JP3133722U - 燃料電池の改良構造 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池の改良構造を提供する。
【解決手段】導電内本体１と、膜／電極接合体２と、導電外本体３とが含有され、導電内本体の内部に、収納空間１１があり、導電内本体は、収納空間と連通する開口１２があり、導電内本体は、導電内本体の内外縁を貫通する複数の第１の貫通孔１３があり、膜／電極接合体は、導電内本体の外縁を覆い、導電外本体は、膜／電極接合体の外縁を覆う。導電外本体は、導電外本体の内外縁を貫通する複数の第２の貫通孔がある。導電内本体と導電外本体は、構造が簡単であるため、製造加工の困難度が低減され、有効且つ大幅に、製造コストを節約でき、また、ユーザーが、必要に応じて、能動や受動システムを選択できる。
【選択図】図１

Description

本考案は、燃料電池の改良構造に関し、特に、直接メタノール形燃料電池等の燃料電池構造に適用されるものに関する。

エネルギーは、経済活動において不可欠な要素であり、人類社会は、エネルギーにより進歩でき、また生活品質が向上され、化石エネルギー（例えば、石油や天然ガス及び石炭等）は、人類によって使用される割合が最も高いエネルギーであり、その次は、原子力である。両者は、ともに、相当の汚染やリスクが存在し、そして、化石エネルギーは、消費が膨大であるため、欠乏する恐れがある。これらに対して、燃料電池は、燃料を取得することが容易で、発電効率が高く、そして、用途が幅広く、低汚染等の利点が得られるため、数多い新規のエネルギーの中で、最も重要視される新製品である。従来の燃料電池の構造は、一般的に、膜／電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ、ＭＥＡ）の両側に、それぞれ、燃料と気体が、膜／電極接合体へ流れて反応するためのバイポーラプレート(bipolar plate/ flow field plate) で構成されている。

従来の中華民国専利証書号Ｍ２９２７９１（公告日付：２００６年０６月２１日）は、燃料電池のバイポーラプレートの改良構造を提案している。

しかしながら、上記の従来の燃料電池のバイポーラプレートの改良構造は、構造形状が複雑であるため、製造コストが比較的高い欠点があり、上記の欠点が、産業の利益に大きく影響し、燃料電池の普及が阻害される。

本考案者は、上記の欠点を解消するため、慎重に研究して、また、学理を合わせて、設計が合理的で、有効的に上記の欠点を解消できる本考案を提案する。

本考案の主な目的は、燃料電池の構造を簡素化でき、製造コストを低減できる燃料電池の改良構造を提供することにある。

本考案の他の目的は、同時に、能動（Ａｃｔｉｖｅ）と受動（Ｐａｓｓｉｖｅ）システムに適用でき、ユーザーが、実用に応じて、能動か受動システムかを選択できる燃料電池の改良構造を提供する。

本考案は、上記の目的を達成するため、内部に収納空間があり、該収納空間と連通する開口があり、また、当該導電内本体の内外縁を貫通する複数の第１の貫通孔がある導電内本体と、前記導電内本体の外縁を覆う膜／電極接合体と、前記膜／電極接合体の外縁を覆い、前記導電外本体の内外縁を貫通する複数の第２の貫通孔がある導電外本体とを含有する燃料電池の改良構造である。

本考案によれば、次の利点が得られる。

前記導電内本体と前記導電外本体は、構造が簡単であるため、製造加工の困難度が低減され、有効且つ大幅に、製造コストを節約できる。

また、同時に、能動や受動システムに適用でき、ユーザーが、実用に応じて、本考案を、能動や受動システムに適用して供電作業を行うことができる。

以下、図面を参照しながら、本考案の特徴や技術内容について、詳しく説明するが、付録した図面は、参考や説明のためのものであり、本考案は、それによって制限されることがない。

図１と図１Ａ及び図２に示されるように、本考案の燃料電池の改良構造は、導電内本体１と、膜／電極接合体２と、導電外本体３とで構成される。

導電内本体１は、中空柱状体であり、導電性を有する材料で一体成形により作製される。或いは、導電内本体１は中空柱状である導電性材料を、中空柱状であるゴム部材に嵌着する複数の部品で組みたてることにより構成される（図示せず）。前記導電性材料は、金属や黒鉛であり、導電内本体１内に、中空である収納空間１１が形成され、導電内本体１は、収納空間１１と連通し、メタノール等の燃料を充填するための円形状の開口１２がある。導電内本体１には、均一的に、複数の第１の貫通孔１３が分布され、それらの第１の貫通孔１３は、導電内本体１の内外縁を貫通して、燃料を流通させる燃料流路となる微細の通路である。

膜／電極接合体２は、可撓性シートであり、導電内本体１の円筒の外縁面の全部、或いは一部を覆い、また、第１の貫通孔１３を覆う。膜／電極接合体２の構造は、プロトン交換膜と、それぞれ、該プロトン交換膜の両側に設置された陽極触媒層と陰極触媒層とを含有する（図示せず）。

導電外本体３は、導電性を有する金属網状構造か金属板で、導電外本体３の内外縁を貫通して、気体流通に供される気体流路である複数の第２の貫通孔３１を有する。導電外本体３は、外形が、膜／電極接合体２に対応して成型されるシート体であり、導電外本体３において、対応する両端に、それぞれ、接続部３２が設置され、該二つの接続部３２に、複数のネジ３２２が螺着されるための複数のネジ穴３２１がある。本考案は、二つの接続部３２の連接方式を制限せず、溶接やかしめ等の方式により二つの接続部３２が連接されてもよい。

図３に示されるように、膜／電極接合体２が、導電内本体１の外縁を覆ってから、導電外本体３内に設置され、また、ネジ３２２で、二つの接続部３２を固定し、これにより、膜／電極接合体２は、覆った導電内本体１とともに、緊密的に導電外本体３の内縁に設置される。これにより、導電内本体１の極性を陽極として、導電外本体３の極性を陰極とし、また、収納空間１１内に、メタノール燃料が充填され、それぞれ、メタノールと空気を利用して、膜／電極接合体２により、電気エネルギーに変換して、供電作業を実行する。上記のように、直接メタノール形燃料電池（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ、ＤＭＦＣ）が構成される。

開口１２には、強制的に燃料と気体を、それらの第１の貫通孔１３と第２の貫通孔３１を介して、膜／電極接合体２に流させて反応させるためのポンプ等の駆動素子が増設されて、能動式燃料電池を構成してもよい。導電内本体１は、毛細管現象や重力或いは自然拡散作用等の方式により、燃料が、それらの第１の貫通孔１３を介して、膜／電極接合体２まで流れて反応するように、受動式燃料電池が構成されてもよい。

本考案の特徴や機能は、次のようである。

導電内本体１と導電外本体３は、構造が簡単であるため、製造加工の困難度が低減され、また、有効に、製造コストが大幅に節約できる。

また、同時に、能動と受動システムに適用でき、ユーザーが、実用に応じて、能動や受動システムを選択して、供電作業を実行することができる。

各燃料電池は、独自に設置され、その中の一つが故障すると、精確に故障する位置を検知でき、また、故障を直ちに除去でき、故障位置を検知できない従来の積重式設計と異なる。

以上は、ただ、本考案のより良い実施例であり、本考案は、それによって制限されることが無く、本考案に係わる実用新案登録請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが、本考案の実用新案登録請求の範囲内に含まれる。

本考案に係わる燃料電池の改良構造の分解図である。 本考案の導電外本体の第２の貫通孔の構造概念図である。 本考案の導電内本体の断面図である。 本考案に係わる燃料電池の改良構造の組み立て図である。

符号の説明

１ 導電内本体
１１ 収納空間
１２ 開口
１３ 第１の貫通孔
２ 膜／電極接合体
３ 導電外本体
３１ 第２の貫通孔
３２ 接続部
３２１ ネジ穴
３２２ ネジ

Claims (8)

1. 内部に収納空間があり、該収納空間と連通する開口があり、また、当該導電内本体の内外縁を貫通する複数の第１の貫通孔がある導電内本体と、
   前記導電内本体の外縁を覆う膜／電極接合体と、
   前記膜／電極接合体の外縁を覆い、内外縁を貫通する複数の第２の貫通孔がある導電外本体とで構成されることを特徴とする燃料電池の改良構造。
2. 前記導電内本体は、中空状柱体であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の改良構造。
3. 前記収納空間に燃料が収納され、前記第１の貫通孔は、燃料流路であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の改良構造。
4. 前記膜／電極接合体は、プロトン交換膜を有し、該プロトン交換膜の両側に、それぞれ、陽極触媒層と陰極触媒層とを有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の改良構造。
5. 前記導電外本体は、二つの接続部があり、該二つの接続部は、それぞれ、該導電外本体の両端に設置されて、互いに接続されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の改良構造。
6. 前記第２の貫通孔は、気体流路であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の改良構造。
7. 前記導電内本体は、一体成型により形成され、或いは複数の部材からなることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の改良構造。
8. 前記膜／電極接合体は、前記導電内本体の外縁の一部、或いは全面を覆うことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の改良構造。

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