燃料电池模块制造技术

本发明专利技术公开了一种燃料电池模块，包括一膜电极组、两个气体扩散层、两个集电元件、两个密封元件及一流体流场板总成。流体流场板总成包括一第一歧道、一第二歧道及一流体流道。膜电极组包括用于燃料电池反应的至少一膜。两个气体扩散层可以是分别结合于膜电极组的两个相对侧边。两个集电元件是分别结合于两个气体扩散层，以及两个密封元件是分别结合于两个集电元件。流体流场板总成可以是于膜电极组的两个相对侧边的一第一侧边结合于膜电极组，至少一个对应的气体扩散层、至少一个对应的集电元件以及至少一个对应的密封元件是结合于流体流场板总成与膜电极组的第一侧边之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种燃料电池装置及流体流场板总成，特别是有关于一种模块化的燃料电池装置及流体流场板总成。
技术介绍
流场板是被设计于流体相关应用的结构，例如，用于携载、传递、分隔及/或分散一或多种形式的流体。在此所使用的措辞”流体”为一宽广的涵义，其可以为能够从一点流至另一点的任何东西。举例来说，一流体可以包含空气、气体、液体及黏性流体等，其每一种本身或部份皆能从一点流动或移动至另一点。做为一说明的例子，对于流场板的多种应用之一是为燃料电池应用，其中，流场板可以被使用于传输、导引及/或分散一或多种”燃料”，其可以是一液体或气体的形式，用于产生电力。图1是显示一习知的燃料电池装置的剖面示意图。如图1所示，一单一燃料电池400，例如一质子交换膜燃料电池(亦可被称为”PEMFC”)，可以包含一膜电极组410、两个气体扩散层405、406及两个流场板401、402。两个气体扩散层405、406可以夹住膜电极组410，以及两个流场板401、402可以夹住膜电极组410与两个气体扩散层405、406。每一个流场板401、402可以提供一或多个流道，例如，流道403、404，以及一反应物流体可以流过每一个流道。做为一例子，膜电极组410可以具有一质子交换膜409、一阳极触媒层407 及一阴极触媒层408。阳极触媒层407及阴极触媒层408皆可以包括白金或白金合金，其可以作为一催化剂以及促进电化学燃料电池反应。为了促进燃料电池装置、流体流场板总成或其两者的制造、扩展或设计弹性，对燃料电池装置、流体流场板总成或其两者提供模块化的设计是值得向往的。
技术实现思路
本专利技术要解决的一技术问题在于提供一种燃料电池模块。在一实施例之中，一燃料电池模块可以包括一膜电极组、两个气体扩散层、两个集电元件、两个密封元件及一流体流场板总成。该流体流场板总成可以包括一第一歧道、一第二歧道及一流体流道。该膜电极组可包含至少一个(薄)膜以用于燃料电池的反应。该两个气体扩散层可以是分别结合于该膜电极组的两个相对侧边。该两个集电元件是分别结合于该两个气体扩散层，以及该两个密封元件是分别结合于该两个集电元件。该流体流场板总成可以是于该膜电极组的该两个相对侧边的一第一侧边结合于该膜电极组，至少一个对应的该气体扩散层、至少一个对应的该集电元件以及至少一个对应的该密封元件是结合于该流体流场板总成与该膜电极组的该第一侧边之间。该第一歧道可以具有用于接收一进入流体的一流体入口，并且可以沿一第一方向延伸以提供用于沿该第一方向部份输送该进入流体的一管道。该第一歧道可以具有至少一分配出口，其中，该第一歧道是经由该至少一分配出口释出至少一部份的该进入流体来做为一释出流体。该第二歧道可以具有用于排出一排出流体的一流体出口，其可以包括至少一部份的该进入流体。该第二歧道可以沿一第二方向延伸，并且具有用于沿该第二方向部份输送该排出流体的一管道。该第二歧道是经由位在该第二歧道上的至少一排出流体入口接收该排出流体。该流体流道可以是结合于该第一歧道与该第二歧道之间以及结合于该至少一分配出口的至少一个与该至少一排出流体入口的至少一个之间，用以分配至少一部份的该释出流体。该流体流道可以具有延伸于至少两个方向中以及实质上沿一流体分配平面延伸的多个管道区。该至少一部份的该释出流体是流经该至少一流体流道以及流至该至少一排出流体入口的至少一个而做为至少一部份的该排出流体。该流体流道具有结合于该至少一膜的一膜的一暴露侧边。该第一方向与该第二方向可以是实质上平行于该流体分配平面。在另一实施例之中，一燃料电池模块可以包括一膜电极组、两个气体扩散层、两个集电元件、两个密封元件及一流体流场板总成。该流体流场板总成可以包括一第一歧道、一第二歧道及一流体流道。该膜电极组可包含至少一个(薄)膜以用于燃料电池的反应。该两个气体扩散层可以是分别结合于该膜电极组的两个相对侧边。该两个集电元件是分别结合于该两个气体扩散层，以及该两个密封元件是分别结合于该两个集电元件。该流体流场板总成可以是于该膜电极组的该两个相对侧边的一第一侧边结合于该膜电极组，至少一个对应的该气体扩散层、至少一个对应的该集电元件以及至少一个对应的该密封元件是结合于该流体流场板总成与该膜电极组的该第一侧边之间。该第一歧道可以具有用于接收一进入流体的一流体入口，并且具有用于沿一第一方向部份输送该进入流体的一管道。该第一歧道可以具有至少一分配出口，其中，该第一歧道是经由该至少一分配出口释出至少一部份的该进入流体来做为一释出流体。该第二歧道可以具有用于排出一排出流体的一流体出口，其可以包括至少一部份的该进入流体。该第二歧道可以具有用于沿一第二方向部份输送该排出流体的一管道。该第二歧道是经由位在该第二歧道上的至少一排出流体入口接收该排出流体。该流体流道可以是结合于该第一歧道与该第二歧道之间以及结合于该至少一分配出口的至少一个与该至少一排出流体入口的至少一个之间，用以分配至少一部份的该释出流体。该流体流道可以具有延伸于至少两个方向中以及实质上沿一流体分配平面延伸的多个管道区。该至少一部份的该释出流体是流经该至少一流体流道以及流至该至少一排出流体入口的至少一个而做为至少一部份的该排出流体。该流体流道具有结合于该至少一膜的一膜的一暴露侧边。该第一方向与该第二方向可以是实质上平行于该流体分配平面。根据本专利技术，多个燃料电池模块可以被依序堆叠以形成一燃料电池系统或燃料电池。燃料电池模块的电极可以串联、并联或两者结合的方式被结合，以提供一所需的电压、 电流或电容。多个流体流道可以沿着一或多个方向被配置，以提供以一、二或三维扩展的流体流道。由于燃料电池模块具有相对小的尺寸以及是适合于串联或并联构造，故其能被广泛地应用于电子装置、车辆、军事装备及航空工业等之中。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例并配合所附附图做详细说明。附图说明图1是显示一习知的燃料电池装置的剖面示意图；图2A是显示本专利技术的一实施例的一燃料电池模块装置的分解示意图2B是显示本专利技术的一实施例的一燃料电池模块装置的一部份的分解示意图；图2C是显示本专利技术的一实施例的具有被组装模块的某些元件的一燃料电池模块装置的一部份的分解示意图；图3是显示本专利技术的一实施例的一燃料电池模块的立体示意图；图4是显示本专利技术的一实施例的多个燃料电池模块的立体示意图；图5A是显示本专利技术的一实施例的具有多个流体流道的一燃料电池模块装置的分解示意图；图5B是显示本专利技术的一实施例的具有多个流体流道的一燃料电池模块装置的立体示意图；图6A是显示本专利技术的一实施例的具有多个流体流道的一燃料电池模块装置的分解示意图；以及图6B是显示本专利技术的一实施例的具有多个流体流道的一燃料电池模块装置的立体示意图。主要附图标记说明400 燃料电池；401、402 流场板；403、404 流道；405、406 气体扩散层；407 阳极触媒层；408 阴极触媒层；409 质子交换膜；410 膜电极组；10 流体流场板总成；11 第一歧道；Ila 流体入口；12 第二歧道；12a 流体出口 ；20 密封元件；23 主体；30 核心；201 开口；301 膜电极组；302 气体扩散层；303 集电元件；F 燃料电池模块；C 流体流道本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种燃料电池模块，其特征在于，包括：一膜电极组，具有用于燃料电池反应的至少一膜；两个气体扩散层，是分别结合于该膜电极组的两个相对侧边；两个集电元件，是分别结合于该两个气体扩散层；两个密封元件，是分别结合于该两个集电元件；以及一流体流场板总成，是于该膜电极组的该两个相对侧边的一第一侧边结合于该膜电极组，其中，至少一个对应的该气体扩散层、至少一个对应的该集电元件以及至少一个对应的该密封元件是结合于该流体流场板总成与该膜电极组的该第一侧边之间，该流体流场板总成包括：一第一歧道，具有用于接收一进入流体的一流体入口，该第一歧道是沿一第一方向延伸，并且提供用于沿该第一方向部份输送该进入流体的一管道，该第一歧道具有至少一分配出口，其中，该第一歧道是经由该至少一分配出口释出至少一部份的该进入流体来做为一释出流体；一第二歧道，具有用于排出一排出流体的一流体出口，该排出流体包括至少一部份的该进入流体，该第二歧道是沿一第二方向延伸，并且提供用于沿该第二方向部份输送该排出流体的一管道，该第二歧道是经由位在该第二歧道上的至少一排出流体入口接收该排出流体；以及一流体流道，是结合于该第一歧道与该第二歧道之间以及结合于该至少一分配出口的至少一个与该至少一排出流体入口的至少一个之间，用以分配至少一部份的该释出流体，该流体流道具有延伸于至少两个方向中以及实质上沿一流体分配平面延伸的多个管道区，该至少一部份的该释出流体是流经该至少一流体流道以及流至该至少一排出流体入口的至少一个而做为至少一部份的该排出流体，该流体流道具有结合于该至少一膜的一膜的一暴露侧边，其中，该第一方向是实质上平行于该流体分配平面，以及该第二方向是实质上平行于该流体分配平面。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祈彰，许桓瑞，吴俊星，曹芳海，张文振，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71