专利名称：用于燃料电池的连续型多孔流体分配器的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池系统，更具体地涉及一种包括具有至少一个多孔流体分配器 的燃料电池板的燃料电池系统。
背景技术：
燃料电池电源系统将燃料和氧化剂转化成电能。一种类型的燃料电池电源系统采 用质子交换膜(下文中称为PEM)来催化性地促进燃料(诸如氢气)和氧化剂(诸如空气 或氧气)的反应，从而产生电能。水是所述电化学反应的副产品。所述PEM是固体聚合物 形式的电解质，在通常设置在燃料电池电源系统中的燃料电池堆的各燃料电池中，该电解 质有利于质子从阳极电极传输至阴极电极。在典型的燃料电池组件中，各燃料电池具有带通道的燃料电池板，各种反应物和 冷却流体流经所述通道。燃料电池板例如可以是单极板。可以通过组合单极板而形成双极 板。水从所述通道至出口头部(outlet header)的运动以及经过密封区域(所述密封区域 由彼此结合的燃料电池板形成)下方的槽道区域(tunnel region)的运动，是由反应物流 经燃料电池组件的流动而导致的。边界层剪切力和反应物压力帮助实现水穿过所述通道和 槽道区域的运动，直到水通过出口头部离开所述燃料电池。在接续的板之间设置膜-电解质-组件(MEA)，以利于所述电化学反应。所述MEA 包括阳极电极、阴极电极、和设置在其间的电解质隔膜。在所述MEA的两侧定位有多孔扩散 介质(DM)，以利于反应物(通常为氢气和来自空气的氧气)的传输，用于所述电化学燃料电 池反应。在所述燃料电池的所述槽道区域内积累的水导致燃料电池的性能下降。特别地， 积累的水导致反应物流在各燃料电池板中以及在所述燃料电池组件中的错误分配。另外， 在工作后保持在燃料电池中的水将在冻结温度(sub-freezing temperature)下固化，对燃 料电池的再启动造成困难。用于将水从燃料电池有效去除的现有技术方案已经导致制造成 本增加以及导致使用附加的零部件。已经采用多种技术来将水从燃料电池的槽道区域去除。这些技术包括加压清扫、 重力流动和蒸发。在停机时进行加压空气清扫可以用来将水从燃料电池的槽道区域有效地 去除。与之相反，该清扫增加了所需的电池堆停机时间，并且浪费燃料。适当地定位电池堆 可以允许重力将水从槽道区域去除。水的重力去除将限于至少具有一定大小直径的槽道。 管道的毛细管力和由公知的Concus-Firm条件导致的角部润湿(corner wetting)使得重 力去除水的方法的有效性被最小化。通过蒸发来去除水也是不足以胜任的技术。蒸发会需 要成本高昂的加热器，并且可能导致质子传导材料的不合乎需要的干燥。干的燃料电池组 件会导致降低的质子传导和延长的燃料电池启动时间。水传送结构和表面涂覆的使用是也允许燃料电池板的槽道区域将水传送至燃料 电池组件的头部区域内的两种方法。水传送结构可以集成在双极板内。水传送结构可以设置在燃料电池的活性区域和出口头部之间。水传送结构通过毛细作用改善液态水从燃料电池的去除。尽管有利于燃料 电池的运行和再启动时间，但是对燃料电池组件增加水传送结构增加了形成双极板所需元 件的数量。因此当元件被增加时，燃料电池组件的制造和装配成本也随之增加。表面涂覆也可以用于促进从燃料电池去除水。疏水或亲水表面涂层可以用于增大 或减小双极板的表面接触角，提高反应物剪切力和压力将水从燃料电池内去除的能力，或 者防止水膜的形成。覆层前体可以通过喷射、浸渍或涂刷而施加至所述双极板，并且通过后 续的操作形成为疏水或亲水表面覆层。替代地，可以直接施加覆层。尽管比水传送结构简 单且便宜，表面涂覆还是增加了双极板的制造成本。对于节省成本的燃料电池板具有持续的需求，该燃料电池板有利于水通过其中传 送，成本低廉，并且使得所需零部件的数量最小化，并且使得板的制造被简化。
发明内容
根据本发明，已经开发出了一种有利于水在其内传送且节省成本的燃料电池板， 该燃料电池板使得所需零部件数量最少化，并且使得板的制造简单化。在一个实施例中，一种用于燃料电池的单极板包括适于分配反应气体的流场； 入口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体进入所述流场；出口流体分配 器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体离开所述流场，其中所述入口流体分配器和 所述出口流体分配器中的至少一个由多孔材料制成。在另一个实施例中，一种用于燃料电池的双极板包括第一板和第二板，所述第一 板包括适于将反应气体分配至膜电极组件的阴极电极的流场；入口流体分配器，其临近 所述流场设置，以允许所述反应气体进入所述流场；以及出口流体分配器，其临近所述流场 设置，以允许所述反应气体离开所述流场，其中所述入口流体分配器和所述出口流体分配 器中的至少一个由多孔材料制成；所述第二板包括适于将反应气体分配至膜电极组件的 阳极的流场；入口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体进入所述流场； 以及出口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体离开所述流场，其中所述 入口流体分配器和所述出口流体分配器中的至少一个由多孔材料制成。在又一个实施例中，一种用于燃料电池的双极板包括第一板和第二板，所述第一 板包括流场，其具有非活性区域和活性区域，所述活性区域适于将反应气体分配至膜电极 组件的阴极电极；入口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体进入所述 流场；以及出口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体离开所述流场，其 中所述入口流体分配器和所述出口流体分配器中的至少一个由多孔材料制成，并且其中临 近所述流场和所述流体分配器中的至少一种设置第一隔离器板；所述第二板包括流场， 其具有非活性区域和活性区域，所述活性区域适于将反应气体分配至膜电极组件的阳极电 极；入口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体进入所述流场；以及出口 流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体离开所述流场，其中所述入口流体 分配器和所述出口流体分配器中的至少一个由多孔材料制成，并且其中临近所述流场和所 述流体分配器中的至少一种设置第二隔离器板，所述第二隔离器板抵靠所述第一隔离器板 从而在其间形成至少一个通道。方案1、一种用于燃料电池的单极板，包括
适于分配反应气体的流场；入口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体进入所述流场；以及出口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体离开所述流场，其中 所述入口流体分配器和所述出口流体分配器中的至少一个由多孔材料制成。方案2、如方案1所述的单极板，其中，所述入口流体分配器和所述出口流体分配 器中的至少一个的所述多孔材料是金属网、金属泡沫、碳基泡沫和微束材料中的至少一种。方案3、如方案1所述的单极板，其中，所述流场是由金属网、金属泡沫、碳基泡沫 和微束材料中的至少一种制成的多孔材料。方案4、如方案1所述的单极板，其中，所述流场、所述入口流体分配器和所述出口 流体分配器中的至少一个是由导电多孔材料和包括导电表面处理的多孔材料中的至少一 种制成的。方案5、如方案1所述的单极板，进一步包括临近所述流场、所述入口流体分配器 和所述出口流体分配器中的至少一个设置的隔离器板。方案6、如方案1所述的单极板，其中，所述流场与所述入口流体分配器和所述出 口流体分配器中的至少一个一体形成。方案7、如方案1所述的单极板，其中，所述流场、所述入口流体分配器和所述出口 流体分配器中的至少一个包括疏水表面处理和亲水表面处理中的至少一种。方案8、一种用于燃料电池的双极板，包括第一板，所述第一板包括适于将反应气体分配至膜电极组件的阴极电极的流场； 入口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体进入所述流场；以及出口流体 分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体离开所述流场，其中所述入口流体分配 器和所述出口流体分配器中的至少一个由多孔材料制成；以及第二板，所述第二板包括适于将反应气体分配至膜电极组件的阳极电极的流场； 入口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体进入所述流场；以及出口流体 分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体离开所述流场，其中所述入口流体分配 器和所述出口流体分配器中的至少一个由多孔材料制成。方案9、如方案8所述的双极板，其中，所述第一板的所述流场、所述入口流体分配 器和所述出口流体分配器中的至少一个是由导电多孔材料和包括导电表面处理的多孔材 料中的至少一种制成的。方案10、如方案8所述的双极板，其中，所述第二板的所述流场、所述入口流体分 配器和所述出口流体分配器中的至少一个是由导电多孔材料和包括导电表面处理的多孔 材料中的至少一种制成的。方案11、如方案8所述的双极板，进一步包括临近所述第一板的所述流场、所述入 口流体分配器和所述出口流体分配器中的至少一个设置的第一隔离器板。方案12、如方案8所述的双极板，进一步包括临近所述第二板的所述流场、所述入 口流体分配器和所述出口流体分配器中的至少一个设置的第二隔离器板。方案13、如方案8所述的双极板，其中，所述第一板的所述流场与所述第一板的所 述入口流体分配器和所述第一板的所述出口流体分配器中的至少一个一体形成。方案14、如方案8所述的双极板，其中，所述第二板的所述流场与所述第二板的所述入口流体分配器和所述第二板的所述出口流体分配器中的至少一个一体形成。方案15、如方案8所述的双极板，其中，所述第一板和所述第二板中的至少一个的 所述流场、所述入口流体分配器和所述出口流体分配器中的至少一个包括疏水表面处理和 亲水表面处理中的至少一种。方案16、一种用于燃料电池的双极板，包括第一板，所述第一板包括流场，其具有非活性区域和活性区域，所述活性区域适 于将反应气体分配至膜电极组件的阴极电极；入口流体分配器，其临近所述流场设置，以允 许所述反应气体进入所述流场；以及出口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反 应气体离开所述流场，其中所述入口流体分配器和所述出口流体分配器中的至少一个由多 孔材料制成，并且其中第一隔离器板临近所述流场和所述流体分配器中的至少一种设置； 以及第二板，所述第二板包括流场，其具有非活性区域和活性区域，所述活性区域适 于将反应气体分配至膜电极组件的阳极电极；入口流体分配器，其临近所述流场设置，以允 许所述反应气体进入所述流场；以及出口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反 应气体离开所述流场，其中所述入口流体分配器和所述出口流体分配器中的至少一个由多 孔材料制成，并且其中第二隔离器板临近所述流场和所述流体分配器中的至少一种设置， 所述第二隔离器板抵靠所述第一隔离器板从而在其间形成至少一个通道。方案17、如方案16所述的双极板，其中，所述第一板的所述流场、所述入口流体分 配器和所述出口流体分配器中的至少一个是由导电多孔材料和包括导电表面处理的多孔 材料中的至少一种制成的。方案18、如方案16所述的双极板，其中，所述第二板的所述流场、所述入口流体分 配器和所述出口流体分配器中的至少一个是由导电多孔材料和包括导电表面处理的多孔 材料中的至少一种制成的。方案19、如方案16所述的双极板，其中，所述第一板的所述流场与所述第一板的 所述入口流体分配器和所述第一板的所述出口流体分配器一体形成，而所述第二板的所述 流场与所述第二板的所述入口流体分配器和所述第二板的所述出口流体分配器一体形成。方案20、如方案16所述的双极板，其中，所述第一板和所述第二板中的至少一个 的所述流场的非活性区域、所述入口流体分配器和所述出口流体分配器中的至少一个包括 疏水表面处理和亲水表面处理中的至少一种。
通过下面的详细说明，特别是在结合下面所述的附图进行考虑时，本领域技术人 员将更清楚本发明的上述优点以及其它优点。图1是根据本发明的一个实施例的燃料电池堆的示意性横截面视图；图2是图1所示的燃料电池堆的燃料电池的俯视图；图3是图2所示的燃料电池沿着3-3线剖切的放大剖视图；图4是图2所示的燃料电池沿着4-4线剖切的放大剖视图。
具体实施例方式下面的说明本质上仅仅是示例性的，而非意在限制本发明、本发明的应用和使用。 还应该理解的是，在所有附图中，对应的标号指代相似或对应的部件和特征。图1示出根据本发明的一个实施例的燃料电池组件10。燃料电池组件10包括多 个叠置的燃料电池12。每个燃料电池12包括入口端口 14和出口端口 16。燃料电池12叠 置成使得各燃料电池12的入口端口 14和出口端口 16基本上对准相邻板或相邻燃料电池 12的相应的入口端口 14和出口端口 16。集合地，各燃料电池12的入口端口 14形成入口 头部18，而各燃料电池12的出口端口 16形成出口头部20。可以理解的是，入口头部18的 直径、数量和长度将取决于燃料电池12中的入口端口 14的尺寸和数量，以及取决于叠置在 燃料电池组件10中的燃料电池12的数目。还可以理解的是，出口头部20的直径、数量和 长度将取决于燃料电池12中的出口端口 16的尺寸和数量，以及取决于叠置在燃料电池组 件10中的燃料电池12的数目。入口 22与入口头部18流体连通，而出口 24与出口头部20 流体连通。图1中示出的燃料电池组件10示例性地包括阳极入口头部和阳极出口头部、阴 极入口头部和阴极出口头部、以及冷却剂入口头部和冷却剂出口头部。图2至图4示出燃料电池组件10的一个燃料电池12。燃料电池12包括一对单极 板26和一对单极板28。单极板26和28中的每一个包括活性区域30和非活性区域32。通 常，单极板26中的每一个与临近的单极板28结合在一起，以形成双极板33。结合例如可以 通过焊接、扩散结合、激光焊接、或用传导性粘合剂实现的胶接来实现，就如同本领域中公 知的那样。适当的结合剂是本领域技术人员公知的，并且能够根据需要来选择。可以理解 的是，燃料电池12中的单极板26、28的尺寸、形状、数量和类型，以及燃料电池12内的单极 板26、28的构造，例如可以基于诸如所生成的电量、由燃料电池组件10供电的机器的尺寸、 经过燃料电池组件10的气体的期望体积流量(volumetric flow rate)以及其它因素的设 计参数而变化。在燃料电池12中还包括膜电极组件(MEA) 34。MEA 34设置在两个接续的 双极板33之间。MEA 34包括夹在阳极电极36和阴极电极38之间的质子交换膜(PEM) 35。现在参见图3和图4，单极板26包括实质上多孔的流场40，实质上多孔的流 场40与实质上多孔的入口流体分配器42和实质上多孔的出口流体分配器44 一体地形 成。隔离器板46支撑单极板26的流场40以及流体分配器42、44。单极板28包括实质 上多孔的流场48，实质上多孔的流场48与实质上多孔的入口流体分配器50和实质上多 孔的出口流体分配器52 —体地形成。隔离器板54支撑单极板28的流场48以及流体分 配器50、52。因此，单极板26、28包括从入口头部18至出口头部20的连续的实质上多孔 的层。可以理解的是，如果需要，各单极板26、28的流场40、48能够与各流体分配器42、 44、50、52分开形成。还可以理解的是，每个流场40、48能够是带有在其内形成的多个流 动通道的典型流场构造。可以理解的是，流场40、48和流体分配器42、44、50、52能够根据 需要由任何多孔材料制成，例如由诸如金属网、金属泡沫(例如镍泡沫和不锈钢泡沫)、碳 基泡沫(例如石墨泡沫)和微束材料(microtruss)的材料制成。此种泡沫的供应商例 如是 Ultramet, Platingtech, Mitsubishi Materials Corporation, Siping AKS Metal Material Technology Corporation, Sumitomo Electric Industries, Ltd,以及 Porvair P1 c。还可以理解的是，流场40、48和流体分配器42、44、50、52能够由导电性材料制成，并且 例如包括导电表面处理等。在非限制性的实施例中，单极板26、28的流场40、48和流体分配器42、44、50、52具有大约70%至大约85%的孔隙率，且孔的尺寸为大约50微米至大约 200微米。在进一步的例子中，所述孔的尺寸为大约120微米。在图示实施例中，流场40、 48和流体分配器42、44、50、52的厚度为大约0. 2mm至大约1. 0mm。在进一步的非限制性实 施例中，流体分配器42、44的厚度为大约0. 6mm,而流体分配器50、52的厚度为大约0. 4mm。 然而，应该认识到的是，能够根据需要将流场40、48和流体分配器42、44、50、52设置为适合 于单极板26、28的任何孔隙率、孔尺寸、以及厚度。如图所示，单极板26的入口流体分配器42基本上是平坦的，且从入口头部18延 伸至流场40。所示出的单极板28的入口流体分配器50基本上是平坦的，且从入口头部18 延伸至流场48。入口流体分配器42、50允许反应物(未示出)在入口头部18处进入燃料 电池组件10，并且基本上不中断地流向流场40、48。所示出的单极板26的出口流体分配器 44基本上是平坦的，且从流场40延伸至出口头部20。所示出的单极板28的出口流体分配 器52基本上是平坦的，且从流场48延伸至出口头部20。出口流体分配器44、52允许反应 物基本上不中断地从流场40、48流至出口头部20，并流出燃料电池组件10。流场40、48将 所述反应物在单极板26、28的活性区域30上有效地分配。此外，流体分配器42、44、50、52 和流场40、48引导并有利于在电化学反应期间生成的液态水穿过单极板26、28的活性区域 30和非活性区域32朝出口头部20流动。在反应物拖曳和毛细管力的作用下，液态水移动 经过流体分配器42、44、50、52和流场40、48。如图所示，单极板26的流场40允许反应物接 触MEA 34的阴极电极38的相当大部分，这与典型的流动通道构造是不同的。单极板28的 流场48允许反应物接触MEA 34的阳极电极36的相当大部分，这与典型的流动通道构造是 不同的。流体分配器42、44、50、52和流场40、48的至少一个非活性区域32可以包括表面 处理，以使得燃料电池组件10的液态水管理能力最大化，以及使得在其启动时冻结的可能 性最小化。可以理解的是，所述表面处理根据需要能够是任何表面处理，例如，所述表面处 理是诸如疏水表面处理(例如浸渍在疏水材料中的多孔泡沫)、亲水表面处理(例如浸渍在 亲水材料中的多孔泡沫)等。单极板26的流体分配器42、44和流场40的第一面56抵靠MEA 34的阴极电极38 和环绕MEA 34的子衬垫58中的至少一个。单极板26的流体分配器42、44和流场40的第 二面64抵靠隔离器板46的第一面62。如图4中所示，单极板28的流体分配器50、52和流 场48的第一面64抵靠隔离器板54的第一面66。流体分配器50、52和流场48的第二面 68抵靠MEA 34的阳极电极36和子衬垫58中的至少一个。隔离器板46、54是实质上流体可渗透的、是导电且导热的，并且是耐腐蚀的片材。 隔离器板46、54例如能够由金属材料和非金属材料中的至少一种(诸如不锈钢材料、铝材 料、钛材料、石墨材料和复合材料)来制造。能够采用任何常规方法来形成隔离器板46、54， 例如采用诸如冲压、滚轧成形、压力成形和电磁成形。应该认识到的是，形成隔离器板46、 54的材料和方法能够影响隔离器板46、54的可成形性。作为一个非限制性的例子，每个隔 离器板46、54的厚度为大约0. 05mm至大约0. 2mm。然而可以理解的是，根据需要隔离器板 46、54可以具有任何厚度。隔离器板46、54是基本上平坦的，但是可以理解的是，隔离器板 46,54能够具有孔口和突出平面的特征，例如，根据需要具有诸如缺口、通道、肋等。隔离器板46、54的外周包括在其上形成的相应的平台70、72。隔离器板46的平台 70抵靠隔离器板54的平台72以在其间形成至少一个通道74。所述至少一个通道74构造成接收诸如反应物的流体，并且辅助对所述反应物进行热调节，例如所述反应物在燃料电 池组件10运行期间流经所述通道。应该理解的是，根据需要，所述至少一个通道74能够包 括设置在其中的多孔泡沫。与典型的流动通道构造相比，所述至少一个通道74适于允许流 体在单极板26、28的更大表面面积上流过，并且允许流体更靠近其活性区域30。因此，与典 型的燃料电池组件相比，在燃料电池组件10中允许更高的流体温度和更低的流体体积。在隔离器板54的平台72以及流体分配器50、52中的至少一个与子衬垫58之间 可以设置支撑构件76。应该理解的是，支撑构件76和子衬垫58可以一体形成。子衬垫58 由隔离器板46和流体分配器42、44中的至少一个基本上均勻地支撑，由此使得由连续微通 道设计导致的复杂情况最小化，所述复杂情况诸如是子衬垫58侵入并限制在燃料电池组 件10的非活性区域32中形成给送区域的通道。应该理解的是，通过去除附加元件和制造过程(诸如在非活性区域32中形成的槽 道区域、表面覆层、水传送结构等)，本燃料电池12是节省成本的。令人^C奇地发现，燃料电 池12在克服反应物错误分配和燃料电池组件10的活性区域30和非活性区域32中的水积聚 方面是有效的。由此燃料电池12使得燃料电池组件10在冻结温度下的启动性能最大化。通常，在燃料电池系统运行期间，氢气反应物被给送至燃料电池组件10的阳极电 极36。同时，氧气反应物被给送至燃料电池组件10的阴极电极38。在阳极电极36处，氢 气被催化分离成质子和电子。氧化半电池反应(oxidation half-cell reaction)以下式 表示H2 —— 2H++2e_。在聚合物电解质膜燃料电池组件中，质子穿过PEM 35到达阴极电极 38。电子沿着外部负载电路行进到阴极电极38，从而产生燃料电池组件10的电流。在阴极 电极38处，氧气与穿过PEM 35的质子和来自外部电路的电子反应，以形成水分子。该还原 半电池反应以下式表示4H++4e-+02 — 2H20。在燃料电池组件10运行期间，入口流体分配器42、50允许反应物通过入口头部18 进入燃料电池12。出口流体分配器44、52允许反应物和在电化学反应期间产生的水通过出 口头部20离开燃料电池12。特别地，液态水滴在临近MEA 34的阴极电极38的流场40中 形成。一些水还可以被传送到临近MEA 34的阳极电极36的流场48处，或者可通过由消耗 氢导致的冷凝在阳极电极36中形成。流经阴极电极38的空气流导致水滴和水蒸气流经流 场40和流体分配器44，而流到出口头部20内。可以理解的是，文中对于阴极电极38所描 述的运行与燃料电池组件10的阳极电极36的运行类似。尽管为了说明本发明的目的已经示出了本发明的一些代表性实施例和细节，但是 对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离由所附权利要求进一步说明的本发 明的保护范围的情况下进行各种改变。
权利要求
1.一种用于燃料电池的单极板，包括适于分配反应气体的流场；入口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体进入所述流场；以及出口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体离开所述流场，其中所述 入口流体分配器和所述出口流体分配器中的至少一个由多孔材料制成。
2.如权利要求1所述的单极板，其中，所述入口流体分配器和所述出口流体分配器中 的至少一个的所述多孔材料是金属网、金属泡沫、碳基泡沫和微束材料中的至少一种。
3.如权利要求1所述的单极板，其中，所述流场是由金属网、金属泡沫、碳基泡沫和微 束材料中的至少一种制成的多孔材料。
4.如权利要求1所述的单极板，其中，所述流场、所述入口流体分配器和所述出口流体 分配器中的至少一个是由导电多孔材料和包括导电表面处理的多孔材料中的至少一种制 成的。
5.如权利要求1所述的单极板，进一步包括临近所述流场、所述入口流体分配器和所 述出口流体分配器中的至少一个设置的隔离器板。
6.如权利要求1所述的单极板，其中，所述流场与所述入口流体分配器和所述出口流 体分配器中的至少一个一体形成。
7.如权利要求1所述的单极板，其中，所述流场、所述入口流体分配器和所述出口流体 分配器中的至少一个包括疏水表面处理和亲水表面处理中的至少一种。
8.一种用于燃料电池的双极板，包括第一板，所述第一板包括适于将反应气体分配至膜电极组件的阴极电极的流场；入 口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体进入所述流场；以及出口流体分 配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体离开所述流场，其中所述入口流体分配器 和所述出口流体分配器中的至少一个由多孔材料制成；以及第二板，所述第二板包括适于将反应气体分配至膜电极组件的阳极电极的流场；入 口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体进入所述流场；以及出口流体分 配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体离开所述流场，其中所述入口流体分配器 和所述出口流体分配器中的至少一个由多孔材料制成。
9.如权利要求8所述的双极板，其中，所述第一板的所述流场、所述入口流体分配器和 所述出口流体分配器中的至少一个是由导电多孔材料和包括导电表面处理的多孔材料中 的至少一种制成的。
10.一种用于燃料电池的双极板，包括第一板，所述第一板包括流场，其具有非活性区域和活性区域，所述活性区域适于将 反应气体分配至膜电极组件的阴极电极；入口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所 述反应气体进入所述流场；以及出口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气 体离开所述流场，其中所述入口流体分配器和所述出口流体分配器中的至少一个由多孔材 料制成，并且其中第一隔离器板临近所述流场和所述流体分配器中的至少一种设置；以及第二板，所述第二板包括流场，其具有非活性区域和活性区域，所述活性区域适于将 反应气体分配至膜电极组件的阳极电极；入口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所 述反应气体进入所述流场；以及出口流体分配器，其临近所述流场设置，以允许所述反应气体离开所述流场，其中所述入口流体分配器和所述出口流体分配器中的至少一个由多孔材 料制成，并且其中第二隔离器板临近所述流场和所述流体分配器中的至少一种设置，所述 第二隔离器板抵靠所述第一隔离器板从而在其间形成至少一个通道。
全文摘要
本发明提供一种用于燃料电池组件的燃料电池板，该燃料电池板包括一对单极板，所述单极板包括流场、入口流体分配器和出口流体分配器，其中所述流体分配器由多孔材料制成，以便在整个反应物流动路径上控制液态水。
文档编号H01M8/02GK101997121SQ201010255958
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者J·J·加格利亚多, J·P·奥维简, T·A·特拉博尔德 申请人:通用汽车环球科技运作公司