本技術(shù)涉及燃料電池，尤其涉及一種氫能燃料電池堆。

背景技術(shù)：

1、隨著化石燃料等傳統(tǒng)能源使用的日益增加，人們?cè)噲D尋求一種可以替代傳統(tǒng)能源的新能源技術(shù)，以減輕環(huán)境污染和對(duì)生物的危害。氫燃料電池是一種可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)產(chǎn)電裝置，其單體電池由極板和膜電極及相應(yīng)密封組件構(gòu)成，氫氣經(jīng)過極板中的流道在膜電極的一側(cè)發(fā)生氧化反應(yīng)(即負(fù)極)，空氣膜電極的另一側(cè)發(fā)生還原反應(yīng)(即正極)，整個(gè)過程形成外電路的電子流動(dòng)，從而產(chǎn)生電能，整個(gè)過程零污染、零排放且產(chǎn)物中只有水，是一種清潔的能量轉(zhuǎn)換裝置，因而收到各個(gè)國家的關(guān)注與重視，成為各國家研究的熱點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有氫能燃料電池堆的發(fā)電效率的均衡性較差，從而影響整體的發(fā)電效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是提供一種氫能燃料電池堆，該氫能燃料電池堆改善了燃料電池發(fā)電效率的均衡性，從而提高了電池整體的發(fā)電效率，也避免由于膜電極由于反應(yīng)速率的差異，導(dǎo)致局部生成的水過多導(dǎo)致未及時(shí)排除產(chǎn)生的水淹效應(yīng)，提高了電池使用的可靠性。

2、為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種氫能燃料電池堆，包括上端板、下端板和若干個(gè)位于上端板、下端板之間且交替堆疊的雙極板、膜電極，其特征在于：所述雙極板包括陽極板、陰極板和位于陽極板、陰極板之間的金屬冷卻板，所述陽極板、陰極板和金屬冷卻板各自的一端均具有氫氣入口、反應(yīng)空氣入口，各自另一端均具有氫氣出口、反應(yīng)空氣出口；

3、所述陽極板與金屬冷卻板相背的表面設(shè)有若干個(gè)第一溝槽，相鄰第一溝槽之間通過第一脊條分隔，所述陽極板位于第一溝槽、第一脊條四周設(shè)置有一與膜電極密封接觸的第一密封圈，所述陽極板的反應(yīng)空氣入口、反應(yīng)空氣出口四周均設(shè)置有一與膜電極密封接觸的第二密封圈；

4、所述陰極板與金屬冷卻板相背的表面設(shè)有若干個(gè)第二溝槽，相鄰第二溝槽之間通過第二脊條分隔，所述陰極板位于第二溝槽、第二脊條四周設(shè)置有一與膜電極密封接觸的第三密封圈，所述陰極板的氫氣入口、氫氣出口四周均設(shè)置有一與膜電極密封接觸的第四密封圈；

5、所述第一脊條沿其延伸方向具有至少一個(gè)第五凹陷部，所述第二脊條沿其延伸方向具有至少一個(gè)第六凹陷部。

6、上述技術(shù)方案中進(jìn)一步改進(jìn)的方案如下：

7、1、上述方案中，所述金屬冷卻板與陽極板之間具有若干個(gè)間隔分布的第一空腔，所述金屬冷卻板與陰極板之間具有若干個(gè)間隔分布的第二空腔，所述第一空腔與第二空腔在平面方向上交替分布。

8、2、上述方案中，所述反應(yīng)空氣入口、反應(yīng)空氣出口的開口面積均大于氫氣入口、氫氣出口的開口面積。

9、3、上述方案中，所述反應(yīng)空氣入口、反應(yīng)空氣出口的開口面積為氫氣入口、氫氣出口的開口面積的2~5倍。

10、4、上述方案中，所述氫氣入口、氫氣出口呈對(duì)角設(shè)置。

11、5、上述方案中，所述反應(yīng)空氣入口、反應(yīng)空氣出口呈對(duì)角設(shè)置。

12、由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

13、1、本實(shí)用新型氫能燃料電池堆，其陽極板與金屬冷卻板相背的表面設(shè)有若干個(gè)第一溝槽，相鄰第一溝槽之間通過第一脊條分隔，陰極板與金屬冷卻板相背的表面設(shè)有若干個(gè)第二溝槽，相鄰第二溝槽之間通過第二脊條分隔，第一脊條沿其延伸方向具有至少一個(gè)第五凹陷部，第二脊條沿其延伸方向具有至少一個(gè)第六凹陷部，使得燃料氫氣和反應(yīng)空氣在各自的溝槽流通更加均勻，改善了燃料電池發(fā)電效率的均衡性，從而提高了電池整體的發(fā)電效率，也避免由于膜電極由于反應(yīng)速率的差異，導(dǎo)致局部生成的水過多導(dǎo)致未及時(shí)排除產(chǎn)生的水淹效應(yīng)，提高了電池使用的可靠性。

14、2、本實(shí)用新型氫能燃料電池堆，其金屬冷卻板與陽極板之間具有若干個(gè)間隔分布的第一空腔，所述金屬冷卻板與陰極板之間具有若干個(gè)間隔分布的第二空腔，所述第一空腔與第二空腔在平面方向上交替分布，使反應(yīng)空氣和冷卻空氣分開，同時(shí)對(duì)陽極板和陰極板降溫，保證降溫的一致性同時(shí)，也改善了電池內(nèi)部的濕度。

技術(shù)特征：

1.一種氫能燃料電池堆，包括上端板（1）、下端板（2）和若干個(gè)位于上端板（1）、下端板（2）之間且交替堆疊的雙極板（3）、膜電極（4），其特征在于：所述雙極板（3）包括陽極板（5）、陰極板（6）和位于陽極板（5）、陰極板（6）之間的金屬冷卻板（7），所述陽極板（5）、陰極板（6）和金屬冷卻板（7）各自的一端均具有氫氣入口（81）、反應(yīng)空氣入口（91），各自另一端均具有氫氣出口（82）、反應(yīng)空氣出口（92）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫能燃料電池堆，其特征在于：所述金屬冷卻板（7）與陽極板（5）之間具有若干個(gè)間隔分布的第一空腔（71），所述金屬冷卻板（7）與陰極板（6）之間具有若干個(gè)間隔分布的第二空腔（72），所述第一空腔（71）與第二空腔（72）在平面方向上交替分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的氫能燃料電池堆，其特征在于：所述反應(yīng)空氣入口（91）、反應(yīng)空氣出口（92）的開口面積均大于氫氣入口（81）、氫氣出口（82）的開口面積。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氫能燃料電池堆，其特征在于：所述反應(yīng)空氣入口（91）、反應(yīng)空氣出口（92）的開口面積為氫氣入口（81）、氫氣出口（82）的開口面積的2~5倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的氫能燃料電池堆，其特征在于：所述氫氣入口（81）、氫氣出口（82）呈對(duì)角設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開一種氫能燃料電池堆，包括上端板、下端板和若干個(gè)位于上端板、下端板之間且交替堆疊的雙極板、膜電極，雙極板包括陽極板、陰極板和位于陽極板、陰極板之間的金屬冷卻板，所述陽極板、陰極板和金屬冷卻板各自的一端均具有氫氣入口、反應(yīng)空氣入口，各自另一端均具有氫氣出口、反應(yīng)空氣出口，陽極板設(shè)有若干個(gè)第一溝槽，相鄰第一溝槽之間通過第一脊條分隔；陰極板設(shè)有若干個(gè)第二溝槽，相鄰第二溝槽之間通過第二脊條分隔；第一脊條沿其延伸方向具有至少一個(gè)第五凹陷部，所述第二脊條沿其延伸方向具有至少一個(gè)第六凹陷部。本技術(shù)氫能燃料電池堆改善了燃料電池發(fā)電效率的均衡性，從而提高了電池整體的發(fā)電效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王東,劉向,鄭為啟,郭振波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州工業(yè)園區(qū)和順電氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240515
技術(shù)公布日：2025/4/28