本发明涉及燃料电池,尤其涉及一种气体引导件及自循环电堆。
背景技术:
1、当前,加快构建清洁、低碳、安全、高效能源体系成为重点研究方向。燃料电池的热效率高,反应生成的有害气体极少,而且没有机械传动部件,工作过程不产生噪音,是新能源领域的研究热点。
2、对于燃料电池,在电堆的工作过程中,阴极气体和阳极气体进入电堆后分别流经各个电极单元的阴极和阳极参与反应,然后从电堆出口排出,该过程阴极气体和阳极气体难以充分参与反应,利用率并不高,通常只有50%左右,基于此,如何提高气体的利用率成为业内亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本发明提供一种气体引导件及自循环电堆,用以解决现有技术中气体在电堆内参与反应时利用率较低的缺陷。
2、本发明提供一种气体引导件,所述气体引导件用于设置于电堆的双极板组件之间,所述气体引导件用于将所述电堆内经过一次利用后的气体引导至所述气体引导件内;所述气体引导件内设有气体引导腔、阳极反应区和阳极腔室,所述气体引导腔包括:汇聚腔、限流腔和分配腔,所述汇聚腔和所述分配腔通过所述限流腔连通,所述汇聚腔用于将气体汇聚,所述分配腔用于将气体均匀分配,分配后的气体进入所述阳极反应区后在所述阳极腔室内进行二次利用。
3、根据本发明提供的一种气体引导件,所述气体引导件包括第一板体、第二板体和第三板体,所述第二板体设有气体引导通道,所述第一板体与所述第三板体夹设于所述第二板体的两侧,以使所述气体引导通道形成所述气体引导腔;所述第一板体、所述第二板体和所述第三板体对应设有第一阳极通孔、第二阳极通孔、第一阴极通孔和第二阴极通孔,所述第一阳极通孔和所述第二阳极通孔用于阳极气体流动,所述第一阴极通孔和所述第二阴极通孔用于阴极气体流动。
4、根据本发明提供的一种气体引导件,所述气体引导通道包括:汇聚区、限流区和分配区,所述汇聚区和所述分配区通过所述限流区连通;沿气体的流动方向,所述汇聚区的宽度渐缩,所述分配区的宽度渐扩,所述限流区的尺寸可调,以对所述电堆的背压进行调节。
5、根据本发明提供的一种气体引导件,所述分配区内形成有多个第一气流通道,所述第一气流通道用于引导气体流动。
6、根据本发明提供的一种气体引导件,所述分配区内设有多个凸起,多个所述凸起之间形成多个所述第一气流通道。
7、根据本发明提供的一种气体引导件,所述分配区内设有多个条形件,多个所述条形件呈放射状排布,相邻两个所述条形件之间形成所述第一气流通道。
8、根据本发明提供的一种气体引导件,所述第一板体设有第三阳极通孔,所述第三阳极通孔与所述第一阳极通孔平行设置,且与所述汇聚区相对设置,所述第三阳极通孔用于将所述电堆内经过一次利用后的气体引导至所述汇聚区内。
9、根据本发明提供的一种气体引导件,所述第三板体设有第二气流通道,所述第二气流通道与所述分配区相对设置;所述第三板体设有所述阳极反应区,所述阳极反应区与所述第二气流通道邻近设置。
10、根据本发明提供的一种气体引导件,所述气体引导件还包括第四板体,所述第四板体与所述第三板体叠设;所述第四板体包括盖板和电池片,所述第四板体与所述第三板体形成所述阳极腔室,所述电池片与所述阳极反应区相对设置,进入所述阳极反应区的气体在所述阳极腔室内进行二次利用后,由所述第二阳极通孔排出所述电堆外。
11、本发明还提供一种自循环电堆,包括多个循环单元,多个所述循环单元叠设,每个所述循环单元包括:多个双极板组件和一个如上所述的气体引导件,多个所述双极板组件叠设,所述气体引导件设置于所述双极板组件之间。
12、本发明提供的气体引导件,通过将气体引导件设置于双极板组件之间,实现了气体在电堆内自循环,使气体可以被二次利用,提高了气体的利用率,且气体在电堆内自循环,不需要外力辅助,减小了能量损耗和系统体积;同时,通过在气体引导件内设置气体引导腔,可将进入气体引导件内的气体汇聚后再分配,使得气体分布均匀,省去了在双极板上设置分配区,使气体能够直接进入阳极反应区参与电化学反应,增大了分配区面积,使气体分配更加均匀,提高了电堆的稳定性。
1.一种用于自循环电堆的气体引导件,其特征在于,所述气体引导件用于设置于电堆的双极板组件之间,所述气体引导件用于将所述电堆内经过一次利用后的气体引导至所述气体引导件内;
2.根据权利要求1所述的气体引导件,其特征在于,所述气体引导件包括第一板体、第二板体和第三板体,所述第二板体设有气体引导通道,所述第一板体与所述第三板体夹设于所述第二板体的两侧,以使所述气体引导通道形成所述气体引导腔;
3.根据权利要求2所述的气体引导件,其特征在于,所述气体引导通道包括:汇聚区、限流区和分配区,所述汇聚区和所述分配区通过所述限流区连通;
4.根据权利要求3所述的气体引导件,其特征在于,所述分配区内形成有多个第一气流通道,所述第一气流通道用于引导气体流动。
5.根据权利要求4所述的气体引导件,其特征在于,所述分配区内设有多个凸起,多个所述凸起之间形成多个所述第一气流通道。
6.根据权利要求4所述的气体引导件,其特征在于,所述分配区内设有多个条形件,多个所述条形件呈放射状排布,相邻两个所述条形件之间形成所述第一气流通道。
7.根据权利要求3所述的气体引导件,其特征在于,所述第一板体设有第三阳极通孔,所述第三阳极通孔与所述第一阳极通孔平行设置,且与所述汇聚区相对设置,所述第三阳极通孔用于将所述电堆内经过一次利用后的气体引导至所述汇聚区内。
8.根据权利要求3所述的气体引导件,其特征在于,所述第三板体设有第二气流通道,所述第二气流通道与所述分配区相对设置;
9.根据权利要求8所述的气体引导件,其特征在于,所述气体引导件还包括第四板体,所述第四板体与所述第三板体叠设;
10.一种自循环电堆,其特征在于,包括多个循环单元,多个所述循环单元叠设,每个所述循环单元包括:多个双极板组件和一个权利要求1-9中任一项所述的气体引导件;