CN106532089B - 一种微型燃料电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微型燃料电池装置，包括后固定板、燃料电池反应器、密封垫片和前固定板；所述燃料电池反应器与所述后固定板无缝连接；所述密封垫片装配在所述燃料电池反应器与所述前固定板之间；所述密封垫片与前固定板紧密接触连接；所述后固定板与所述前固定板通过螺钉紧密固定连接并固定所述燃料电池反应器，所述燃料电池反应器包括阳极反应室、阴极反应室、阳极燃料室、阴极燃料室和质子交换膜；本发明一种微型燃料电池装置可将燃料电池反应器高度密封，且结构紧凑；燃料电池反应器采用圆形相间排列结构，将阳极反应室、质子交换膜和阴极反应室整合一体化，提高了反应效率和降低成本投入，可广泛适用于大功率的家电以及电子设备上。

Description

一种微型燃料电池装置
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，尤其是指一种微型燃料电池装置。
背景技术
数码设备高速发展，而电池的进步总是跟不上时代。而燃料电池作为未来的主要能源动力源，其能量密度是锂离子电池的数十倍，若将其用在智能手机上，可以维持近一周的续航。如果用在无人机上，那么能提供一小时的飞行时间，其原理是通过燃烧“氢气”产生能量，提供电力。不过燃料电池一直无法缩小体积，多数时候会用在汽车领域。因此，发展一种安全可靠，体积微小且比能量符合实际需求的微型燃料电池成为一种新的趋势。
发明内容
本发明的目的在于解决现有燃料电池存在反应效率低、成本投入高、冷却效率过低和运行稳定性差的问题，提供一种采用板式换热器结构的，具有反应效率高、换热效率好、成本投入低和稳定可靠的燃料电池反应装置。
本发明所采用的技术方案：一种微型燃料电池装置，包括后固定板、燃料电池反应器、密封垫片和前固定板；所述燃料电池反应器与所述后固定板无缝连接；所述密封垫片装配在所述燃料电池反应器与所述前固定板之间；所述密封垫片与前固定板紧密接触连接；所述后固定板与所述前固定板通过螺钉紧密固定连接并固定所述燃料电池反应器。
优选的，所述燃料电池反应器包括阳极反应室、阴极反应室、阳极燃料室、阴极燃料室和质子交换膜；所述阳极反应室与所述阴极反应室通过所述质子交换膜间隔设置，所述阳极反应室、所述阴极反应室的外围分别设置有所述阳极燃料室、所述阴极燃料室，所述燃料电池反应器外缘设置有阳极燃料出口和阴极燃料出口。
优选的，所述阳极反应室和所述阴极反应室内部均设置有催化棒。
优选的，所述燃料电池反应装置内部依次为阳极反应室、质子交换膜和阴极反应室的圆形排列结构。
优选的，所述阳极反应室和所述阴极反应室的数量相等。
优选的，所述质子交换膜的数量为所述阳极反应室或所述阴极反应室的两倍。
优选的，所述催化棒为金属棒，所述金属棒表面涂敷金团簇/石墨烯催化剂材料和金团簇/碳纳米管催化剂材料其中的一种或两种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明一种微型燃料电池装置采用三明治的结构，可将燃料电池反应器高度密封，且结构紧凑，可多个串并联使用。
2、本发明中燃料电池反应器采用阳极反应室—质子交换膜—阴极反应室”的圆形相间排列结构；将阳极反应室、质子交换膜和阴极反应室整合一体化，操作灵活性大，极大地提高了反应效率和降低成本投入，且该结构具有结构紧凑体积微型细小、安装和清洗方便等特点，可广泛适用于大功率的家电以及电子设备上。
3、本发明燃料电池催化层采用多和金属棒结构，金属棒表面涂敷催化剂材料，不仅增大催化层与燃料的接触面积，而且其错纵的排列顺序对燃料起到扰流作用，大大提高了燃料的催化反应速度和反应效率。
附图说明
图1是本发明一种微型燃料电池装置的装配图；
图2是本发明一种微型燃料电池装置的结构示意图；
图3是本发明燃料电池反应器的结构示意图；
图4是本发明燃料电池反应器的正视图；
图5是图4的A-A剖视图；
图6是图4的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
如图1-6所示，一种微型燃料电池装置，包括后固定板1、燃料电池反应器2、密封垫片3和前固定板4；所述燃料电池反应器2与所述后固定板1无缝连接；所述密封垫片3装配在所述燃料电池反应器2与所述前固定板4之间；所述密封垫片3与前固定板4紧密接触连接；所述后固定板1与所述前固定板4通过螺钉5紧密固定连接并固定所述燃料电池反应器2。
所述燃料电池反应器包括阳极反应室201、阴极反应室202、阳极燃料室203、阴极燃料室212和质子交换膜207；所述阳极反应室201与所述阴极反应室202通过所述质子交换膜207间隔设置，所述阳极反应室201、所述阴极反应室212的外围分别设置有所述阳极燃料室203、所述阴极燃料室212，所述燃料电池反应器2外缘设置有阳极燃料出口204和阴极燃料出口205。
所述阳极反应室201和所述阴极反应室202内部均设置有催化棒206，所述燃料电池反应装置2内部依次为阳极反应室201、质子交换膜207和阴极反应室212的圆形排列结构，所述阳极反应室201和所述阴极反应室212的数量相等，所述质子交换膜207的数量为所述阳极反应室201或所述阴极反应室212的两倍，所述催化棒为金属棒206，所述金属棒206表面涂敷金团簇/石墨烯催化剂材料和金团簇/碳纳米管催化剂材料其中的一种或两种。
实施例
参照图1和图2，本实施例涉及一种微型燃料电池装置，包括后固定板1、燃料电池反应器2、密封垫片3和前固定板4；所述燃料电池反应器2与所述后固定板1无缝连接；所述密封垫片3装配在所述燃料电池反应器2与所述前固定板4之间；所述密封垫片3与前固定板4紧密接触连接；所述后固定板1与所述前固定板4通过螺钉5紧密固定连接并固定所述燃料电池反应器2。
参照图3、图4、图5和图6，所述燃料电池反应器2包括阳极反应室201、阴极反应室202、阳极燃料室203、阳极燃料出口204、阴极燃料出口205、催化棒206、质子交换膜207、阴极燃料室进口208、阴极燃料进口209、阴极反应室进口210、阳极反应室进口211、阴极燃料室212、阳极燃料进口213、阳极燃料室进口214；其中，所述阳极反应室201与所述阴极反应室202通过所述质子交换膜207间隔设置，所述阳极反应室201、所述阴极反应室212的外围分别设置有所述阳极燃料室203、所述阴极燃料室212，所述燃料电池反应器2外缘设置有阳极燃料出口204和阴极燃料出口205；在具体使用时，阴极燃料从阴极燃料进口209经过阴极反应室进口210进入阴极反应室202(参见图5)；同时阳极燃料从阳极燃料进口213经过阳极反应室进口211进入阳极反应室201(参见图6)；通过催化棒206的催化作用，充分反应后的阴极燃料从阴极燃料室进口208进入阴极燃料室212汇聚后从阴极燃料出口205输出(参见图5)；同时充分反应后的阳极燃料从阳极燃料室进口214进入阳极燃料室203汇聚后从阳极燃料出口204输出(参见图6)。
所述燃料电池反应装置2为“阳极反应室201—质子交换膜207—阴极反应室202—阳极反应室201—质子交换膜207—阴极反应室202······”的圆形排列结构；结构紧凑体积小，极大地提高了反应效率和降低成本投入。
所述阳极反应室201和阴极反应室202分别设为n个，质子交换膜207设为2n个，可根据实际需要进行调整，提高燃料电池的灵活性。
所述催化棒206为金属棒，表面涂敷金团簇/石墨烯催化剂材料和金团簇/碳纳米管催化剂材料其中的一种或两种；除对燃料反应的催化作用外，其错纵的排列顺序对燃料起到扰流作用，提高燃料的反应速度和效率。
为了防止外物进入燃料电池反应器2内部以及防止燃料泄漏，而导致燃料电池反应器2出现短路等安全事故，所述密封垫片3与燃料电池反应器2完全配合并紧密接触，通过前固定板4和后固定板1的前后夹紧，起到高度密封作用。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种微型燃料电池装置，其特征在于：包括后固定板、燃料电池反应器、密封垫片和前固定板；所述燃料电池反应器与所述后固定板无缝连接；所述密封垫片装配在所述燃料电池反应器与所述前固定板之间；所述密封垫片与前固定板紧密接触连接；所述后固定板与所述前固定板通过螺钉紧密固定连接并固定所述燃料电池反应器；
所述燃料电池反应器包括阳极反应室、阴极反应室、阳极燃料室、阴极燃料室和质子交换膜；所述阳极反应室与所述阴极反应室通过所述质子交换膜间隔设置，所述阳极反应室、所述阴极反应室的外围分别设置有所述阳极燃料室、所述阴极燃料室，所述燃料电池反应器外缘设置有阳极燃料出口和阴极燃料出口；
所述燃料电池反应装置内部依次为阳极反应室、质子交换膜和阴极反应室的圆形排列结构。
2.根据权利要求1所述的一种微型燃料电池装置，其特征在于：所述阳极反应室和所述阴极反应室内部均设置有催化棒。
3.根据权利要求1所述的一种微型燃料电池装置，其特征在于：所述阳极反应室和所述阴极反应室的数量相等。
4.根据权利要求1所述的一种微型燃料电池装置，其特征在于：所述质子交换膜的数量为所述阳极反应室或所述阴极反应室的两倍。
5.根据权利要求2所述的一种微型燃料电池装置，其特征在于：所述催化棒为金属棒，所述金属棒表面涂敷金团簇/石墨烯催化剂材料和金团簇/碳纳米管催化剂材料其中的一种或两种。
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