第34章 入新宅，在实验室找灵感

顾晓晗的眼眸里闪过一抹算计的光芒。

……

时间过得真快，转眼又到了星期五。

赵父和赵母又带锤锤回到了临港。

锤锤想去找习薇，顾晓晗却连哄带骗，带锤锤去吃烧烤，不给他去见习薇。

习薇烤好了字母饼干，打电话给赵母。

赵母说顾晓晗已经带锤锤出去了。

习薇只好把饼干打包了送去给赵母。

她今天要去实验室加班。

最近杜从远跟科研团队成员天天泡在实验室里研发新产品。

她也要加入他们。

杜从远看到习薇进来，对她点点头，又走开去忙他的事了。

习薇一时间也不知道该从哪里下手。只好回她的工位看文献理顺她的思路:

通常的双极板流场结构主要由进出口区、过渡区和反应区组成，各区域设计是否合理，直接影响到燃料电池性能的发挥。

自燃料电池技术产生以来，研究人员就对流场进行大量研究，目前常规流场有直通道、蛇形、螺旋形、交织型和网格形等，同时相关研究人员也在不断开发新型流场，如仿生流场、3D流场。

直流道结构简单，易加工。直通道流场具有较多的相互平行的流场通道，流程距离短，进出口压损小，通道并联有利于反应气体以及冷却水在通道内的均匀分布，能实现电流密度及电池温度的均匀分布。

其缺陷是反应气体在直流道中存留时间短，气体利用率低，流速相对较低，产生的水不能及时排出，易造成堵水。

S形流道结构会在水道中形成交叉部分，交叉部位能使相邻冷却水流道的水流混合对流，使冷却水充分混合，其传热性能优于具有相同横截面的直通道，可用于高效换热设备。

非周期性的S流场，由于S流场的水道交叉引起的高效换热。并且这种设计可以根据电堆不同部位对换热不同的需求，对S流道的周期性进行相应的改进，使电堆的温度保持均匀。

蛇形流场有单通道和多通道之分，单蛇流道，所有气体在一根流道中流动，气体流速很大，且流道长，造成压损过大，虽有利于反应水的排除，但不利于电流密度的均匀性和催化剂的利用。且单根流道，一旦堵塞，直接会导致电池无法使用。

针对单通道蛇形流场的缺陷，多通道蛇形流场兼有直通道和单蛇通道的优点，即使单根流道堵塞，其他流道也会发挥作用，同时相同活性面积采用多通道有利于减少流道的转折，可有效降低压力损失，保证电池的均匀性。

基本的多通道蛇形流场，流道数目不变，进出口数目相同。另外还有一种渐变式多通道蛇形流场，该种流场流道的进出口数目不一致，流道数目慢慢减少，它能顺利排出反应水的同时也可保证气体的流速和流量。

交织型流场的特点是流道是不连续的，气体在流动的过程中，由于通道堵死，迫使气体向周围流道扩散，这个过程使更多的气体进入催化层进行反应，有利于提高气体利用率，提高功率密度。

交织型流场使得气体在强制对流的作用下，岸部和扩散层中的水极易排出。但同时气体经过扩散层强制扩散，会产生较大的压降，如果气流过大，强制对流可能会损伤气体扩散层，降低电池性能。

仿树叶结构可以通过增加不同位置及不同数目的流道分支来增加流道的数量，从而使双极板的结构更接近于自然界中的叶脉形式，具有能够使反应气体在电池内停留更长的时间，让反应变得更充分，提高反应利用率，同时有利于电化学反应的均匀性，提高电池的性能等优势。

目前，在PEMFC中，各种流场应用软件模拟和实验测试的方法都进行过大量的研究，当然每种流场也都有其各自的优缺点。

一般而言过渡区多采用点状流场，反应区以直流道和蛇形流道为主。Toyota提出的三维流场具有较为突出的优点，是一种有代表性的创新结构。

习薇看完这些文献了以后，迅速在找来纸和笔，把她刚刚所激发出来的金属板流场设计的灵感画出来。