顯示低鉑載量燃料電池膜電極流道板結構，在圖1中以斷面線標示低鉑載量燃料電池膜電極流道板。本發明一種低鉑載量燃料電池膜電極流道板，包括流道板板體1及分布在所述流道板板體1上的流道布局2。

所述流道布局2包括多個並列設置的支路通道3。所述流道布局2的一端為進氣端，另一端為出氣端。燃料電池需要的氫氣及氧氣從所述進氣端進入流道布局2，在每一所述支路通道3內氫氣與氧氣發生反應，產生的水汽及沒有反應完的氫氣及氧氣從所述出氣端排出。

每一所述支路通道3為S通道，即每一所述支路通道3曲折前進，每一所述支路通道3呈U型或者S型，或者其他形狀，在本具體實施方式中，每一所述支路通道3為S型。在圖2中，在其中一個支路通道3內採用箭頭標示出氣體的走向。

需要反應的氫氣與氧氣均通入每一支路通道3內，並在每一支路通道3內進行反應。當氫氣與氧氣初始進入所述每一支路通道3內時，由於氫氣與氧氣還沒有發生反應或者發生反應緩慢，使得每一支路通道3的第一次折流之前的通道為幹通道，如圖2中標號4所示通道，位於每一支路通道3後端的管路會由於氫氣與氧氣逐漸反應產生水，因此會逐漸變為溼通道，如圖2中標號5所示通道。

因此，由於所述流道布局2的邊緣臨近流道板板體1，使得邊緣的支路通道3的幹通道的一側臨近流道板板體1側壁，除該支路通道3外，其餘的支路通道3的幹通道的兩側分別為另一支路通道3的溼通道和本支路通道3的溼通道，而氫氣與氧氣反應生成的水汽會由於膜電極本身的滲透性，滲透到相鄰的支路通道3內，從而可利用這些水汽對相鄰的支路通道3進行加溼，這樣當氧氣與氫氣在這些溼潤的支路通道3內反應時，氣體的利用率及反應速率都得到了提升。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。