中国计量大学张嘉启获国家专利权
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龙图腾网获悉中国计量大学申请的专利一种基于树状形超亲气轨道的多孔表面气泡聚并及脱离的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115799532B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211575168.6,技术领域涉及:H01M4/88;该发明授权一种基于树状形超亲气轨道的多孔表面气泡聚并及脱离的方法是由张嘉启;许飞;凃程旭;高晓燕;王旭设计研发完成,并于2022-12-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于树状形超亲气轨道的多孔表面气泡聚并及脱离的方法在说明书摘要公布了:一种基于树状形超亲气轨道的多孔表面气泡聚并及脱离的方法,涉及多相流技术领域。本发明的目的是为了解决甲醇燃料电池阳极气体扩散层多孔表面二氧化碳气泡难以排出的问题。本发明利用超亲气轨道的亲气性和多级二分叉结构扩散性使多孔表面难以脱离的微气泡快速聚并长大,达到容易脱离多孔表面的程度,树状形多级二分叉结构超亲气轨道强化了微气泡的聚并行为,提高大气泡的脱离可能性,树状形多级二分叉结构平面排布形式具有较高的空间利用率,多级二分叉弧形结构轨道符合减阻动力学行为,具有快速聚并二氧化碳气泡并脱离多孔表面的目的,从而提高了甲醇燃料电池的性能。本发明可获得一种基于树状形超亲气轨道的多孔表面气泡聚并及脱离的方法。
本发明授权一种基于树状形超亲气轨道的多孔表面气泡聚并及脱离的方法在权利要求书中公布了:1.利用一种树状形超亲气轨道使甲醇燃料电池阳极气体扩散层基底多孔表面气泡聚并及脱离的方法,其特征在于该方法按以下步骤进行: 二氧化碳气泡在流动甲醇溶液的作用下从K+1级二分叉结构末端5进入,两个K+1级二分叉结构末端5内的二氧化碳气泡经过K+1级导流段17的导流,在K+1级聚并段16汇合并合并成一个二氧化碳气泡,符合脱离条件的二氧化碳气泡在K+1级聚并段16或K级导流段15脱离;未脱离的二氧化碳气泡进一步经K级导流段15的导流,与另一个经K级导流段15进入到K级聚并段14的二氧化碳气泡汇合并合并成一个二氧化碳气泡,符合脱离条件的二氧化碳气泡在K级聚并段14脱离;未脱离的二氧化碳气泡停留在K级二分叉结构前端4处,与下一个流动到K级聚并段14的二氧化碳气泡合并成一个二氧化碳气泡,最终二氧化碳气泡脱离树状形多级二分叉结构超亲气轨道3;所述的树状形多级二分叉结构超亲气轨道3上K+1级二分叉结构末端5至K级二分叉结构前端4的方向为甲醇溶液的流动方向; 设二氧化碳气泡脱离甲醇燃料电池阳极气体扩散层基底表面的最小体积等效直径为D0,K级聚并段14的宽度Wki为D,且D≤D0,K表示级数,K=1; 1K级导流段15的宽度Wkj为K级聚并段14的宽度Wki的12,K级导流段15的宽度Wkj与K+1级聚并段16的宽度Wk+1i相等,即: Wkj=Wki2=Wk+1i=2K-1Wk1 2K级导流段15的曲段长度Sk为: Sk=πRkθ90=βk-1πRkθ902 式中,π为圆周率,θ为圆心角,β为K级导流段15曲段半径递缩系数,Rk为K级导流段15的曲段半径; 所述的树状形超亲气轨道设置在甲醇燃料电池阳极气体扩散层基底1的表面,树状形超亲气轨道由若干个树状形多级二分叉结构超亲气轨道3组成,所述的树状形多级二分叉结构超亲气轨道3为敞口式图案化轨道; 所述的树状形多级二分叉结构超亲气轨道3由一个K级二分叉结构12与两个K+1级二分叉结构13组成,所述的K级二分叉结构12由K级聚并段14和K级导流段15组成,K级二分叉结构前端4开口作为K级聚并段14的出口,K级二分叉结构末端9开口作为K级聚并段14的入口;所述的K+1级二分叉结构13开口由一个K+1级聚并段16和两个K+1级导流段17组成,K+1级二分叉结构前端11作为K+1级聚并段16的出口,K+1级二分叉结构末端5开口作为K+1级导流段17的入口;所述的K+1级二分叉结构前端11与K级二分叉结构末端9连通,K级聚并段14和K+1级聚并段16均为直段,K级导流段15和K+1级导流段17均为曲段,K=1; 所述的树状形超亲气轨道的制备方法按以下步骤进行: 步骤一、将甲醇燃料电池阳极气体扩散层基底1的表面进行清洗、擦拭,然后在甲醇燃料电池阳极气体扩散层基底1的表面均匀喷涂厚度为50~100μm的超亲气材料,再在140~180℃的温度条件下干燥15~25min,得到干燥后的超亲气涂层; 步骤二、采用CNC雕刻机驱动弹簧顶针针尖刮擦超亲气涂层的方法,对干燥后的超亲气涂层进行雕刻,得到一种树状形超亲气轨道。
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