本技術(shù)涉及燃料電池，更具體地說(shuō)，涉及質(zhì)子交換膜型燃料電池催化裝置。

背景技術(shù)：

1、質(zhì)子交換膜型燃料電池是一種高效、環(huán)保的能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，利用氫氣與氧氣的電化學(xué)反應(yīng)原理，質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì)，僅允許質(zhì)子通過(guò)，而電子則通過(guò)外電路流動(dòng)，從而產(chǎn)生電流，其中催化裝置是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心部分，其性能直接影響到電池的效率和穩(wěn)定性。

2、其中，雙極板是燃料電池催化裝置的重要部件之一，起到支撐固定質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極、分割燃料和氧化氣體、收集、傳導(dǎo)電流等重要作用，質(zhì)子交換膜燃料電池運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，同時(shí)，水在電池內(nèi)部的循環(huán)和排放，不僅需要維持適當(dāng)?shù)乃忠员３仲|(zhì)子交換膜的濕潤(rùn)狀態(tài)，還會(huì)因反應(yīng)物在流道中的混合和傳質(zhì)效率而不同，傳統(tǒng)雙極板的直流道或簡(jiǎn)單波形流道往往難以同時(shí)滿(mǎn)足排水性能和散熱需求，運(yùn)行過(guò)程中的熱能產(chǎn)生和水分維持的不平衡，可能會(huì)導(dǎo)致電池性能下降，進(jìn)而會(huì)影響到電池的性能和壽命，因此需要提出一種新的方案來(lái)解決傳統(tǒng)雙極板在電池運(yùn)行過(guò)程中排水性能和散熱效果不佳的這個(gè)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供質(zhì)子交換膜型燃料電池催化裝置，通過(guò)結(jié)構(gòu)的設(shè)置達(dá)到提升電池運(yùn)行過(guò)程中的中排水性能和散熱效果的目的。

2、本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：質(zhì)子交換膜型燃料電池催化裝置，包括雙極板、密封圈、擴(kuò)散層和質(zhì)子膜，所述雙極板開(kāi)設(shè)有首尾相接的若干流道，所述流道的截面呈波浪形，所述流道的峰谷和波谷處設(shè)置有擴(kuò)展槽，所述擴(kuò)展槽內(nèi)固定連接有導(dǎo)熱件，所述導(dǎo)熱件的外周壁與擴(kuò)展槽的內(nèi)壁形成有擴(kuò)展通道。

3、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述雙極板包括陽(yáng)極單極板和陰極單極板，所述陰極單極板的擴(kuò)展槽的容積大于陽(yáng)極單極板的擴(kuò)展槽的容積。

4、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述雙極板的一端開(kāi)設(shè)有入液口，所述雙極板遠(yuǎn)離入液口的一端開(kāi)設(shè)有出液口，所述入液口、出液口與流道連通。

5、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：相鄰兩所述流道靠近入液口的一端通過(guò)彎道一相連，相鄰兩所述流道靠近出液口的一端通過(guò)彎道二相連，彎道二的長(zhǎng)度大于彎道一。

6、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述雙極板靠近入液口和出液口的位置分別開(kāi)設(shè)有導(dǎo)流槽，所述導(dǎo)流槽分別連接流道和入液口或者流道和出液口。

7、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：靠近入液口所述導(dǎo)流槽內(nèi)固定連接有若干引流件和分流件，所述分流件位于引流件與流道靠近入液口的一端之間。

8、本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：靠近出液口的所述導(dǎo)流槽內(nèi)固定連接有若干緩流件和疏流件，所述緩流件位于流道靠近出液口的一端與疏流件之間。

9、綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

10、通過(guò)擴(kuò)展槽和導(dǎo)熱件增加流道的表面積來(lái)改善反應(yīng)物和產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)分布，從而提升水的利用效率和排放效率，同時(shí)增強(qiáng)熱量的排放能力，進(jìn)而提高質(zhì)子交換膜型燃料電池的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.質(zhì)子交換膜型燃料電池催化裝置，包括雙極板(1)、密封圈(2)、擴(kuò)散層(3)和質(zhì)子膜(4)，其特征在于：所述雙極板(1)開(kāi)設(shè)有首尾相接的若干流道(5)，所述流道(5)的截面呈波浪形，所述流道(5)的峰谷和波谷處設(shè)置有擴(kuò)展槽(6)，所述擴(kuò)展槽(6)內(nèi)固定連接有導(dǎo)熱件(7)，所述導(dǎo)熱件(7)的外周壁與擴(kuò)展槽(6)的內(nèi)壁之間形成有擴(kuò)展通道。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜型燃料電池催化裝置，其特征在于：所述雙極板(1)包括陽(yáng)極單極板(101)和陰極單極板(102)，所述陰極單極板(102)的擴(kuò)展槽(6)的容積大于陽(yáng)極單極板(101)的擴(kuò)展槽(6)的容積。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的質(zhì)子交換膜型燃料電池催化裝置，其特征在于：所述雙極板(1)的一端開(kāi)設(shè)有入液口(8)，所述雙極板(1)遠(yuǎn)離入液口(8)的一端開(kāi)設(shè)有出液口(9)，所述入液口(8)、出液口(9)與流道(5)連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的質(zhì)子交換膜型燃料電池催化裝置，其特征在于：相鄰兩所述流道(5)靠近入液口(8)的一端通過(guò)彎道一(10)相連，相鄰兩所述流道(5)靠近出液口(9)的一端通過(guò)彎道二(11)相連，彎道二(11)的長(zhǎng)度大于彎道一(10)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的質(zhì)子交換膜型燃料電池催化裝置，其特征在于：所述雙極板(1)靠近入液口(8)和出液口(9)的位置分別開(kāi)設(shè)有導(dǎo)流槽(12)，所述導(dǎo)流槽(12)分別連接流道(5)和入液口(8)或者流道(5)和出液口(9)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的質(zhì)子交換膜型燃料電池催化裝置，其特征在于：靠近入液口(8)所述導(dǎo)流槽(12)內(nèi)固定連接有若干引流件(13)和分流件(14)，所述分流件(14)位于引流件(13)與流道(5)靠近入液口(8)的一端之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的質(zhì)子交換膜型燃料電池催化裝置，其特征在于：靠近出液口(9)的所述導(dǎo)流槽(12)內(nèi)固定連接有若干緩流件(15)和疏流件(16)，所述緩流件(15)位于流道(5)靠近出液口(9)的一端與疏流件(16)之間。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了質(zhì)子交換膜型燃料電池催化裝置，屬于燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決傳統(tǒng)雙極板在電池運(yùn)行過(guò)程中排水性能和散熱效果不佳的問(wèn)題。其技術(shù)方案要點(diǎn)是：質(zhì)子交換膜型燃料電池催化裝置，包括雙極板、密封圈、擴(kuò)散層和質(zhì)子膜，雙極板開(kāi)設(shè)有首尾相接的若干流道，流道的截面呈波浪形，流道的峰谷和波谷處設(shè)置有擴(kuò)展槽，擴(kuò)展槽內(nèi)固定連接有導(dǎo)熱件，導(dǎo)熱件的外周壁與擴(kuò)展槽的內(nèi)壁形成有擴(kuò)展通道，通過(guò)擴(kuò)展槽和導(dǎo)熱件增加流道的表面積來(lái)改善反應(yīng)物和產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)分布，從而提升水的利用效率和排放效率，同時(shí)增強(qiáng)熱量的排放能力，進(jìn)而提高質(zhì)子交換膜型燃料電池的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：周姝宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山西工程科技職業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240621
技術(shù)公布日：2025/5/19