燃料电池堆的制作方法

本发明涉及一种燃料电池堆。本申请要求基于2017年1月31日提交的韩国专利申请第10-2017-0013514号的优先权权益，通过引用将该韩国专利申请公开的全部内容并入本文。

背景技术：

1、通常，燃料电池是通过燃料和氧化剂之间的电化学反应产生电能的能量转换装置，其具有只要持续供应燃料就可以持续产生电力的优点。

2、聚合物电解质膜燃料电池(pemfc)使用能够渗透氢离子的聚合物膜作为电解质，具有比其他类型燃料电池低的约100℃以下的工作温度，并且具有能量转换效率高和功率密度高以及响应特性快的优点。此外，由于聚合物电解质膜燃料电池可以小型化，因此其可以作为便携式电源装置、车辆电源装置和家用电源装置提供。

3、聚合物电解质膜燃料电池堆具有将多个燃料电池堆叠的结构，其中每个燃料电池可以包括：膜-电极组件(mea)，膜-电极组件(mea)配备有通过在由聚合物材料构成的电解质膜周围分别涂覆阳极和阴极而形成的电极层；气体扩散层(gdl)，气体扩散层(gdl)用于在整个反应区内均匀地分配反应气体并将阳极的氧化反应产生的电子向阴极转移；分隔板(双极板)，分隔板(双极板)用于将反应气体供应到气体扩散层并将电化学反应产生的水排放到外部；以及弹性材料的垫圈，垫圈设置在分隔板或膜-电极组件的反应区的外周上，以防止反应气体和冷却水的泄漏。

4、常规的分隔板在两个表面上设置有反应气体通道和冷却水通道，具有燃料电池中的水传输不平衡和高功率区域中的反应表面中的反应气体的传质阻力(通常是扩散阻力)高的技术问题。

5、此外，近来已经提出了应用金属泡棉、金属网和网眼金属件的分隔板(下文中，也称为“多孔体”)，以通过降低高功率区域中的扩散阻力来改进燃料电池的性能，但由于多孔体的形状和结构是用于确定冷却水供应流动路径的流动特性的重要因素，因此对用于改进多孔体的冷却水流动路径的研究是必需的。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明要解决的问题是提供一种燃料电池堆，其能够减少反应气体和冷却水流动路径中的压力损失。

3、另外，本发明要解决的另一个问题是提供一种燃料电池堆，其能够在堆叠燃料电池时对冷却性能和用于压缩紧固的结构加强件进行改进。

4、技术方案

5、为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种燃料电池堆，其包括多个燃料电池，其中，每个燃料电池包括：膜-电极组件，膜-电极组件具有阳极和阴极；气体扩散层，气体扩散层各自设置在膜-电极组件的两侧上；第一分隔板，第一分隔板具有面向阳极以与气体扩散层接触的第一表面和与第一表面相对的第二表面；以及第二分隔板，第二分隔板具有面向阴极以与气体扩散层接触的第一表面和与第一表面相对的第二表面，并且第一分隔板的第二表面和第二分隔板的第二表面中的至少一个设置有向外侧突出的一个或多个突起。

6、有益效果

7、如上所述，与本发明的一个实施例有关的燃料电池堆具有以下效果。

8、可以减小冷却水进入部分的流体阻力，可以降低与冷却性能改进和冷却水供应系统相关的流体仪器的功耗，并且可以改进燃料电池系统的性能、稳定性和发电效率。

技术特征：

1.一种燃料电池堆，包括：多个燃料电池，

2.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，两个相邻的燃料电池之间的所述冷却水流动空间的厚度大于所述第一突起和所述第二突起的高度之和。

3.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，所述第一通道和所述第二通道分别沿着所述燃气和所述冷却水的流动方向延伸。

4.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，两个相邻的所述第一通道通过所述第二通道进行连接。

5.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，所述多个第一突起设置在所述第一分隔板的边缘，而不位于所述反应区中。

6.根据权利要求5所述的燃料电池堆，其中，所述多个第一突起位于所述反应区的一侧，并且设置在分配区中以将所述燃气分配到所述反应区的各个通道。

7.根据权利要求1所述的燃料电池堆，其中，所述多个第二突起设置在所述第二分隔板的边缘，而不位于所述反应区中。

技术总结
本发明涉及燃料电池堆，并且根据本发明的一个方面，提供了一种燃料电池堆，其包括多个燃料电池，其中，每个燃料电池包括：膜‑电极组件，膜‑电极组件具有阳极和阴极；气体扩散层，气体扩散层各自设置在膜‑电极组件的两侧上；第一分隔板，第一分隔板具有面向阳极以与气体扩散层接触的第一表面和与第一表面相对的第二表面；以及第二分隔板，第二分隔板具有面向阴极以与气体扩散层接触的第一表面和与第一表面相对的第二表面，并且第一分隔板的第二表面和第二分隔板的第二表面中的至少一个设置有向外侧突出的一个或多个突起。

技术研发人员：郑惠美,杨栽春
受保护的技术使用者：株式会社LG化学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27