氢能专利库

本发明涉及用于燃料电池技术领域，具体涉及一种金属双极板和气冷质子交换膜燃料电池。所述双极板由带有氢气流场的阳极板和带有空气流场的阴极板组成；所述阴极板由薄金属板冲压而成，所述阴极板断面为方波形、瓦楞板形、波纹板形或圆方形结构；所述空气流场包括冷却空气通道和反应空气通道；所述阴极板与阳极板合围形成冷却空气通道，所述阴极板和膜电极合围形成反应空气通道。本发明摈弃了传统气冷型质子交换膜燃料电池平行直通形流场结构，改为冷却通道为弯曲通道，增大了空气与通道壁的碰撞几率，增大了有效散热面积，提高了有效散热效率。

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及一种氢燃料电池预制件型电堆组件的制备方法及电堆。(1)分别将冲压得到的具有导电结构的阳极板和阴极板的两侧进行防腐蚀处理；(2)将膜电极置于阳极板与阴极板之间，通过密封胶粘结方式制备成阳极板‑膜电极‑阴极板预制件；(3)依次将若干个阳极板‑膜电极‑阴极板预制件的阴极板与阳极板‑膜电极‑阴极板预制件的阳极板叠放在一起，相邻两个阳极板‑膜电极‑阴极板预制件之间合围形成冷却剂腔。本发明先制备出预制型电堆组件，再将预制型电堆组件组合在一起，提高了成品率，提高组装电池堆效率，提高燃料电池寿命。

本发明公开了一种自主增湿的燃料电池双极板组合件、电堆和系统，双极板组合件包括叠放的阴极板和阳极板，阴极板为多孔石墨板；本发明以多孔石墨板取代金属双极板中阴极板来实现提高(高电位)阴极侧的防腐蚀性能和对质子交换膜进行自主增湿，使其具有最佳的质子电导性，同时可以使电化学反应生成水通过多孔板导出去进入冷却水腔，这样可以减轻空压机(压气机)的内耗和负荷。本发明不仅取消了外增湿器和增湿保温管路，简化了系统结构，提高了系统集成度和系统体积比功率、重量比功率；同时减少了燃料电池两端的单电池性能衰减的边缘效应，保持每节电池中的气体和水分布的均匀性，提高了电堆的一致性，进一步促进燃料电池长期稳定运行。

本发明涉及一种外冷却型液冷燃料电池双极板和电堆，所述双极板由单片极板构成，该极板中间区域与膜电极接触，传导电子，该极板延伸形成的两侧翅片为散热区域。将冷却翅片合围形成电堆的外冷却腔，冷却介质流经外冷却腔将电堆内部产生的热量带出去，最后通过散热片散至周围环境中。本发明消除了两片极板做双极板所产生的接触电阻以及金属双极板焊缝处的腐蚀，提高了电池性能和双极板的使用寿命，进一步提高电池的使用寿命；降低了双极板厚度，提高了体积比功率；减少了冷却介质流经双极板中间的冷却腔阻力大所消耗的能量；消除了冷却液在由两片极板做双极板的冷却腔内热胀冷缩所引起的对膜电极产生的挤压变化，提高膜电极的稳定性。

本发明涉及一种内增湿液冷燃料电池电堆，一个电堆分为两段，一段是反应后的含有水蒸汽的湿空气增湿新鲜干空气的增湿段，另一段是发生氢氧电化学反应产生电能的反应段，增湿段位于反应段和电堆的空气进出端板之间；可以通过改变增湿段增湿膜两侧流场的流道截面积方法，促使空气向增湿膜扩散，提高增湿效果；反应段的空气流场也可以通过改变流道截面积，促使空气向膜电极扩散，提高电池性能。本发明取消了外增湿器和增湿保温管路，简化了系统结构，提高了系统集成度和系统体积比功率、重量比功率；减少了燃料电池两端的单电池性能衰减的边缘效应，保持每节电池中的气体和水分布的均匀性，提高了电堆的一致性，进一步促进燃料电池长期稳定运行。