TWM296484U - Fuel cell device - Google Patents

Description

M296484 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係關於-種燃料電池，且特別係—種具有雙面流道板的燃料電 池裝置。 甩 【先前技術】 燃料電池是—種將齡在燃料和氧化射的化學能通過電極反應直接 轉化為電能的發電裝置。燃料電池馳_#多，而且分賴方式也各有 所不同^依貝子义換膜性質不同加以區分，有驗性燃料電池、碟酸燃料 電池、質子交換麵料電池、縣碳酸鹽燃料電池、_氧化物燃料電池 等五種不同質子交換膜的燃料電池。 於傳統燃料電池結構中’流道板係置於膜電極組(圆的兩端，盆所使 用的材質應具備高導·、高贿、易力m量輕和成本低廉等特性， 目前製作流道板的材料有石墨、缺不鏞鋼，通㈣採用石墨製成。在流 迢板上加工流遏’作為供顧料與·之通道，使反應減經由流道到達 擴政層而進人作闕參與反應。另外，流道板亦具有傳導電流的功能， 使反應所魅的電轉以顧，因此又稱為電級絲㈣触⑽时 plate) 〇 …、而傳、、⑽•魏(如··石墨板)通常係採單面流道輯，而且其^ 身的體積大，《不夠輕盈，導電能力亦有待加強。而傳統_料電綱 (stack) ’則由於係採用此 丰更的早面流迢板所堆疊而成，導致燃料電池 堆整體的體積與重量昏田a 口口 ’相當不利於整合至可攜式的消費性電子 M296484 產品，而且整體的集電能力亦差強人意。 【新型内容】 本創作之主要目的係&供一種燃料電池裝置，不但可讓燃料電池本身 的體積及重量大幅減少，亦可增進流道板的集電功能。 為達成本創作上述目的，本創作提供一種燃料電池裝置，係至少包括·· -個以上的膜電極組，其中顧電極組係至少包含··—陽極電極、一質子 交換膜及-陰極電極；-個以上的雙面流道板，係設置於顧電極組的一 側，其中該雙面流道板係使用一波形結構。 為使熟悉該項技藝人士瞭解本創作之目的、特徵及功效，兹藉由下述 具體實施例，並配合所附之圖<，對本創4乍詳加說明如后。 【實施方式】 第-圖顯示本創作燃料電池裝置之一具體實施例基本部分的立體組合 * 目。參考第-圖所顯示’本創作的燃料電池裝置⑴係單—燃料電池，其係 至少包括：膜電極組⑽、雙面流道板⑽。其中，膜電極組⑽係= 包含：陽極電極⑽）、質子交換膜⑽以及陰極電極(1〇4)。雙面流道板 (12)係設置於膜電極組(1())的_側，而且雙面流道板⑽係使用—波形結 構。如第-騎顯示，本創侧料電轉置可藉由—供給細來使得燃= 通過槽溝(120)來與膜電極組⑽進行電化學反應，因而產生電力。、 第二A圖係本創作燃料電池裝置之另—具體實施例基本部分的立體也 合圖。第二B圖係本創作第二A圖之立體分酬。參考第二a圖及第二b 6 M296484

圖所喊示，本創作的燃料電池裝置（2)係一燃料電池堆（Sfack)，其係至少 包括：該些膜電極組(2〇)、雙面流道板(22)。其中，膜電極組(2〇)係至少 包含：陽極電極(200)、質子交換膜(2〇2)以及陰極電極(204)。雙面流道板 (22)係設置於該些膜電極組（2〇)的一側，特別係設置於該些膜電極組(2〇) 的該些陽極電極（200)之間，而且雙面流道板（22)係使用一波形結構。當 然，本創作燃料電池裝置（2)中的雙面流道板(22)並非僅限定於設置在該些 膜電極組(20)的該些陽極電極(200)之間的情況下，其亦可應用於多種變化 貫施例，例如：可將雙面流道板(22)設置於該些膜電極組(2〇)的該些陰極 電極(204)之間，或者可將雙面流道板(22)設置於該些膜電極組⑽的該陽 極電極⑽)與該陰極電極⑽)之間。另外如第二A圖所顯示，本創作燃 料電池裝置可藉由-供給機制來使得燃料通過槽溝(_來與該些膜電極 組(20)進行電化學反應，因而產生電力。 第三A ®係本__電錄置之又—具體實補基本部分的立體組 合圖。第三B圖係本創作第三A圖之立體分解圖。參考第三a圖及第三β 圖所顯示’摘作龍料電池裝置⑶係—燃料電池堆，其係至少 包括：該魏電酬3G)、該些雙面流道板⑽。其中，該麵電極組⑽ 係設置於該些雙面流道板⑽之間，錢至少包含：陽極電極㈣）、質子 交換膜⑽）以及陰極電極(謝）。而且，該些雙面流道板⑽係使用—波 形結構。如第三A _示，本創作燃料電池裝置可藉由—供給機制來使 得燃料或空氣可以通補溝⑽）或槽溝(322)來與該些膜電極組⑽進行 電化學反應，因而產生電力。 (22) 第四A圖顯示本創作燃料電池裝置所使用的雙面流道板⑽、 7 M296484 (32)的細部結構剖面示意圖。參考第四A圖所顯示，本創作所使用的雙面 /’il道板（12)、（22)、（32)包括··板體(40)係具有至少一個以上的流道結構， 其中該些流道結構的設置位置，係對應配合該些膜電極組（1〇)、（2〇)、（3〇) 的設置位置，如第四圖所顯示，該流道結構係一波形結構。該些集電片（42) 係一導電材料且該些集電片（42)分別覆蓋住板體(40)的該些流道結構，以 及该些集電片（42)係固定於板體(4〇)，如第四a圖所顯示，該些集電片（42) 同樣係使用一波形結構。在材質選用方面，板體(4〇)的基材可以選擇一抗 化性非導體工程塑膠基板、塑膠碳基板、FR4基板、FR5基板、環氧樹酯基 板、玻纖基板、陶瓷基板、高分子塑化基板以及複合式材料基板等其中一 種。而集電片（42)的材質可以係選擇—導電性佳之材料，且其表面特別係 經過抗腐蝕及/或防酸之處理或其本身即具有該特性之抗化性金屬材料 (如··不銹鋼、鈦、金、石墨、碳金屬化合物等）。再者，集電片（42)可進 一步包含金屬層（42a)，藉由濺鍍、噴鍍等製程以形成於集電片（42)的表面 上’其中金屬層（42a)的材質’可以係選擇自金、銅、銀、碳、高導電性金 屬等其中一種。 第四B圖顯不第四A圖雙面流道板的變化實施例的剖面示意圖。如第 四B圖所齡，板體(40)可進-步設置有__上的電路元件(44)，電路 το件（44)可以係-佈線（circuitry)，且特別係—印刷式佈線(㈣放 circuitry)，其中電路元件(44)係與集電片（42)作電氣連接。 第五圖係第二A圖燃料電池裝置之變化實施例基本部分的立體分解 圖。如第五圖制不，本創作輯料電池裝置⑵可進—步包括：基板⑼）， 係具有至少-個社的巾空部，其巾該些巾空㈣設置位置，係對應配合 M296484 錶些膜電極組(20)的设置位置，且使得該些膜電極組⑽)及雙面流道板⑽ 能夠壓合密接至基板⑽上。再者，基板⑽可進一步設置有—個以上的 包路元件（26) ’電路元件（26)可以係一佈線(circuitry)，且特別係一印刷 式佈線(printed circuitry)，其中電路元件(26)可透過與引線(28)接觸， 而與雙面流返板(22)的該些集電片（42)作電氣連接，以使得該些集電片⑽ 係透過該佈線而電氣連接成-_及/或並聯電路，_可將㈣電池堆的 各電力產生單元作-連結。而在本創作㈣雜裝置⑵_料供給機制方 面，係可透過設置於基板(24)上的渠道(24〇)來具體實施。首先，將燃料注 入進口（240a)，接著燃料沿著渠道⑽)行進，最後流至槽溝⑽）中，燃 料便可因此與該些膜電極組(2〇)進行電化學反應，因而產生電力。 本創作的燃料電池裝置可以係一種採用液態燃料(如：甲醇）的燃料電 池、或採用氣態燃料的燃料電池、或採用固態燃料的燃料電池等等。最後， 歸納本創作之特點及功效如下： 1·本創作燃料電池裝置使用一種具有波形結構的雙面流道板，可讓燃料電池 (特別是燃料電池堆)整體的體積及重量皆大幅減少，此有利於將燃料電池 整合至可攜式的消費性電子產品。 2·本創作燃料電池裝置利用雙面流道板板體本身的剛性，因而可將集電片製 以為極薄的結構，可讓燃料電池本身的體積及重量大幅減少。 本則作燃料電池裝置所使用的雙面流道板可藉由使用具有抗化性非導體 的工程塑膠材質的板體，再設置導電材料的集電片，如此不但可讓燃料電 池的重$輕而具有可攜帶之便利性，且同時使雙面流道板具有良好的集電 功能。 9 M296484 4·本創作燃料電池裝置所使_雙面流道板可有效·簡(如：甲醇）或電 化子反應生成物對集電片的表面進行破壞，因叫低顯電池的汰換率。 —…本創作已叫體貫補揭露如上，鱗所揭朗具體實施例並非用 以限疋本_，任域悉此技藝者，林麟本_之精神和細内，當可 作=之更動與潤飾，其所作之更動與_皆屬於本創作之範.，本創作之 保護範圍當視伽之巾料娜騎界定者為準。 【圖式簡單說明】 弟-圖係本創作燃料魏裝置之—具體實施例基本部分的立體組合圖，· 第二Α圖係本創作燃料電池裝置之另一具體實施例基本部分的立體組合圖； 第二Βϋ係本_第二AgI之立體分解圖； 第二A圖係本創作燃料電池裝置之又一具體實施例基本部分的立體組合圖； 第二B圖係本創作第三Λ圖之立體分解圖； 第四Α圖顯示本創作燃料電池裝置所使用的雙面流道板的細部結構剖面示 意圖； 第四B圖顯示第四α圖雙面流道板的變化實施例的剖面示意圖； 第五圖係第二A圖燃料電池裝置之變化實施例基本部分的立體分解圖。 【主要元件符號說明】 燃料電池裝置G)、（2)、（3) 膜電極組（1〇)、（2〇)、（3〇) 陽極電極（100)、（200)、（300) M296484 質子交換膜（102)、（202)、（302) 陰極電極（104)、（204)、（304) 槽溝（120)、（220)、（320)、（322) 雙面流道板(12)、（22)、（32) 基板(24) 渠道(240) 進口（240a) 電路元件(26) 引線(28) 板體(40) 集電片（42) 金屬層（42a) 電路元件(44)

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Claims (1)

1. M296484 f 九、申請專利範圍： $ Y K 1· 一種燃料電池裝置，係至少包括： 一個以上的膜電極組，其中該膜電極組係至少包含： 一陽極電極、一質子 交換膜及一陰極電極； k. 一個以上的雙面流道板，係設置於該膜電極組的一側，其中該雙面流道板係 使用一波形結構。 2·如申請專利範圍第1項所述的燃料電池裝置，其中該燃料電池裝置係一燃料 . 電池堆（stack)。 3·如申請專概圍第2酬述賴料電池裝置，其巾該雙面流道板係設置於該 些膜電極組的該些陽極電極及/或該些陰極電極之間。 '4· 一種燃料電池裝置，係至少包括： 複數個雙面流道板，其中該雙面流道板係使用一波形結構； 一個以上的膜電極組，係設置於該些雙面流道板之間，其中該膜電極組係至 少包含··一陽極電極、一質子交換膜及一陰極電極。 .5·如巾明專利||圍第4項所述的燃料電池裝置，其中該燃料電池裝置係一燃料 電池堆(stack)。 6.如申請專利細第丨喊第4項所述_料電池裝置，其巾該雙面流道板包 括： 板體，係具有至少一個以上的流道結構，其中該些流道結構的設置位置， 係對應配合該些膜電極組的設置位置； -個以上的集電片，係-導電材料且該些集電片分別覆蓋住該板體的該些流 道結構，以及該些集電片係固定於該板體。 12 M296484 y - I':'.‘ 7·如申4利賴第6項所述的燃料電池裝置，其中該流道結構係—波形結構。 8.如申4專利範圍第6項所述的燃料電池裝置，其中該集電片係使用_波形結 構。 ，9·如中請專利範圍第6項所述的燃料電池裝置，其中該板體的基材，係選擇— 抗化性非導體工程塑膠基板、一塑膠碳基板、一刚基板、一 fr5基板、— %氧树®日基板、—玻纖基板、—陶i基板、—高分子塑化基板以及一複合式 材料基板等其中一種。 _ 1G.如中請專利範圍第6項所述的燃料電池裝置，其中該集電片的材質，係選擇 自不銹鋼、鈦、金、石墨、碳金屬化合物、抗化性金屬等其中一種。 11.如申#專利範圍苐6項所述的燃料電池裝置，其中該集電片係_導電材料， - 且其表面係經過抗腐蝕及/或防酸之處理。 • 12·如巾請專利細第6項所述的燃料電池裝置，其中該集電片，進—步包含· 一金屬層，係形成於該集電片的表面上。 13·如申請專利範圍第12項所述的燃料電池裝置，其中該金屬層的材質，係選 _ 擇自金、銅、銀、碳、高導電性金屬等其中-種。 14·如申請專利範圍第6項所述的燃料電池裝置，其中該雙面流道板進一步包括· 至少一個以上的電路元件，係設置於該板體。 15·如申請專利範圍第14項所述的燃料電池裝置，其中該電路元件係一佈線 (circuitry) 〇 16.如申請專利範圍第15項所述之集電板，其中該佈線係_印刷式佈線(㈣㈣ circuitry)，且電氣連接至該些集電片。 ，丨7·如申請專利範圍第6項所述的燃料電池裝置，進一步包括· 13 M296484 、 一基板’係具有至少一個以上的中空部，其中該些中空部的設置位置，係對 應配合該些膜電極組的設置位置。 18·如申請專利範圍第17項所述的燃料電池裝置，進一步包括：至少一個以上 的電路元件，係設置於該基板。 19·如申請專利範圍第18項所述的燃料電池裝置，其中該電路元件係一佈線 (circuitry)。 20. 如申請專利範圍第19項所述的燃料電池裝置，其中該佈線係一印刷式佈線 > (printed circuitry)，且電氣連接至該雙面流道板的該些集電片。 21. 如申請專利範圍第2〇項所述的燃料電池裝置，其中該些集電片係透過該佈 線而電氣連接成一串聯及/或並聯電路。 22·如申請專利範圍第17項所述之集電板，其中該些膜電極組及該雙面流道板 係壓合密接至該基板上。 14