一种模块化燃料电池单元制造技术

本发明专利技术公开了一种模块化燃料电池单元，涉及燃料电池技术领域，包括电路板集流板、商业膜电极和碳纤维端板，商业膜电极设置在上层的集流板与下层的集流板之间，碳纤维端板设置在电路板集流板外侧；上碳纤维板、上电路板集流板、商业膜电极、下电路板集流板、下碳纤维板通过螺栓螺母依次固定。包括燃料电池单元、风扇安装板和上下端板；多个模块化燃料电池单元可以组合为平面自呼吸式电堆使用，也可以借助上下端板和风扇组合为强迫对流式燃料电池电堆使用；多个模块化燃料电池单元通过串并联获得不同的电压和电流，便于携带和匹配所需要的电压和电流。压和电流。压和电流。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化燃料电池单元


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种模块化燃料电池单元。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池较传统的锂电池具有更高的能量密度，具有低排放的优点被应用于各个领域，但目前现有的电堆以使用双极板的单电池堆叠的燃料电池为主，尺寸固定，体积较大，不便于携带且输出电压电流是固定的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种模块化燃料电池单元，通过将多个质子交换膜燃料电池单元相连接，实现不同电压电流的输出，获得不同的尺寸，并且便于携带。
[0004]本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：
[0005]一种模块化燃料电池系统，包括上碳纤维板、上电路板集流板、商业膜电极、下电路板集流板和下碳纤维板；所述上碳纤维板、上电路板集流板、商业膜电极、下电路板集流板和下碳纤维板由一端向另一端依次设置；所述碳纤维板在所述电路板集流板外侧，所述商业膜电极设置在上层的所述电路板集流板与下层的所述电路板集流板之间。
[0006]进一步地，所述商业膜电极包括质子交换膜和两侧的催化剂层。
[0007]进一步地，所述上碳纤维板和下碳纤维板作为气体流道，分别提供氢气和空气给所述商业膜电极。
[0008]进一步地，所述上电路板集流板和下电路板集流板作为电极，分别与所述商业膜电极的阳极和阴极相连接，收集并输出电流。
[0009]进一步地，所述系统包括多个权利要求1
‑
4任一项所述的模块化质子交换膜燃料电池单元。
[0010]进一步地，所述多个模块化质子交换膜燃料电池单元通过导电螺柱和导电螺母串联连接，形成一个整体构成一种模块化燃料电池系统。
[0011]进一步地，所述系统还包括上端板、下端板、侧板、风扇、气体导管等部件；其中，所述上端板和下端板通过锁紧螺栓和锁紧螺母固定在所述多个模块化质子交换膜燃料电池单元的两端，形成一个封闭的空间；所述侧板连接在所述上端板和下端板的两侧，形成一个通道；所述风扇连接在所述上端板和下端板的后侧，用于强迫对流空气进入通道，并通过气体导管分别输送到各个模块化质子交换膜燃料电池单元的阴极侧；氢气通过另一条气体导管分别输送到各个模块化质子交换膜燃料电池单元的阳极侧。
[0012]进一步地，所述多个模块化质子交换膜燃料电池单元通过连接导线并联连接，形成一个平面结构。
[0013]进一步地，所述系统还包括气体导管等部件；其中，每个模块化质子交换膜燃料电池单元的阳极侧通过气体导管与一个共用的氢气源相连，每个模块化质子交换膜燃料电池单元的阴极侧通过自然对流方式吸入空气。
[0014]有益效果：
[0015]1、本专利技术通过将多个模块化单元相连接，可以实现不同的结构和输出特性，满足不同场合和设备的需求；
[0016]2、本专利技术通过使用碳纤维板作为气体流道，可以减少系统的重量和体积，提高系统的效率；
[0017]3、本专利技术通过使用商业膜电极作为核心部件，可以降低制造成本和难度，提高系统的可靠性；
[0018]4、本专利技术通过使用风扇进行强迫对流或者自然对流方式进行自呼吸，可以增加系统的灵活性和适应性。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术的燃料电池单元的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术强迫对流式结构的结构示意图；
[0022]图3为本专利技术自呼吸式结构的结构示意图；
[0023]其中，1
‑
模块化单元锁紧螺栓；2
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上碳纤维板；3
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上电路板集流板；4
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商业膜电极；5
‑
下电路板集流板；6
‑
下碳纤维板；7
‑
模块化单元锁紧螺母；8
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导电螺母；9
‑
锁紧螺母；10
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上端板；11
‑
模块化单元；12
‑
导电螺柱；13
‑
侧板；14
‑
风扇；15
‑
下端板；16
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锁紧螺栓；17
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气体导管；18
‑
导电螺钉；19
‑
连接导线。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1：参考附图1
‑
图3，本专利技术公开了一种模块化燃料电池单元，模块化燃料电池单元包括上碳纤维板2、上电路板集流板3、商业膜电极4、下电路板集流板5和下碳纤维板6，所述碳纤维板2和下碳纤维板6在所述电路板集流板3和5外侧，所述商业膜电极4设置在上层的所述电路板集流板3与下层的所述电路板集流板5之间；所述的模块化燃料电池单元11可以组合为自呼吸式平面结构和强迫对流式两种结构；所述的自呼吸式结构，包括燃料电池单元11、气体导管17和连接导线19；所述的迫对流式结构，包括上端板10、导电螺柱12、导电螺母8、气体导管17、多片燃料电池单元11、下端板15；本专利技术还包括风扇14，所述风扇14连接在所述上端板10与所述下端板15的后侧。风扇14的设置用于对燃料电池电堆进行散热。
[0026]本专利技术的上碳纤维端板2与下碳纤维板6可以作为强迫对流式结构式的气体流道。
[0027]本专利技术的强迫对流式结构还包括两个侧板13，两个所述侧板13连接在上端板10与
所述下端板15的两侧。
[0028]本专利技术的强迫对流式结构还包括风扇14，所述风扇14连接在所述上端板10与所述下端板15的后侧。
[0029]本专利技术的强迫对流式结构还包括锁紧螺栓16，所述螺栓16依次贯穿上端板10、下端板15，并通过锁紧螺母9锁紧固定。
[0030]本专利技术的强迫对流式结构还包括导电螺柱12，所述导电螺柱12依次贯穿多个燃料电池单元11，并通过导电螺母8锁紧固定。
[0031]本专利技术的强迫对流式结构还包括气体导管17，所述气体导管17依次连接多个燃料电池单元11。
[0032]本专利技术的自呼吸式结构还包括连接导线19和气体导管17，所述气体导管17和连接导线19连接多个燃料电池单元。
[0033]本专利技术的多个燃料电池单元11串并联可以获得不同的电压和电流。
[0034]本专利技术提供了一种模块化燃料电池单元，模块化燃料电池单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化燃料电池单元，其特征在于，包括上碳纤维板、上电路板集流板、商业膜电极、下电路板集流板和下碳纤维板；所述上碳纤维板、上电路板集流板、商业膜电极、下电路板集流板和下碳纤维板由一端向另一端依次设置；所述碳纤维板在所述电路板集流板外侧，所述商业膜电极设置在上层的所述电路板集流板与下层的所述电路板集流板之间。2.根据权利要求1所述的一种模块化燃料电池单元，其特征在于，所述商业膜电极包括质子交换膜和两侧的催化剂层。3.根据权利要求1所述的一种模块化燃料电池单元，其特征在于，所述上碳纤维板和下碳纤维板作为气体流道，分别提供氢气和空气给所述商业膜电极。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种模块化燃料电池单元，其特征在于，所述上电路板集流板和下电路板集流板作为电极，分别与所述商业膜电极的阳极和阴极相连接，收集并输出电流。5.一种模块化燃料电池系统，其特征在于，包括多个权利要求1
‑
4任一项所述的模块化质子交换膜燃料电池单元。6.根据权利要求5所述的一种模块化燃料电池系统，其特征在于，所述多个模块化质子交换膜燃料电池单元通过导电螺柱和导电螺母串联连接，形成一个整体。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：邓慧超，周佳旭，房志飞，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：