CN200953360Y - 用于燃料电池的阴极流道板 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种用于燃料电池的阴极流道板，包括：一片板体，以及设置在板体的流入流道结构、至少一个以上的槽体、流出流道结构、第一镂空区域、第二镂空区域。流入流道结构连接该些槽体之间，且流入流道结构的入口区域为凹槽结构，同时，流入流道结构与该些槽体所相接的区域为镂空结构。排列设置的该些槽体的设置位置，是对应配合各个膜电极组的阴极的设置位置。流出流道结构连接于该些槽体。第一镂空区域与第二镂空区域是用来配合阳极流道板而设置。

Description

用于燃料电池的阴极流道板
技术领域
本实用新型涉及电池领域，特别涉及一种用于燃料电池的阴极流道板。
背景技术
燃料电池是一种将储存在燃料中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。燃料电池的种类相当多，而且分类的方式也各有所不同，若依电解质性质不同加以区分，有碱性燃料电池、磷酸燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固态氧化物燃料电池等五种不同电解质的燃料电池。
在传统燃料电池结构中，流道板是置于膜电极组(Membrane ElectrodeAssembly)的两端，其所使用的材质应具备高导电性、高强度、易加工、重量轻和成本低廉等特性，目前制作流道板的材料有石墨、铝和不锈钢，通常采用石墨制成的。在流道板上加工流道，做为供应燃料的通道，使反应物能经由流道到达扩散层，而进入触媒层参与反应。另外，流道板亦可具有传导电流的功能，使反应所产生的电流得以传导应用，因此又可做为电流收集板(current collection plate)的功能。
然而，传统的流道板(如：石墨板)不但体积庞大，而且重量仍不够轻盈。
实用新型内容
为了克服传统流道板的缺陷，本实用新型的主要目的是提供一种阴极流道板，其整体重量极轻，且制造成本低廉，同时，提供给阴极燃料与阴极生成物一个能够畅流的流场环境。
本实用新型的另一目的是提供一种具有集电功能的阴极流道板，不但可让燃料电池本身的体积及重量大幅减少，亦可增进流道板的集电功能。
为达成本实用新型上述目的，本实用新型提供一种用于燃料电池的阴极流道板，乃包括：一板体；
一设置在该板体的流入流道结构，连接于至少一个以上的槽体，其中该流入流道结构的入口区域为凹槽结构，且该流入流道结构与该些槽体所相接的区域为镂空结构；
排列设置在该板体的该些槽体，其中各个槽体的设置位置，是对应配合各个膜电极组的阴极的设置位置；
设置在该板体的流出流道结构，连接于该些槽体；
一设置在该板体一侧的第一镂空区域，其中该第一镂空区域是将该板体的一小部份面积挖设成一镂空区域；
一设置在该板体一侧的第二镂空区域，其中该第二镂空区域是将该板体的一小部份面积挖设成一镂空区域。
至少一个以上的集电片，是一种导电材料，且各个集电片分别紧贴且固定在各个槽体。
其中该集电片，包含一个以上的突伸部，沿伸出该槽体。
该槽体，是由多条且平行的沟槽所形成。
该板体的基材，是选择于抗化性非导体工程塑料基板、一石墨基板、一金属基板、一塑料碳基板、一FR4基板、一FR5基板、一环氧树酯基板、一玻纤基板、一陶瓷基板、一高分子塑化基板或者一复合式材料基板。
该集电片是选择于一不锈钢(SUS316)片、一金箔、一钛金属、一石墨材料、一碳金属化合物材料、一金属合金片或一低阻抗的高分子导电片。
该阴极流道板，是一单面阴极流道板。
该阴极流道板，是一双面阴极流道板。
一印刷式布线(printed circuitry)，该印刷式布线电气连接该些集电片。
至少一个以上的电子组件，设置在该板体。
一温度传感器、一浓度传感器、一液位传感器、一加热组件、一致冷组件。
该第一镂空区域与该第二镂空区域，设置在该板体的同一侧。
该流出流道结构，为多条且平行的沟槽，且该些沟槽连接于该槽体。
实施本实用新型，其整体重量极轻，且制造成本低廉，同时，提供给阴极燃料与阴极生成物一个能够畅流的流场环境，不但可让燃料电池本身的体积及重量大幅减少，亦可增进流道板的集电功能。
附图说明
图1为本实用新型用于燃料电池的阴极流道板的较佳具体实施例的立体图。
图2为本实用新型集电片的较佳实施例的立体图。
图3为本实用新型具有集电片的阴极流道板的较佳具体实施例的立体图。
图4为本实用新型设置有电子组件的阴极流道板的较佳具体实施例的立体图。
图5为搭配合本实用新型阴极流道板的阳极流道板的立体图。
图中：
1阴极流道板          2阳极流道板
11板体               12流入流道结构
13槽体               14流出流道结构
15第一镂空区域       16第二镂空区域
17集电片             170突伸部
18电子组件           21分流部
23流出孔
具体实施方式
为使熟悉该项技艺人士了解本实用新型的目的、特征及功效，由下述具体实施例，并配合所附图式，对本实用新型详加说明如后。
图1为本实用新型用于燃料电池的阴极流道板的较佳具体实施例的立体图。本实用新型的阴极流道板1，是应用于燃料电池中，其中该燃料电池有至少一个以上的膜电极组。本实用新型的阴极流道板1，包括：板体11、流入流道结构12、至少一个以上的槽体13、流出流道结构14、第一镂空区域15、第二镂空区域16，以下将分别详述该些构件。
板体11的基材可以选择一抗化性非导体工程塑料基板、石墨基板、金属基板、塑料碳基板、FR4基板、FR5基板、环氧树酯基板、玻纤基板、陶瓷基板、高分子塑化基板以及复合式材料基板等其中一种。如果上述的流入流道结构12、至少一个以上的槽体13、流出流道结构14、第一镂空区域15、第二镂空区域16等是设置于板体1的上表面，则形成单面阴极流道板1。另一方面，如果上述的流入流道结构12、至少一个以上的槽体13、流出流道结构14、第一镂空区域15、第二镂空区域16等同时设置于板体1的上表面与下表面，则形成双面阴极流道板1。
流入流道结构12设置在板体11，且连接于至少一个以上的槽体14。流入流道结构12的入口区域乃实行板体11的表面往下挖设成凹槽结构，同时，流入流道结构12与该些槽体13所相接的区域，乃实行镂空结构，也就是将被相接区域所占用的板体11表面予以挖空。
至少一个以上槽体13排列设置于板体11，且各个槽体13的设置位置，是对应配合各个膜电极组的阳极的设置位置。实现该些槽体13的具体手段是将自板体11表面往下挖设成多条且平行的沟槽。
外部的阴极燃料(例如：空气)自流入流道结构12流进阴极流道板1的内部，然后，阴极燃料被导流而流入至各个槽体13，最后，再流入至各个膜电极组的阴极。再者，各个膜电极组的阴极于电化学反应后所生成的阴极生成物(例如：水)，分别流入于各个槽体13，最后，阴极生成物以及剩余的阴极燃料流向于流出流道结构14。
流出流道结构14设置在板体11，且连接于该些槽体13。流出流道结构14可实行多条且平行的沟槽，且该些沟槽是与槽体13相连接。阴极生成物以及剩余的阴极燃料流经流出流道结构14，而流出至阴极流道板1的外部。
再者，本实用新型进一步包括至少一片以上的集电片17，图2为本实用新型集电片的较佳实施例的立体图，以及图3为本实用新型具有集电片的阴极流道板的较佳具体实施例的立体图。
集电片17的材料是一种导电材料，且同时为一抗腐蚀和/或防酸的抗化性材料，例如其可以选择不锈钢(SUS316)片、金箔、钛金属、石墨材料、碳金属化合物材料、金属合金片或低阻抗的高分子导电片等其中一种。各个集电片17分别紧贴且固定在各个槽体13。集电片17具有至少一个以上的突伸部170，而该些突伸部170沿伸出槽体13。集电片17所实行的具体结构是依随槽体13的具体结构而定。
另外，在各个集电片17与各个槽体13之间，进一步夹层贴覆一片导电片(图未显示)。导电片可使用高导电材料，并且可选择使用点焊方式，来将该些导电片夹层密接至该些集电片17与该些槽体13之间。或者，利用热压合机使用树脂胶片(Prepreg)或一种具抗腐蚀和/或防酸功能的接合剂(例如：AB胶)，来将该些导电片压合密接与该些集电片17与该些槽体13之间。再者，可选择用溅镀、喷镀等制程，将一层薄层金属层形成于集电片17的底表面，或是将一层薄层金属层形成于槽体13的上表面。上述的导电片与薄层金属层的材质，可以选择自金、铜、银、碳、高导电性金属等其中一种。
上述的导电片可具有至少一个以上的突伸部，而该些突伸部沿伸出槽体13。
图4为本实用新型设置有电子组件的阴极流道板的较佳具体实施例的立体图。在板体11尚未被流入流道结构12、该些槽体13、流出流道结构14、第一镂空区域15、第二镂空区域16等所使用的表面，可以用来进一步设置电子布线(circuitry)，例如采用印刷式铜布线(printed circuitry)，并且在印刷式铜布线的表面涂覆一层保护漆，例如绿漆。印刷式铜布线与该些集电片17突伸部作电气连接。进一步可选择在电子布在线设置至少一个以上的电子组件18。该些电子组件18的具体例例如温度传感器、浓度传感器、液位传感器、加热组件、致冷组件。
图5为搭配合本实用新型阴极流道板的阳极流道板的立体图。第一镂空区域15与第二镂空区域16是为了阳极流道板2而设置。阴极流道板1的第一镂空区域15可以重迭至阳极流道板2的分流部21，由于阳极流道板2的分流部21是实行镂空结构，如此，第一镂空区域15与分流部21相迭合后，则可以形成一个内部小空间。阴极流道板1的第二镂空区域16可以重迭至阳极流道板2的流出孔23，由于阳极流道板2的流出孔23实行镂空结构，故第二镂空区域16与流出孔23相迭合后，则可以形成另一个内部小空间。
本实用新型的阴极流道板1能够应用在各类的燃料电池，例如：应用在采用甲醇燃料的燃料电池，或是采用液态燃料的燃料电池、采用气态燃料的燃料电池、采用固态燃料的燃料电池等等。
本实用新型的阴极流道板其整体重量极轻，且制造成本低廉，同时，提供给阴极燃料与阴极生成物一个能够畅流的流场环境，此乃本实用新型优点及功效显着增进所在。
虽然本实用新型具体实施例如上所述，但其所揭示的具体实施例并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技艺者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，其所作的更动与润饰皆属于本实用新型范畴，本实用新型保护范围应当以权利要求部分为准。

Claims (13)

1.一种用于燃料电池的阴极流道板，其特征在于：包括：
一板体；
一设置在该板体的流入流道结构，连接于至少一个以上的槽体，其中该流入流道结构的入口区域为凹槽结构，且该流入流道结构与该些槽体所相接的区域为镂空结构；
排列设置在该板体的该些槽体，其中各个槽体的设置位置，是对应配合各个膜电极组的阴极的设置位置；
设置在该板体的流出流道结构，连接于该些槽体；
一设置在该板体一侧的第一镂空区域，其中该第一镂空区域是将该板体的一小部份面积挖设成一镂空区域；
一设置在该板体一侧的第二镂空区域，其中该第二镂空区域是将该板体的一小部份面积挖设成一镂空区域。
2.根据权利要求1所述的阴极流道板，其特征在于：进一步包括：至少一个以上的集电片，是一种导电材料，且各个集电片分别紧贴且固定在各个槽体。
3.根据权利要求2所述的阴极流道板，其特征在于：该集电片，包含一个以上的突伸部，沿伸出该槽体。
4.根据权利要求1所述的阴极流道板，其特征在于：该槽体，是由多条且平行的沟槽所形成。
5.根据权利要求1所述的阴极流道板，其特征在于：该板体的基材，是选择于抗化性非导体工程塑料基板、一石墨基板、一金属基板、一塑料碳基板、一FR4基板、一FR5基板、一环氧树酯基板、一玻纤基板、一陶瓷基板、一高分子塑化基板或者一复合式材料基板。
6.根据权利要求1所述的阴极流道板，其特征在于：该集电片是选择于一不锈钢SUS316片、一金箔、一钛金属、一石墨材料、一碳金属化合物材料、一金属合金片或一低阻抗的高分子导电片。
7.根据权利要求1所述的阴极流道板，其特征在于：该阴极流道板，是一单面阴极流道板。
8.根据权利要求1所述的阴极流道板，其特征在于：该阴极流道板，是一双面阴极流道板。
9.根据权利要求1所述的阴极流道板，其特征在于：进一步包括：一印刷式布线printed circuitry，该印刷式布线电气连接该些集电片。
10.根据权利要求1所述的阴极流道板，其特征在于：进一步包括：至少一个以上的电子组件，设置在该板体。
11.根据权利要求10所述的流道板，其特征在于：该些电子组件，包含：一温度传感器、一浓度传感器、一液位传感器、一加热组件、一致冷组件。
12.根据权利要求1所述的流道板，其特征在于：该第一镂空区域与该第二镂空区域，设置在该板体的同一侧。
13.根据权利要求1所述的流道板，其特征在于：该流出流道结构，为多条且平行的沟槽，且该些沟槽连接于该槽体。
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