[實用新型]溶液霧化裝置及其燃料電池系統

無效

• 申請號: 200920156690.4
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN201437108U
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 陳豐璋;王思圣;吳啟斌
• 申請（專利權）人: 中興電工機械股份有限公司
• 主分類號: B05B17/06
• 分類號: B05B17/06;H01M8/04;H01M8/24
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本實用新型涉及一種溶液霧化裝置及其燃料電池系統，特別是涉及一種超音波振蕩溶液霧化裝置及設有溶液霧化裝置的燃料電池系統。

背景技術

燃料電池(Fuel?Cell)，是一種發電裝置，但不像一般非充電電池一樣用完就丟棄，也不像充電電池一樣，用完須繼續充電，燃料電池正如其名，是繼續添加燃料以維持其電力，所需的燃料是「氫」，其之所以被歸類為新能源，原因就在此。目前燃料電池依照電解質的不同，可分為堿性燃料電池(Alkaline?Fuel?Cell，簡稱AFC)、質子交換膜燃料電池或固體高分子型燃料電池(Proton?Exchange?Membrane?Fuel?Cell，簡稱PEMFC或PEFC)、磷酸型燃料電池(Phosphoric?Acid?Fuel?Cell，簡稱PAFC)、溶融碳酸鹽燃料電池(Molten?Carbonate?Fuel?Cell，簡稱MCFC)及固態氧化物燃料電池(Solid?Oxide?Fuel?Cell，簡稱SOFC)等五種。

直接甲醇燃料電池(Direct-Methanol?Fuel?Cells，簡稱DMFC)是質子交換膜燃料電池的變革，它所用的燃料是甲醇(CH₃OH)，沒有經過重組，而是直接打入燃料電池內。儲存甲醇燃料比儲存氫燃料簡單多了，它不像儲存氫需要高壓低溫的條件。直接甲醇燃料電池的反應是甲醇藉由催化層的作用，在陽極生成二氧化碳和氫離子并釋放出電子，電子沿著外電路流動，供給電能給外部的負載，對其做功，氫離子(H⁺)則通過質子交換膜(通常是Nafin)遷移至陰極，與氧氣和通過外電路傳導過來的電子反應生成水，水在陽極被消耗掉，卻在陰極產生。反應方程式如下：

陽極(Anode)：CH₃OH+H₂O→CO₂+6H⁺+6e^-

陰極(Cathode)：(3/2)O₂+6H⁺+6e^-→3H₂O

全反應(Overall?reaction)：CH₃OH+(3/2)O₂→CO₂+2H₂O

甲醇被觸媒吸附(通常是鉑)進行電催化反應，直至脫氫和生成二氧化碳，通常觸媒的設計上還會添加另一種金屬成分，以幫助甲醇的氧化。在甲醇的氧化步驟中，會產生一氧化碳(CO)，一氧化碳會緊緊的吸附在鉑觸媒上，導致鉑觸媒上可以進行電催化反應的表面積減少。因此甲醇在進入電池內反應時需調配成溶液，但當溶液濃度過高時則容易造成觸媒中毒。

現有習知技術通常將甲醇及水以一定比例混合形成甲醇溶液，然后將甲醇溶液輸送到燃料電池中，進行電化學反應。但是甲醇溶液因為屬于液態，擴散流動性差，因此與陽極的反應效率差。未反應完全的甲醇溶液很容易穿透質子交換膜，占據陰極觸媒層，進而與空氣進行直接燃燒反應，使得燃料電池性能大幅下降。

由此可見，上述現有的溶液霧化裝置及其燃料電池系統在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型結構的溶液霧化裝置及其燃料電池系統，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。

發明內容

本實用新型的目的在于，克服現有的溶液霧化裝置及其燃料電池系統存在的缺陷，而提供一種新型結構的溶液霧化裝置及其燃料電池系統，所要解決的技術問題是使其藉由多孔式的超音波振蕩器，強化燃料溶液霧化效果，并改善燃料電池因燃料溶液限制而造成性能下降的問題，非常適于實用。

本實用新型的目的及解決其技術問題是采用以下的技術方案來實現的。依據本實用新型提出的一種溶液霧化裝置，其包括：一儲存槽，用以儲存一溶液，并且該儲存槽具有一輸入口及一輸出口；以及一超音波振蕩器，其具有：一浮體、一多孔件及一振蕩子，該浮體浮在該溶液上，連接該多孔件及該振蕩子；其中該超音波振蕩器浮在該溶液的液面上，用以拍打振蕩該溶液產生一霧化氣體。

本實用新型的目的以及解決其技術問題還可以采用以下的技術措施來進一步實現。