制作演示教具用氫燃料電池模塊的模具和方法以及電池模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及氫燃料電池的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及氫燃料演示教具的電池模塊和模具以及制作方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素，制造成儲存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陰極和陽極，氫通過陰極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陽極。目前在一些學(xué)校中其通過演示教具來闡述氫燃料電池原理，而作為演示教具的核心:電池模塊，其傳統(tǒng)的制作方式是將炭紙和炭紙之間的質(zhì)子交換膜分別剪裁成小塊，在通過手工進行組合送去硫化機進行壓制，而炭紙和質(zhì)子交換膜組合時不能直接用手拿進行組合，一般是通過鑷子實現(xiàn)操作，從而其質(zhì)子交換膜上下側(cè)的炭紙對齊常常需要耗費大量的時間；而且組合后的炭紙和質(zhì)子交換膜送去硫化機進行壓制也不方便，從而其生產(chǎn)耗時較長，生產(chǎn)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，而提供制作演示教具用氫燃料電池模塊的模具和方法，其縮短了電池模塊的生產(chǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率。
[0004]制作演示教具用氫燃料電池模塊的模具，包括下層模板和上層模板，下層模板的上端面上成型有若干矩形的定位凹槽，上層模板上成型有若干個與下層模板定位凹槽相對的矩形的定位孔，上層模板的一側(cè)邊和下層模板的一側(cè)邊固定在一起。
[0005]所述的定位凹槽呈線性均勻分布在下層模板上，所述的定位孔呈線性均勻分布在上層模板上;定位孔的長和寬分別與定位凹槽的長和寬相等。
[0006]所述下層模板的長和寬分別與上層模板的長和寬相等，下層模板上定位凹槽的深度等于上層模板的厚度。
[0007]演示教具用氫燃料電池模塊的制作方法，該方法以下步驟:
[0008]①、準(zhǔn)備好的炭紙和質(zhì)子交換膜，根據(jù)電池模塊的類型分別在炭紙或質(zhì)子交換膜上噴涂催化層，電池模塊類型分為三類:電解電池模塊、發(fā)電電池模塊和再生電池模塊，并將炭紙裁剪成若干個矩形的小塊；
[0009]②、清理模具，將裁剪成小紙片的炭紙放入模具的下層模板的定位凹槽內(nèi)，炭紙上有催化層的，其催化層面朝上，然后在下層模板上覆蓋一張質(zhì)子交換膜，最后再將模具的上層模板與下層模板相對齊并在上層模板的定位孔內(nèi)放入裁剪成小紙片的炭紙，炭紙上有催化層的，其催化層面朝下；
[00?0]③、將上一步放入炭紙和質(zhì)子交換膜的模具拿到硫化機下，在150?200°C進行壓制;
[0011]④、將從硫化機中取下模具，打開模具的上層模板，取出已經(jīng)壓制成型的炭紙組件，延炭紙組件上炭紙之間的間隙剪裁出小塊的電池模塊，并在電池模塊炭紙邊緣涂膠與質(zhì)子交換膜粘貼固定在一起。
[0012]根據(jù)所述演示教具用氫燃料電池模塊的制作方法所制成的發(fā)電電池模塊，包括上層炭紙、下層炭紙和質(zhì)子交換膜，質(zhì)子交換膜夾持在上層炭紙和下層炭紙之間，上層炭紙或下層炭紙的外邊通過膠水粘貼固定在質(zhì)子交換膜上，質(zhì)子交換膜的兩端面上均噴涂有鉑炭催化層。
[0013]根據(jù)所述演示教具用氫燃料電池模塊的制作方法所制成的電解電池模塊，包括上層炭紙、下層炭紙和質(zhì)子交換膜，質(zhì)子交換膜夾持在上層炭紙和下層炭紙之間，上層炭紙或下層炭紙的外邊通膠水粘貼固定在質(zhì)子交換膜上，上層炭紙靠近質(zhì)子交換膜一側(cè)的端面上噴涂有鉑炭催化層，下層炭紙靠近質(zhì)子交換膜一側(cè)的端面上噴涂有氧化銥催化層。
[0014]根據(jù)所述演示教具用氫燃料電池模塊的制作方法所制成的再生電池模塊，包括上層炭紙、下層炭紙和質(zhì)子交換膜，質(zhì)子交換膜夾持在上層炭紙和下層炭紙之間，上層炭紙或下層炭紙的外邊通膠水粘貼固定在質(zhì)子交換膜上，上層炭紙靠近質(zhì)子交換膜一側(cè)的端面上噴涂有鉑炭催化層，下層炭紙靠近質(zhì)子交換膜一側(cè)的端面上噴涂有銥鉑合金催化層。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]1、它設(shè)計了輔助模具和采用了通過輔助模具實現(xiàn)生產(chǎn)電池模塊的新方法，縮短了電池模塊的生產(chǎn)時間，提高了電池模塊的生產(chǎn)效率。
[0017]2、它通過更改催化層豐富了電池模塊的種類，增設(shè)了電池模塊的功能。
【附圖說明】
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[0018]圖1為發(fā)明所述模具分離的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為發(fā)明所述模具俯視的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為發(fā)明電池模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖4為本發(fā)明發(fā)電電池模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明電解電池模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明再生電池模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中:1、下層模板；11、定位凹槽;2、上層模板;21、定位孔;3、電池模塊;31、上層炭紙;32、質(zhì)子交換膜;33、下層炭紙;34、鉑炭催化層;35、氧化銥催化層;36、銥鉑合金催化層。
【具體實施方式】
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[0025]實施例:見圖1至6所示，制作演示教具用氫燃料電池模塊的模具，包括下層模板I和上層模板2，下層模板I的上端面上成型有若干矩形的定位凹槽11，上層模板2上成型有若干個與下層模板I定位凹槽11相對的矩形的定位孔21，上層模板2的一側(cè)邊和下層模板I的一側(cè)邊固定在一起。
[0026]所述的定位凹槽11呈線性均勻分布在下層模板I上，所述的定位孔21呈線性均勻分布在上層模板2上;定位孔21的長和寬分別與定位凹槽11的長和寬相等。
[0027]所述下層模板I的長和寬分別與上層模板2的長和寬相等，下層模板I上定位凹槽11的深度等于上層模板2的厚度。
[0028]演示教具用氫燃料電池模塊的制作方法，該方法以下步驟:
[0029]①、準(zhǔn)備好的炭紙和質(zhì)子交換膜，根據(jù)電池模塊的類型(電池模塊類型分為三類:電解電池模塊、發(fā)電電池模塊和再生電池模塊)分別在炭紙或質(zhì)子交換膜上噴涂催化層，并將炭紙裁剪成若干個矩形的小塊；
[0030]②、清理模具，將裁剪成小紙片的炭紙放入模具的下層模板的定位凹槽內(nèi)，炭紙上有催化層的，其催化層面朝上，然后在下層模板上覆蓋一張質(zhì)子交換膜，最后再將模具的上層模板與下層模板相對齊并在上層模板的定位孔內(nèi)放入裁剪成小紙片的炭紙，炭紙上有催化層的，其催化層面朝下；
[0031]③、將上一步放入炭紙和質(zhì)子交換膜的模具