质子交换膜燃料电池用分形微通道双极板及其加工方法

摘要

本发明公开了质子交换膜燃料电池用分形微通道双极板及其加工方法，分形微通道双极板包括阴极流场板(10)、阳极流场板(11)、质子交换膜(8)、阴极扩散层(7)、阳极扩散层(9)；上流场板(1)与下流场板(5)设有分形微通道，分形微通道是每一段通道在下一层次都有两个分支；分形微通道流场结构单个分支形状分叉角度φ＝π。本发明采用蚀刻技术加工分形微通道结构和激光技术加工分隔膜上的通孔。本发明用于质子交换膜燃料电池能确保反应气分配到电极的各处，分形微通道结构能保证电池内部温度分布均匀和较小的压力降，使反应气在流场中保持一定的线速度，有效将电化学反应生成水排出，提高燃料电池的效率。

主权项

1、质子交换膜燃料电池用分形微通道双极板，包括阴极流场板(10)、阳极流场板(11)、质子交换膜(8)、阴极扩散层(7)、阳极扩散层(9)；所述阴极流场板(10)和阳极流场板(11)结构相同，由上流场板(1)、下流场板(5)、上流场板(1)和下流场板(5)之间的带有分形结构末端通孔(3)的分隔膜(4)组成；上流场板(1)与下流场板(5)分别设有气体进口(2)和气体出口(6)；其特征在于：所述上流场板(1)与下流场板(5)设有分形微通道，所述分形微通道是每一段通道在下一层次都有两个分支；第K+1层次段的长度LK+1与第K层次段的长度LK的比值为γ＝2-1/D，D为长度分形维数；第K+1层次段的水力直径dK+1与第K层次段的水力直径dK的比值为δ＝2-1/△，△为直径分形维数；双极板为矩形，分形微通道流场结构单个分支形状分叉角度φ＝π，K为分形的层次，K＝1、2、3…20；L1＝40mm～60mm，d1＝200um～300um；气体进口(2)和气体出口(6)分别与第一级分形微通道连通；所述的分隔膜上设有通孔，所述通孔与上流场板(1)与下流场板(5)上分形微通道末端连接。