极板、极板组及燃料电池制造技术

本发明专利技术提供一种极板、极板组及燃料电池。该极板可应用于燃料电池，其外表面设有多个气体流道，以及至少一反应气体加湿路径，该反应气体加湿路径设有至少一加湿区段，用以吸附该燃料电池反应后产生的水分子，使该燃料电池能通过一反应气体入口通入反应气体，而流经该反应气体加湿路径中的加湿区段，利用该燃料电池反应后所产生的热能与水分子，来完成所通入反应气体的加热与加湿。

【技术实现步骤摘要】
极板、极板组及燃料电池
本专利技术是与燃料电池有关，具体而言是一种燃料电池用的极板、极板组及燃料电池。该极板除了能使燃料电池的反应气体均匀分布在反应面之外，还能对反应气体进行适当的加热与加湿，以及兼具加强散热的功能。
技术介绍
近年来，石化能源所造成的种种污染，造成了地球平均温度的升高与各项气候异常，同时也促进了绿色替代能源的需求与日俱增，由于燃料电池所使用的反应物为取得成本低廉的氢气与氧气，而且电化学反应后的生成物是完全零污染的水，使用的过程也和一般燃油发电机相似，目前已经成为各国竞相投入的热门
，其中，燃料电池所应用的极板是构成反应气体流场(ReactionGasFlowField)的重要构件。美国专利技术专利第US6,261,710B1号“用于高分子电解质膜燃料电池的薄片金属双极板(SheetMetalBipolarDesignForPolymerElectrolyteMembraneFuelCells)”其揭露由两片非直线形(Non-linear)的金属极板焊接一起，而制作成一种非直线形的金属双极板，并且在该两片金属极板之间形成冷却液体的流动空间。另一件美国专利技术专利第US5,776,624A号“用于质子交换膜燃料电池的铜焊金属双极板(BrazedBipolarPlatesForPEMFuelCells)”则揭露由两片抗腐蚀的金属极板铜焊(Brazed)一起，并且在该两片金属极板之间形成一通道(Passage)，用来流通绝缘(Dielectric)的冷却剂。虽然前述两件专利前案的金属极板在结构上设计有反应气体与冷却剂的流道，形成反应气体的流场，但未考量反应气体加热与加湿的需求，因此需要外加其他装置来达成，如此一来，除了增加整个燃料电池系统的体积之外，也提高了制作成本，不利于燃料电池的商品化与推广。
技术实现思路
有鉴于前述各种缺失，本专利技术提供一种燃料电池用极板，除了提供形成反应气体流场的功能之外，还能提供对反应气体进行加热与加湿的功能，以组成小体积、低成本与散热好的燃料电池系统。为达成上述目的，本专利技术提供一种极板，可应用于燃料电池或其系统，具有相对的一内表面与一外表面，该外表面设有多个气体流道使通入该燃料电池的反应气体在此发生电化学反应，以及至少一气体加热流道传导来自前述电化学反应所产生的热能，该气体加热流道内设有至少一加湿区段，该加湿区段设有至少一水分吸附元件以吸附该燃料电池反应后产生的水分子，当该燃料电池通过一反应气体入口通入反应气体时，该反应气体将流经该气体加热流道与该加湿区段等路径，以进行加热与加湿，随后流入这些气体流道。其中，该极板是该燃料电池的阴极板、阳极板或双极板其中之一，该反应气体为阴极气体或阳极气体其中之一；而该极板是金属材质或碳复合材料其中之一。本专利技术亦提供一种与上述极板互相连结使用的第一极板，其具有相对的一内表面与一外表面，该外表面设有多个气体流道，该第一极板是以其内表面朝向该极板的内表面方向进行连结及相对应，以及至少一气体加热流道传导来自电化学反应所产生的热能，该气体加热流道内设有至少一加湿区段。其中，更设有贯穿该极板的内表面与外表面的一加湿气体入口，而该内表面设有至少一冷却气体流道，与一阴极气体入口相连通；而该加湿气体入口连通该反应气体入口与该气体加热流道。本专利技术另提供一种极板，可应用于一燃料电池，具有相对的一内表面与一外表面，该外表面设有至少一反应气体入口、一加湿气体入口及多个气体流道，以及形成有至少一反应气体加湿路径，位于该反应气体入口与该加湿气体入口之间。其中，该极板的内表面设有至少一冷却气体流道与该反应气体入口相连通。其中，该反应气体加湿路径是部分邻近该极板的侧边。其中，该反应气体加湿路径更包括至少一气体加热流道。其中，该气体加热流道邻近该极板的侧边延伸。其中，该反应气体加湿路径更包括至少一加湿区段。其中，该加湿区段设有至少一水分吸附元件。其中，该加湿区段设有至少一通孔。其中，该加湿区段设于该气体加热流道之间。其中，该加湿区段位于这些气体流道的出口邻接处。本专利技术再提供一种利用前述极板的极板组，可用以堆叠形成一燃料电池，至少包括：至少一第一极板，具有相对的一外表面与一内表面，该外表面设有至少一第一凹部，以及深度小于该第一凹部的至少一第二凹部，该第一极板于两侧开设有一阳极气体入口与一阴极气体入口；至少一第二极板，具有相对的一外表面与一内表面，该外表面设有至少一第三凹部，以及深度小于该第三凹部的至少一第四凹部，且该第二极板是以其内表面朝向该第一极板的内表面进行连结及相对应，该第二极板于两侧开设有一阳极气体入口与一阴极气体入口；其中，该第二凹部与该第四凹部分别形成有至少一气体流道，而该第一凹部与该第三凹部分别形成有至少一反应气体加湿路径。其中，该第一极板与第二极板更包括至少一反应气体入口，用以通入反应气体。其中，该反应气体加湿路径更包括至少一加湿区段，设于该第一极板的该第一凹部与该第二极板的该第三凹部之间。其中，该加湿区段更包括至少一水分吸附元件，设于这些极板之外表面，用以吸附该燃料电池反应后产生的水分子。其中，该加湿区段更包括至少一通孔。其中，该反应气体加湿路径更包括至少一气体加热流道，其两端连通该反应气体入口与这些气体流道。其中，更包括至少一散热片，设于该第一极板与该第二极板之间；该散热片设有至少一定位结构，该第一极板与该第二极板两者其中之一的内表面对应设有至少一定位部，以定位该散热片；前述该定位结构为一中空凸柱，而该定位部为一通孔。其中，该第一极板与该第二极板的外表面分别设有至少一第五凹部与至少一第六凹部，且该第五凹部与该第六凹部的深度分别小于该第一凹部与第三凹部，可用以连结两极板组。其中，该第一极板与该第二极板开设有一加湿气体入口，且该加湿气体入口连通该气体加热流道与这些体流道。其中，该第二凹部与第四凹部的内表面间分别形成至少一冷却气体流道，该冷却气体流道连通一阴极气体入口。其中，该加湿区段位于这些气体流道的出口邻接处。因此，本专利技术能够充分利用燃料电池反应所产生的热能与水分子，通过气体加热流道与加湿区段等的流动路径来对通入的反应气体进行加热与加湿程序，不但能提高效率、降低成本，还能免去外加相关设备的麻烦，进而达成本专利技术的目的与预期功效。附图说明图1为本专利技术第一实施例的分解图。图2A为本专利技术第一实施例的立体图。图2B为本专利技术第一实施例的俯视图。图3A为以本专利技术极板所组成的燃料电池部分分解图。图3B为以本专利技术极板所组成的燃料电池立体图。图3C为以本专利技术极板所组成的燃料电池俯视图。图4A为本专利技术第一实施例中第一极板外表面的平面图。图4B为本专利技术第一实施例中第一极板内表面的平面图。图5A为本专利技术第一实施例中第二极板外表面的平面图。图5B为本专利技术第一实施例中第二极板内表面的平面图。图6A显示图2B中AA剖面线的断面图。图6B显示图2B中BB剖面线的断面图。图6C显示图2B中CC剖面线的断面图。图7A为本专利技术的反应气体入口部分结构示意图。图7B为本专利技术的加湿气体入口部分结构示意图。图7C为本专利技术的阴极气体流道与加湿区段间部分结构示意图。图8为本专利技术第二实施例中第一极板的加湿区段示意图。图9为本专利技术第二实施例中第二极板的加湿区段示意图。图10为本专利技术第三实施例中第一极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极板，其特征在于，所述极板应用于一燃料电池，具有相对的一内表面与一外表面，所述外表面设有至少一反应气体入口、一加湿气体入口及多个气体流道，以及形成有至少一反应气体加湿路径，位于所述反应气体入口与所述加湿气体入口之间。

【技术特征摘要】
2011.09.05 TW 1001319671.一种极板，其特征在于，所述极板应用于一燃料电池，具有相对的一内表面与一外表面，所述外表面设有至少一反应气体入口、一加湿气体入口及多个气体流道，以及形成有至少一反应气体加湿路径，位于所述反应气体入口与所述加湿气体入口之间；其中，所述极板的内表面设有至少一冷却气体流道与所述反应气体入口相连通。2.如权利要求1所述的极板，其特征在于，所述反应气体加湿路径更包括至少一加湿区段。3.如权利要求1所述的极板，其特征在于，所述反应气体加湿路径更包括至少一气体加热流道。4.如权利要求2所述的极板，其特征在于，所述加湿区段设有至少一水分吸附元件。5.如权利要求2所述的极板，其特征在于，所述加湿区段设有至少一通孔。6.如权利要求1所述的极板，其特征在于，所述极板是所述燃料电池的阴极板、阳极板或双极板其中之一，所述反应气体为阴极气体或阳极气体其中之一；而所述极板是金属材质或碳复合材料其中之一。7.如权利要求1所述的极板，其特征在于，所述加湿气体入口贯穿所述极板的内表面与外表面，而所述冷却气体流道，与一阴极气体入口相连通。8.如权利要求1所述的极板，其特征在于，所述极板的内表面可对应装设一散热片；所述散热片设有至少一定位结构，所述内表面则对应设有至少一定位部，以定位所述散热片。9.一种极板组，其特征在于，所述极板组用以堆叠形成一燃料电池，所述极板组至少包括：至少一第一极板，具有相对的一外表面与一内表面，所述外表面设有至少一第一凹部，以及深度小于所述第一凹部的至少一第二凹部，所述第一极板的两侧设有一阳极气体入口与一阴极气体入口；至少一第二极板，具有相对的一外表面与一内表面，所述外表面设有至少一第三凹部，以及深度小于所述第三凹部的至少一第四凹部，且所述第二极板是以其内表面朝向所述第一极板的内表面进行连结，所述第二极板的两侧设有一阳极气体入口与一阴极气体入口；其中，所述第二凹部与所述第四凹部分别形成有至少一气体流道，另所述第一凹部与所述第三凹部分别形成有至少一反应气体加湿路径。10.如权利要求9所述的极板组，其特征在于，所述反应气体加湿路径更包括至少一加湿区段，设于所述第一极板的所述第一凹部与所述第二极板的所述第三凹部之间。11.如权利要求9所述的极板组，其特征在于，所述反应气体加湿路径更包括至少一气体加热流道，其两端连通一反应气体入口与所述气体流道。12.如权利要求10或11所述的极板组，其特征在于，所述加湿区段设于所述气体加热流道之间。13.如权利要求10所述的极板组，其特征在于，所述加湿区段设有至少一水分吸附元件。14.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨源生，
申请(专利权)人：亚太燃料电池科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：