專利名稱：燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用作電子設(shè)備或其類似物的電源的燃料電池。
背景技術(shù)：
目前，蓄電池例如鋰離子電池主要用作電子設(shè)備例如便攜式筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)(以下稱為筆記本PC)、移動(dòng)裝置等的電源。這些現(xiàn)代電子設(shè)備具有逐漸增強(qiáng)的功能，且需要更多的能量消耗和更長(zhǎng)的操作時(shí)間。為滿足這些需要，希望不需要充電的小型、高輸出燃料電池作為新型電源。存在各種類型的燃料電池。特別的，采用甲醇溶液作為其燃料的直接甲醇燃料電池(以下稱為DMFC)優(yōu)于采用氫作為其燃料的燃料電池之處在于易于儲(chǔ)運(yùn)燃料且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。因此，DMFC是目前頗受矚目的電子設(shè)備用電源。
通常，DMFC具有一種用于容納燃料箱、混合箱、液泵、氣泵等的容器。燃料箱容納高濃度甲醇。燃料箱內(nèi)的甲醇在混合箱內(nèi)用水稀釋。液泵把該在混合箱內(nèi)稀釋的甲醇?jí)毫斔徒o一種起電單元。利用氣泵給起電單元供應(yīng)空氣。起電單元具有陽極和陰極。通過分別把經(jīng)稀釋甲醇和空氣輸送給陽極和陰極側(cè)，基于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量。如此，該起電單元由于化學(xué)變化產(chǎn)生的反應(yīng)熱而被加熱至高溫。通常，燃料電池產(chǎn)生的熱量與其產(chǎn)生的電量成正比。
依照例如日本專利申請(qǐng)公開文獻(xiàn)特開平No.7-6777中描述的一種燃料電池，由發(fā)電產(chǎn)生的熱經(jīng)由起電單元的表面以及陽極和陰極通道排放到容器內(nèi)。利用安裝在該容器內(nèi)表面上的冷卻風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)排出容器內(nèi)的空氣以通風(fēng)換氣。由此，維持燃料電池在預(yù)期操作溫度，溫度不會(huì)過度升高。
作為在上述燃料電池中由發(fā)電得到的反應(yīng)產(chǎn)物，分別在陽極和陰極側(cè)生成二氧化碳和水。如前所提到的，發(fā)電產(chǎn)生的熱經(jīng)由陽極和陰極通道排出。但是，作為反應(yīng)產(chǎn)物的一些水也以蒸汽形式排放到燃料電池的容器內(nèi)。如果利用經(jīng)由陰極通道排出的蒸汽冷卻燃料電池，水將逐漸轉(zhuǎn)化為蒸汽并減少，這樣就不能滿意地確保用于發(fā)電反應(yīng)的必要水。結(jié)果，盡管還存在殘余燃料，燃料電池的發(fā)電量卻不可避免地降低。
發(fā)明概述本發(fā)明是考慮到這些情況做出的，其目的是提供一種可以長(zhǎng)期、穩(wěn)定發(fā)電的燃料電池。
依照本發(fā)明一方面的一種燃料電池包括外殼；起電單元，其位于該外殼內(nèi)且基于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量；燃料箱，其位于該外殼內(nèi)且容納燃料；陽極通道，燃料經(jīng)由該陽極通道在起電單元與燃料箱之間流通；空氣供應(yīng)部，其給起電單元供應(yīng)空氣；陰極通道，其與起電單元連接，且該起電單元的產(chǎn)物經(jīng)由該陰極通道排出；以及散熱器部，其位于陰極通道內(nèi)。
陰極通道具有第一通道，其自起電單元起延伸；多個(gè)支流通道，它們從該第一通道中分出；儲(chǔ)槽部，其與該第一通道和支流通道的各個(gè)底端連通，且儲(chǔ)存自該第一通道排出的水和在該支流通道內(nèi)冷凝的水；以及回收通道，其把儲(chǔ)存在該儲(chǔ)槽部?jī)?nèi)的水導(dǎo)入燃料箱，散熱器部對(duì)應(yīng)于支流通道設(shè)置。
依照這種方式設(shè)置的燃料電池，可提供一種能夠防止用于發(fā)電的必要水短缺、從而確?？煽堪l(fā)電的燃料電池。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)將在以下說明書中詳述，部分優(yōu)點(diǎn)將自該說明書顯而易見或者可通過實(shí)施本發(fā)明認(rèn)識(shí)到。通過以下特別指出的工具和組合可實(shí)現(xiàn)并獲得本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)。
附圖的簡(jiǎn)要說明包含在本說明書內(nèi)且構(gòu)成本說明書一部分的附圖表示了本發(fā)明的實(shí)施例，該附圖與以上給出的概述和以下給出的實(shí)施例的詳細(xì)描述一起用于說明本發(fā)明的原理。


圖1是表示依據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的一種燃料電池的透視圖2是表示與個(gè)人計(jì)算機(jī)連接的該燃料電池的透視圖；圖3是表示該燃料電池與個(gè)人計(jì)算機(jī)的剖視圖；圖4是表示該燃料電池內(nèi)部的透視圖；圖5是表示局部剖開的該燃料電池的平面圖；圖6是示意性表示該燃料電池的發(fā)電器部的示圖；圖7是代表性表示該燃料電池的一種起電單元的單元結(jié)構(gòu)的示圖；圖8是代表性表示該燃料電池的陰極通道和陰極冷卻器的示圖；圖9A，9B和9C是表示陰極通道內(nèi)的水位、冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)電壓以及回收泵的驅(qū)動(dòng)電壓之間關(guān)系的圖表；以及圖10是示意性表示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種燃料電池的發(fā)電器部的示圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述依照本發(fā)明實(shí)施例的燃料電池。
如圖1-3所示，一種燃料電池10由采用甲醇作為液體燃料的DMFC組成。其可用作電子設(shè)備例如個(gè)人計(jì)算機(jī)11的電源。
燃料電池10具有外殼12。該外殼12具有水平延伸的基本棱柱形主體14以及自該主體起延伸的承載部16。該承載部16是一種可承載個(gè)人計(jì)算機(jī)11的后部于其上的平面矩形構(gòu)件。主體14容納構(gòu)成一種發(fā)電器部(以下將要提到)的燃料箱、起電單元、混合箱等?？刂撇?9、用于鎖定計(jì)算機(jī)11的鎖定機(jī)構(gòu)等設(shè)置在承載部16內(nèi)。
如圖1-3所示，主體14具有平面底壁18a、頂壁18b、前壁18c、后壁18d以及一對(duì)側(cè)壁18e。底壁18a與承載部16的底壁結(jié)合為一整體。頂壁18b基本平行于底壁18a延伸。前壁18c位于壁18a與18b之間。每個(gè)側(cè)壁18e都具有向外凸出的曲面。大量孔20形成在前壁18c內(nèi)。對(duì)應(yīng)于孔20的位置，大量孔21形成在后壁18d內(nèi)。主體14的一個(gè)側(cè)壁18e具有用作排氣孔的大量孔22。支腳24設(shè)置在底壁18a的外表面上。用于指示燃料電池10的操作狀態(tài)的指示器23設(shè)置在主體14的頂壁18b的前端部上。
承載部16具有一自主體14的前壁18c的下端部起向前延伸的平坦頂壁26。該頂壁26以一定間距地面向底壁18a的前半部，且相對(duì)于主體側(cè)略微傾斜地延伸。頂壁26形成了一其上可放置個(gè)人計(jì)算機(jī)11的支承面26a。
如圖1-4所示，承載部16容納用于控制發(fā)電器部(以下將要提到)操作的控制部29。該控制部29具有一種位于承載部16內(nèi)的控制電路板30，且基本平行于頂壁26延伸。包括半導(dǎo)體設(shè)備28和連接器32在內(nèi)的電子部件安裝在電路板30上。連接器32位于承載部16中央內(nèi)的主體14附近，且經(jīng)由頂壁26從支承面26a中伸出。控制部29具有一用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電器部的電源(未表示)。
承載部16容納一構(gòu)成鎖定機(jī)構(gòu)且可沿寬度方向移動(dòng)的鎖定板34。三個(gè)例如鉤狀件38豎立在鎖定板34上且經(jīng)由頂壁25從支承面26a中伸出。一種彈出控制桿36位于承載部16內(nèi)，該彈出控制桿36朝向一種釋放位置移動(dòng)鎖定板34及鉤狀件38。一種用于控制該彈出控制桿36的彈出按鈕40提供在承載部16的一個(gè)側(cè)緣上。定位凸起41形成在支承面26a上的鉤狀件38的附近。
如圖3所示，利用豎立在底壁18a上的隔壁42分隔容納控制電路板30的承載部16的內(nèi)部與發(fā)電器部位于其內(nèi)的主體14的內(nèi)部。隔壁42具有槽口(未表示)，用于電連接該發(fā)電器部和電路板30的導(dǎo)線穿過該槽口。
如圖2和3所示，通過利用定位凸起41進(jìn)行定位的方式將個(gè)人計(jì)算機(jī)11的后端部放置在承載部16的支承面26a上。計(jì)算機(jī)11與鉤狀件38嚙合，并鎖定在安裝位置。計(jì)算機(jī)11的一種連接器(未表示)與承載部16的連接器32機(jī)械連接且電連接。由此，燃料電池10和個(gè)人計(jì)算機(jī)11相互機(jī)械地連接且電連接。
如圖4-6所示，發(fā)電器部包括位于主體14一側(cè)上的燃料箱50、位于該主體中央部的起電單元52、以及位于該主體另一側(cè)上的混合箱54。起電單元52基于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。燃料箱50容納作為液體燃料的高濃度甲醇。箱50形成為一種可安裝到主體14上且可從該主體14上拆下的盒體。主體14的一個(gè)側(cè)部形成為一種蓋51，在安裝或折下箱50時(shí)，可移除該蓋51。燃料箱50經(jīng)由一種燃料供應(yīng)管路(未表示)與混合箱54連接。在該燃料供應(yīng)管路中，設(shè)置有把燃料從燃料箱輸送至混合箱的第一液泵56。
如圖7所示，起電單元52是通過疊置多個(gè)單元形成的。每個(gè)單元都由陽極(燃料電極)58a、陰極(空氣電極)58b、以及位于該電極之間的電解質(zhì)膜60組成。大量冷卻片61圍繞著起電單元52布置。
如圖4-6所示，主體14容納一氣泵64，該氣泵64經(jīng)由氣閥63給起電單元52的陰極58b供應(yīng)空氣。氣泵64構(gòu)成了一空氣供應(yīng)部。燃料供應(yīng)管66a和燃料回收管66b連接在起電單元52與混合箱54之間。它們形成了陽極通道，燃料經(jīng)由該陽極通道在起電單元52的陽極58b與混合箱54之間流通。燃料供應(yīng)管66a與第二液泵68連接，該第二液泵68把燃料從混合箱54輸送至起電單元52。燃料回收管66b具有一氣液分離器65，用于分離自起電單元52排出的燃料和經(jīng)由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳。大量垂直延伸的散熱片69環(huán)繞著燃料供應(yīng)管66a和燃料回收管66b安裝，并構(gòu)成了一陽極冷卻器70。主體14的后壁18d內(nèi)的孔21與該陽極冷卻器70相對(duì)。
如圖3-8所示，一排出管72與起動(dòng)單元52連接且限定了一陰極通道，發(fā)電器的產(chǎn)物和空氣經(jīng)由該陰極通道排出。陰極通道具有第一通道72a、支流通道72b、儲(chǔ)槽部72c、回收通道72d以及第二通道72e。第一通道72a自起電單元52起延伸。支流通道72b從第一通道72a中分出并沿著與水平方向成一定角度的方向延伸。儲(chǔ)槽部72c與第一通道72a及支流通道72b的各個(gè)底端連通。其儲(chǔ)存自第一通道72a排出的水和支流通道72b內(nèi)冷凝的水?；厥胀ǖ?2d把儲(chǔ)存在儲(chǔ)槽部72c內(nèi)的水引入混合箱54。第二通道72e與支流通道72b的各個(gè)頂端連通。在本實(shí)施例中，支流通道72b沿垂直方向獨(dú)立地延伸。
回收通道72d具有一把儲(chǔ)槽部72c內(nèi)的水供應(yīng)給混合箱54的回收泵76。一檢測(cè)儲(chǔ)槽部?jī)?nèi)的水位的水位檢測(cè)器77位于該儲(chǔ)槽部72c內(nèi)。
大量水平延伸的散熱器片74環(huán)繞著形成支流通道72b的排出管72安裝，且構(gòu)成了陰極冷卻器75。包括支流通道72b的陰極冷卻器75與陽極冷卻器70相對(duì)且兩者之間存在一定間隙。第二通道72e基本水平延伸且具有一排氣口78，該排氣口78位于主體14的孔22附近且朝向該孔22敞開。在第二通道72e內(nèi)，一排氣閥80位于排氣口78附近。此外，第二通道72e具有一排氣管81，該排氣管81把經(jīng)由氣液分離器65分離的二氧化碳引入第二通道72e。形成在主體14的前壁18c內(nèi)的孔20與陰極冷卻器75相對(duì)。
在主體14中，一由離心式風(fēng)扇形成的冷卻風(fēng)扇82設(shè)置在陽極冷卻器70與陰極冷卻器75之間且與它們相對(duì)。這樣放置冷卻風(fēng)扇82，使其葉片的轉(zhuǎn)軸基本水平延伸且基本垂直于陽極和陰極冷卻器70和75。如自圖8顯而易見的，冷卻風(fēng)扇82具有罩住葉片的殼體。該殼體具有與陽極和陰極冷卻器70和75相對(duì)的入口84以及沿著與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)方向相切的方向敞開的兩個(gè)排氣口86a和86b。排氣口86a朝向主體14的孔22敞開，另一排氣口86b朝向起電單元52敞開。
此外，發(fā)電器部具有一濃度傳感器88和一濃度檢測(cè)泵85，傳感器88檢測(cè)混合箱54內(nèi)的燃料濃度，泵85使混合箱內(nèi)的燃料通過該傳感器循環(huán)。
設(shè)置在主體14內(nèi)且構(gòu)成該發(fā)電器部的第一和第二液泵56和68、氣泵65、回收泵76、濃度檢測(cè)泵85、氣閥63、排氣閥80以及冷卻風(fēng)扇82與控制電路板30電連接且利用該電路板控制它們。水位檢測(cè)器77和濃度傳感器88與控制電路板30連接，且將它們各自的檢測(cè)信號(hào)發(fā)送給該電路板。連接這些電子部件、傳感器及控制電路板30的導(dǎo)線(未表示)經(jīng)由彈性部42內(nèi)的槽口自主體14的內(nèi)部拉出至承載部16內(nèi)。
如果將按照這種方式構(gòu)成的燃料電池10用作個(gè)人計(jì)算機(jī)11的電源，則首先將該計(jì)算機(jī)的后端部放置到該燃料電池的承載部16上、鎖定在適當(dāng)位置、并經(jīng)由連接器32與該燃料電池電連接。在這種狀態(tài)下，啟動(dòng)燃料電池10的發(fā)電器。在這種情況下，甲醇經(jīng)由第一液泵56從燃料箱50供應(yīng)給混合箱54，并利用從起電單元52流回的作為溶劑的水稀釋至一給定濃度。利用第二液泵68把在混合箱54內(nèi)稀釋的甲醇經(jīng)由陽極通道供應(yīng)給起電單元52的陽極58a。另一方面，利用氣泵64把空氣供應(yīng)給起電單元52的陰極58b。如圖7所示，所供給的甲醇和空氣在陽極58a和陰極58b之間的電解質(zhì)膜60中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。由此，在陽極58a和陰極58b之間產(chǎn)生電能。所生成的電能經(jīng)由控制電路板30和連接器32供應(yīng)給個(gè)人計(jì)算機(jī)11。
隨著發(fā)電反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，分別在起電單元52的陽極58a和陰極58b側(cè)生成作為反應(yīng)產(chǎn)物的二氧化碳和水。將形成在陽極側(cè)上的二氧化碳和甲醇送入氣液分離器65，并在該氣液分離器65內(nèi)進(jìn)行氣液分離。隨后，經(jīng)由排氣管81把二氧化碳輸送至陰極通道。甲醇經(jīng)由陽極通道返回至混合箱54。
如圖6和8所示，在陰極58b側(cè)上生成的絕大多數(shù)水都轉(zhuǎn)化為蒸汽，該蒸汽與空氣一起排入陰極通道。所排出的水和蒸汽經(jīng)過第一通道72a，水輸送至儲(chǔ)槽部72c。蒸汽和空氣經(jīng)由支流通道72b向上流至第二通道72e。如此，流過支流通道72b的蒸汽就被陰極冷卻器75冷卻并冷凝。冷凝生成的水在重力作用下沿著支流通道72b向下流動(dòng)，并回收到儲(chǔ)槽部72c中?；厥盏絻?chǔ)槽部72c中的水經(jīng)由回收泵76輸送至混合箱54、與甲醇混合、然后再次輸送給起電單元52。
輸送至第二通道72e的一些空氣和蒸汽穿過排氣閥80，經(jīng)由排氣口78排入主體14中，并進(jìn)一步經(jīng)由該主體的孔22排至外部。從起電單元52的陽極側(cè)排出的二氧化碳穿過第二通道72e，經(jīng)由排氣口78排入主體14中，并進(jìn)一步經(jīng)由該主體的孔22排至外部。
在燃料電池10工作的同時(shí)，啟動(dòng)冷卻風(fēng)扇82，借此經(jīng)由主體中的孔20和21把外部空氣引入該主體14內(nèi)。如圖6和8所示，經(jīng)由孔20引入主體14內(nèi)的外部空氣以及該主體14內(nèi)的空氣傳送過陰極冷卻器75并冷卻該陰極冷卻器75，然后經(jīng)由用于冷卻風(fēng)扇82的另外的入口84被吸入風(fēng)扇殼體內(nèi)。
吸入風(fēng)扇殼體內(nèi)的空氣經(jīng)由排氣口86a和86b排到主體14內(nèi)。經(jīng)由排氣口86a排出的空氣通過主體14，并經(jīng)由孔22排到外部。如此，經(jīng)由排氣口86a排出的空氣就與經(jīng)由陰極通道的排氣口78排出的空氣、蒸汽和二氧化碳混合。所得到的混合物經(jīng)由孔22排到主體外部。經(jīng)由排氣口86b排出的空氣在冷卻起電單元52及其周圍以后從主體14排出。
利用濃度傳感器88檢測(cè)混合箱54內(nèi)的甲醇濃度?？刂撇?9依據(jù)所檢測(cè)到的濃度驅(qū)動(dòng)回收泵76，以把儲(chǔ)槽部72c內(nèi)的水送入箱54中，從而維持甲醇濃度恒定。依據(jù)回收到儲(chǔ)槽部72c中的水位控制陰極冷卻器75的冷卻能力，由此調(diào)整陰極通道內(nèi)的水回收量或蒸汽冷凝量。在這種情況中，依據(jù)水位檢測(cè)器77檢測(cè)的水位來控制冷卻風(fēng)扇82的驅(qū)動(dòng)電壓，由此調(diào)節(jié)冷卻器75的冷卻能力以調(diào)整水回收量。
如圖9A和9B所示，當(dāng)回收到儲(chǔ)槽部72c內(nèi)的水位到達(dá)一給定下限值時(shí)，控制部29由低(例如，2V)至高(例如，5V)切換冷卻風(fēng)扇82的驅(qū)動(dòng)電壓，以增大該風(fēng)扇82和陰極冷卻器75的冷卻能力。此外，當(dāng)回收到儲(chǔ)槽部72c內(nèi)的水位到達(dá)一給定上限值時(shí)，控制部29由高至低切換風(fēng)扇82的驅(qū)動(dòng)電壓，以減小該風(fēng)扇82和冷卻器75的冷卻能力。由此，調(diào)節(jié)陰極通道內(nèi)的水回收量，從而維持儲(chǔ)槽部72c內(nèi)的水量在給定范圍內(nèi)。
控制部29依據(jù)回收到儲(chǔ)槽部72c內(nèi)的水位控制回收泵76的流率，由此維持儲(chǔ)槽部72c內(nèi)的水量在給定范圍內(nèi)。更特別的，如圖9A和9C所示，當(dāng)儲(chǔ)槽部72c內(nèi)的水位到達(dá)一給定下限值時(shí)，控制部29由高(例如，5V)至低(例如，2V)切換回收泵76的驅(qū)動(dòng)電壓，以減慢該泵76的流率。此外，當(dāng)回收到儲(chǔ)槽部72c內(nèi)的水位到達(dá)一給定上限值時(shí)，控制部29由低至高切換泵76的驅(qū)動(dòng)電壓，以加快該泵76的流率。由此，維持儲(chǔ)槽部72c內(nèi)的水量在給定范圍內(nèi)。選擇性的，可依據(jù)回收泵76的驅(qū)動(dòng)頻率控制該泵76的流率。
依據(jù)這種方式構(gòu)成的燃料電池10，陰極通道被劃分為多個(gè)支流通道，并利用陰極冷卻器冷卻該支流通道。通過這樣，可有效回收從起電單元排出的水，并再利用于發(fā)電反應(yīng)。相應(yīng)的，能夠解決水短缺問題，并將預(yù)期濃度的燃料供應(yīng)給起電單元52。于是，所得到的燃料電池能夠穩(wěn)定地發(fā)電。通過調(diào)節(jié)陰極冷卻器75的冷卻能力來控制水回收量，可維持預(yù)期的水量以穩(wěn)定發(fā)電。
此外，依據(jù)本實(shí)施例，來自冷卻風(fēng)扇82的排出空氣與來自陰極通道的排出空氣混合，并排至主體14的外部。由于來自陰極通道的排出空氣包含某些濕氣，因此可能圍繞主體14的孔22形成水滴。但是，通過使來自陰極通道的空氣與來自風(fēng)扇82的排出空氣混合，可以減少該濕氣以阻止形成水滴。由此，可防止歸因于水滴的故障，以確保高可靠性的燃料電池。
本發(fā)明并不完全限于上述實(shí)施例，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，可改變及具體化其部件，而不脫離本發(fā)明的范圍或?qū)嵸|(zhì)。此外，通過適當(dāng)組合與上述實(shí)施例相關(guān)的多個(gè)部件，可作出各種發(fā)明。例如，可省略依據(jù)上述實(shí)施例的某些部件。此外，可按照需要組合不同實(shí)施例的部件。
依照上述實(shí)施例，發(fā)電器部包括按所述順序設(shè)置的燃料箱50、起電單元52、陽極和陰極冷卻器70和75及混合箱54。但是，可按照需要以不同方式改變此排列順序。例如，起電單元52、陽極和陰極冷卻器70和75、混合箱54和燃料箱50可按照所述順序排列在主體14內(nèi)，如圖10所示。在這種情況中，混合箱54和燃料箱50相互連接，從而提高燃料供應(yīng)的效率。圖10所示燃料電池10的其它構(gòu)造與依據(jù)前述實(shí)施例的構(gòu)造相同。因此，采用相同參照數(shù)字指示兩種燃料電池的相同部分，并省略對(duì)這些部分的重復(fù)描述。
在前述實(shí)施例中，發(fā)電器部具有燃料箱和混合箱。但選擇性的，可省略混合箱，而燃料箱同時(shí)用作混合箱。在本發(fā)明中，燃料箱是一種容納并供應(yīng)燃料的容器，包含燃料箱和/或混合箱。
依照本發(fā)明的燃料電池并不限于用在上述個(gè)人計(jì)算機(jī)中，還可用作任何其它電子設(shè)備例如移動(dòng)設(shè)備、便攜式終端等的電源。該燃料電池并不限于DMFC，可以是任何其它類型，例如PEFC(聚合物電解質(zhì)燃料電池)。冷卻風(fēng)扇并不限于離心式風(fēng)扇，選擇性地其可為軸流式風(fēng)扇。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池，其特征在于，包括外殼；起電單元，其位于所述外殼內(nèi)且基于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量；燃料箱，其位于所述外殼內(nèi)且容納燃料；陽極通道，所述燃料經(jīng)由所述陽極通道在所述起電單元與所述燃料箱之間流通；空氣供應(yīng)部，其給所述起電單元供應(yīng)空氣；陰極通道，其與所述起電單元連接，所述起電單元的產(chǎn)物經(jīng)由所述陰極通道排出；以及散熱器部，其位于所述陰極通道內(nèi)；所述陰極通道具有第一通道，該第一通道自所述起電單元延伸；多個(gè)支流通道，該支流通道從所述第一通道中分出；儲(chǔ)槽部，其與所述第一通道和所述支流通道的各個(gè)底端連通，且儲(chǔ)存自所述第一通道排出的水和在所述支流通道內(nèi)冷凝的水；以及回收通道，其把儲(chǔ)存在所述儲(chǔ)槽部?jī)?nèi)的所述水導(dǎo)入所述燃料箱中，所述散熱器部對(duì)應(yīng)于所述支流通道設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池，其特征在于，還包括使冷卻空氣通過所述散熱器部流通的冷卻風(fēng)扇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池，其特征在于，所述支流通道沿著與水平方向成一定角度的方向延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池，其特征在于，所述外殼具有排氣孔，所述陰極通道具有在所述排氣孔附近通向所述外殼的排氣口，以及這樣設(shè)置所述冷卻風(fēng)扇，從而使來自所述冷卻風(fēng)扇的排出空氣與來自所述陰極通道的所述排氣口的排出空氣混合并經(jīng)由所述排氣孔排至所述外殼的外部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池，其特征在于，還包括一水位檢測(cè)器，其位于所述儲(chǔ)槽部?jī)?nèi)且檢測(cè)所述儲(chǔ)槽部?jī)?nèi)的水位，以及一依據(jù)由所述水位檢測(cè)器檢測(cè)的水位來控制所述冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)的控制部。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池，其特征在于，還包括一位于所述儲(chǔ)槽部?jī)?nèi)且檢測(cè)所述儲(chǔ)槽部?jī)?nèi)的水位的水位檢測(cè)器，以及一依據(jù)由所述水位檢測(cè)器檢測(cè)的水位來控制所述冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)、從而維持所述儲(chǔ)槽部?jī)?nèi)的水位處于給定范圍內(nèi)的控制部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池，其特征在于，還包括一位于所述陰極通道的所述回收通道內(nèi)且把儲(chǔ)存在所述儲(chǔ)槽部?jī)?nèi)的水輸送給所述燃料箱的回收泵。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料電池，其特征在于，還包括一位于所述儲(chǔ)槽部?jī)?nèi)且檢測(cè)所述儲(chǔ)槽部?jī)?nèi)的水位的水位檢測(cè)器，以及一依據(jù)由所述水位檢測(cè)器檢測(cè)的水位來控制所述冷卻風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)的控制部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池，其特征在于，所述燃料箱包括一混合箱，燃料在所述混合箱內(nèi)與水混合，所述混合箱與一限定所述陰極通道的排出管連接。
全文摘要
在一種燃料電池的外殼內(nèi)設(shè)置有起電單元(52)、燃料箱、燃料經(jīng)由其在該起電單元與該燃料箱之間流通的陽極通道、把空氣供應(yīng)給該起電單元的空氣供應(yīng)部、以及經(jīng)由其排出該起電單元的產(chǎn)物的陰極通道。該陰極通道具有第一通道(72a)，其自起電單元(52)起延伸；支流通道(72b)，其從第一通道中分出；儲(chǔ)槽部(72c)，其與第一通道和支流通道的各個(gè)底端連通，且儲(chǔ)存自該第一通道排出的水和在該支流通道內(nèi)冷凝的水；以及回收通道(72d)，其把儲(chǔ)存在儲(chǔ)槽部?jī)?nèi)的水導(dǎo)入到燃料箱中。散熱器部設(shè)置在支流通道上。
文檔編號(hào)H01M8/02GK1604374SQ20041008251
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者富岡健太郎, 松岡敬, 平澤博明, 佐藤裕輔, 坂上英一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝