[發(fā)明專利]具導(dǎo)流墊的燃料電池流場(chǎng)板

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910130137.8
• 申請(qǐng)日: 2009-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN101847730A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張孫偉;池仲文;游居學(xué);林永清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大同股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/02
• 分類號(hào): H01M8/02;H01M4/86;H01M2/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種具導(dǎo)流墊的燃料電池流場(chǎng)板，尤其指一種適用于流體燃料的燃料電池的流場(chǎng)板。

背景技術(shù)

燃料電池是一種能夠?qū)?chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能，直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。其具有轉(zhuǎn)換效率高、零污染、噪聲低、壽命長...等等優(yōu)點(diǎn)。因此，只要可以源源不斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化劑，它就可以持續(xù)發(fā)電。其中，依據(jù)電解質(zhì)的不同，燃料電池可分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸型燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)及質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)等。

然而，燃料電池和一般常用的電池不同之處在于，它并不儲(chǔ)存能源，而是轉(zhuǎn)換能源。燃料電池利用催化劑啟動(dòng)氧化還原反應(yīng)，使其不必經(jīng)過劇烈燃燒即可產(chǎn)生能源。且燃料電池直接由燃料氧化產(chǎn)生電能，其放電電流可以隨著燃料供應(yīng)量增加而增大，因此燃料電池沒有電力衰竭及充電的問題，只要持續(xù)供給燃料及氧氣，便可持續(xù)發(fā)電。倘若再將其串聯(lián)成電池堆(fuel?cell?stack)，則可以提供較高電壓，而具有超高的能源密度。因此，在燃料電池中，空氣和氫氣的流動(dòng)就顯得非常重要，必須要盡量地使氣體能均勻流過每個(gè)單電池的反應(yīng)面。

據(jù)此，目前燃料電池中提供氣體流動(dòng)的管道，是由流場(chǎng)板的流道做為氣體的流通渠道。請(qǐng)一并參閱圖11A、及圖11B，圖11A是公知流場(chǎng)板的示意圖，圖11B是公知流場(chǎng)板剖視圖。如圖中所示，公知流場(chǎng)板8的兩面均開設(shè)有復(fù)數(shù)條迂回流道81，兩面主要分別用以提供燃料、及氧氣流通。然而，以目前技術(shù)而言，公知流場(chǎng)板8的蛇行迂回流道81是以一金屬塊材經(jīng)過機(jī)械加工如銑削而形成。

據(jù)此，為保持公知流場(chǎng)板8的強(qiáng)度，其本身須具備相當(dāng)?shù)暮穸龋?dāng)然也伴隨具有相當(dāng)?shù)闹亓浚虼藢?duì)于燃料電池不斷追求減少體積、降低重量的發(fā)展趨勢(shì)下，會(huì)變的相當(dāng)不利。再且，公知流場(chǎng)板8當(dāng)組裝后，兩兩夾合膜極組(Membrane?Electrode?Assembly，MEA)時(shí)，因其蛇行迂回流道81無法完全對(duì)應(yīng)、對(duì)稱夾合，特別是彎折處無法對(duì)應(yīng)，如此會(huì)導(dǎo)致無對(duì)稱處出現(xiàn)接觸阻抗，進(jìn)而影響燃料電池的效率。

由此可知，如何達(dá)成一種可大幅減少厚度體積、及重量、又可維持強(qiáng)度，更能有效簡(jiǎn)化制造程序、及成本的燃料電池流場(chǎng)板，實(shí)在是產(chǎn)業(yè)上的一種迫切需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具導(dǎo)流墊的燃料電池流場(chǎng)板，以克服公知技術(shù)中存在的缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的具導(dǎo)流墊的燃料電池流場(chǎng)板，包括：一平板、及一導(dǎo)流墊。平板包括有一正面、及一反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)區(qū)設(shè)置于正面上，且反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有相互平行的復(fù)數(shù)條凸條、及復(fù)數(shù)條凹槽。其中，復(fù)數(shù)條凸條是分別穿插分隔于復(fù)數(shù)條凹槽之間。且每一凹槽包括有一入口端、及一出口端。又平板還于反應(yīng)區(qū)之外貫設(shè)有一入氣孔、及一出氣孔。而導(dǎo)流墊蓋設(shè)于平板的正面上。導(dǎo)流墊中央鏤空設(shè)有一鏤空區(qū)，其對(duì)應(yīng)于平板的反應(yīng)區(qū)并具有相同形狀。而導(dǎo)流墊還鏤空設(shè)有一入氣槽、及一出氣槽。其中，平板的入氣孔是通過入氣槽以連通至鏤空區(qū)與復(fù)數(shù)條凹槽的入口端，而平板的出氣孔是通過出氣槽以連通至鏤空區(qū)與復(fù)數(shù)條凹槽的出口端。據(jù)此，本發(fā)明能大幅減少流場(chǎng)板的板厚與體積、及降低重量，又可精簡(jiǎn)制造程序、降低成本。此外，本發(fā)明的流道變化更具彈性，僅需由變更導(dǎo)流墊即可改變流道分布，進(jìn)而改變發(fā)電效率。

其中，本發(fā)明的平板的復(fù)數(shù)條凹槽區(qū)可分成至少二組流道，且每一組流道內(nèi)各凹槽的入口端是位于同側(cè)。每一組流道內(nèi)各凹槽的出口端與其相鄰但不同組流道內(nèi)各凹槽的入口端是位于同側(cè)。再且，導(dǎo)流墊還鏤空設(shè)有至少一導(dǎo)流槽，至少一導(dǎo)流槽是連通于上述其中一組流道內(nèi)各凹槽的出口端與其相鄰但不同組流道內(nèi)各凹槽的入口端之間。據(jù)此，由導(dǎo)流槽位置的變化再搭配流道，即可形成如迂回、蛇行等各式流體流道的分布，進(jìn)而促使發(fā)電效率的改變或搭配更具彈性。

再者，本發(fā)明可還包括有另一導(dǎo)流墊，而平板還包括有一背面其位于正面的相對(duì)背側(cè)。背面上設(shè)有另一反應(yīng)區(qū)，另一反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有相互平行的復(fù)數(shù)另一凸條、及復(fù)數(shù)另一凹槽。復(fù)數(shù)另一凸條是分別穿插分隔于復(fù)數(shù)另一凹槽之間。每個(gè)另一凹槽包括有一入口端、及一出口端。平板還貫設(shè)有另一入氣孔、及另一出氣孔。且另一導(dǎo)流墊是蓋設(shè)于平板的背面上。另一導(dǎo)流墊中央鏤空設(shè)有一鏤空區(qū)。鏤空區(qū)是對(duì)應(yīng)于平板的另一反應(yīng)區(qū)并具有相同形狀。另一導(dǎo)流墊還鏤空設(shè)有另一入氣槽、及另一出氣槽。其中，平板的另一入氣孔是通過另一入氣槽以連通至鏤空區(qū)與復(fù)數(shù)另一凹槽的入口端，平板的另一出氣孔是通過另一出氣槽以連通至鏤空區(qū)與復(fù)數(shù)另一凹槽的出口端。因此，本發(fā)明的平板兩面可皆包括有反應(yīng)區(qū)，以同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而減少整體體積。