[發(fā)明專利]燃料電池系統(tǒng)及其燃料電池模塊

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010585567.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN102255099A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳祈彰;許桓瑞;張文振;曹芳海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H01M8/24
• 分類號(hào): H01M8/24;H01M8/10;H01M4/86
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 陳紅;鄭焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種燃料電池裝置，特別是有關(guān)于一種可強(qiáng)化內(nèi)部元件間接觸力的燃料電池模塊。

背景技術(shù)

習(xí)知流場板乃是指一種可用以承載、傳輸、分割和/或分配一種或多種流體的結(jié)構(gòu)，這里所指的流體是為廣義的泛稱，其可為任何能由空間中的一位置流動(dòng)至另一位置的物質(zhì)。舉例而言，前述流體可包含空氣、氣體、液體或具有黏性的流體等，該物質(zhì)可由空間中的任一位置流動(dòng)或移動(dòng)至另一位置。

習(xí)知流場板例如可被應(yīng)用在燃料電池中，用以傳輸、導(dǎo)引和/或分配一或多種燃料，前述燃料是指可用以產(chǎn)生電力的液態(tài)或氣態(tài)物質(zhì)。圖1揭露一種習(xí)知的燃料電池裝置，例如為一質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton?Exchange?Membrane?Fuel?Cell，PEMFC)的單電池結(jié)構(gòu)400，其主要包含有一膜電極組410(membrane?electrode?assembly，MEA)、兩個(gè)氣體擴(kuò)散層405、406(gas?diffusion?layer，GDL)以及兩個(gè)流場板401、402(fluid?flow?plate)。如圖1所示，前述膜電極組410是夾在氣體擴(kuò)散層405、406之間，膜電極組410和氣體擴(kuò)散層405、406則是夾在流場板401、402之間，其中流場板401、402上可形成有一或多個(gè)流道(例如流道403、404)，一反應(yīng)流體可流經(jīng)前述每一個(gè)流道。舉例而言，前述膜電極組410可包含一質(zhì)子交換膜409(proton?exchange?membrane，PEM)、一陽極(anode)觸媒層407以及一陰極(cathode)觸媒層408，其中觸媒層407、408通常具有鉑或鉑合金等成份，以利于燃料電池進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)(electrochemical?fuel?cell?reactions)。

傳統(tǒng)的燃料電池在某些情況下會(huì)由于其內(nèi)部元件之間的接觸力不足而造成電極或其它元件間的接觸不良，如此將導(dǎo)致燃料電池的整體效能不佳。有鑒于此，如何強(qiáng)化燃料電池內(nèi)部元件之間的接觸力以提升燃料電池的效能始成為一重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一目的在于提供一種燃料電池模塊。

本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種燃料電池模塊，包括一膜電極組、兩個(gè)氣體擴(kuò)散層、兩個(gè)集電元件、兩個(gè)密封元件以及一流場板。前述氣體擴(kuò)散層分別耦合于膜電極組的相反側(cè)，集電元件與前述氣體擴(kuò)散層和密封元件相互耦合。前述流場板耦合于膜電極組的一第一側(cè)并且具有一流道，其中流道的一暴露側(cè)與膜電極組中的薄膜相互耦合。前述膜電極組、氣體擴(kuò)散層、集電元件以及密封元件的其中至少一者形成有一非平面結(jié)構(gòu)，且至少一部分的非平面結(jié)構(gòu)在組裝過程中被壓平。

本發(fā)明的一實(shí)施例還提供一種燃料電池模塊，包括一膜電極組、兩個(gè)氣體擴(kuò)散層、兩個(gè)集電元件、兩個(gè)密封元件以及一流場板。前述膜電極組具有至少一薄膜，用以進(jìn)行燃料電池反應(yīng)。前述氣體擴(kuò)散層分別耦合于膜電極組的相反側(cè)。前述集電元件分別與氣體擴(kuò)散層相互耦合。前述密封元件，分別與集電元件相互耦合。前述流場板耦合于膜電極組的一第一側(cè)，其中氣體擴(kuò)散層的至少其中一者、集電元件的其中一者以及密封元件的至少其中一者是位于膜電極組的第一側(cè)以及流場板之間。前述流場板具有一流道，其中流道的一暴露側(cè)與膜電極組中的薄膜相互耦合。在前述膜電極組、氣體擴(kuò)散層、集電元件以及密封元件組裝之前，集電元件的其中至少一者形成有一非平面結(jié)構(gòu)，且至少一部分的非平面結(jié)構(gòu)在燃料電池模塊的組裝過程中被壓平。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種燃料電池系統(tǒng)。

本發(fā)明的一實(shí)施例還提供一種燃料電池系統(tǒng)，包括一支架以及多個(gè)燃料電池模塊，其中支架是用以作為燃料電池系統(tǒng)的一支撐結(jié)構(gòu)。前述支架具有一通道以提供一流體，此外每個(gè)燃料電池模塊的一側(cè)邊固定于支架上，且前述燃料電池模塊以輻射狀的方式配置于支架周圍。

根據(jù)本發(fā)明，在燃料電池模塊內(nèi)部的一或多個(gè)元件上形成有非平面結(jié)構(gòu)，借此可使燃料電池模塊在組裝時(shí)或組裝后產(chǎn)生一接觸力。于一實(shí)施例中，在集電元件或其它元件上可形成有一朝膜電極組方向凸出的弧狀或多邊形結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)際應(yīng)用或其它因素配合下，前述接觸力確實(shí)可強(qiáng)化元件間的導(dǎo)電性、導(dǎo)電的均勻性和/或在長時(shí)間使用下的可靠度。此外，于一實(shí)施例中還提供一種燃料電池系統(tǒng)，其主要包括有一支架和/或一底座，用以承載多個(gè)燃料電池模塊，不僅具有體積小以及組裝容易等優(yōu)點(diǎn)，且可廣泛地應(yīng)用在電子產(chǎn)品、車輛、軍用設(shè)備或航天工業(yè)等各種不同領(lǐng)域中。

為使本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例并配合所附附圖做詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1表示一習(xí)知燃料電池的示意圖；