CN111384412A - 电极分隔板结构及其应用的燃料电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电极分隔板结构及其应用的燃料电池，其中该电极分隔板结构包括一导电阻气层和一导电多孔结构，其中导电阻气层具有一容置空间和至少一组出入口，至少该组出入口具有通路且分别与该容置空间连通；导电多孔结构设置于容置空间内，且导电多孔结构与至少该组出入口连通并形成反应气体流动通路，其中导电多孔结构包括多个孔洞叠置成至少三层孔洞层，三层孔洞层沿着垂直于导电多孔结构延伸的一平面的方向上错位地叠置，其中该至少三层孔洞层的孔洞的形状相同。
Description
技术领域
本发明涉及一种电极分隔板结构，且特别是涉及一种应用于燃料电池的一种电极分隔板结构。
背景技术
燃料电池(Fuel Cell)是一种通过电化学反应，在需要电能时将燃料的化学能转化成电能的装置。主要通过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应，把燃料中的化学能转换成电能。目前最常见的燃料为氢气，其他燃料来源来自于任何的能分解出氢气的碳氢化合物，例如天然气、醇、和甲烷等。燃料电池的优点在于只要持续稳定地供应氧和燃料来源，即可不间断的提供稳定电能，而不像一般电池一样用完就丢弃，且其燃料来源都可取自于可再生来源，不会造成环境污染，因此燃料电池是一种合乎环保概念的绿色能源。
燃料电池的运作原理基本上大致相同，包含阳极、阴极以及让电荷通过电池两极的电解质，电子由阳极传至阴极产生直流电，以形成完整的电路。基于不同电解质的使用以及电池大小，而可将燃料电池区分为许多不同种类。再者，由于单一颗电池只能输出相对较小的电压，大约0.7V，因此燃料电池多以串连多个单电池的方式制造，以增加电压，配合应用需求。
燃料电池中，质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)是一种以含氢燃料与空气作用产生电力与热力的燃料电池，其运作温度相对低温(约50℃至100℃)与常压运作的特性，加上以高分子质子交换膜为传导媒介，没有任何化学液体，发电后产生纯水和热，因此对人体无化学危险、对环境无害，适合应用在日常生活，例如被发展为可应用于日常运输动力、现场设备、或携带式等电池装置。
质子交换膜燃料电池的原理是，首先氢分子经由阳极端流场板的气体导流槽进入电池组，经扩散层到阳极触媒反应层，经阳极触媒作用氧化为氢离子(也就是质子)，与释出电子，此化学反应过程称为阳极半反应(如下)。
阳极半反应：H2→2H++2e-
然后氢离子受电渗透力驱策，伴随数个水分子，经由交换膜输送至另一端的阴极触媒反应层。接着游离的电子经导电板收集，因电位差的原故，通过连接在导电板上的电路，流向阴极的导电板，变成电流产生电力，电子最后会由阴极导电板送到阴极触媒反应层。最后氢离子、电子、加上由阴极流场板输送来空气中的氧气，汇集在阴极触媒反应层，经阴极触媒催化而产生水，这化学反应过程称为阴极半反应(如下)。
阴极半反应：1/2O2+2H++2e-→H2O
总反应可表示为：
H2+1/2O2→H2O。
然而，上述反应产生的水若无法快速排除，会影响质子交换膜燃料电池的电化学反应，而限制了燃料电池的放电性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电极分隔板结构及其应用的燃料电池，以解决上述问题。
根据一实施例，提出一种电极分隔板结构，包括一导电阻气层和一导电多孔结构。导电阻气层具有一容置空间和至少一组出入口，至少该组出入口具有通路且分别与该容置空间连通。导电多孔结构设置于容置空间内，且导电多孔结构与至少该组出入口连通并形成反应气体流动通路，其中导电多孔结构包括多个孔洞叠置成至少三层孔洞层，三层孔洞层沿着垂直于导电多孔结构延伸平面上的方向错位地叠置，该至少三层孔洞层的孔洞的形状相同。
根据一实施例，提出一种燃料电池，其包括一阳极分隔板、一阴极分隔板和一膜电极组(Membrane Electrode Assembly，MEA)设置于阳极分隔板与阴极分隔板之间，其中阴极分隔板包括如上述的电极分隔板结构。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附的附图详细说明如下：
附图说明
图1为应用为本发明一实施例的电极分隔板结构的一种燃料电池的单电池示意图；
图2A为本发明一实施例中一种电极分隔板结构示意图；
图2B为本发明一实施例中电极分隔板结构的另一种导电阻气层的示意图；
图3A为本发明一实施例中电极分隔板结构的一种导电多孔结构的立体示意图；
图3B为图3A的导电多孔结构的部分孔洞的上视图；
图3C为图3A的导电多孔结构中相邻的一组三层孔洞的剖面示意图；
图3D为图3A的导电多孔结构中三层部分孔洞的剖面示意图；
图4A为气流于一燃料电池的阴极结构中流动的微观示意图；
图4B为图4A的局部放大图；
图5A～图5C为以不同制造方式形成导电多孔结构的孔洞示意图；
图6A～图6C为提出传统和实施例的单电池结构于三组不同入口条件下的操作电压和电流密度的结果的示意图；
图7为操作电压为0.4V/cell和0.6V/cell时，变化实施例的导电多孔结构的孔隙率对于电流密度的影响进行模拟实验的结果的示意图；
图8A～图8B分别为实施例的导电多孔结构和传统蜿蜒流道结构于不同的阴极入口相对湿度下对于电流密度的模拟实验结果的示意图；
图9A～图9C分别为导电多孔结构的多层叠置的孔洞层的不同实施例的立体示意图；
图9D～图9G分别为导电多孔结构的多层叠置的孔洞层的不同比较例的立体示意图；
图10A～10C分别为与图9A～图9C的实施例对应的进行流场模拟实验的结果的示意图；
图10D～10G分别为与图9D～图9G的比较例对应的进行流场模拟实验的结果的示意图。
符号说明
AN：阳极分隔板
CA：阴极分隔板
MEA：膜电极组
20、20’：导电阻气层
21：本体
22：容置空间
221S、222S、223S、224S：侧边
231、231a～231g：入口
232、232a～232g：出口
30、91～97：导电多孔结构
310、910A、920A、930A、940A、950A、960A、970A：第一孔洞层
310h、、510A-h、510B-h、510C-h：第一孔洞
320、910B、920B、930B、940B、950B、960B、970B：第二孔洞层
320h：第二孔洞
330、910C、920C、930C、940C、950C、960C、970C：第三孔洞层
330h：第三孔洞
d：中心错位距离
n1、n2：排列间距
D：最大径向距离
D1：第一直径
D2：第二直径
D3：第三直径
M：质子交换膜
CCL：阴极触媒层
CMPL：阴极微孔层
CGDL：阴极气体扩散层
t1、t2、t3：厚度
DN1：第一方向
DN2：第二方向
DN3：第三方向
具体实施方式
在此揭露内容的实施例中，提出一种电极分隔板结构及其应用的燃料电池。实施例所提出的电极分隔板结构可应用于燃料电池例如质子交换膜燃料电池(PEMFC)的阴极，以改善燃料电池阴极的反应物质传(mass transfer)与质子交换膜水管理(watermanagement)对电化学反应的局限。实施例中，以导电多孔结构取代传统燃料电池双极板上特别是阴极侧的肋-通道结构，以形成反应气体分布的流道。应用实施例的电极分隔板结构，可以增进阴极氧气交换率、和移除阴极反应产生于流道内的液态水以避免淹水(flooding)情况产生。相较于传统蜿蜒流道结构，应用实施例的电极分隔板结构确实可以提升电流密度，改善燃料电池的电化学反应。
以下提出相关实施例，配合图示以详细说明本发明所提出的电极分隔板结构及其应用的燃料电池。文中以燃料电池的基本单元-单电池做示例说明，亦即两个电极分隔板之间设置一膜电极组(Membrane Electrode Assembly， MEA)，而由多个基本单元组装起来就构成一个电池组，若再将电池组集合起来即构成一燃料电池发电装置。
再者，如实施例中所提出的叙述，如各结构的细节与排列设置以及可应用的制作方式等等，仅为举例说明之用，本发明欲保护的范围并非仅限于所述的态样，未于本发明提出的其他实施态样也可能可以应用。因此，本发明并非显示出所有可能的实施例，相关领域者可在不脱离本发明的精神和范围内对实施例的结构和制作工艺加以变化与修饰，以符合实际应用所需。再者，实施例中所提出的实验与其结果仅为本发明的其中几组示例的内容，以利清楚例示依实施例所制得的电极分隔板结构的特性与效果，该些示例内容并非用以限制本发明的保护范围。因此，说明书和图示内容仅作叙述实施例之用，而非作为限缩本发明保护范围之用。
再者，说明书与请求项中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，是为了修饰请求项的元件，其本身并不意含及代表该请求元件有任何之前的序数，也不代表某一请求元件与另一请求元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一请求元件得以和另一具有相同命名的请求元件能作出清楚区分。再者，说明书与请求项中可能使用的空间相关的用词，例如“之下”(beneath)、“下方”(below)、“较低的”(lower)、“之上”、“上方”(above)、“较高的”(upper)或类似词语，是用来便于叙述和参照如图示所绘制的其中一元素或特征与另一元素或特征之间的空间关系。因此具通常知识者可知，该些空间相关的用词除了包括如图所示的元件方位，还包括了元件于使用或操作时不同于图示的方位。因此，说明书与权利要求中所使用的该些用词仅用以叙述实施例之用，而非用以限制本发明保护范围之用。
图1为应用为本发明一实施例的电极分隔板结构的一种燃料电池的单电池示意图。如图1所示，一燃料电池的单电池包括一阳极分隔板(anode bipolar plate)AN、一阴极分隔板(cathode bipolar plate)CA和一膜电极组MEA 设置于阳极分隔板AN与阴极分隔板CA之间。阳极分隔板AN和阴极分隔板CA即构成双极板(又称分隔板)。以一质子交换膜燃料电池(PEMFC)为例，阳极、质子交换膜、和阴极结合成三明治结构的单一元件称为膜电极组MEA， -燃料电池主要的电化学反应都发生在此。而阳极和阴极各包括气体扩散层 (让反应气体均匀扩散进入触媒层)和触媒层(催化电化学反应的进行)。质子交换膜则是一种固态高分子聚合物，内部为网状结构，提供原子级(atomic scale)的离子通道，其作用包括隔离反应物，以避免两极气体互混而造成电池短路效能降低；作为离子导体，传导阳极生成的H+离子通过电解质到达阴极，完成反应；并且为电子绝缘体，避免电子直接通过电解质到达阴极而造成短路。而构成双极板的阴极分隔板CA和阳极分隔板AN是分别位于阴极与阳极外侧的组件，可提供良好的气密性，以分隔氧化剂与还原剂，并且搜集产生的电流；以及藉由内部流场通道将反应气体均匀地输送至电极(传统多以带有如平行流道或蛇状流道的气体流动通道的石墨或表面改性金属板为双极板)。实施例的电极分隔板结构则应用于双极板的结构中，例如作为如图1所示的阴极分隔板CA的结构。在一示例中，一阴极分隔板CA的结构包括一导电阻气层20和一导电多孔结构30。
图2A为本发明一实施例中一种电极分隔板结构示意图。在一实施例中，电极分隔板结构包括一导电阻气层20和一导电多孔结构30。导电阻气层20 例如是包括一本体(body)21和一容置空间(e.g.皿状区)，此容置空间提供一空间以设置导电多孔结构30。如图2A所示，导电阻气层20具有一容置空间22和至少一组出入口(例如由一或多个入口231和一或多个出口232所组成并设置于本体21处)，此组出入口具有通路且分别与容置空间22相连。如图2A所示，入口231和出口232例如分别与容置空间22的相对两侧边 221S、222S相连，以与设置于容置空间22的导电多孔结构30连通，而形成反应气体流动通路。
实施例的导电阻气层20例如是以可隔阻气体穿透的导电材料制成，其上以任意加工方式形成一皿状摆放区。导电阻气层20的材质例如是由钛或不锈钢或其他可应用的金属材质所制成。当然，实施例中并不仅限于使用一组出入口，出入口的设置位置也可选择容置空间22的任两侧边。
图2B为本发明一实施例中电极分隔板结构的另一种导电阻气层的示意图。实施例的另一种导电阻气层20’可包括多组出入口与容置空间22相连，且这些出入口各具有通路以与容置空间22的导电多孔结构连通，而形成反应气体流动通路。如图2B所示，多组出入口例如是由多个入口231a～231g 和多个出口232a～232g所组成，此组出入口具有通路且分别与容置空间22 的相对两侧边223S、224S相连，以与设置于容置空间22的导电多孔结构30连通。因此，与容置空间22连通的出入口在位置上、数量上以及尺寸上可任意设计，只要可达成分布反应气体的需求即属本发明的应用。
图3A为本发明一实施例中电极分隔板结构的一种导电多孔结构的立体示意图。图3B为图3A的导电多孔结构的部分孔洞的上视图。请同时参照图2A、图3A、图3B。在一实施例中，电极分隔板结构的一导电多孔结构30 包括多个孔洞，且导电多孔结构30在第一方向DN1(例如X方向)和第二方向DN2(例如Y方向)构成的平面(例如X-Y平面)上延伸。若应用实施例于如图1所示的单电池中，则导电多孔结构30的延伸平面平行于膜电极组MEA 的平面上。实施例中，导电多孔结构30的此些孔洞周期性地重复排列而形成一阵列，如图3A所示。再者，根据孔洞所在的位置，可将该些孔洞区分为至少三层孔洞层，且此三层孔洞层沿着垂直于导电多孔结构30的延伸平面(例如X-Y平面)的方向上(例如沿着图示中的第三方向DN3例如Z方向) 错位地叠置。在一示例中，容置空间22的延伸平面平行于导电多孔结构30 的延伸平面，此时三层或更多层孔洞层也可视为沿着垂直于容置空间22的延伸平面的方向上错位地叠置。此示例中，第三方向DN3分别垂直于第一方向DN1和第二方向DN2。其中导电多孔结构30的三层孔洞彼此连通，以形成反应气体流动通路。因此，位于不同的相邻二层的孔洞的错位排列使一气流于垂直于导电多孔结构30的延伸平面上的方向(例如图示中的Z方向) 上穿越流动。若应用实施例的电极分隔板结构于如图1所示的燃料电池的阴极分隔板CA时，气流可通过不同层的孔洞的错位排列而于垂直于反应面上的方向上穿越流动，可改善反应进行时的阴极侧的氧气交换速率和产物水的移除。其中发生电化学反应的膜电极组MEA，其反应面例如是平行于图3A 中导电多孔结构30所延伸的X-Y平面。
如图3A、图3B所示，根据孔洞所在的位置，将此些孔洞区分为至少三层孔洞层，导电多孔结构30例如包括了一第一孔洞层310、一第二孔洞层 320及一第三孔洞层330(其中第三孔洞层330因与第一孔洞层310为对位设置而于图3B上视中投影重叠。第一孔洞层310具有多个第一孔洞310h，这些第一孔洞310h周期性地重复排列于平行于导电多孔结构30延伸的平面 (例如X-Y平面)上而形成一阵列。第二孔洞层320具有多个第二孔洞320h 周期性地重复排列于平行于导电多孔结构30延伸的平面上而形成一阵列。同样地，第三孔洞层330具有多个第三孔洞330h，这些第三孔洞330h亦周期性地重复排列于平行于导电多孔结构30延伸的平面上而形成一阵列。而且，在垂直于导电多孔结构延伸的平面(例如X-Y平面)的方向(例如图示中的Z方向)上，位于不同的相邻二层的孔洞的形状中心相互错位，如第一孔洞层310与第二孔洞层320的孔洞的形状中心相互错位，且第二孔洞层320 与第三孔洞层330的孔洞的形状中心相互错位。
图3C为图3A的导电多孔结构中相邻的一组三层孔洞的剖面示意图。请同时参照图3B、图3C，在一实施例中，对于位于不同的相邻二层的部分重叠而相互连通的两个孔洞而言，其中心错位距离为d，若此两个孔洞其中一者具有最大径向距离D(例如直径D)，则0.5D≤d<D。若示例的第一孔洞 310h、第二孔洞320h和第三孔洞330h是圆形形状，则其直径可视为孔洞的最大径向距离。如图3C所示，位于不同层的第一孔洞310h、第二孔洞320h 和第三孔洞330h分别具有第一直径D1、第二直径D2和第三直径D3，而第一孔洞310h和第二孔洞320h两者的中心错位距离为d，则0.5D1≤d<D1，和/或0.5D2≤d<D2，其中第一孔洞310h和第三孔洞330h为对位设置，使第三孔洞330h和第二孔洞320h两者的中心错位距离同样地为d，且0.5D3 ≤d<D3。
再者，在一实施例中，导电多孔结构30的孔隙率在30％-80％的范围。在一示例中，导电多孔结构30的孔洞的平均孔径在0.1mm至1.0mm的范围。在一示例中，如图3B所示，位于同一层最接近的两个孔洞(例如两相邻的第一孔洞310h、两相邻的第二孔洞320h或两相邻的第三孔洞330h)的排列间距n1或n2例如约0.5mm至3mm的范围。在一示例中，如图3A所示，导电多孔结构30的各层(例如第一孔洞层310、第二孔洞层320或第三孔洞层330)厚度t1、t2或t3例如约0.05mm至0.6mm的范围。当然，前述该些数值仅为示例之用，并非限制本发明可应用的范围。
值得注意的是，实施例的层叠的三层(甚至更多层)孔洞层中，不同层孔洞的形状为相同，同一层孔洞的形状也为相同；但是，不同层孔洞的尺寸可以相同或相异，同一层孔洞的尺寸也可以相同或相异。于此示例中，如图3A～图3C所示，第一孔洞310h、第二孔洞320h和第三孔洞330h都是圆形，且 D1＝D2＝D3。但实际应用中，本发明对此并不多做限制。
再者，实施例中，导电多孔结构30可以是一体成形的单一构件，也可为三件或三件以上构件的组合件。如图3D所示，其为图3A的导电多孔结构中三层部分孔洞的剖面示意图。图3D绘示三个独立的结构件(第一孔洞层 310、第二孔洞层320和第三孔洞层330)组合而形成如图3A所示的导电多孔结构30。
图4A绘示气流于一燃料电池的阴极结构中流动的微观示意图。图4B 为图4A的局部放大图。图4A、图4B绘示一燃料电池的阴极侧的质子交换膜(proton exchangemembrane)M、阴极触媒层(catalyst layer)CCL、阴极微孔层 (micro porous layer)CMPL和阴极气体扩散层(gas diffusion layer)CGDL。另外，燃料电池还有阳极侧(未绘示)，例如包括阳极触媒层、阳极微孔层和阳极气体扩散层等设置于质子交换膜M的另一侧。其电化学反应机制为氢气由阳极扩散层进入触媒层，经由触媒的催化产生质子(H+)及电子(e-)，H+通过质子交换膜M至阴极触媒层CCL，同时电子(e-)则由外部线路到达阴极触媒层，此时H+和e-与经由阴极气体扩散层CGDL至阴极触媒层CCL的氧气，进行电化学催化反应而产生水。而气流在穿越不规则狭缝时产生的紊流(如图4B所示的FV)使得垂直于气体扩散层CGDL的方向(例如Z方向)的流动向量增加，促进了氧气交换与产物水的移除。若使用如实施例的导电多孔结构30于阴极，则气流在穿越复杂的三维阴极流道结构下，例如穿越错位排列的不同层的孔洞时，局部产生紊流的区域变多，扩散效应在高雷诺数流动时的修正效用变得明显，可以有效改善氧气交换率并移除产物水，避免阴极流道有淹水 (flooding)情况产生。
除了如上述图3A所示的导电多孔结构30，实施例还包括了许多可应用的导电多孔结构的态样，包括孔洞形状的选择与排列设置方式，可依照实际应用条件而做适当排列与变化。本发明对此并不多做限制。例如，导电多孔结构可应用的孔洞形状例如是圆形、椭圆形、多边形、或一任意形状。其中多边形例如是三角形、四边形、五边形、六边形…等等。其中四边形包括了正方形、长方形、菱形、梯形等至少一组对边平行的四边形。孔洞的形状可以是各边边长相等，且各内角相等的正多边形，包括正三角形、正四边形、正五边形、正六边形…等等。或者，各个孔洞的形状不局限于上述几何定义的形状，而可以是某一任意不规则形状。因此，在一示例中，导电多孔结构所包括的该些孔洞，其形状可以是一或多种前述几何定义形状的组合(例如圆形、椭圆形、多边形)、或是一或多种任意不规则形状的组合、或是一或多种几何定义形状与任意不规则形状的组合。若导电多孔结构所包括的孔洞为圆形，则前述的最大径向距离可为圆形孔洞的直径；若导电多孔结构所包括的孔洞非圆形，则前述的最大径向距离D则可定义为孔洞的最大长度或最大宽度，而位于不同的相邻层且连通的孔洞其形状对称中心仍相互错位。
如图9A至图9C所示，列举三种相邻层之间使用相同孔洞形状的导电多孔结构作为实施例，及如图9D至图9G所示，列举四种相邻层之间使用不同孔洞形状的导电多孔结构的比较例，作为比较说明。
实施例中，导电多孔结构中不同层孔洞的形状为相同。例如图9A所示，实施例的导电多孔结构91的第一孔洞层910A、第二孔洞层910B及第三孔洞层910C的形状都同为正方形，且位于不同的相邻二层的孔洞错位排列。例如图9B所示，实施例的导电多孔结构92的第一孔洞层920A、第二孔洞层920B及第三孔洞层920C的形状都同为菱形，且位于不同的相邻二层的孔洞错位排列。以及，例如图9C所示，实施例的导电多孔结构93的第一孔洞层930A、第二孔洞层930B及第三孔洞层930C的形状都同为圆形，且位于不同的相邻二层的孔洞错位排列。
比较例中，导电多孔结构中不同的相邻二层孔洞的形状为不相同。例如图9D所示，比较例的导电多孔结构94的第一孔洞层940A的形状为圆形，第二孔洞层940B的形状为菱形，及第三孔洞层940C的形状为圆形，呈现圆形─菱形─圆形的混合形状交错叠置，相邻的二孔洞层的孔洞的形状相异，且位于不同的相邻二层的孔洞错位排列。例如图9E所示，比较例的导电多孔结构95的第一孔洞层950A的形状为圆形，第二孔洞层950B的形状为正方形，及第三孔洞层950C的形状为圆形，呈现圆形─正方形─圆形之混合形状叠置，相邻的二孔洞层的孔洞的形状相异，且位于不同的相邻二层的孔洞错位排列。例如图9F所示，比较例的导电多孔结构96的第一孔洞层960A 的形状为正方形，第二孔洞层960B的形状为圆形，及第三孔洞层960C的形状为正方形，呈现正方形─圆形─正方形的交错叠置，相邻的二孔洞层的孔洞的形状相异，且位于不同的相邻二层的孔洞错位排列。以及，例如图9G 所示，比较例中的导电多孔结构97的第一孔洞层970A的形状为菱形，第二孔洞层970B的形状为圆形，及第三孔洞层970C的形状为菱形，呈现菱形─圆形─菱形的混合形状叠置，相邻的二孔洞层的孔洞的形状相异，且位于不同的相邻二层的孔洞错位排列。
其中须说明的是，图9A至图9G所示实施例及比较例中的导电多孔结构的该些孔洞层之间在y方向上绘示出间隔，是为了清楚呈现出各层孔洞层的形状。然而在实际示例中，导电多孔结构的该些孔洞层是直接接触以叠置或是彼此相连接以叠置，即导电多孔结构的该些孔洞层之间在垂直于导电多孔结构延伸的平面的方向上未存在间隔。
再者，图10A至10G分别为与图9A至图9G的实施例及比较例对应的进行流场模拟实验的结果的示意图。针对图9A至图9C等实施例及图9D至图9G等比较例进行分析，比较流场模拟结果后可知，图10A至图10C中的流体流速明显较图10D至图10G中的流体流速快，即显示图9A至图9C等实施例的多层孔洞层采用单一相同形状孔洞的设置在流场表面的方面系优于图9D至图9G等比较例的多层孔洞层采用混合不同形状孔洞的设计。并且，针对如图9A至图9C等的实施例进行分析，在多层孔洞层的孔洞的形状都为单一形状(如正方形、菱形或圆形)叠置的实施态样，通过圆形孔洞的流体的流速较快，在流场表现的方面为圆形优于菱形约等于正方形。纵观所有实施例与比较例的流场模拟结果来看，图9C中的采用单一相同形状的多层孔洞设计且孔洞的形状为圆形的实施例的流体流速最快，具有最佳的流场表现。
另外，实施例的导电多孔结构中，上视时较上层的一个孔洞暴露出较下层至少两个相邻孔洞的各一部分，因此通过上层的孔洞所暴露出下层两个甚至更多个相邻孔洞的部分面积，气流除了通过不同层的孔洞的错位排列而于垂直于导电多孔结构的延伸平面上的方向(例如图示中的Z方向)上穿越流动，更可以增加气流在横向上(例如图示中X-Y平面上的多个方向)的流动通路。如图3A所示，位于较上层的一个第一孔洞310h暴露出位于较下层的两个相邻第二孔洞320h的各一部分，位于较上层的一个第二孔洞320h暴露出位于较下层的两个相邻第三孔洞330h的各一部分，以导引气流可以上下垂直穿越流动，并使气流可通过较上层孔洞暴露出较下层两个或更多个相邻孔洞的部分面积而沿着导电多孔结构延伸平面流动。
另外，导电多孔性结构的材质例如是由钛或不锈钢或其他可应用的金属材质所制成，而导电多孔结构的孔洞例如可由车铣、冲压、蚀刻、编织、放电加工、压延扩张其中的一种方式制造。图5A～图5C图是根据一实施例的孔洞所在位置，绘示导电多孔结构中某一层孔洞层以不同方式制造时的平面结构。图5A以压延扩张、蚀刻而形成导电多孔结构的孔洞示意图，一实施例中例如第一孔洞510A-h为菱形或六角形；图5B以编织方式形成导电多孔结构的孔洞示意图，一实施例中例如第一孔洞510B-h为矩形；图5C以冲压、车铣而形成导电多孔结构的孔洞示意图，一实施例中例如第一孔洞 510C-h为圆形。依制造方式不同，孔洞几何外型会有所变化。
承前述，在实际制作时，如图3A、图9A～图9C所示实施例的导电多孔结构30/91/92/93若为单一结构件，其制造方式可能为双面蚀刻、车铣、积层加工或其他可应用的方式。导电多孔结构30若为多个结构件组合而成，考虑其机械强度及导电性，组合方式可能为熔接、压合、烧结或其他可应用的方式。当然，本发明对于导电多孔结构30/91/92/93的制造方式并不多做限制。关于实施例中导电多孔材的立体结构，熟悉机械加工方式的技艺者可根据实际应用所需要的孔洞形状或排列方式，而由现有加工方式选择适当方法以制造或结合而成。因此实施例提出的导电多孔结构使设计变得更具有弹性，相较于现有的复杂结构，实施例无须受限于昂贵模具的使用以及设计变更费用。
应用实施例的电极分隔板结构于燃料电池的阴极分隔板，可以提高电流密度，改善燃料电池的电化学反应。图6A～图6C提出传统和实施例的单电池结构于三组不同入口条件下的操作电压和电流密度的结果。图6A中，阳极入口温度/操作温度/阴极入口温度为63℃/66℃/60℃；图6B中，阳极入口温度/操作温度/阴极入口温度为60℃/66℃/65℃；图6C中，阳极入口温度/ 操作温度/阴极入口温度为60℃/66℃/50℃。再者，图6A～图6C中，曲线PE代表传统单电池结构(e.g.以带有蜿蜒流道的气体流动通道为电极分隔板(双极板)结构的传统单电池结构为对照组)中其操作电压和电流密度的实验数值曲线；曲线PS代表传统单电池结构(e.g.现有蜿蜒流道)中其操作电压和电流密度的模拟数值曲线；曲线E代表实施例的单电池结构中其操作电压和电流密度的模拟数值曲线。
如图6A～图6C所示，根据曲线PE(现有蜿蜒流道-实验值)和曲线PS(现有蜿蜒流道-模拟值)的两曲线斜率，可清楚得知，模拟结果在定量上虽然需要修正，但是在定性上的趋势是与实验值一致的，由此可验证模拟数值模型具有良好可靠度。比较图6A～图6C中曲线E(实施例的模拟值)和曲线PS(现有蜿蜒流道-模拟值)，在相同的操作电压下实施例的结构可产生较高的电流密度。因此相较于现有蜿蜒流道结构，在常用的单电池操作电压例如0.7V～ 0.5V/cell区间，实施例提出的电极分隔板结构确实可以提高电流密度，改善燃料电池的电化学反应。
再者，本发明也对于作为流道的实施例的导电多孔结构于不同材料参数及操作条件下进行单电池电化学模拟实验。例如观察导电多孔结构的孔隙率与电流密度之间的关系，以及阴极入口湿度是否影响放电反应。当然，以下实验内容及测试结果仅为举例说明之用，并非用以限制本发明的应用范围。
图7为操作电压为0.4V/cell和0.6V/cell时，变化实施例的导电多孔结构的孔隙率对于电流密度的影响进行模拟实验的结果。其模拟结果显示，孔隙率增加时对电流密度值有改善的效果，亦即放电电流随孔隙率上升而增加。但是电流密度约在孔隙率70～80％处呈现饱和。因此实施例的导电多孔结构的孔隙率在30％～80％的范围时呈现一较佳操作区间。再者，如图7的结果，当操作电压为0.6V/cell时，孔隙率>50％之后，其对于电流密度的改善效果有收敛的状况；而在0.4V/cell的操作电压下，增加孔隙率造成电流密度的改善更为明显。当然文中所提出的电压值及孔隙率仅为一示例之用，并非用以限制使用本发明结构时对于可应用电压及孔隙率的范围。
图8A、图8B分别为实施例的导电多孔结构和传统蜿蜒流道结构于不同的阴极入口相对湿度下对于电流密度的模拟实验结果。其模拟结果显示，阴极入口的相对湿度对于实施例的导电多孔结构所产生的电流密度值的影响相当小。对于传统蜿蜒流道结构(图8B)，相对湿度自45％提高至75％时，电流密度值的变化增加约1.5％。而对于实施例的导电多孔结构(图8A)，相对湿度自45％提高至75％时，电流密度值的变化仅增加约0.6％。因此，根据模拟结果，实施例的导电多孔结构的放电反应对于阴极入口相对湿度的变化比起传统蜿蜒流道结构更加地不敏感，阴极入口湿度并不影响实施例结构的放电反应，对于应用实施例结构的单电池的内部质传管理上有正面的效果。当然，如图中所示的数值(包括电流密度值与相对湿度)仅为其中一示例的数值，该些内容并不限制使用本发明结构时对于可能产生的电流密度值与相对湿度的范围。
虽然上述实施例中所提出的电极分隔板结构以应用于燃料电池的阴极分隔板CA为例做说明，但本发明并不特别限制于阴极分隔板的应用。在实际应用时，燃料电池的阳极分隔板AN可以是传统的平行流道或蛇状流道的结构，也可以应用如上述实施例所提出的电极分隔板结构。本发明对于燃料电池的双极板的阳极分隔板结构类型并不多做限制。
根据上述实施例提出的一种电极分隔板结构，包括一导电阻气层和一导电多孔结构设置于导电阻气层的容置空间内。实施例的电极分隔板结构可应用于燃料电池的阴极，可增进阴极氧气交换率、和移除阴极反应产生于流道内的液态水以避免淹水情况产生。相较于传统蜿蜒流道结构，实施例的电极分隔板结构可以增进阴极的反应物质传、改善质子交换膜水管理对电化学反应的局限，因而提升电流密度，改善应用的燃料电池的电化学反应。
如上述结构或实验内容，是用以叙述本发明的部分实施例或应用例，本发明并不限制于上述结构与应用态样。再者，示例的结构可根据实际应用的需求而调整。因此例示数值与实验结果图仅为举例说明之用，而非限制之用。通常知识者当知，应用本发明的相关结构与细节等，都可能以依实际应用样态所需而可能有相应的调整和变化。
综上所述，虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (10)
1.一种电极分隔板结构，其特征在于，包括：
导电阻气层，具有容置空间和至少一组出入口，至少该组出入口具有通路且分别与该容置空间连通；和
导电多孔结构，设置于该容置空间内，该导电多孔结构与至少该组出入口连通并形成反应气体流动通路，其中该导电多孔结构包括多个孔洞叠置成至少三层孔洞层，该至少三层孔洞层沿着垂直于该导电多孔结构延伸的一平面的方向上错位地叠置，其中该至少三层孔洞层的该些孔洞的形状相同。
2.如权利要求1所述的电极分隔板结构，其中该导电阻气层包括多组出入口，该些组出入口具有多组通路以分别与该容置空间连通。
3.如权利要求1所述的电极分隔板结构，其中位于不同的相邻二该孔洞层的最接近的两该些孔洞，其中心错位距离为d，两该些孔洞其中一者具有最大径向距离D，0.5D￡d<D。
4.如权利要求1所述的电极分隔板结构，其中该至少三层孔洞层平行于该导电多孔结构延伸的该平面，同一该孔洞层的该些孔洞周期性重复排列而形成一阵列。
5.如权利要求1所述的电极分隔板结构，其中该至少三层孔洞层的该些孔洞彼此连通。
6.如权利要求1所述的电极分隔板结构，其中该导电多孔结构的孔隙率介于30％～80％之间。
7.如权利要求1所述的电极分隔板结构，其中该导电多孔结构的该些孔洞的平均孔径介于0.1mm～1.0mm之间。
8.如权利要求1所述的电极分隔板结构，其中该导电多孔结构的该些孔洞的形状为圆形、椭圆形、多边形或任意形状的其中一种形状。
9.如权利要求1所述的电极分隔板结构，其中该导电多孔结构的该些孔洞的尺寸相同。
10.一种燃料电池，其特征在于，包括阳极分隔板、阴极分隔板和膜电极组设置于该阳极分隔板与该阴极分隔板之间，其中该阴极分隔板包括如权利要求1～9任一所述的电极分隔板结构。
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Citations (5)
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Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| US20070054175A1 (en) * | 2005-09-06 | 2007-03-08 | Sgl Carbon Ag | Electrode and composite structural unit for a fuel cell and fuel cell having the electrode or the structural unit |
| WO2007105072A2 (en) * | 2006-03-15 | 2007-09-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
| US20160141639A1 (en) * | 2014-11-14 | 2016-05-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell |
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