本篇將對PEM電解堆的流場板結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jīng)驗,對于燃料電池電堆,依據(jù)其功率大小,其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)(侵刪),如圖1所示。
圖1 燃料電池三腔金屬流場板結(jié)構(gòu)
(1)流場板壓降與公用管路(manifold)相匹配;
(4)與相鄰部件接觸電阻?。?/section>
下面針對國內(nèi)外主要PEM廠商流場板結(jié)構(gòu)進行總結(jié)歸納:
(1)如圖2所示,部分老牌燃料電池研究機構(gòu)采取這種布局:
圖2 PEM電解堆流場板結(jié)構(gòu)1
(2)如圖3所示,代表企業(yè)有治臻、西門子等。
圖3 PEM電解堆流場板結(jié)構(gòu)2及治臻流場網(wǎng)圖
(3)如圖4所示,代表企業(yè)有Plug、H-TEC、Proton Onsite等。
圖4 PEM電解堆流場板結(jié)構(gòu)3
圖5 PEM電解堆流場板結(jié)構(gòu)4
PEM電解堆流場板結(jié)構(gòu)多種多樣,并不局限于以上幾種,如國內(nèi)龍頭PEM電解堆企業(yè)山東賽克賽斯即與上述結(jié)構(gòu)不同,可結(jié)合實際設計進行靈活變化。
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