本篇將對PEM電解堆的流場板結構進行分析解讀，這里的流場板不單一指代一塊板子，更確切的指流體分配結構設計。

PEM電解堆與燃料電池電堆存在極大相似性，大部分PEM電解堆研發(fā)工程師也一般具有燃料電池電堆開發(fā)經驗，對于燃料電池電堆，依據(jù)其功率大小，其結構也存在一定差異，如大功率電堆，通常有氫氣腔、空氣腔和冷卻劑腔；小功率的電堆，部分會采用兩腔結構，氫氣腔和空氣腔，依靠空氣的對流進行換熱。

然而對于PEM電解堆而言，由于其堆疊結構更復雜，唯一反應物水比熱容是空氣的4倍，因此目前不論PEM電解堆功率大小，一般都采取兩腔結構，陽極進水一方面作為反應物，另一方面提供熱交換，陰極出氫（一般不進水）。因此，兩腔結構使得PEM電解堆的流場排布較為多樣和簡單。

為方便對比，首先展示一下燃料電池電堆三腔金屬流場板結構（侵刪），如圖1所示。
PEM電解堆設計——流場板結構設計
PEM電解堆設計——流場板結構設計
PEM電解堆設計——流場板結構設計
圖1 燃料電池三腔金屬流場板結構
PEM電解堆流場板設計的主要目標有：
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（1）流場板壓降與公用管路（manifold）相匹配；
（2）各流道流體分配均勻；
（3）實現(xiàn)換熱與帶走氣泡功能；
（4）與相鄰部件接觸電阻??；
（5）活性區(qū)占比大。
下面針對國內外主要PEM廠商流場板結構進行總結歸納：
（1）如圖2所示，部分老牌燃料電池研究機構采取這種布局：
PEM電解堆設計——流場板結構設計
圖2 PEM電解堆流場板結構1
（2）如圖3所示，代表企業(yè)有治臻、西門子等。
PEM電解堆設計——流場板結構設計
PEM電解堆設計——流場板結構設計
圖3 PEM電解堆流場板結構2及治臻流場網圖
（3）如圖4所示，代表企業(yè)有Plug、H-TEC、Proton Onsite等。
PEM電解堆設計——流場板結構設計
圖4 PEM電解堆流場板結構3
（4）如圖5所示，代表企業(yè)有ITM等；
PEM電解堆設計——流場板結構設計
圖5 PEM電解堆流場板結構4
PEM電解堆流場板結構多種多樣，并不局限于以上幾種，如國內龍頭PEM電解堆企業(yè)山東賽克賽斯即與上述結構不同，可結合實際設計進行靈活變化。
來源：PEM水電解
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原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦氫科技網）：PEM電解堆設計——流場板結構設計

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作者 li, meiyong

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