一种羽型梯度流场板以及固体氧化物燃料电池的制作方法

本技术涉及燃料电池，特别是涉及一种羽型梯度流场板以及固体氧化物燃料电池。

背景技术：

1、“温室效应”造成了一系列严重的环境问题，其罪魁祸首是传统化石燃料的燃烧。氢作为传统化石燃料最具潜力的替代品，与燃料电池中的氧气反应产生电、热和水，能够有效减少碳排放。因此，燃料电池在未来的可再生能源体系当中将扮演重要的角色。

2、固体氧化物燃料电池的研究深入且广泛，技术更为成熟，相较其他燃料电池具有高功率密度和转换效率、快速启动、低温工作和长寿命等优点。固体氧化物燃料电池可以直接将氢的化学能转化为电能，且不受卡诺循环的限制。与其他类型的燃料电池相比，固体氧化物燃料电池具有全固态组件结构可靠性高、热电联产效率高、燃料灵活性高和成本低等优点。不过，在大功率密度下，固体氧化物燃料电池的稳定性和耐久性会因气热传输问题而受影响，输出性能快速下降。

技术实现思路

1、因此，本实用新型主要解决的技术问题在于如何改善固体燃料电池在大功率密度下的气热传输特性，进而提升燃料电池的耐久性、稳定性及输出功率。

2、为达到上述目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

3、一种羽型梯度流场板，包括板体以及设置于所述板体中心的流场部，所述流场部设置有进气总流道、出气总流道和斜流道，所述板体的侧边设置有进气螺栓孔和出气螺栓孔，所述进气螺栓孔与所述进气总流道相连通，所述出气螺栓孔与所述出气总流道相连通；所述进气总流道和所述出气总流道相间隔，所述斜流道相对于所述进气总流道和所述出气总流道倾斜布置，所述进气总流道和所述斜流道通过多条带梯度的进气副流道连通，所述出气总流道和所述斜流道通过多条带梯度的出气副流道连通。

4、优选地，所述进气副流道靠近所述进气总流道一端的宽度大于所述进气副流道靠近所述斜流道一端的宽度；所述出气副流道靠近所述出气总流道一端的宽度小于于所述出气副流道靠近所述斜流道一端的宽度。

5、优选地，所述斜流道靠近所述进气总流道一端的宽度大于所述斜流道靠近所述出气总流道一端的宽度。

6、优选地，所述流场部上设置有多条带梯度的第一条形凸起，相邻的所述第一条形凸起之间形成所述进气副流道；所述流场部上还设置有多条带梯度的第二条形凸起，相邻的所述第二条形凸起之间形成所述出气副流道。

7、优选地，所述进气螺栓孔和所述出气螺栓孔分别位于所述板体的相对两侧；所述进气总流道靠近所述进气螺栓孔的一端设置有进气孔，所述进气总流道通过所述进气孔与所述进气螺栓孔相连通；所述出气总流道靠近所述出气螺栓孔的一端设置有出气孔，所述出气总流道通过所述出气孔与所述出气螺栓孔相连通。

8、优选地，所述进气总流道和所述出气总流道均呈长条状，所述进气总流道平行于所述出气总流道；所述进气总流道和所述斜流道之间呈40-60度夹角，所述出气总流道和所述斜流道之间呈40-60度夹角。

9、优选地，所述斜流道连接所述进气孔和所述出气孔。

10、优选地，所述板体靠近边缘的位置设置有多个加紧螺栓孔，多个所述加紧螺栓孔围绕所述流场部布置。

11、优选地，所述板体上还设置有密封槽，所述密封槽环绕所述流场部一圈，并位于所述加紧螺栓孔和所述流场部之间。

12、此外，本申请还提供一种固体氧化物燃料电池，包括以上所述的羽型梯度流场板。

13、本申请的上述技术方案中，羽型梯度流场板包括板体以及设置于板体中心的流场部，流场部设置有进气总流道、出气总流道和斜流道，进气总流道和斜流道通过多条带梯度的进气副流道连通，出气总流道和斜流道通过多条带梯度的出气副流道连通，使流场兼具羽型仿生结构和梯度结构的特定。本申请利用羽型仿生结构和梯度结构的协同作用，共同作用于促进流场的气热传输性能，提高电极表面反应气体和温度的分布均匀性，从而能够优化固体氧化物燃料电池在大功率下的气体传质和散热特性，提升固体氧化物燃料电池的耐久性、稳定性及输出功率。

技术特征：

1.一种羽型梯度流场板，其特征在于，包括板体以及设置于所述板体中心的流场部，所述流场部设置有进气总流道、出气总流道和斜流道，所述板体的侧边设置有进气螺栓孔和出气螺栓孔，所述进气螺栓孔与所述进气总流道相连通，所述出气螺栓孔与所述出气总流道相连通；所述进气总流道和所述出气总流道相间隔，所述斜流道相对于所述进气总流道和所述出气总流道倾斜布置，所述进气总流道和所述斜流道通过多条带梯度的进气副流道连通，所述出气总流道和所述斜流道通过多条带梯度的出气副流道连通。

2.根据权利要求1所述的羽型梯度流场板，其特征在于，所述进气副流道靠近所述进气总流道一端的宽度大于所述进气副流道靠近所述斜流道一端的宽度；所述出气副流道靠近所述出气总流道一端的宽度小于所述出气副流道靠近所述斜流道一端的宽度。

3.根据权利要求2所述的羽型梯度流场板，其特征在于，所述斜流道靠近所述进气总流道一端的宽度大于所述斜流道靠近所述出气总流道一端的宽度。

4.根据权利要求1所述的羽型梯度流场板，其特征在于，所述流场部上设置有多条带梯度的第一条形凸起，相邻的所述第一条形凸起之间形成所述进气副流道；所述流场部上还设置有多条带梯度的第二条形凸起，相邻的所述第二条形凸起之间形成所述出气副流道。

5.根据权利要求1所述的羽型梯度流场板，其特征在于，所述进气螺栓孔和所述出气螺栓孔分别位于所述板体的相对两侧；所述进气总流道靠近所述进气螺栓孔的一端设置有进气孔，所述进气总流道通过所述进气孔与所述进气螺栓孔相连通；所述出气总流道靠近所述出气螺栓孔的一端设置有出气孔，所述出气总流道通过所述出气孔与所述出气螺栓孔相连通。

6.根据权利要求5所述的羽型梯度流场板，其特征在于，所述进气总流道和所述出气总流道均呈长条状，所述进气总流道平行于所述出气总流道；所述进气总流道和所述斜流道之间呈40-60度夹角，所述出气总流道和所述斜流道之间呈40-60度夹角。

7.根据权利要求5所述的羽型梯度流场板，其特征在于，所述斜流道连接所述进气孔和所述出气孔。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的羽型梯度流场板，其特征在于，所述板体靠近边缘的位置设置有多个加紧螺栓孔，多个所述加紧螺栓孔围绕所述流场部布置。

9.根据权利要求8所述的羽型梯度流场板，其特征在于，所述板体上还设置有密封槽，所述密封槽环绕所述流场部一圈，并位于所述加紧螺栓孔和所述流场部之间。

10.一种固体氧化物燃料电池，其特征在于，包括根据权利要求1至9任意一项所述的羽型梯度流场板。

技术总结
本申请提供一种羽型梯度流场板以及固体氧化物燃料电池,其中，羽型梯度流场板包括板体以及设置于所述板体中心的流场部，所述流场部设置有进气总流道、出气总流道和斜流道，所述板体的侧边设置有进气螺栓孔和出气螺栓孔，所述进气螺栓孔与所述进气总流道相连通，所述出气螺栓孔与所述出气总流道相连通；所述进气总流道和所述出气总流道相间隔，所述斜流道相对于所述进气总流道和所述出气总流道倾斜布置，所述进气总流道和所述斜流道通过多条带梯度的进气副流道连通，所述出气总流道和所述斜流道通过多条带梯度的出气副流道连通。本申请主要解决的技术问题在于如何改善固体燃料电池在大功率密度下的气热传输特性。

技术研发人员：田新龙,周彧,邓培林
受保护的技术使用者：海南深远海新能源科技有限公司
技术研发日：20231009
技术公布日：2024/1/15