TW550851B - Fuel battery having moisturizing module - Google Patents

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TW550851B
TW550851B TW091115909A TW91115909A TW550851B TW 550851 B TW550851 B TW 550851B TW 091115909 A TW091115909 A TW 091115909A TW 91115909 A TW91115909 A TW 91115909A TW 550851 B TW550851 B TW 550851B
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Yao-Sheng Hsu
Jefferson Ys Yang
Yaw Chung Cheng
Mike Pen-Mu Kao
Te-Chou Yang
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Asia Pacific Fuel Cell Tech
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Description

力 U851
本發明係有關於一種嫩 特別係有關於—種可確保：:用加濕模組及其單體， 濕單體。 “、、枓電池内溼度之燃料電池用加 4干 自於汽油 絕不容輕 電池來代 燃料 水，並釋 路所組成 極；陽極 通過外電 電能。 來，空 引擎所 視，為 替高污 電池主 放電能 ，氫氣 之氫離 路到達 氣污染 排放的 追求更 染之汽 要係利 ，其主 係導入 子穿過 陰極， 廢氣，因此 好的環境品 油引擎等， 用鐵i氣和氧 要由陽極、 陽極，而氧 電解質到達 在陰極與氧 重’其中一大 汽油引擎所造 質，發展零污 實為首要之務 氣通過電化學 陰極、電解質 氣（或空氣）係 陰極，而陽極 氣反應而生成 成之污染 染之燃料 〇 反應生成 及外部電 導入陰 之電子亦 水並釋放 目前所發展出來的燃料電池約略有以下幾種：鹼性燃 料電池、磷酸型燃料電池、固體氧化物燃料電池、熔融碳 酸鹽燃料電池、及質子交換膜燃料電池等，各種燃料電池 各有其優劣點及應用範圍’由於本發明主要係針對質子交 換膜燃料電池作改良，因此以下以質子交換膜燃料電池^ 行說明。 在質子交換膜燃料電池之質子交換膜（作為電解質） 中，需要有液態水才能傳遞質子（氫離子）；另外，當低溫 乾燥的空氣進入高溫的燃料電池中時，因為溼度差異太 大，離子交換膜中的水份會被大量蒸發，而導致嚴重失 水，而無法順利傳導質子。
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的離子交換 的空氣渥度 高，燃料電 此，本發明 單體，其可 上述目的， 一氫氣供應 。燃料電池 提供之氫氣 一第二溼潤 分別與燃料 形成一第一 至第一引入 佳實施例中 分別包括一 導氣板與燃 一溝槽，用 空氣而流入 通，在第二 潤空氣經由 氣板是以該 設置；以及 用於隔絕在 第二溼潤空 中，並沒有 裝置，導致 而降低。 提供一種燃 池内溼度。 一種具有加 包括：一燃 供應源連通 潤空氣作用 模組是設置 氣連通，用 且將在第二 成第一溼潤 包括複數個 、一第二導 通’在第'— 入空氣經加 中；第二導 成複數個第 流至加濕單 面對第一導 於第一砵氣 第二溝槽中 傳遞至第一 在習知 燃料電池中 池的溫度越 有鑑於 濕模組及其 為達成 料電池，與 一加溼模組 氣供應源所 能，並排出 組之上，並 引入空氣， 之水份傳遞 在一較 單體，且其 間層。第一 有複數個第 成第一溼潤 料電池組連 於供第二溼 其中第二導 溝槽的方式 氣板之間， 體，且使在 膜燃料電池 提高的加濕 池的效率反 的目的在於 確保燃料電 本發明提供 源連通，其 組與一氫氣 與一第一溼 空氣；加溼 電池組及大 弓丨入空氣， 空氣，以形 ’加濕模組 第一導氣板 料電池組連 於供第一引 燃料電池組 導氣板上形 卓一溝槽而 專第二溝槽 中間層設置 第一溝槽及 氣中的水分 設置使進入 隨著燃料電 # f ^用加 溼模組之撚 料電池級^ ，用於使氫 ，產生電 於燃料電池 於由大氣中 、屋潤空氣中 空氣。 疊合之加濕 氣板及一中 導氣板上具 溼過後，形 氣板與該燃 二溝槽，用 體的外部， 氣板的第^一 板和弟一"導 流動的氣 引入空氣，
五、發明說明（3) 形成第一溼潤空氣。 又，上述之中間層包括一透水層及一 用於供在第二溝槽中流動的第二渔潤空氣 第一溝槽；以及吸水層設置於透水層面對 面上，用於吸取在第二溝槽中流動的第二 分。 又，第一溝槽和第二溝槽之間是以相 置。 又，第一導氣板在第一溝槽的延伸方 一第一開口及一第二開口，且第二導氣板 一開口及第二開口對應的一第三開口及一 弟一引入空氣從第一開口和第三開口進入 成第一溼潤空氣從第二開口和第四開口離 體。 在一較佳實施例中，具有加溼模組之 一上端板’其具有一空氣注入口，用於將 入第一開口及第三開口。 又’第二導氣板在第二溝槽的延伸方 一第五開口，且第一導氣板形成有與第五 六開口，藉此來自燃料電池組的第二溼潤 和第六開口進入第二溝槽。 又，上述燃料電池組包括一第一導電 板及複數個疊合之燃料電池單體。上述燃 於第I電板及第二導電板之間，且分別 吸水層。透水層 中的水分通過至 第二導氣板的表 溼潤空氣中的水 互正交的方式設 向上分別形成有 分別形成有與第 第四開口 ，藉此 第一溝槽，而形 開該等加濕單 燃料電池更包括 第一引入空氣引 向上分別形成有 開口對應的一第 空氣從第五開口 板、一第二導電 料電池單體設置 包括一陽極雙極 550851 五、發明說明（4) 板、一陰極 供應源連通 氣供應源所 在其上具有 由第一溼潤 氣送入加溼 極雙極板的 弟三溝槽中 生電能，其 交換膜及一 陰極雙極板 又，陽 一第七開口 七開口及第 氫氣從第七 和第十開口 雙極板及一 ’且在其上 提供之氫氣 複數個第四 空氣帶走反 模組中；其 第三溝槽的 之氫氣與第 中膜電極組 陰極氣體擴 之間。 極雙極板在 及一第八開 八開口對應 開口和第九 離開燃料電 膜電極 具有複 。陰極 溝槽， 應所產 中陰極 方式設 四溝槽 體具有 散層， 組體。 數個第 雙極板 用於通 生之水 雙極板 置。以 陽極雙 三溝槽 與加溼 過第一 份，形 是以第 及膜電 中之第一溼潤 一陽極氣體擴 依順序夾設於 極板與 ’用於 才莫組連 溼潤空 成第二 四溝槽 極組體 空氣作 散層、 陽極雙 該氫氣 通過氫 通，且 氣，並 座潤空 面對陽 用於使 用’產 一質子 極板及 又’陰極雙極板在 一第Η—開 與第十一開 四開口，藉 入第四溝槽 離開燃料電 在一較 一氣體轉向 口及一第十 口及第十二 此第一溼潤 ’而第二溼 池單體。 佳1貫施例中 板，其設置 第三溝槽的延伸方向上分別形 雙極板分別形成有與第 的一弟九開口及一第十開口， 開口進入第三溝槽，並 池單體。 I由第八開口 第四溝槽的延伸方向上分別形成有 一開口 ’且陽極雙極板分別形成有 開口對應的一第十三開口及— 空氣從第十—開口和第十三開口進 潤空氣由第十二開口和第十四開： ’具有加渥模組之燃料電池更包括 於燃料電池組與加溼模組之間，用
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第 於使第二、第四開口與第十一、第十三開口連通，再使 五、第六開口與第十二、第十四開口連通。 又 氟體轉向板更具有^一氫氣注入口’用於使第七、 第九開口以及氫氣供應源連通。 在一較佳實施例中，具有加溼模組之燃料電池更包括 一下端板，其設置於燃料電池組與氣體轉向板相對之一 側’下端板具有一氫氣出口，其與氫氣供應源導通，用於 將由第八開口及第十開口所排出之多餘氫氣，回收至氫氣 供應源。
在一較佳實施例中，具有加溼模組之燃料電池更包括 冷卻劑供應源，用於供應燃料電池組一冷卻劑，以冷卻 燃料電池組。 又，陽極雙極板另具有複數個第五溝槽，用於通過冷 卻劑供應源所提供之冷卻劑。 又，陽極雙極板在第五溝槽的延伸方向上分別形成有 一第十五開口，且陰極雙極板形成有與第十五開口對應的 一第十六開口，藉此來自冷卻劑供應源的冷卻劑從第十五 開口和第十六開口進入第五溝槽。 在一較佳實施例中，冷卻劑為空氣，其經由第五溝槽 而排出大氣。 在另一較佳實施例中，陽極雙極板在第五溝槽的與第 十五開口的對側方向上分別形成有一第十七開口，且陰極 雙極板形成有與第十七開口對應的一第十八開口，藉此冷 卻劑從第五溝槽經由第十七開口和第十八開口離開燃料電
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式燃料電池之立體圖，第2B圖為第2A圖中燃料電池之分 圖及其加溼空氣流路圖。第一實施例之燃料電池的為一 々式燃料電池1，其包括：上端板32、加溼模組1〇、、氣體 轉向板上盍3 3、氣體轉向板3 4、燃料電池組2 〇、下端板3 5 及二導電板，並用螺絲（未顯示）連結固定上端板32、氣體 轉向板34及下端板35，將上述零件整合成為一具加溼模組 之水冷式燃料電池1。 八 '、” 請參考第3A、3B、4A〜4D圖，第3A圖為加溼單體之分 解圖，第3B圖為加溼單體之氣體流程圖，第4A〜4D圖為^ 一、第二導氣板之上視圖及底視圖，其顯示本發明水冷式 燃料電池1所使用之加濕早體1 〇 〇，由此加渥單體1 〇 〇可堆 疊成如第2A、2B圖中所示之加溼模組10。在本發明之第_ 實施例中，水冷式燃料電池1用加濕單體1 〇 〇可用於對進入 燃料電池組20的空氣加濕，其包括一第一導氣板丨1〇、一 第二導氣板120、以及一中間層130。 如第2 B圖所示，第一導氣板11 0可與燃料電池組2 〇連 通，且如第4A、4B圖所示，在其一表面上形成複數個第一 溝槽111，在其四周分別形成兩個第一開口 11 2、兩個第二 開口 11 3及兩個第六開口 11 4，其中第一開口 11 2、第二開 口 113是位於第一溝槽111的延伸方向上。 第二導氣板120可與燃料電池組20連通，且如第4C、 4D圖所示，在其一表面上形成複數個第二溝槽121，在其 周邊的三個邊緣上分別形成兩個第三開口 1 2 2、兩個第四 開口 123、以及兩個第五開口 124。如第3B圖所示，來自燃
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氣體可經由第二導氣板120上之第二溝槽121 。的外部，第三開σΐ22、第四開口 123 應，^笛石ΡΜ氣反1 10上之第一開口 1 1 2、第二開口 11 3對 :第導々：二24係在第二溝槽121的延伸方向上形成並 與弟一導軋板11〇上之第六開口 114對應。 俜以ΐ笛參Ϊ第㈣’在加濕單體100中，第二導氣板120 ::其：二溝槽121面對第一導氣板11〇的第一溝槽m的 式设置，且第一溝槽U1和第二溝槽l2i兩者之間係以相 互正交的方式設置。 一如第3A圖所不，中間層13〇設置於第一導氣板和第 ~軋板12〇之間，且包括一透水層131及一吸水層132 ; 2水層131作為中間層130的基底，且係由透水且不透氣的 t質所製成，用以隔絕在第一溝槽U1中流動的氣體以及 在=二溝槽121中流動的氣體，且使在第二溝槽121中流動 的氣體中的水分通過而傳遞至第一溝槽丨丨i。 吸水層1 3 2係設置於透水層1 3 1面對第二導氣板丨2 〇的 表面上，且由親水性的材質所製成，用以吸取在第二溝槽 12Ϊ中流動的氣體中的水分。吸水層132黏貼於透水層13ι 而組合成中間層1 3 0 ;在透水層1 3 1在兩側分別設有兩個第 一粘著部1 3 11以及兩個第二粘著部1 3 1 2，藉由此第一粘著 部1311、第二粘著部1312，可將中間層130係黏貼在第一 導氣板11 0和第二導氣板1 2 0上；應注意的是第一勒著部 1311、第二粘著部1312在透水層131上的位置，在與第一 導氣板110和第二導氣板120組合後，需不影響氣體在第一
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溝槽111、第二溝槽121中的流動。 解圖請第2B、5A、56圖，第5A圖為燃料電池單體之分 干：本：明料電池單體之氣體流程圖，⑹第2B圖所 ί ί燃料電池1所使用之燃料電池組2〇包括 :枓m體2 0 0所疊合而成的。在本發明之第一實施中之 ^水冷产燃料電池！以燃料電池單體⑽可制外部氯氣 ，、α源3提供之氫氣及加溼模組丨〇提供之溼潤空氣進行反' 應，並以冷卻劑供應源4提供之冷卻劑進行冷卻，其分別 包括一陽極雙極板210、一陰極雙極板22〇、以及一膜 組體230。 、％ u 如第5Α、6Α、6Β圖所示，陽極雙極板21〇在其一表面 上形成複數個第三溝槽211，另一表面形成複數個第五溝 槽2 1 8，在其四周分別形成兩個第七開口 2丨2、兩個第八開 口 213、一第十三開口 214、一第十四開口 215、一第十五 開口 216及一第十七開口217，其中第七開口212、第八開 口213是位於第三溝槽211的延伸方向上，且與第三溝槽 211導通’而第十三開口 214、第十四開口 215、第十五開 口 216及第十七開口 217是位於第五溝槽的延伸方向上，但 僅第十五開口 216及第十七開口 217與第五溝槽導通。 如第5A、6C、6D圖所示，在其一表面上形成複數個第 四溝槽2 2 1，在其四周分別形成兩個第九開口 2 2 2、兩個第 十開口223、一第十一開口 224、一第十二開口 225、一第 十六開口226及一第十八開口227。其中第九開口 222、第
0760-8241TWF(N)；Jimy.ptd 第13頁 550851 五、發明說明（10) ----------- 十開二^23分別與陽極雙極板210上之第七開口212、第八 弟十八開口 227於第四溝槽221的延伸方向上 ^ 、’分別與陽極雙極板2 1 〇上之第十三開口 2 1 4、第十 :::2; 5、第十五開口 2 1 6及第十七開口 2 1 7對應、，但僅 又^ ^224々及第十二開口 225與第四溝槽導通。 考^第5人圖，在燃料電池單體200中，陰極雙極 彳1 & 二第四溝槽221面對陽極雙極板210的第三溝槽 曰、、工'°又^置’且第三溝槽211和第四溝槽2 2 1兩者之間 疋以目互正父的方式設置。膜電極組體2 30具有一陽極氣 體擴散層231、_質子交換膜233及—陰極氣體擴散層 232，依順序夾設於陽極雙極板及陰極雙極板之間。膜 極組體2/0.係由熱壓所形成，用於使氫氣與氧氣結合產生 水及/電能；陰極雙極板22〇、膜電極組體23〇及陽極雙極板 210係以不透水膠黏合而成，以形成一燃料電池單體。 請參考第2B、3A圖，第一實施例之水冷式燃料電池i 具有一接合口及一上端板32，上端板32具有—空氣注入口 321，接合口 31密封空氣注入口 321，其可與外部一未顯示 之鼓風機連通，用於將空氣引入燃料電池組2 〇之第一門: 112及第三開口122中。 汗口 砑食5D、〇Λ、3Λ、7圚，囚馬在製造過矛口 中，燃料電池組20與加溼模組1〇是分開製造的Χ ^ ^ ^ ’為了使辦 料電池組20及加溼模組1 0可組合在一起，也盘， 、 池 〇 今了使燃料雷 組2 0内所通的氣體能均勻分佈，本發明第〜每 ^ 只施例之水
0760-8241TWF(N);Jimy.ptd 第14頁 550851 五、發明說明（11) 冷式燃料電池1具有一氣體轉向板3 4及一氣體轉向板上蓋 33。其中氣體轉向板34具有一三角形凹槽343，在凹槽343 對應於燃料電池組2 0之第七開口 2 1 2及第九開口 2 2 2之一側 具有二轉接口 343 1 ;在轉接口 343 1的對側，相對於燃料電 池組2 0之第八開口 2 1 3及第十開口 2 2 3具有二空氣回流口 344 °另外，氣體轉向板34上相對於燃料電池組20之第十 二開口214及第十一開口224處具有一氫氣轉向口3411及一 連通之氫氣注入口 341，透過此氫氣注入口 341可與第5B圖 中之氫氣供應源3連接；氣體轉向板3 4上相對於燃料電池 組20之第十五開口 216及第十六開口 226處具有一冷卻劑轉 向口 342 1及一連通之冷卻劑注入口342，透過此冷卻劑注 入:342可與第5B圖中之冷卻劑供應源4連接。氣體轉向板 上蓋33則分別對應加溼模組丨〇之第二開口丨丨3、第四開口 123、第五開口 124及第六開口 1H形成四個開口 ，一方面 使來自加渥模組之空氣可進入氣體轉向板34之凹槽343 内’另一方面回流空氣可流向加溼模組丨〇。 請參考第2B、5A、5B圖’第一實施例之水冷式燃料電 34相已對夕一下端板35 ’設置於燃料電池組2〇與氣體轉向板 相對之一側，下端板”具有一氫氣出口351，复 氣供應源3導通，用於將由第八開口213及第十開口二 姑屮夕岌a人 > ’叫口 Z d尸β f 夕餘氣氣，回收至氫氣供應源3。另外，由繁一 貫施例為水冷式燃料電池的關係，必須、 此下端柘H B丄 彳Μ吹利用，因 卜鲕板另具有一冷卻劑出口 352，用於 2 1 7及箆丰、抑 $十七開口 弟十八開口 227所流出之水’回收至冷卻劑供應源
550851 五、發明說明（12) 請參考第2B、5A、5B、7圖，5B圖中的路徑D2為氫氣 流動路徑。氫氣由氫氣供應源3經氫氣注入口 3 4 1、氫氣轉 向口 3411、第十三開口 214及第十一開口 224進入陰極雙極 板之第四溝槽221，再由第十四開口215、第十二開口 225、氫氣出口351回到氫氣供應源3，完成氫氣的流路。 睛參考第2B、5A、5B、7圖，若第5B圖中之燃料電池 單體200堆疊成一燃料電池組2〇，冷卻劑則可流經由陽極 雙極板之第五溝槽對燃料電池單體進行冷卻。5b圖中的路 徑D3為冷卻劑流動路徑，在第一實施例中即為冷卻水之流 動路徑。冷卻水由冷卻劑供應源4 (加壓幫浦）經冷卻劑注 入口 342、冷卻劑轉向口 342 1、第十五開口216及第十六開 口 2 2 6進入陽極雙極板之外側之第五溝槽2 2 ^，再由第十七 開口 217、第十八開口 227、冷卻劑出口 3 52回到冷卻劑供 應源4，完成冷卻流路。 a ㈣、3Β、_，圖中的路細為空氣 ，。外界大氣可從第-開π112和第三開口122進 :;110.之第-溝槽111 ’形成-第-引入氣體，其吸收： 自第二溝槽121的水後，形成一第一溼潤空氣，之來 :開口113和第四開Π124離開加濕單體⑽而流至 = 池組20。燃料電池組20係由燃料電池單體_所^電 f，：第5B圖所示’第-歷潤空氣經氣體轉向板且3: 後，由第七開口212及第九開口 222進入陽極雙極板之 溝槽，其帶走氫氧結合所產生的水而形成一第二澄潤空二
0760-8241TWF(N);Jimy.ptd 第16頁 550851 五、發明說明（13) ----- 氣，由第八開口213及第十開口 223離開燃料電池單體 20 0 ’第一屋潤空氣經由氣體轉向板34後，由第五開口 124 和第六開口114進入第二溝槽121，在吸水層132將其水份 吸收後，第二溼潤空氣從第二導氣板12〇未封閉之一側離 開加濕單體11 0。 應注意的是當第二溼潤空氣在通過燃料電池組2 〇後， 其渔度和溫度均會提高’藉由上述過程，第一引入空氣在 進入燃料電池組2 0前，可在加濕單體丨〇 〇的第一溝槽i i 中，藉由中間層1 3 0而吸取在第二溝槽1 2 1中第二溼潤空氣 的水分，而達到加濕的效果，因此，本發明第一實施例之 具有加渔模組之水冷式燃料電池會較一般沒有加溼模組的 燃料電池之供電效率為咼，並解決質子交換膜2 3 3失水的 問題。 第二實施例 參考第8、9圖，其顯示本發明之具有加溼模組之燃料 電池的第二實施例’在此實施例中之燃料電池為一氣冷式 燃料電池2 ’其同樣包括：上端板3 2、加溼模組丨〇、氣體 轉向板上蓋33、氣體轉向板34、燃料電池組2〇，、下端板 35,及二電極24，25 ’並用螺絲（未顯示）連結固定上端板 31、氣體轉向板34及下端板35’ ，將上述零件整合成為 具加溼模組之氣冷式燃料電池2。應注意二是2二雜二 中，一2二加溼模組10、氣體轉向板上蓋33、氣體轉 向板31、苐-貫施例相同的部分，標以相同的名稱，並省
0760-8241TWF(N)；Jimy.ptd 第17頁 550851 五、發明說明（14) 略其說明。 第8圖之氣冷式燃料電池2與第2B圖之水冷式燃料電池 1不同的處在於··冷卻劑改以空氣代替，因此不必再回收 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，鋏 限定本發明，㈣熟習此技藝者，在 非用於 和範圍内，當可作些許之更動與潤離本毛明之精神 範圍合滿德附夕由Α主宙，A* ^ 因此本發明之保護 耗田視後附之申靖專利範圍所界定者為準。 空氣，可將冷卻空氣直接排出至大氣即可。因此，第二實 施例中的燃料電池組20’之陽極雙極板210’不需具有如第$ 6Β圖中之第十七開口 217及第6C圖中之第十八開口 227，並 且下端板亦不用冷卻劑出口 3 5 2，如此可簡化燃料電、、也; 體之結構，降低成本，而且亦可達到所需之功效。 早
550851 圖式簡單說明 為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更 明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖示，作 詳細說明如下： 圖式簡單說明： 第1圖為本發明具有加溼模組之燃料電池之示意圖。 第2 A圖為本發明第一實施例水冷式燃料電池之立體 圖。 第2B圖為第2A圖中燃料電池之分解圖。 第3 A圖為加溼單體之分解圖。 第3B圖為加溼單體之氣體流程圖。 第4A圖為第3A圖中第一導氣板之上視圖。 第4B圖為第3A圖中第一導氣板之底視圖。 第4C圖為第3A圖中第二導氣板之上視圖。 第4D圖為第3A圖中第二導氣板之底視圖。 第5 A圖為燃料電池豕體之分解圖。 第5B圖為燃料電池單體之氣體流程圖。 第6A圖為第5A圖中陽極雙極板之上視圖。 第6B圖為第5A圖中陽極雙極板之底視圖。 第6C圖為第5A圖中陰極雙極板之上視圖。 第6D圖為第5A圖中陰極雙極板之底視圖。 第7圖為第2B圖中氣體轉向板之上視圖。 第8圖為本發明第二實施例氣冷式燃料電池之分解 圖0
0760-8241TWF(N);Jimy.ptd 第19頁 550851 圖式簡單說明 第9圖為第8圖中氣冷式燃料電池陽極雙極板之底視 圖。 符號說明： 1〜水冷式燃料電池 2〜氣冷式燃料電池 3〜氫氣供應源 4〜冷卻劑供應源 1 0〜加溼模組 I 0 0〜加溼單體 110〜第一導氣板 . 111〜第一溝槽 II 2〜第一開口 11 3〜第二開口 11 4〜第六開口 1 2 0〜第二導氣板 1 2 1〜第二溝槽 1 2 2〜第三開口 1 2 3〜第四開口 124〜第五開口 13.0〜中間層 1 3 1〜透水層 1 3 11〜第一粘著部 1 3 1 2〜第二粘著部
0760-8241TWF(N);Jimy.ptd 第20頁 550851 圖式簡單說明 1 3 2〜吸水層 2 0〜燃料電池組 2 0 0〜燃料電'池單體 2 1 0〜陽極雙極板 2 11〜第三溝槽 2 1 2〜第七開口 2 1 3〜第八開口 2 1 4〜第十三開口 2 1 5〜第十四開口 216〜第十五開口 2 1 7〜第十七開口 2 1 8〜第五溝槽 2 2 0〜陰極雙極板 2 2 1〜第四溝槽 2 2 2〜第九開口 223〜第十開口 224〜第十一開口 225〜第十二開口 2 2 6〜第十六開口 227〜第十八開口 230〜膜電極組體 231〜陽極氣體擴散層 232〜質子交換膜 233〜陰極氣體擴散層
0760-8241TWF(N);Jimy.ptd 第21頁 550851 圖式簡單說明 24〜第一導電板 2 5〜第二導電板 3 1〜接合口 3 2〜上端板 321〜第一空氣注入口 33〜氣體轉向板上蓋 34〜氣體轉向板 341〜氫氣注入口 3411〜氫氣轉向口 3 4 2〜冷卻劑注入口 3 4 2 1〜冷卻劑轉向口 343〜凹槽 343 1〜轉接口 344〜空氣回流口 3 5〜下端板 351〜氫氣出口 3 5 2〜冷卻劑出口 D1〜空氣流路 D2〜氫氣流路 D 3〜冷卻劑流路
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Claims (1)

  1. 550851 六、申請專利範圍 1 · 一種具有加溼模組之燃料電池，與一氫氣供應源連 通，且包括： 一燃料電池組，與該氫氣供應源連通，用於使該氫氣 供應源所提供之氫氣與一第一溼潤空氣作用，產生電能及 並排出一第二溼潤空氣； 一加溼模組，設置於該燃料電池組之上，並分別與該 燃料電池組及大氣連通，用於由大氣中引入空氣，形成一 第一引入空氣，且將在該第二溼潤空氣中之水份傳遞至該 第一引入空氣，以形成該第一溼潤空氣。 2.如申請專利範圍第1項所述具有加溼模組之燃料電 池，其中加濕模組包括： 複數個疊合之加濕單體，且分別包括： 一第一導氣板，與該燃料電池組連通，在其上具有複 數個第一溝槽，用於供該第一引入空氣經加溼過後，形成 該第一溼潤空氣而流入該燃料電池組； 一第二導氣板，與該燃料電池組連通，且在其上形成 複數個第二溝槽，用於供該第二溼潤空氣經由該等第二溝 槽而流至該加濕單體的外部，其中該第二導氣板是以該等 第二溝槽面對該第一導氣板的該等第一溝槽的方式設置； 以及 一中間層，設置於該第一導氣板和該第二導氣板之 間，用於隔絕在該等第一溝槽及該等第二溝槽中流動的氣 體，且使在該第二溼潤空氣中的水分傳遞至該第一引入空 氣，形成該第一溼潤空氣。
    0760-8241TWF(N);Jimy.ptd 第23頁 550851 六、申請專利範圍 · 3 ·如申請專利範圍第2項所述具有加溼模組之燃料電 池，其中該中間層包括： 一透水層，用於供在該第二溝槽中流動的該第二溼潤 空氣中的水分通過至該等第一溝槽；以及 一吸水層，設置於該透水層面對該第二導氣板的表面 上，用於吸取在該第二溝槽中流動的該第二溼潤空氣中的 水分。 4. 如申請專利範圍第2項所述具有加溼模組之燃料電 池，其中該等第一溝槽和該等第二溝槽之間是以相互正交 的方式設置。 5. 如申請專利範圍第2項所述具有加溼模組之燃料電 池，其中該第一導氣板在該等第一溝槽的延伸方向上分別 形成有一第一開口及一第二開口，且該第二導氣板分別形 成有與該第一開口及該第二開口對應的一第三開口及一第 四開口 ，藉此第一引入空氣從該第一開口和該第三開口進 入該等第一溝槽，而形成該第一溼潤空氣從該第二開口和 該第四開口離開該等加濕單體。 6. 如申請專利範圍第5項所述具有加溼模組之燃料電 池，其更包括一上端板，具有一空氣注入口，用於將該第 一引入空氣引入該第一開口及該第三開口。 7. 如申請專利範圍第5項所述具有加溼模組之燃料電 池，其中該第二導氣板在該等第二溝槽的延伸方向上分別 形成有一第五開口，且該第一導氣板形成有與該第五開口 對應的一第六開口，藉此來自該燃料電池組的該第二溼潤
    0760-8241TWF(N);Jimy.ptd 第24頁 550851 六、申請專利範圍 空氣從該第五開 8 ·如申請專 池’其中該燃料 一第一導電 一第 複數 及該第二 一陽 複數個第 一陰 數個第四 潤空氣帶 該加溼模 溝槽， 走反應 組中， 該陽極雙極板的 一膜電極組 第四溝槽中之該 電極組體具有一 氣體擴散層 之間。 第六開口進入該等第二溝槽。 弟7項所述具有加溼模組之燃料電 包括： … 二導電 個疊合 導電板 極雙極 三溝槽 依 口和該 利範圍 電池組 板； 板；以 之燃料 之間， 板，與 ，用於 板，與 用於通 所產生 其中該 該等第 體，用 第一座 陽極氣 順序夾 及 電池單 且該等 該氫氣 通過該 該加溼 過該第 之水份 陰極雙 三溝槽 於使該 潤空氣 體擴散 設於該 體，其 燃料電 供應源 氫氣供 模組連 一溼潤 ’形成 極板是 的方式 等第三 作用， 層、一 陽極雙 設置於 池單體 連通， 應源所 通，且 空氣， 該第二 以該等 設置； 溝槽中 產生電 質子交 極板及 該第一導電板 分別包括： 且在其上具有 提供之氫氣； 在其上具有複 並由該第一溼 溼潤空氣送入 第四溝槽面對 以及 之氫氣與該等 能，其中該膜 換膜及一陰極 該陰極雙極板 、'也範圍第8項所述具有加渔模組之燃料電 :成三溝槽:延伸方向上分別 十開。，藉此氫氣；應的一第九開口及-第 虱礼坆邊第七開口和該第九開口進入該等第
    550851 六、申請糊翻 ' ^ ^溝槽，並由該第八開口和該第十開口離開該等燃料電池 單體。 、10·如申請專利範圍第9項所述具有加溼模組之燃料電 池’其中該陰極雙極板在該等第四溝槽的延伸方向上分別 形成有一第十一開口及一第十二開口，且該陽極雙極板分 別形成有與該第十一開口及該第十二開口對應的一第十三 開口及~第十四開口 ，藉此該第〆溼潤空氣從該第Η 開 和該第十三開口進入該等第四溝槽’而該第二、屋潤空氣 由η亥弟十二開口和該第十四開口離開該等燃料電池單體。 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項所述具有加溼模組之燃料 電池’其更包括一氣體轉向板，設置於該燃料電池組與該 加漫模組之間，用於使該第二、第四開口與該第十一、第 十三開口連通，再使該第五、第六開口與該第十二、第十 四開口導通。 1 2 ·如申請專利範圍第11項所述具有加溼模組之燃料 電池，其中該氣體轉向板更具有一氫氣注入口，用於使該 第七、第九開口以及該氫氣供應源連通。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項所述具有加溼模組之燃料 電池’其更包括一下端板，其設置於該燃料電池組與該氣 體轉向板相對之一側，該下端板具有一氫氣出口，其與該 氫氣供應源導通，用於將由該第八開口及該第十開口所排 出之多餘氫氣，回收至該氫氣供應源。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項所述具有加溼模組之燃料 電池，其更包括一冷卻劑供應源，用於供應該燃料電池組
    0760-8241TWF(N)；Jimy.ptd 第26頁 550851 六、申請專利範圍 一冷卻劑，以冷卻該燃料電池組。 1 5.如申請專利範圍第1 4項所述具有加溼模組之燃料 電池，其中該等陽極雙極板另具有複數個第五溝槽，用於 通過該冷卻劑供應源所提供之該冷卻劑。 1 6.如申請專利範圍第1 5項所述具有加溼模組之燃料 電池，其中該等陽極雙極板在該等第五溝槽的延伸方向上 分別形成有一第十五開口，且該等陰極雙極板形成有與該 第十五開口對應的一第十六開口，藉此來自該冷卻劑供應 源的該冷卻劑從該第十五開口和該第十六開口進入該等第 五溝槽。 1 7·如申請專利範圍第1 6項所述具有加溼模組之燃料 電池，其中該冷卻劑經由該等第五溝槽而排出大氣。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項所述具有加溼模組之燃料 電池，其中該冷卻劑為空氣。 1 9.如申請專利範圍第1 5項所述具有加溼模組之燃料 電池，其中該等陽極雙極板在該等.第五溝槽的與該第十五 開口的對側方向上分別形成有一第十七開口，且該等陰極 雙極板形成有與該第十七開口對應的一第十八開口 ’藉此 該冷卻劑從該等第五溝槽經由該第十七開口和該第十八開 口離開該等燃料電池單體，回收奚該冷卻劑供應源。 2 0 ·如申請專利範圍第1 9項所述具有加渥模組之燃料 電池，其中該冷卻劑為水。 21 ·如申請專利範圍第1 9項所述具有加溼模組之燃料 電池，其中該冷卻劑為空氣。
    0760-8241TWF(N);Jimy.ptd 第27頁
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