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公开(公告)号：CN114267848B
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202111602875.5
申请日：2021-12-24
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M8/0202 , H01M8/0258 , H01M8/0263
Abstract: 本发明公开了一种仿生多级分叉流场的燃料电池双极板及其实现方法。本发明采用分配流道和收集流道在沿气体传输方向上流道的宽度和长度分别呈梯度降低和呈梯度增加，使得反应气体定向传输的同时提升仿生多级分叉流场的传质效率，促进反应气体均匀分布，同时避免靠近出口过大的传质任务的收集流道出现堵塞现象，使得生成物水及时呈梯度排出；分配流道和收集流道之间分布有左右两侧相互对称的两级流道单元，显著降低燃料电池的压降和泵送功率，使得反应生成的水快速排出；同时使未发生反应气体得到多次循环传输利用，提高反应气体的利用率；本发明降低压降、泵送功率的同时提升传质效率，改善燃料电池的水管理，最终提升燃料电池的性能与稳定性。
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公开(公告)号：CN114068948B
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202111361187.4
申请日：2021-11-17
Applicant: 吉林大学 , 华奥安心技术服务(集团)股份有限公司
IPC: H01M4/86 , H01M8/1006
Abstract: 本发明公开了一种具有仿生主动集排水功能的燃料电池双极板及集排水方法。本发明在流场壁面形成仿荷叶表面的低黏附效应的疏水特性的低表面能薄膜，刻蚀低表面能薄膜形成仿仙人掌棘刺的具有亲水性的周期性排列的亲水图案，疏水处理后的壁面刻蚀亲水图案形成了仿沙漠甲虫背部的亲水和疏水耦合耦合的仿生表面；当燃料电池产水量小于需水量时，能够有效捕集产物水，并将其收集和均匀分布，进而增强质子交换膜的质子电导率；当燃料电池产水量大于需水量时，在气体扩散层表面积聚的液滴能够被吸出并捕集在流场壁面的仿生表面上，通过仿生表面主动排水和气流拖拽的协同作用，加快了流场的排水速度，增强了传质效率，进而提高了燃料电池的性能和稳定性。
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公开(公告)号：CN110492127A
公开(公告)日：2019-11-22
申请号：CN201910738469.8
申请日：2019-08-12
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M8/026 , H01M8/0265
Abstract: 本发明公开了一种梯度渐变定向输水和引流的燃料电池双极板及方法。本发明采用改性后具有亲水性的双极板，并且在流道的两侧形成密度梯度渐大的毛细凹槽；当燃料电池工作时，电化学反应生成的水积累在扩散层中，燃料电池双极板的表面具有亲水性，将水吸入燃料电池双极板中，引入流道；同时垂直的毛细凹槽通过毛细力，进一步将水吸入流道，毛细凹槽通过毛细力增强燃料电池双极板的亲水性，并且毛细凹槽密度沿流道方向的梯度变大，亲水性梯度增强，对反应生成的水形成引流，增强排水性，最终积累在流道中的水会被通入的氧气顺着流道排出，形成定向引流并且定向排水，提高排水效率，最终提升燃料电池的性能和稳定性。
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公开(公告)号：CN119400889A
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202411565031.1
申请日：2024-11-04
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M8/0263 , H01M8/0258 , H01M8/0265 , H01M8/04082 , H01M8/04089 , H01M8/04291
Abstract: 本发明涉及燃料电池技术领域，且公开了一种仿生H型流场的燃料电池双极板，包括电池双极板本体，所述电池双极板本体包含进口，所述进口沿进口的竖直方向上刻有中心主流道，所述进口相连接的垂直方向上刻有一级顶端流道和二级顶端流道，所述电池双极板本体的侧面依次开设有一级左侧边流道、二级左侧边流道、三级左侧边流道和四级左侧边流道。该仿生H型流场的燃料电池双极板及其方法，通过上述机制改变了流场内部气体和水传输机制，定向均匀分布反应气体，多级流道单元结构循环传质、排水，降低压降、泵送功率的同时提升传质效率，改善燃料电池的水管理，最终提升燃料电池的性能与稳定性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114267848A
公开(公告)日：2022-04-01
申请号：CN202111602875.5
申请日：2021-12-24
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M8/0202 , H01M8/0258 , H01M8/0263
Abstract: 本发明公开了一种仿生多级分叉流场的燃料电池双极板及其实现方法。本发明采用分配流道和收集流道在沿气体传输方向上流道的宽度和长度分别呈梯度降低和呈梯度增加，使得反应气体定向传输的同时提升仿生多级分叉流场的传质效率，促进反应气体均匀分布，同时避免靠近出口过大的传质任务的收集流道出现堵塞现象，使得生成物水及时呈梯度排出；分配流道和收集流道之间分布有左右两侧相互对称的两级流道单元，显著降低燃料电池的压降和泵送功率，使得反应生成的水快速排出；同时使未发生反应气体得到多次循环传输利用，提高反应气体的利用率；本发明降低压降、泵送功率的同时提升传质效率，改善燃料电池的水管理，最终提升燃料电池的性能与稳定性。
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公开(公告)号：CN114068948A
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202111361187.4
申请日：2021-11-17
Applicant: 吉林大学 , 北京华奥汽车服务股份有限公司
IPC: H01M4/86 , H01M8/1006
Abstract: 本发明公开了一种具有仿生主动集排水功能的燃料电池双极板及集排水方法。本发明在流场壁面形成仿荷叶表面的低黏附效应的疏水特性的低表面能薄膜，刻蚀低表面能薄膜形成仿仙人掌棘刺的具有亲水性的周期性排列的亲水图案，疏水处理后的壁面刻蚀亲水图案形成了仿沙漠甲虫背部的亲水和疏水耦合耦合的仿生表面；当燃料电池产水量小于需水量时，能够有效捕集产物水，并将其收集和均匀分布，进而增强质子交换膜的质子电导率；当燃料电池产水量大于需水量时，在气体扩散层表面积聚的液滴能够被吸出并捕集在流场壁面的仿生表面上，通过仿生表面主动排水和气流拖拽的协同作用，加快了流场的排水速度，增强了传质效率，进而提高了燃料电池的性能和稳定性。
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公开(公告)号：CN112054225B
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202010965803.6
申请日：2020-09-15
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M8/0247 , H01M8/0263 , H01M8/0265 , H01M8/1004 , H01M8/1007
Abstract: 本发明公开了一种仿肺多层结构燃料电池双极板及其实现方法。本发明采用仿肺多层结构双极板设计，包括气体分布层、定向吹气层和排水层；反应气体经进气口泵输进气体分布层，经四级传气单元逐级传导气体，使气体均匀且最大面积的进入到气体扩散层参与电池反应，增强传质均匀性；在倾斜的定向吹气孔的作用下，将泵气压力分解为传质分力Fy和排水分力Fx，传质分力压缩气体进入到气体扩散层参与电池内部电化学反应，排水分力吹扫通道内部堆积的水，再结合设计的矩形状流道和流道底部具有倾斜角β的倾斜底面，及时将产生的水排出，避免了液滴在电池内部阻塞，综合提高了燃料电池均匀传质和快速排水两方面性能，进而整体提高了燃料电池的工作性能。
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公开(公告)号：CN112054225A
公开(公告)日：2020-12-08
申请号：CN202010965803.6
申请日：2020-09-15
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M8/0247 , H01M8/0263 , H01M8/0265 , H01M8/1004 , H01M8/1007
Abstract: 本发明公开了一种仿肺多层结构燃料电池双极板及其实现方法。本发明采用仿肺多层结构双极板设计，包括气体分布层、定向吹气层和排水层；反应气体经进气口泵输进气体分布层，经四级传气单元逐级传导气体，使气体均匀且最大面积的进入到气体扩散层参与电池反应，增强传质均匀性；在倾斜的定向吹气孔的作用下，将泵气压力分解为传质分力Fy和排水分力Fx，传质分力压缩气体进入到气体扩散层参与电池内部电化学反应，排水分力吹扫通道内部堆积的水，再结合设计的矩形状流道和流道底部具有倾斜角β的倾斜底面，及时将产生的水排出，避免了液滴在电池内部阻塞，综合提高了燃料电池均匀传质和快速排水两方面性能，进而整体提高了燃料电池的工作性能。
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公开(公告)号：CN210379270U
公开(公告)日：2020-04-21
申请号：CN201921295596.7
申请日：2019-08-12
Applicant: 吉林大学
IPC: H01M8/026 , H01M8/0265
Abstract: 本实用新型公开了一种梯度渐变定向输水和引流的燃料电池双极板。本实用新型采用改性后具有亲水性的双极板，并且在流道的两侧形成密度梯度渐大的毛细凹槽；当燃料电池工作时，电化学反应生成的水积累在扩散层中，燃料电池双极板的表面具有亲水性，将水吸入燃料电池双极板中，引入流道；同时垂直的毛细凹槽通过毛细力，进一步将水吸入流道，毛细凹槽通过毛细力增强燃料电池双极板的亲水性，并且毛细凹槽密度沿流道方向的梯度变大，亲水性梯度增强，对反应生成的水形成引流，增强排水性，最终积累在流道中的水会被通入的氧气顺着流道排出，形成定向引流并且定向排水，提高排水效率，最终提升燃料电池的性能和稳定性。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
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