具有组合配气装置的风冷式燃料电池制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于一种便携式电源，具体公开了一种具有组合配气装置的风冷式燃料电池，它包括机架，所述机架内部依次重叠的设有氢板、膜电极和氧板，所述的机架上固定安装有散热风道和供氧通道，所述供氧通道的侧壁与氢板和氧板的上表面密封连接；所述的氢板和氧板上表面设有缺口槽。采用了由散热风道和供氧风道组成的结构紧凑的双层组合配气装置，一方面有利于成品制造维护，另一方面，可通过一定的计算模型使得气道的体积坡度达到最优，容易保证电堆中所有单电池单元的反应条件获得一致性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于一种便携式电源，具体涉及一种风冷式燃料电池。
技术介绍
用质子交换膜的燃料电池通过使用氢气作为燃料气体并使之与空气中的氧气发生电化学反应而同时产生电力和热。这种燃料电池的基本电池单元(单电池)是在高分子聚合物材料制成的薄膜两侧覆盖混合有钼族金属催化剂微粒的碳粉层形成正负电极。高分子聚合物材料中本身存在可以移动的氢离子，在催化剂作用下，氢气在阳极电离形成自由电子和氢离子，电离产生的氢离子可以进入上述高分子聚合物薄膜，由于薄膜内氢离子浓度的增加，同等数量的氢离子会到达阴极侧，而自由电子不能通过该薄膜，因此阳极的负电荷(自由电子)浓度及阴极的正离子(氢离子)浓度均增加——在正负电极间形成了电势差，当外电路开路时，该电势差最终导致质子(氢离子)不能克服阳极的电荷引力束缚，导致前述氢气的电离反应达到一个类似于停止状态的平衡；当外电路闭合时，该电势差在导体上建立电场，使得导体上产生电子迁移，即外电路导体从阳极获得电子，同时向阴极提供同等数量的电子，电子在阴极与穿越薄膜到达阴极的氢离子以及提供给阴极的氧气发生反应，生成水和热。反应持续进行时，在外电路中不断迁移的电子流形成了事实上的电能供应。在实际应用技术中，为了使气体与催化剂良好接触，前述碳粉层的外侧还制备成具有透气性和电子传导性的扩散层。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种采用空气冷却的风冷式燃料电池冷却介质随处可得，且不需要配置专门的介质容器及循环辅助器件，其结构简单可靠，制造维护方便。本技术的技术方案如下一种具有组合配气装置的风冷式燃料电池，它包括机架，所述机架内部依次重叠的设有氢板、膜电极和氧板，所述的机架上固定安装有散热风道和供氧通道，所述供氧通道的侧壁与氢板和氧板的上表面密封连接；所述的氢板和氧板上表面设有缺口槽。在上述具有组合配气装置的风冷式燃料电池中所述的氢板为长方形不透性石墨薄板，其对角位置设有圆孔，其一面设有沟槽，另一面设有氢板贯通槽和氢板盲孔槽。在上述具有组合配气装置的风冷式燃料电池中所述的氧板为长方形不透性石墨薄板，其对角位置设有圆孔，其一面设有氧板贯通槽和氧板盲孔槽，另一面设有横向贯通槽。本技术的有益效果在于采用了由散热风道和供氧风道组成的结构紧凑的双层组合配气装置，一方面有利于成品制造维护，另一方面，可通过一定的计算模型使得气道的体积坡度达到最优，容易保证电堆中所有单电池单元的反应条件获得一致性。附图说明图1为氢板结构示意图；图2为氧板结构示意图；图3为具有组合配气装置的风冷式燃料电池结构示意图；图4为图3的侧视图；图中1.氢板；2.膜电极；3.氧板；4.散热风道；5.供氧风道；6.散热风机；7.供氧风机；8.机架；9.横向贯通槽；10.氧板贯通槽；11.氢板贯通槽；12.沟槽；13.氧板盲孔槽；14.氧板供氧通孔；15.氢板盲孔槽；16.缺口槽；17.密封胶。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本技术作进一步详细说明。如图Ia和图Ib所示的氢板结构示意图，氢板1为长方形不透性石墨薄板，在氢板 1的长方形对角线上的两个顶角位置，均加工有一个圆形通孔。同时在氢板1的上表面上加工有2条缺口槽16。如图Ia所示，氢板1的一面加工有沟槽12，该沟槽12的两端分别为顶角位置的圆形通孔，所述的沟槽12可以为单道蛇形，也有可能设计为多道矩形排布。如图Ib所示，氢板1的另一面加工有从一条长顶边直达另一条长顶边的若干氢板贯通槽11，本实施例为对称的6条氢板贯通槽11，氢板1中间的位置加工有一氢板盲孔槽 15。如图加和图2b所示，氧板3为长方形不透性石墨薄板，同氢板1 一样在样板3的对角线上的两个顶角位置，均加工有一个圆形通孔，同时在氧板3的上表面上加工有2条缺口槽 16。如图加所示，氧板3的一面加工有从一条长边直达另一条长边的纵向6条氧板贯通槽10，氧板3中间的位置加工有氧板盲孔槽13，并且在氧板盲孔槽13内加工有氧板供氧通孔14。如图2b所示，在另一面上，加工有从一条短边直达另一条短边的横向贯通槽9，并且上述的氧板供氧通孔14位于横向贯通槽9内。如图3和图4所示，本实施例中在机架8内依次重复叠安装有氧板3和氢板1，两者之间为膜电极2，氢板1、膜电极2和氧板3组成一个单元，在机架8内共安装8个这样的单元。在机架8上固定安装有散热风道4和供氧通道5，两者分别与氢板1的氢板贯通槽11及氧板3的氧板贯通槽10连通。供氧通道5的侧壁采用密封胶17与氢板1和氧板 3的上表面形成密封，当然，也可以采用密封条。工作时，利用散热风机6提供散热风，散热风从所述二个贯通槽10、11对扣形成的散热槽流出后，散去电堆发电时的热量；利用供氧风机7提供反应空气，所述供氧风道5同所述氢板1的氢板盲孔槽15的入口端及氧板3的氧板盲孔槽13的入口端相连，反应空气进入氧板盲孔槽和氢板盲孔槽形成的供氧槽，由氧板供氧通孔14，穿过氧板3，到达氧板3 的另一面，在横向贯通槽9流动时，空气中的氧参加电化学反应，剩余空气排出氧板。权利要求1.一种具有组合配气装置的风冷式燃料电池，它包括机架(8)，所述机架内部依次重叠的设有氢板(1)、膜电极( 和氧板(3)，其特征在于所述的机架(8)上固定安装有散热风道(4)和供氧通道(5)，所述供氧通道( 的侧壁与氢板(1)和氧板C3)的上表面密封连接；所述的氢板⑴和氧板⑶上表面设有缺口槽(16)。2.如权利要求1所述的具有组合配气装置的风冷式燃料电池，其特征在于所述的氢板(1)为长方形不透性石墨薄板，其对角位置设有圆孔，其一面设有沟槽(12)，另一面设有氢板贯通槽(11)和氢板盲孔槽(15)。3.如权利要求1所述的具有组合配气装置的风冷式燃料电池，其特征在于所述的氧板C3)为长方形不透性石墨薄板，其对角位置设有圆孔，其一面设有氧板贯通槽(10)和氧板盲孔槽(13)，另一面设有横向贯通槽(9)。专利摘要本技术属于一种便携式电源，具体公开了一种具有组合配气装置的风冷式燃料电池，它包括机架，所述机架内部依次重叠的设有氢板、膜电极和氧板，所述的机架上固定安装有散热风道和供氧通道，所述供氧通道的侧壁与氢板和氧板的上表面密封连接；所述的氢板和氧板上表面设有缺口槽。采用了由散热风道和供氧风道组成的结构紧凑的双层组合配气装置，一方面有利于成品制造维护，另一方面，可通过一定的计算模型使得气道的体积坡度达到最优，容易保证电堆中所有单电池单元的反应条件获得一致性。文档编号H01M8/04GK202282420SQ20112037783公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日专利技术者张宝春, 张洪霞, 李超, 杨静, 沈承, 赵青鹤, 靳殷实, 韩福江 申请人:中国运载火箭技术研究院, 北京航天发射技术研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝春，沈承，靳殷实，韩福江，李超，赵青鹤，杨静，张洪霞，
申请(专利权)人：北京航天发射技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：