[發明專利]一種用儲氫合金作負極的燃料電池

在審

• 申請號: 202110035582.7
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112786899A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 陳錦華
• 申請（專利權）人: 江蘇信息職業技術學院
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M8/065;H01M8/08;H01M8/2455
• 代理公司: 無錫萬里知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32263
• 代理人: 王傳林

本發明涉及燃料電池技術領域，具體涉及一種用儲氫合金作負極的燃料電池，它包括空氣壓縮機、加濕器、燃料電池堆三大部分，燃料電池堆包括由上蓋板、底板、左封板、右封板及兩塊后封板組成封閉腔體，腔體內設有但不限于三組單體電池，單體電池緊密安裝于腔體內部且依次串聯，中間單體電池包含儲液雙極集流板，兩側的單體電池分別設有獨立的正極集流板與儲液負極集流板，每個單體電池內還包括儲氫合金塊、質子交換膜支撐板、質子交換膜、擴散材料、彈簧片，儲氫合金塊、彈簧片共同安裝于儲液雙極集流板或儲液負極集流板與質子交換膜支撐板、質子交換膜圍成的長方體腔中，同時腔中填充有鹽溶液電解質，質子交換膜與擴散材料通過Nafion溶液連接并壓合。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，特別是涉及一種用儲氫合金作負極的燃料電池。

背景技術

質子交換膜燃料電池被公認為汽車動力的終極解決方案，但目前普及量還不高，究其原因之，一是因為其內部反應需要鉑作為催化劑，而鉑全球儲存量不高，滿足不了汽車的需要；二是作為燃料的氫氣儲存、運輸及使用安全性要求高，人們普遍對其泄漏爆炸有一種恐懼感，從而影響了其普及。

儲氫合金的發現，為解決后一問題提供了可能，目前燃料電池汽車用的質子交換膜燃料電池，其燃料供給要求是氫氣體，即使用儲氫合金運輸和儲存氫氣，但到質子交換膜燃料電池前還需要加熱儲氫合金而得到氫氣然后才能進入燃料電池堆進行反應，這一方面增加了氫氣泄漏的機會，影響安全性，同時也增加了設備的復雜性及提高了使用成本。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發明之目的在于提供一種用儲氫合金作負極的燃料電池，利用儲氫合金金屬的導電性，直接將儲氫合金作為燃料電池的負極，將其浸在鹽溶液電解質中，避免燃料電池工作時使用氣體的氫，增加了氫氣使用的安全性，同時節省了成本；另一方面，由于儲氫合金是整體浸透在電解質溶液中，使得有足夠多的儲氫合金中的氫原子接觸電解質溶液，所以不需要鉑作為催化劑來加速反應。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種用儲氫合金作負極的燃料電池，它包括空氣壓縮機、加濕器、燃料電池堆三部分；

所述燃料電池堆包括上蓋板、底板、左封板、右封板、兩塊后封板，所述上蓋板、底板、左封板、右封板、兩塊后封板組成封閉腔體；

所述腔體內設有電池組，所述電池組包括但不限于三個單體電池，且電池緊密安裝于腔體內部，所述電池組從左至右依次包括第一單體電池、第二單體電池、第三單體電池，所述第一單體電池、第二單體電池、第三單體電池填充滿腔體內的空間，所述第一單體電池、第二單體電池、第三單體電池依次串聯，所述第一單體電池、第二單體電池、第三單體電池中依次包含儲液負極集流板、儲液雙極集流板、正極集流板；

所述電池組內還包括儲氫合金塊、質子交換膜支撐板、質子交換膜、擴散材料、彈簧片；

所述儲液雙極集流板安裝在腔體內部，所述彈簧片連接于儲氫合金塊的底部，所述儲氫合金塊、彈簧片共同安裝于儲液雙極集流板、儲液負極集流板凹槽的底部，且彈簧片底部與儲液雙極集流板充分接觸；

所述質子交換膜支撐板安裝于對應儲液雙極集流板負極集流部的一側與儲液負極集流板凹槽一側，所述質子交換膜、擴散材料依次設于質子交換膜支撐板一側，所述質子交換膜與擴散材料通過Nafion溶液連接并壓合，所述質子交換膜支撐板與雙極集流板、儲液負極集流板所圍成的長方體腔中填充有鹽溶液電解質；

所述左封板的外側安裝有進空氣管接頭，所述進空氣管接頭的遠端固定安裝有加濕器，所述加濕器的另一端安裝有空氣壓縮機。

進一步地，所述儲液雙極集流板包括負極集流部、正極集流部，所述負極集流部為兩面設有開口的長方體腔，所述正極集流部為蛇形導氣槽，所述蛇形導氣槽的頂端為斜向布置，其除頂端的部分均為橫向、縱向交替均衡連續布置，且縱向間隔相等。

進一步地，所述上蓋板左端靠近第一單體電池處安裝有負接線螺釘，所述上蓋板右端靠近第三單體電池處安裝有正接線螺釘。