CN106784956A - 改进的氢氧燃料电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改进的氢氧燃料电池，包括：氢气供给装置、氢气扩散器、第一气体扩散电极、第一催化剂层、离子交换膜、第二催化剂层、第二气体扩散电极以及氧气扩散器，氢气扩散器包括敞开的接触端，氢气扩散器上与接触端相对一侧设有与氢气供给装置连通的供气口和氢气回收口，氢气扩散器上与接触端相对一侧的内壁上设有由上至下形成的扰流部；第二气体扩散电极的一侧与第二催化剂层的另一侧贴合；氧气扩散器与第二气体扩散电极贴合。根据本发明的改进的氢氧燃料电池，氢气在氢气扩散器内设有扰流部，可以对进入到氢气扩散器内的氢气进行扰动，提高氢气扩散器的工作效率，加快氢气的循环速度。

Description

改进的氢氧燃料电池
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体而言，特别涉及一种改进的氢氧燃料电池。
背景技术
改进的氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂，氧气作氧化剂，通过燃料的燃烧反应，将化学能转变为电能的电池。改进的氢氧燃料电池工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂作用下，通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电，在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后，这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行。
现有的改进的氢氧燃料电池在工作过程中，在对电池通入氢气时，氢气由进口进入气体交换空间后直接从单一的出口排出，单位时间氢气的利用率较低，降低了改进的氢氧燃料电池的工作效率。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明需要提供一种工作效率高、安全可靠的改进的氢氧燃料电池。
根据本发明实施例的改进的氢氧燃料电池，包括：氢气供给装置、氢气扩散器、第一气体扩散电极、第一催化剂层、离子交换膜、第二催化剂层、第二气体扩散电极以及氧气扩散器，所述氢气扩散器包括敞开的接触端，所述氢气扩散器上与所述接触端相对一侧设有与所述氢气供给装置连通的供气口和氢气回收口，所述氢气扩散器上与所述接触端相对一侧的内壁上设有由上至下形成的扰流部；所述第一气体扩散电极的一侧与所述接触端贴合；所述第一催化剂层的一侧与所述第一气体扩散电极的另一侧贴合；所述离子交换膜的一侧与所述第一催化剂层贴合；所述第二催化剂层的一侧与所述离子交换膜的另一侧贴合；所述第二气体扩散电极的一侧与所述第二催化剂层的另一侧贴合；所述氧气扩散器与所述第二气体扩散电极贴合。
根据本发明的实施例的改进的氢氧燃料电池，氢气在氢气扩散器内设有扰流部，可以对进入到氢气扩散器内的氢气进行扰动，提高氢气扩散器的工作效率，加快氢气的循环速度，提高了氢气的利用效率，从而提高了改进的氢氧燃料电池的工作效率，在改进的氢氧燃料电池使用过程中更加安全可靠。
另外，根据本发明上述实施例的改进的氢氧燃料电池还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述扰流部构造成多个间隔开的沿横向方向延伸的凸条。
根据本发明的一个实施例，所述扰流部构造成由上至下延伸的多条凸筋，多条所述凸筋间隔开，且所述凸筋呈波浪形延伸。
根据本发明的一个实施例，所述供气口为一个和氢气回收口为多个，每个所述氢气回收口通过连接管路连接在所述氢气供给装置和所述供气口之间。
根据本发明的一个实施例，每个所述氢气回收口均设有第一单向阀，所述供气口处设有第二单向阀。
根据本发明的一个实施例，所述供气口和所述氢气供给装置之间设有第一泵体
根据本发明的一个实施例，每个所述氢气回收口处均连接有第二泵体。
根据本发明的一个实施例，所述离子交换膜为全氟硫酸膜。
根据本发明的一个实施例，所述氧气扩散器内设有灯芯。
根据本发明的一个实施例，所述氢气供给装置具有多个间隔开的腔室，每个所述腔室均与所述第一气体扩散电极相邻。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的改进的氢氧燃料电池结构示意图。
图2是根据本发明的另一个实施例的改进的氢氧燃料电池结构示意图。
图3是根据本发明的另一个实施例的改进的氢氧燃料电池的扰流部的侧视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1、图2所示，根据本发明的实施例的改进的氢氧燃料电池100，包括：氢气供给装置10、氢气扩散器20、第一气体扩散电极31、第一催化剂层41、离子交换膜50、第二催化剂层42、第二气体扩散电极32以及氧气扩散器60。
具体而言，氢气扩散器20可以包括敞开的接触端21，氢气扩散器20上与接触端21相对一侧设有与氢气供给装置10连通的供气口22和氢气回收口23。氢气扩散器20上与接触端21相对一侧的内壁上设有由上至下形成的扰流部25，扰流部可以对进入到氢气扩散器20内的氢气进行扰动。
第一气体扩散电极31的一侧与接触端22贴合，以便氢气可以通过第一气体扩散电极31。
第一催化剂层41的一侧与第一气体扩散电极31的另一侧贴合，氢气通过第一气体扩散电极31后继续与第一催化剂层41接触。
离子交换膜50的一侧与第一催化剂层41贴合，以接收经由第一气体扩散电极31、第一催化剂层41的氢气。
第二催化剂层42的一侧与离子交换膜50的另一侧贴合。第二气体扩散电极32的一侧与第二催化剂层42的另一侧贴合。氧气扩散器60与第二气体扩散电极31贴合。
根据本发明的实施例的改进的氢氧燃料电池100，氢气在氢气扩散器20内设有扰流部25，可以对进入到氢气扩散器20内的氢气进行扰动，提高氢气扩散器20的工作效率，加快氢气的循环速度，提高了氢气的利用效率，从而提高了改进的氢氧燃料电池100的工作效率，在改进的氢氧燃料电池100使用过程中更加安全可靠。
可以理解的是，为了达到扰流的目的，如图1、图2所示，根据本发明的一个实施例，扰流部25构造成多个间隔开的沿横向方向延伸的凸条。需要说明的是扰流部25的结构并不限于此，例如，如图3所示，根据本发明的一个实施例，扰流部25构造成由上至下延伸的多条凸筋，多条所述凸筋间隔开，且所述凸筋呈波浪形延伸。由此，可以起到对氢气的扰流目的。
图2所示，根据本发明的一个实施例，氢气扩散器20可以包括敞开的接触端21，氢气扩散器20具有一个与氢气供给装置10连通的供气口22和多个氢气回收口23。换言之，氢气扩散器20为一进多出的氢气扩散器20。每个氢气回收口23通过连接管路24连接在氢气供给装置10和供气口22之间。由此，可以对氢气进行回收并再次利用，提高了氢气的利用率，降低了发电成本，避免造成不必要的浪费。
如图1、图2所示，根据本发明的一些实施例，每个氢气回收口23均设有第一单向阀71。进一步地，供气口22处可以设有第二单向阀72。由此，可以保证氢气流向的顺畅。
如图1、图2所示，为了保证氢气供给的顺利，根据本发明的一个实施例，供气口21和氢气供给装置10之间设有第一泵体81。进一步地，每个氢气回收口23处均连接有第二泵体82。
进一步地，根据本发明的一些实施例，离子交换膜50可以为全氟硫酸膜。进一步地，为了便于对氧气扩散器60内产生的水进行吸收，氧气扩散器60内可以设有灯芯。
根据本发明的一个实施例，氢气供给装置20可以具有多个间隔开的腔室(未示出)，每个腔室均与第一气体扩散电极31相邻。由此，可以提高氢气的交换效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种改进的氢氧燃料电池，其特征在于，包括：氢气供给装置、氢气扩散器、第一气体扩散电极、第一催化剂层、离子交换膜、第二催化剂层、第二气体扩散电极以及氧气扩散器，所述氢气扩散器包括敞开的接触端，所述氢气扩散器上与所述接触端相对一侧设有与所述氢气供给装置连通的供气口和氢气回收口，所述氢气扩散器上与所述接触端相对一侧的内壁上设有由上至下形成的扰流部；所述第一气体扩散电极的一侧与所述接触端贴合；所述第一催化剂层的一侧与所述第一气体扩散电极的另一侧贴合；所述离子交换膜的一侧与所述第一催化剂层贴合；所述第二催化剂层的一侧与所述离子交换膜的另一侧贴合；所述第二气体扩散电极的一侧与所述第二催化剂层的另一侧贴合；所述氧气扩散器与所述第二气体扩散电极贴合。
2.根据权利要求1所述的改进的氢氧燃料电池，其特征在于，所述扰流部构造成多个间隔开的沿横向方向延伸的凸条。
3.根据权利要求1所述的改进的氢氧燃料电池，其特征在于，所述扰流部构造成由上至下延伸的多条凸筋，多条所述凸筋间隔开，且所述凸筋呈波浪形延伸。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的改进的氢氧燃料电池，其特征在于，所述供气口为一个和氢气回收口为多个，每个所述氢气回收口通过连接管路连接在所述氢气供给装置和所述供气口之间。
5.根据权利要求1所述的改进的氢氧燃料电池，其特征在于，每个所述氢气回收口均设有第一单向阀，所述供气口处设有第二单向阀。
6.根据权利要求1所述的改进的氢氧燃料电池，其特征在于，所述供气口和所述氢气供给装置之间设有第一泵体。
7.根据权利要求1所述的改进的氢氧燃料电池，其特征在于，每个所述氢气回收口处均连接有第二泵体。
8.根据权利要求1所述的改进的氢氧燃料电池，其特征在于，所述离子交换膜为全氟硫酸膜。
9.根据权利要求1所述的改进的氢氧燃料电池，其特征在于，所述氧气扩散器内设有灯芯。
10.根据权利要求1所述的改进的氢氧燃料电池，其特征在于，所述氢气供给装置具有多个间隔开的腔室，每个所述腔室均与所述第一气体扩散电极相邻。
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