專利名稱：硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于關于由外部供給燃料和空氣的電化學反應發(fā)電的燃料電池，特別是涉及一種具有排除燃料中的氫氣來提高燃料電池發(fā)電效率的硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結構。
背景技術：
一般，燃料電池是把燃料內的能量直接轉換成電能的裝置，關于他的技術已經公開了。這些燃料電池通常把正極和負極設置在高分子電解質的兩側。正極(氧化電極或者燃料極)上進行燃料中的氫的電化學氧化反應，負極(還原電極或者空氣極)上進行氧化劑中的氧的電化學還原反應。這時電子移動發(fā)電。
供給到這些燃料電池中的氫氣是天然氣、液化石油氣、甲醇、汽油等碳化氫系列燃料在重整器[Reformer]里經過脫磺工程→重整反應→氫氣提煉工程提煉，提煉出氫(H2)以氣態(tài)的形式使用?；蛘呷剂想姵刂邪岩簯B(tài)的BH4直接使用做燃料的BFC方式。
BFC方式的燃料電池有如下優(yōu)點。燃料電池不使用重整器，采用直接向發(fā)電裝置的正極上供給液態(tài)的BH4-的方式進行重整反應。因此不需要重整器，所以能簡化全部系統(tǒng)。
但是使用BH4-燃料的現(xiàn)有BFC方式燃料電池有如下問題。電池堆的流路里同時存在液態(tài)的燃料和氣態(tài)的H2，所以壓力變大。由于壓力變大，得加大供給燃料的燃料泵的容量。因此不僅增加制造成本，而且機器的體積也變大。

發(fā)明內容
本發(fā)明為解決上述技術中存在的技術問題而提供的以硼化合物為燃料的可以排除燃料電池內部氣態(tài)氫來提高發(fā)電效率的燃料電池的電池堆結構。
本發(fā)明為解決上述技術中存在的技術問題所采取的技術方案是一種硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結構是在把儲存在燃料罐中的硼化合物供給到電池堆的正極里、把空氣供給到電池堆的負極里，從供給的硼化合物和空氣的化學反應中得到電力的燃料電池中，電池堆是由層疊1個以上的、在膜-電極總成的兩側上有具備流路槽的雙極板形成的電池構成，其雙極板由吸收氫氣用氫氣儲藏合金制成。做為燃料的硼化合物是液態(tài)的BH4。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明的硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結構是層疊1個以上由膜-電極總成的兩側上具備流路槽的雙極板形成的電池構成，并且用能吸收氫氣的氫氣儲藏合金制造雙極板。因此液態(tài)的燃料BH4-接觸電池堆的正極向內部流動的時候，氣態(tài)的H2吸入到氫氣儲藏合金制造雙極板上。所以在發(fā)電時，能防止出現(xiàn)由于氫氣增多電池堆內壓力變大，不能向電池堆內流暢地供給燃料的現(xiàn)象。


圖1是圖示具備本發(fā)明的電池堆的硼化合物為燃料的燃料電池的簡略結構圖。
圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的電池堆的單個電池結構的剖面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的雙極板的正面圖。
對于圖主要部分符號的說明10電池堆、 22正極、23負極、 24膜-電極總成、25雙極板、 100燃料罐。
具體實施例方式
參照圖中的實施例詳細說明本發(fā)明的硼化合物為燃料的燃料電池電池堆結構。
圖1是圖示具備本發(fā)明的電池堆的硼化合物為燃料的燃料電池的簡略結構圖。
如圖所示，在產生電力的電池堆(10)的一側具備儲存液態(tài)BH4-的燃料罐(100)，燃料罐(100)和電池堆(10)的正極上連接燃料供給管(30)和燃料回收管(40)，并且燃料供給管(30)上設置抽吸燃料的燃料泵(300)。
在電池堆(10)的負極上連接空氣供給管(50)和空氣排出管(60)，并且空氣供給管(50)上設置抽吸空氣的氣泵(70)。
電池堆(10)是用產生電化學反應的單個電池形成或者層疊多個單個電池用螺絲組裝形成。如圖2說示，單個電池由膜-電極總成(24)、雙極板(25)、集電板構成(26)(27)構成。膜-電極總成(24)是擴散氣體的正極(22)和負極(23)結合在電解質膜(21)的兩側形成。雙極板(25)緊貼在膜-電極總成(24)的兩側，并且在正極(22)和負極(23)上形成燃料氣體及含氧氣體的流路。集電板(26)、(27)設置在雙極板(25)的兩側形成正極(22)和負極(23)的集電極。
膜-電極總成(24)的電解質膜(21)是由高分子材料形成的離子交換膜，并且電解質膜傳送氫離子的同時防止氧和氫接觸。正極(22)和負極(23)是支撐鉑(Pt)催化劑層的支撐體，并且多孔性碳化紙或碳化布結合在電解質膜(21)兩側的結構。
雙極板是由吸收并儲存BH4-、BO2、2HO2混合液中的氣態(tài)氫氣的氫氣儲存合金制成，并且雙極板的內側面上有一定深度的多個流路槽(31)。所以BH4-、BO2、2HO2混合液和空氣各自沿著緊貼在正極(22)和負極(23)上形成的流路流動。
集電板(26)、(27)應該是導電性要好、耐蝕性要好、并且不會弱化氫氣的金屬構成。具體是使用鈦、不銹鋼、銅等能滿足上述要求的任何一個。
說明具備本發(fā)明的電池堆結構的燃料電池的作用效果。
操作者如果開啟開關，控制部(未圖示)根據(jù)預先設定的控制程序運作燃料泵(300)，通過燃料供給管(30)向電池堆(10)的正極供給燃料罐(100)里的液態(tài)的BH4-。與此同時控制部運作氣泵(70)，通過空氣供給管(50)向電池堆(10)的負極(23)供給空氣。供給到電池堆(10)里的液態(tài)的BH4-沿著流路槽(31)里的流路流動，并且在膜-電極總成(24)的正極(22)上全面擴散，并進行氫氣的電化學氧化。空氣沿著含氧氣體的流路槽(32)流動，并且在膜-電極總成(24)的負極(23)上全面擴散，并進行氧氣的電化學還原。并且這時產生的電子發(fā)電。這時產生的電在集電板(26)、(27)上集聚使用成能源。
這時的反應式如下。
E0＝1.64V在供給到電池堆(10)里并沿著電池堆(10)內部的流路流動的液態(tài)BH4-中含有氣態(tài)H2。H2氣體被氫氣儲存合金的雙極板(25)吸收，所以能防止出現(xiàn)由電池堆(10)的流路內流動的燃料壓力變大的現(xiàn)象。
權利要求
1.一種硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結構，是在把儲存在燃料罐里的硼化合物供給到電池堆的正極里、把空氣供給到電池堆的負極里，從供給的硼化合物和空氣的化學反應中得到電力的燃料電池中，其特征在于電池堆是由層疊1個以上在膜-電極總成的兩側上具備流路槽的雙極板形成的電池構成，其雙極板由吸收氫氣用氫氣儲藏合金制成。
2.根據(jù)權利要求1所述的硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結構，其特征在于燃料硼化合物是液態(tài)的BH4-。
全文摘要
本發(fā)明的硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結構是層疊1個以上由膜－電極總成的兩側上具備流路槽的雙極板形成的電池構成，并且用能吸收氫氣的氫氣儲藏合金制造雙極板。因此液態(tài)的燃料BH
文檔編號H01M8/00GK1549370SQ0312984
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月20日 優(yōu)先權日2003年5月20日
發(fā)明者李明浩, 樸明碩, 崔鴻, 金鐵煥, 高承兌, 黃龍俊, 許成根, 曺泰熙 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司