CN1595702A - 微型液体甲醇燃料电池 - Google Patents

微型液体甲醇燃料电池 Download PDF

Info

Publication number
CN1595702A
CN1595702A CNA2004100437005A CN200410043700A CN1595702A CN 1595702 A CN1595702 A CN 1595702A CN A2004100437005 A CNA2004100437005 A CN A2004100437005A CN 200410043700 A CN200410043700 A CN 200410043700A CN 1595702 A CN1595702 A CN 1595702A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow field
fuel cell
membrane electrode
methanol fuel
bipolar plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2004100437005A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1295807C (zh
Inventor
刘晓为
张国威
田丽
王喜莲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CNB2004100437005A priority Critical patent/CN1295807C/zh
Publication of CN1595702A publication Critical patent/CN1595702A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1295807C publication Critical patent/CN1295807C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明是一种微型液体甲醇燃料电池。包括一个膜电极和位于膜电极两侧的双极板，双极板与膜电极相对应的一侧上含有与膜电极相对应的流场、另一侧上含有与流场相通的液体导流通道，流场中设置有支撑点，流场上淀积有作为收集电子及电池电极引出线的金属薄膜，双极板外键合有玻璃密封层，双极板与膜电极组装在一起，其端部有密封树脂胶。此种电池的整体厚度小于3mm。同时，通过MEMS工艺技术加工制作的双极板，可以有效的完成流场的结构和电流收集，并可有效缩小燃料电池的体积和便于批量加工。

Description

微型液体甲醇燃料电池
(一)技术领域
本发明涉及的是燃料电池，具体地说是一种采用微机械加工(MEMS)工艺技术加工的微型液体甲醇燃料电池。
(二)背景技术
甲醇燃料电池(DMFC)作为一种微型便携式能源，有其内在的优势。较高的比能量和能量转化效率是人们感兴趣的主要原因。同时固定的外部结构和可随时填充的液体燃料，也为用户提供了便利条件。目前的燃料电池的主要结构包括一个膜电极和位于膜电极两侧的双极板。其双极板是采用石墨材料制成的，不适合于加工制作用于便携式能源的微型燃料电池。例如，石墨流场结构的加工，会受石墨的脆性和模具的限制。并且其密封问题也难以解决。
(三)发明内容
本发明的目的是提供可以采用微机械加工(MEMS)工艺加工，便于批量制造，性能可靠的微型液体甲醇燃料电池。
本发明的目的是这样实现的：包括一个膜电极和位于膜电极两侧的双极板，其特征是：双极板的与膜电极相对应的一侧上含有与膜电极相对应的流场、另一侧上含有与流场相通的液体导流通道，流场中设置有支撑点，流场上淀积有作为收集电子及电池电极引出线的金属薄膜，双极板外键合有玻璃密封层，双极板与膜电极组装在一起，其端部有密封树脂胶。
本发明还可以包括这样一些结构特征：
1、所述的双极板材料是硅基半导体材料<100>。
2、所述的流场中的支撑点呈点式分布。
3、所述的流场中的支撑点呈蛇形分布。
微机械加工(MEMS)工艺使用光刻、腐蚀和化学气相淀积等技术，在批量制造微系统的微结构上有明显的优势。与传统工艺相比，更适于用来加工微电池结构。本发明通过极板材料的选择，电池结构以及密封结构的设计等，使微型液体甲醇燃料电池可以采用微机械加工工艺来加工。电池使用甲醇水溶液作为燃料，氧气由大气供给，自然散热。此种电池的整体厚度小于3mm。同时，通过半导体工艺技术和MEMS工艺技术加工制作的双极板，可以有效的完成流场的结构和电流收集，并可有效缩小燃料电池的体积。其主要优点可以归结为：
1、便于批量加工，工艺流程简单，制造成本低；
2、易于设计微型液体甲醇燃料电池的平面阵列；
3、可增加电池的结构强度，微化液体甲醇燃料电池，并保持其性能。
由于电池特有的电化学反应，其单池输出电压有限(DMFC小于1.2V)。根据需要可以采用多个单电池串联起来以获得较高的输出电压。其串联结构可以使用FLIP-FLOP结构，保证质子交换膜的完整性，具有较小的电池内阻和单侧功率输出。当然根据需要，也可以在本发明的单电池的基础上进行并联组合。
(四)附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是多点型单电池双极板流场结构示意图；
图3是图2的后视图；
图4是图2的俯视图；
图5是蛇形单电池双极板的正面流场光刻版示意图；
图6是蛇形单电池双极板流场结构示意图；
图7是图6的后视图；
图8是图6的俯视图；
图9是多点型并联电池双极板流场结构示意图；
(五)具体实施方案
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1、2、3和4，本发明的第一种实施方案的组成包括一个膜电极11和位于膜电极两侧的双极板12、13。双极板与膜电极相对应的一侧上含有与膜电极相对应的流场4、另一侧上含有液体导流通道6。液体导流通道与流场之间通过进、出液孔3相通。流场中设置有支撑点5，支撑点呈点式分布，且为均匀有规则的分布。流场上淀积有作为收集电子及电池电极引出线的金属薄膜1。双极板外键合有玻璃密封层2。双极板与膜电极组装在一起，其周边有密封树脂胶14。双极板材料是硅基半导体材料<100>。膜电极为两侧带有催化层15、16的MEA膜。
结合图5、6、7和8，本发明的第二种实施方案是将流场中的支撑点设计成呈蛇形分布。其他结构以第一种实施方案相同。
结合图9，本发明可以实施电池的并联结构。其串联结构有两种实施方案：一是使用FLIP-FLOP结构，保证质子交换膜的完整性，具有较小的电池内阻和单侧功率输出。二是将单电池或图5并联的电池组进行外部串联连接。

Claims (4)

1、一种微型液体甲醇燃料电池，包括一个膜电极和位于膜电极两侧的双极板，其特征是：双极板与膜电极相对应的一侧上含有与膜电极相对应的流场、另一侧上含有与流场相通的液体导流通道，流场中设置有支撑点，流场上淀积有作为收集电子及电池电极引出线的金属薄膜，双极板外键合有玻璃密封层，双极板与膜电极组装在一起，其端部有密封树脂胶。
2、根据权利要求1所述的微型液体甲醇燃料电池，其特征是：所述的双极板材料是硅基半导体材料<100>。
3、根据权利要求1或2所述的微型液体甲醇燃料电池，其特征是：所述的流场中的支撑点呈点式分布。
4、根据权利要求1或2所述的微型液体甲醇燃料电池，其特征是：所述的流场中的支撑点呈蛇形分布。
CNB2004100437005A 2004-07-12 2004-07-12 微型液体甲醇燃料电池 Expired - Fee Related CN1295807C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100437005A CN1295807C (zh) 2004-07-12 2004-07-12 微型液体甲醇燃料电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100437005A CN1295807C (zh) 2004-07-12 2004-07-12 微型液体甲醇燃料电池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1595702A true CN1595702A (zh) 2005-03-16
CN1295807C CN1295807C (zh) 2007-01-17

Family

ID=34665398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100437005A Expired - Fee Related CN1295807C (zh) 2004-07-12 2004-07-12 微型液体甲醇燃料电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1295807C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2438240A (en) * 2006-05-15 2007-11-21 Antig Tech Co Ltd Layer laminated integrated fuel cell

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5756145A (en) * 1995-11-08 1998-05-26 Baylor College Of Medicine Durable, Resilient and effective antimicrobial coating for medical devices and method of coating therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2438240A (en) * 2006-05-15 2007-11-21 Antig Tech Co Ltd Layer laminated integrated fuel cell
GB2438240B (en) * 2006-05-15 2008-07-23 Antig Tech Co Ltd Layer lamination integrated fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
CN1295807C (zh) 2007-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102306813B (zh) 一种金属薄板冲压成型的燃料电池双极板及其应用
CN100595957C (zh) 金属薄板成形的质子交换膜燃料电池双极板
CN1378709A (zh) 具有改进凝结和反应产物处理能力的燃料电池
CN101047252A (zh) 一种质子交换膜燃料电池混合型逐变流场
CN109841864B (zh) 一种质子交换膜燃料电池双极板立体化流场
CN101764240B (zh) 燃料电池组
CN109643809A (zh) 一种啮合式超薄金属双极板及其三维流场
CN210224176U (zh) 改进公用管道和流体通道的质子交换膜燃料电池双极板
CN1889294A (zh) 用于质子交换膜燃料电池的组合式整体双极板
CN109728321A (zh) 单体燃料电池和燃料电池电堆
CN1862859A (zh) 燃料电池双极板流道
CN1405910A (zh) 燃料电池的双极板
CN2694502Y (zh) 组合式质子交换膜电池双极板
CN209183644U (zh) 燃料电池分隔件、单体燃料电池和燃料电池电堆
CN1295807C (zh) 微型液体甲醇燃料电池
CN1276536C (zh) 微型液体甲醇燃料电池的制造方法
CN109509890A (zh) 燃料电池分隔件、单体燃料电池和燃料电池电堆
CN209183648U (zh) 单体燃料电池和燃料电池电堆
CN1385917A (zh) 一种改进型燃料电池
CN209183647U (zh) 燃料电池分隔件、单体燃料电池和燃料电池电堆
CN209282311U (zh) 燃料电池分隔件、单体燃料电池和燃料电池电堆
US20230231152A1 (en) Proton Exchange Membrane Fuel Cell and Preparation Method Therefor, and Proton Exchange Membrane Fuel Cell Stack
CN2514499Y (zh) 直接甲醇燃料电池促进甲醇利用的双极板
CN210015916U (zh) 一种质子交换膜燃料电池金属双极板
CN1295804C (zh) 一种燃料电池用的流场板结构及组装成的燃料电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee