CN1549378A - 燃料电池的燃料供给结构 - Google Patents

Abstract

一种燃料电池的燃料供给结构属燃料电池及其制造领域涉及燃料电池的燃料供给结构，它是在燃料电池的层叠体外部的上侧设置燃料供给集合管和空气供给集合管，在层叠体外部的下侧设置燃料回收集合管和空气回收集合管，并且为了连通双极板的前、后面多个燃料流路槽和空气流路槽形成“└，┐”形状。所以流入到燃料供给集合管和空气供给集合管里的燃料和空气能同时供给到燃料流路槽和空气流路槽里。因为上述供给的燃料和空气沿着流路槽流动并且同时在燃料极和空气极里进行电化学反应，所以能显著提高燃料电池的发电性能。

Description

燃料电池的燃料供给结构

技术领域

本发明是关于通过从外部供给的燃料和空气的电化学反应来发电的燃料电池，更详细的说是关于通过燃料电池的双极板的流路槽同时向燃料极和空气极供给大量的燃料和空气，由此提高发电性能的燃料电池的燃料供给结构。

背景技术

一般，燃料电池是把燃料具备的能量直接转换成电能的装置，现有燃料电池的简略结构如图1所示，简单说明如下：

如图所示，燃料电池1在产生电力的燃料电池堆10的一侧具备储存液态BH₄ ^-的燃料罐2，燃料罐2和燃料电池堆10的燃料极(阳极)上连接燃料供给管3和燃料回收管4，并且上述燃料供给管3上设置抽吸燃料的燃料泵5。

上述燃料电池堆10的负极(空气极)上连接空气供给管6和空气排出管7，并且空气供给管6上设置抽吸空气的气泵8。

上述燃料电池堆如图2，图3，图4所示，产生电化学反应的多个电池C叠层用螺丝13装配形成。各个电池C是由紧贴在电解质膜21的两侧支撑扩散气体的白金催化剂层的燃料极23和空气极24形成的膜-电极集合25和紧贴在膜-电极集合25两侧并在燃料极23和空气极24上形成有燃料气体及含氧气体流路的双极板26及集电板27构成。

上述双极板26是致密质的4角形碳板，其前面角上有燃料流入孔31和连通燃料流入孔31的燃料引入槽32和跟上述燃料引入槽32的端部垂直的多个燃料流路槽33、跟上述燃料流路槽33的下端垂直且与燃料流出孔34连通的燃料引出槽35。

上述双极板26的后面有跟上述燃料流路槽33相同形状的流动且连通空气流入孔41的空气流路槽33，上述空气流入孔41的对角方向的下侧有空气流出孔42。

在上述现有燃料电池中，如果开启机器的运作开关，燃料泵5抽吸燃料罐2里的燃料通过燃料供给管3供给到燃料电池堆10的燃料极23上。与此同时，运作气泵8通过空气供给管6向燃料电池堆10的空气极24里供给空气。

如同上述，供给到燃料电池堆10的燃料通过燃料流入孔31进入到燃料引入槽32里，之后沿着燃料流路槽33流动，而且在膜-电极集合25的燃料极23上全面扩散的同时进行氢气的电化学氧化反应。空气沿着空气流路槽(未图示)流动，并且在膜-电极集合25的空气极24上全面扩散的同时进行氧气的电化学还原反应。这时生成的电子发电，并且把产生的电在集电板27上集聚并使用为能量源。

但是如同上述的现有燃料电池堆10有如下问题。通过燃料电池堆10双极板26上的燃料流入孔31流入的燃料经过1个燃料引入槽32引入到燃料流路槽33里。所以根据需要同时供给大量燃料的时候，燃料引入槽32变成瓶颈部。因此不能供给所需量的燃料。

并且，考虑到燃料引入槽32里的压力损失，要把燃料电池堆10的发电性能提高到某种程度的时候，得使用所需以上的大功率燃料泵5。但又存在价格高、消耗电能多的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供没有上述问题的燃料电池的燃料供给结构。

本发明的另一个目的是提供能同时把大量的燃料供给到燃料极上，从而提高发电性能的燃料电池的燃料供给结构。

为了达到上述目的，本发明提供如下特点的燃料电池的燃料供给结构。储存在燃料罐里的燃料供给到燃料电池堆的燃料极上、把空气供给到燃料电池堆的空气极上、从供给的燃料和空气的电化学反应中得到电力。

上述燃料电池堆是由层叠多个在膜-电极集合两侧紧贴双极板形成的电池的层叠体和设在上述层叠体上、下部的燃料供给集合管和燃料回收集合管及空气供给集合管和空气回收集合管构成。并且在上述双极板的前、后面形成直接连通在燃料供给集合管和空气供给集合管能让大量的燃料和空气同时流动的多个燃料流路槽和空气流路槽。

优点及积极效果：

如同上述，本发明的燃料电池的燃料供给结构有以下效果。在上述燃料电池层叠体的外部上侧设置燃料供给集合管和空气供给集合管，并且在其下侧对角方向设置燃料回收集合管和空气回收集合管。双极板的前、后面有“，”形状的多个燃料流路槽和空气流路槽与它们直接连通。所以燃料和空气可同时从燃料供给集合管和空气供给集合管中向燃料流路槽和空气流路槽里供给，沿着多个“，”形状的流路槽流动，并且进行电化学反应。因此大量的燃料和空气可同时进行反应，所以能显著提高燃料电池的发电性能。

附图说明

图1是现有燃料电池的简略结构图。

图2是现有燃料电池堆结构的斜视简图。

图3是现有单个燃料电池C的截面图。

图4是现有双极板前面的正面图。

图5是具备本发明燃料供给结构的燃料电池堆的斜视图。

图6是图5的A-A′面图。

各图中：

1：燃料电池、                   2：燃料罐、

3：燃料供给管、                 4：燃料回收管、

5：燃料泵、                     6：空气供给管、

7：空气排出管、                 8：气泵、

10：燃料电池堆、燃料电池层叠体、13：螺丝、

21：电解质膜、                  23：燃料极、

24：空气极、                    25：膜-电极集合、

26：双极板、                    27：集电板、

31：燃料流入孔、                32：燃料引入槽、

33：燃料流路槽、                34：燃料流出孔、

35：燃料引出槽、                41：空气流入孔、

42：空气流出孔、                100：燃料电池堆、

101：层叠体、                   102：燃料供给集合管、

103：空气供给集合管、           104：燃料回收集合管、

105：空气回收集合管、           106：双极板、

110：燃料流路槽、               C：电池。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明上述本发明燃料电池堆的燃料供给结构。

图5是具备本发明燃料供给结构的燃料电池堆的斜视图。图6是图5的A-A′面图。

如图所示，根据本发明的燃料电池堆100是在层叠多个电池C形成的层叠体101的上部一侧有向各电池C里供给燃料的燃料供给集合管102，并且层叠体的上部另一侧有空气供给集合管103。而且层叠体101的下部有在上述燃料供给集合管102对角线方向设置的燃料回收集合管104和在空气供给集合管103对角线方向设置的空气回收集合管105。

而且，上述电池C是把双极板106贴在膜-电极集合(未图示)的两侧形成。并且上述双极板106的前面有上端跟燃料供给集合管102连通、下端跟燃料回收集合管104连通的多个燃料流路槽110，而且燃料流路槽110为了让入口部和出口部位于对角线上形成“，”形状。双极板106的后面也有跟燃料流路槽形同形状的空气流路槽(未图示)。

以下，说明本发明的运作效果。

操作者如果开启燃料电池的开关，根据控制部(未图示)预先设定的控制程序运作燃料泵5，因此通过燃料供给管3把燃料罐2里的燃料供给到燃料供给集合管102里。同时供给到燃料罐102里的燃料同时流入到燃料电池堆100中电池C里的多个燃料流路槽110里。并且同时供给到燃料流路槽110里的燃料沿着“，”形状的燃料流路槽110流动并全面扩散，而且进行完电化学氧化反应之后排到下侧的燃料回收集合管104里。

而且，由气泵8抽吸到空气供给管6里的空气进入到空气供给集合管103里之后同时流入到燃料电池堆100的电池C里，并且沿着双极板106后面的“，”形状的空气流路槽(未图示)流动并进行电化学还原反应。这时生成的电子发电，并且把产生的电集聚在集电板(未图示)上作为能量源。

这时的反应式如下：

               E₀＝1.64V

在本发明中从燃料电池堆100的层叠体101外侧的燃料供给集合管102和空气供给管集合管103向双极板106前、后面的燃料流路槽110和空气流路槽(未图示)里同时供给燃料和空气，而且这样流入的燃料和空气沿着多个“，”形状的流路槽流动，在燃料极和空气极里进行电化学反应，所以发电性能比以前显著提高。

Claims (2)

1.一种燃料电池的燃料供给结构是把：储存在燃料罐里的燃料供给到燃料电池的燃料极上、把空气供给到燃料电池的空气极上、从供给的燃料和空气的电化学反应中得到电力的燃料电池，其特征是：上述燃料电池是由多个层叠在膜-电极集合两侧紧贴双极板形成的燃料电池层叠体和设在上述层叠体上、下部的燃料供给集合管和燃料回收集合管及空气供给集合管和空气回收集合管构成，并且在上述双极板的前、后面形成直接连通在燃料供给集合管和空气供给集合管能让大量的燃料同时流动的多个燃料流路槽和空气流路槽。

2.根据权利要求1所述的燃料电池的燃料供给结构，其特征是上述燃料流路槽和空气流路槽把入口部和出口部设在对角的位置上。

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