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关于通道的横截面形状，矩形横截面是通道最广泛使用的配置。Kumar等 [80] 分析了通道尺寸对阳极耗氢量的影响。对于高氢消耗量（80%），通道宽度、脊宽度和通道深度的最佳尺寸值分别接近1.5mm、0.5mm和1.5mm。此外，研究了不同通道形状的影响。结果表明，三角形和半圆形横截面导致阳极的氢气消耗量增加约9%，从而提高了燃料电池的效率。Ahmed等 [81] 研究了三种不同的通道横截面：矩形、梯形和平行四边形，如图2-22所示，在高电流密度下，脊宽度对电池性能有重要的影响。较窄的脊宽度有利于反应物的分布并有助于减少浓度损失。
图2-22 不同几何结构的横截面图
a）矩形 b）梯形 c）平行四边形
这些几何形状的研究表明，矩形截面通道提供了更高的电池电位，而梯形截面显示出更均匀的电流密度分布。此外，阴极过电位和欧姆损失对脊宽度非常敏感，在高工作电流密度下，有一个最佳的通道-脊宽度比。而在低电流密度下，电池输出电压不受脊宽度的影响。
在具有5.29cm 2 有效面积的多蛇形流场上，Yang等人 [82] 研究了出口通道流动面积减少对燃料电池性能和局部传输现象的影响，如图2-23所示。结果表明，与传统的蛇形流场相比，随着出口通道流动面积的减少，反应物运输、反应物利用率和液态水去除都得到了增强，但是，压降也增加了，从而降低了电池的整体性能。关于压力损失，最佳燃料电池性能时的高度收缩率为0.4。
通过改变通道高度，提出了一种针对单个蛇形燃料电池的优化方法，该模型具有5个通道，有效面积为81mm 2 ，如图2-24所示。该几何变量仅应用于阴极，保持与阳极流道略微相似以保持恒定的通道截面。优化的几何结构使得电池输出功率比具有直通道的电池增加11.9倍。最佳模型由三个锥形通道（通道2～4）和一个最终发散通道（通道5）组成。通道截面变窄改善了主通道流动和副脊对流，两者都增加了局部氧气传输速率，从而提高了局部电流密度。
图2-23 出口通道高度收缩的流道示意图
图2-24 具有不同通道高度的蛇形流场
Choi等人 [83] 研究了不同通道高度和宽度对具有多个蛇形流场的燃料电池性能的影响。分别对7个25cm 2 不同通道宽度和高度的5通道和4圈流场模式进行了研究，如图2-25所示。结果表明，随着通道高度的增加，由于气流横截面积的增加，压降减小。这种效应导致液态水在出口处积聚，略微降低了电池性能。此外，随着通道宽度的增加，与增加通道高度时观察到的电池电压值相比，电池电压大幅下降。膜脱水发生在更宽的通道配置中，而脊下区域的氧质量分数随着对流的增强而增加。电化学反应增加了含水量，但实际通道配置由于缺乏反向扩散效应而表现出较差的除水效果。
图2-25 7个具有不同通道宽度（mm）和高度（mm）的流场
除了使用最常见的流场几何形状分析几何参数对燃料电池性能的影响外，新的研究也越来越多地涉及开发新的流场设计。流场流道有了更多新式设计形状，从对已知几何形状的轻微修改到设计完全不同的配置。
Kuo等人 [84] 在传统的直气流通道和新型波浪状气流通道之间进行了比较研究，如图2-26所示。结果表明，在波状通道中出现了对流效应。与直气流通道相比，波浪状通道提供了更好的对流传热性能、更高的气体流速和更均匀的温度分布，从而使得催化反应的效率大大提高，电池电压和功率密度更高。
图2-26 具有波浪状气流通道的新几何形状
为了改善燃料电池通道中的水管理，Bunmark等人 [85] 研究了倾斜通道在向上倾斜和向下倾斜方向上的影响。实验结果表明，使用向下倾斜的通道修改阳极流场可以提高燃料电池的性能。阳极上液态水的比例降低，从而增加了从阴极到阳极的反向扩散效应，因此提高了膜水合和质子传导性。此外，在阴极侧使用向下倾斜的通道时，仍可以沿通道观察到液态水的积聚效应，这一设计几乎没有改善水管理。