CN204497316U - 一种结构紧凑型氢燃料电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种结构紧凑型氢燃料电池，它包括：储氢部件，所述储氢部件设有出气口；阳极外壳，所述阳极外壳一侧设有与所述出气口相配套的燃料进口，其另一侧设有与所述燃料进口相连通的燃料腔；阴极外壳，所述阴极外壳与所述阳极外壳相配合设置，其与所述阳极外壳向背的一侧设有开口；膜电极组件，所述电解质膜安装于所述阳极外壳和所述阴极外壳之间；壳体，所述壳体包裹在所述储氢部件、所述阳极外壳和所述阴极外壳的外部，其设有与所述开口相连通的空气进口。通过燃料腔向膜电极组件输送氢气，利用壳体的空气进口向膜电极组件输送氧气，各部件通过壳体进行紧密包裹，最大程度地进行了整合，提高了结构的严密性。
Description
技术领域
本实用新型属于燃料电池领域，涉及一种燃料电池，具体涉及一种结构紧凑型氢燃料电池。
背景技术
燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置；将燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。燃料电池已经成功应用在飞机、汽车、电脑、电信设备等领域，其作为电源使用，具有效率高、无污染、无噪声等特点。质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置，其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为传递H+的介质，只允许H+通过；工作时相当于一直流电源，阳极即电源负极，阴极即电源正极。燃料电池的反应式为：阳极2H2→4H++4e-；阴极O2+4H++4e-→2H2O；整体2H2+O2→2H2O+能量。
燃料电池与传统电池的最大不同是直接发电，传统电池的本质是个储能装置。然而，现有的燃料电池由于结构松散，导致其气密性差，发电效率低；另外现有的氢燃料电池在使用中，周围环境的变化或负载功率的变动会使氢燃料电池的热平衡发生变化，这样就导致燃料电池的温度发生变化，从而导致电池整体性能的降低。
发明内容
本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种结构紧凑型氢燃料电池。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种结构紧凑型氢燃料电池，它包括：
储氢部件，所述储氢部件设有出气口；
阳极外壳，所述阳极外壳一侧设有与所述出气口相配套的燃料进口，其另一侧设有与所述燃料进口相连通的燃料腔；
阴极外壳，所述阴极外壳与所述阳极外壳相配合设置，其与所述阳极外壳相背的一侧设有开口；
膜电极组件，所述膜电极组件安装于所述阳极外壳和所述阴极外壳之间；
壳体，所述壳体包裹在所述储氢部件、所述阳极外壳和所述阴极外壳的外部，其设有与所述开口相连通的空气进口。
优化地，所述膜电极组件包括压在所述阳极外壳和所述阴极外壳之间的电解质膜、设置在所述电解质膜一表面上且位于所述阴极外壳内的阴极触媒层以及设置在所述电解质膜另一表面上且位于所述燃料腔内的阳极触媒层。
进一步地，所述阴极外壳内安装有导流板，所述导流板设置于所述开口和所述阴极触媒层之间。
进一步地，所述电解质膜和所述阳极外壳之间通过密封圈密封，所述阳极外壳与所述储氢部件之间通过密封圈密封。
优化地，所述壳体包括相连接的上壳体和下壳体。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型结构紧凑型氢燃料电池，一方面在储氢部件上设置出气口，在阳极外壳上设置与它相配套的燃料进口，从而通过燃料腔向膜电极组件输送氢气；另一方面利用壳体的空气进口向膜电极组件输送氧气，各部件通过壳体进行紧密包裹，最大程度地进行了整合，提高了结构的严密性。
附图说明
附图1为本实用新型结构紧凑型氢燃料电池的结构示意图；
其中，1、壳体；11、上壳体；12、下壳体；111、空气进口；2、储氢部件；21、出气口；3、阳极外壳；31、燃料进口；32、燃料腔；4、阴极外壳；41、开口；5、膜电极组件；51、电解质膜；52、阴极触媒层；53、阳极触媒层；6、导流板；7、密封圈。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型优选实施方案进行详细说明：
如图1所示的结构紧凑型氢燃料电池，它主要包括壳体1、储氢部件2、阳极外壳3、阴极外壳4和膜电极组件5。
其中，储氢部件2的顶部设有向上凸出的出气口21。阳极外壳3的一侧(本实施例中为阳极外壳3的底面)设有与出气口21相配套的燃料进口31，该燃料进口31向下凸出并能够套在出气口21上，从而提高气密封性；它的另一侧(本实施例中为阳极外壳3的顶面)设有与燃料进口31相连通的燃料腔32。阴极外壳4与阳极外壳3相配合设置，它与阳极外壳3相背的一侧(本实施例中为阴极外壳4的顶面)设有开口41。膜电极组件5安装在阳极外壳3和阴极外壳4之间，安装处需要密封处理，防止氢气和氧气的泄露。壳体1包裹在储氢部件2、阳极外壳3和阴极外壳4的外部，它设有与开口41相连通的空气进口111。这样氢燃料电池的各部件通过壳体1进行紧密包裹，最大程度地进行了整合，提高了结构的严密性。
在本实施例中，膜电极组件5包括压在阳极外壳3和阴极外壳4之间的电解质膜51、设置在电解质膜51上表面且位于阴极外壳4内的多个(一般是3～10个)阴极触媒层52以及设置在电解质膜51下表面且位于燃料腔32内的多个(一般是3～10个)阳极触媒层53。阴极外壳4内安装有导流板6，导流板6设置于开口41和阴极触媒层52之间，用于均匀输入空气。电解质膜51和阳极外壳3之间通过密封圈7密封，阳极外壳3与储氢部件2之间通过密封圈7密封，防止气体泄露。壳体1包括相连接的上壳体11和下壳体12，可以利用螺栓和螺母进行可开拆卸地固定。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种结构紧凑型氢燃料电池，其特征在于，它包括：
储氢部件(2)，所述储氢部件(2)设有出气口(21)；
阳极外壳(3)，所述阳极外壳(3)一侧设有与所述出气口(21)相配套的燃料进口(31)，其另一侧设有与所述燃料进口(31)相连通的燃料腔(32)；
阴极外壳(4)，所述阴极外壳(4)与所述阳极外壳(3)相配合设置，其与所述阳极外壳(3)相背的一侧设有开口(41)；
膜电极组件(5)，所述膜电极组件(5)安装于所述阳极外壳(3)和所述阴极外壳(4)之间；
壳体(1)，所述壳体(1)包裹在所述储氢部件(2)、所述阳极外壳(3)和所述阴极外壳(4)的外部，其设有与所述开口(41)相连通的空气进口(111)。
2.根据权利要求1所述的结构紧凑型氢燃料电池，其特征在于：所述膜电极组件(5)包括压在所述阳极外壳(3)和所述阴极外壳(4)之间的电解质膜(51)、设置在所述电解质膜(51)一表面上且位于所述阴极外壳(4)内的阴极触媒层(52)以及设置在所述电解质膜(51)另一表面上且位于所述燃料腔(32)内的阳极触媒层(53)。
3.根据权利要求2所述的结构紧凑型氢燃料电池，其特征在于：所述阴极外壳(4)内安装有导流板(6)，所述导流板(6)设置于所述开口(41)和所述阴极触媒层(52)之间。
4.根据权利要求2所述的结构紧凑型氢燃料电池，其特征在于：所述电解质膜(51)和所述阳极外壳(3)之间通过密封圈(7)密封，所述阳极外壳(3)与所述储氢部件(2)之间通过密封圈(7)密封。
5.根据权利要求1所述的结构紧凑型氢燃料电池，其特征在于：所述壳体(1)包括相连接的上壳体(11)和下壳体(12)。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108417862A (zh) * | 2018-01-03 | 2018-08-17 | 南京工业大学 | 一种自储氢质子交换膜燃料电池单元、电池组件以及运行方法 |
| CN109904568A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-06-18 | 滁州迈特新能源有限公司 | 一种铝空与氢空电池混合系统 |
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| CN108417862B (zh) * | 2018-01-03 | 2024-03-12 | 南京工业大学 | 一种自储氢质子交换膜燃料电池单元、电池组件以及运行方法 |
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