專利名稱：堆疊型燃料電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池組(Fuel cell assembly)，尤指一種堆疊型燃料電池組。
背景技術(shù)：
近年來燃料電池技術(shù)的發(fā)展備受矚目，無論是學(xué)術(shù)上的基礎(chǔ)研究或者是商品化的應(yīng)用開發(fā)均有長足的進步。燃料電池(Fuel cell)是一種利用電化學(xué)的方式，將燃料中的化學(xué)能不經(jīng)過燃燒，而直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電裝置。與傳統(tǒng)發(fā)電方式比較，燃料電池具有低污染、低噪音、高能量密度以及高能量轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點，是極具前瞻性的干凈能源，可應(yīng)用的范圍包括可攜式電子產(chǎn)品、家用或廠用發(fā)電統(tǒng)、運輸工具、軍用設(shè)備、太空工業(yè)以及大型發(fā)電系統(tǒng)等各領(lǐng)域。
目前發(fā)展中的燃料電池依電解質(zhì)的不同，可將其區(qū)分為堿液型燃料電池(AFC)、磷酸型燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽型燃料電池(MCFC)、固態(tài)氧化物型燃料電池(SOFC)及質(zhì)子交換膜型燃料電池(PEMFC)等。然而，燃料電池的運作原理依種類的不同會有些許差異，以屬于質(zhì)子交換膜型燃料電池的直接甲醇燃料電池(DMFC)為例，甲醇水溶液在燃料電池的陽極觸媒層進行氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氫離子(H+)、電子(e-)及二氧化碳(CO2)，其中氫離子(H+)可以經(jīng)由質(zhì)子交換膜傳遞至陰極，電子(e-)可經(jīng)由外部電路傳輸至負(fù)載做功之后再傳遞至陰極，而供給至陰極的氧氣(O2)會與氫離子(H+)及電子(e-)于陰極觸媒層進行還原反應(yīng)并產(chǎn)生水。
每個燃料電池的單電池(single cell)所能提供的電壓不大，例如在直接甲醇燃料電池的單電池于最大功率反應(yīng)時其電壓通常為0.4V左右，所以在應(yīng)用時通常會串聯(lián)多個單電池，以形成一個燃料電池組(Fuel cell assembly)，達到電子產(chǎn)品所需的操作電壓。目前燃料電池單元串聯(lián)成燃料電池組的方式主要可區(qū)分為堆疊型(stacked)與平面型(planar)兩種。其中，堆疊型燃料電池組10的主要結(jié)構(gòu)如圖1所示，其包括至少二個由陽極觸媒電極111、質(zhì)子交換膜112及陰極觸媒電極113所組合而成的膜電極組11(Membrane-Electrode-Assembly，MEA)，以及作為個別電極組串聯(lián)的雙極板12(bipolar plate)和兩電極板13，14。其中，觸媒電極包含提升電化學(xué)反應(yīng)效率的納米級觸媒以及可大幅增加反應(yīng)面積與質(zhì)傳的多孔性高導(dǎo)電性材質(zhì)，如氣體擴散層等。此外，雙極板12的功能除用作燃料電池單元串聯(lián)連接外，也可設(shè)計流道121作為燃料或氧氣的供應(yīng)通道。另外，圖2為目前平面型燃料電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。目前的平面型燃料電池組20包括一膜電極組結(jié)構(gòu)支撐框架21、多個膜電極組22及二個電極板23，24，其中每個膜電極組22同樣由陽極觸媒電極、質(zhì)子交換膜和陰極觸媒電極所組合而成(未圖示)。于傳統(tǒng)的平面型燃料電池組20中，膜電極組結(jié)構(gòu)支撐框架21具有多個通口211，每一通口211內(nèi)設(shè)置一對應(yīng)的膜電極組22。膜電極組結(jié)構(gòu)支撐框架21的一側(cè)邊另設(shè)置兩個電流集結(jié)板(current collector)212，以作為平面型燃料電池組20的電流輸出端。二個電極板23，24內(nèi)側(cè)也可設(shè)計流道231，以作為燃料或氧氣的供應(yīng)通道。
然而，由于目前的堆疊型燃料電池組結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易組裝、也不易大量生產(chǎn)，再加上，如要能夠提供相當(dāng)?shù)碾妷毫?，所串?lián)起來的燃料電池組的體積想必是非常龐大，而且組裝后的燃料電池組重量、厚度也無法進一步薄化，因此急需改進。另外，目前的平面型燃料電池組20需要利用重量較重的膜電極組結(jié)構(gòu)支撐框架21來固定膜電極組22，而且需將膜電極組22對位至膜電極組結(jié)構(gòu)支撐框架21的通口211內(nèi)，因此傳統(tǒng)的燃料電池組不只結(jié)構(gòu)復(fù)雜、組裝不易且無法大量生產(chǎn)，而且也有重量重及無法進一步薄化的問題，不利于可攜式電子產(chǎn)品的應(yīng)用，實在是不符合現(xiàn)代電子產(chǎn)品輕薄短小發(fā)展的趨勢。
有鑒于前述問題，實在是需要發(fā)展一種重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、便于組裝且提供較多電壓的燃料電池組，以利于燃料電池技術(shù)的大躍進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種由簡單結(jié)構(gòu)的平面型燃料電池組通過卡合組件所堆疊出來的堆疊型燃料電池組，以利大量生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡單、容易組裝、以及提供大量電壓的燃料電池組。
為達到上述目的，本發(fā)明的一較廣義實施樣態(tài)為提供一種堆疊型燃料電池組，其利用流體燃料經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生電能。該堆疊型燃料電池組包括多個平面型燃料電池組，其包含兩個燃料電池單元；一流道板，其設(shè)于該兩個燃料電池單元之間；以及一卡合組件，其包含一第一部份與一第二部分，且分別設(shè)于該二燃料電池單元的外側(cè)，并具有多個開口；其中，該卡合組件的該第一部分與該第二部分相對稱且得以互相組合，使該多個平面型燃料電池組得以利用該卡合組件而組合成堆疊型燃料電池組，且于兩兩平面型燃料電池組之間形成氣流通道，以使該燃料電池單元得以利用該卡合組件的開口而與外部空氣接觸進行反應(yīng)以產(chǎn)生該電能。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中每一該燃料電池單元具有一網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板與一膜電極組，該網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板具有一第一網(wǎng)狀區(qū)域與一第二網(wǎng)狀區(qū)域，該膜電極組設(shè)置于該第二網(wǎng)狀區(qū)域上。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板由金屬片沖壓制成或由編織的金屬網(wǎng)制成。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該膜電極組由陽極觸媒電極、質(zhì)子交換膜和陰極觸媒電極所組合而成。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中每一該燃料電池單元的該膜電極組設(shè)置于該網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板的該第二網(wǎng)狀區(qū)域上，使該膜電極組的一第一表面與該第二網(wǎng)狀區(qū)域的一第一表面接觸。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該流道板具有一流體燃料入口與一流道，該流體燃料入口與該流道相通，以導(dǎo)入該流體燃料。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該堆疊型燃料電池組還包含一風(fēng)扇。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該堆疊型燃料電池組還包含一鼓風(fēng)機或空氣泵以及多個導(dǎo)風(fēng)管，用以提供所需空氣，以及利用該多個導(dǎo)風(fēng)管控制空氣流動的方向，以使空氣得以通過實質(zhì)上全部氣流通道。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該卡合組件的該第一部分與該第二部分包含卡勾片。
根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，其中該卡合組件的該第一部分與該第二部分為凹槽，且該卡合組件還包含一栓條，以利用該栓條與該兩個凹槽的配合來卡合兩兩平面型燃料電池組。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，其中該流道板由塑料材質(zhì)一體成型制成。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，其中該凹槽中具有孔洞，而該栓條上具有栓棒，以利用該凹槽中的孔洞與該栓條上的栓棒將二平面型燃料電池組卡合。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，其中還包含一聯(lián)接模塊，其設(shè)于該堆疊型燃料電池的底部，以將堆疊型燃料電池組所產(chǎn)生的電能聯(lián)接起來。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，其中該聯(lián)接模塊還包含第一部份與第二部分，該第一部份設(shè)于二平面型燃料電池組之間的該氣流通道下方，而第二部分則設(shè)于該平面型燃料電池組下方。
根據(jù)本發(fā)明之構(gòu)想，其中該第一部份具有凸塊，而該第二部份具有相對應(yīng)的凹孔。


圖1為目前堆疊型燃料電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為目前平面型燃料電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3(A)為本發(fā)明堆疊型燃料電池組的平面型燃料電池組結(jié)構(gòu)分解圖。
圖3(B)為本發(fā)明堆疊型燃料電池組的平面型燃料電池組組合示意圖。
圖4(A)為顯示本發(fā)明的燃料電池單元的示意圖。
圖4(B)為顯示本發(fā)明的平面型燃料電池組的示意圖。
圖5為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的第一較佳實施例示意圖。
圖6為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的第二較佳實施例示意圖。
圖7為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的第三較佳實施例示意圖。
圖8為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的第四較佳實施例示意圖。
圖9(A)為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的第五較佳實施例結(jié)構(gòu)分解圖。
圖9(B)為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的第五較佳實施例組合示意圖。
圖10為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組與聯(lián)接模塊的結(jié)構(gòu)爆炸圖。
圖11(A)為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的聯(lián)接模塊的第一較佳實施例示意圖。
圖11(B)為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的聯(lián)接模塊的第二較佳實施例示意圖。
圖11(C)為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的聯(lián)接模塊的第三較佳實施例示意圖。
10堆疊型燃料電池組 111陽極觸媒電極112質(zhì)子交換膜113陰極觸媒電極11膜電極組 12雙極板13、14電極板 121流道20平面型燃料電池組21膜電極組結(jié)構(gòu)支撐框架22膜電極組23、24電極板 211通口212電流集結(jié)板231流道3平面型燃料電池組 31燃料電池單元32流道板 33卡合組件331卡合組件之第一部份 332卡合組件之第二部分333開口334卡勾片 321流體燃料入口322流道41燃料電池單元 42流道板411網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板412膜電極組4111第一網(wǎng)狀區(qū)域4112第二網(wǎng)狀區(qū)域 d階差 4121第一表面41121第一表面 421流道422流體燃料入口51氣流通道 52風(fēng)扇 5堆疊型燃料電池組61長條型栓條 62孔洞 63栓棒71氣流通道 72鼓風(fēng)機 73導(dǎo)風(fēng)管80聯(lián)接模塊 81第一聯(lián)接部份 82第二聯(lián)接部分具體實施方式
體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是，本發(fā)明能夠在不同態(tài)樣上具有各種變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖標(biāo)記在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
請參閱圖3(A)與(B)，其中圖3(A)為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的平面型燃料電池組的結(jié)構(gòu)分解圖，而圖3(B)為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的平面型燃料電池組的組合示意圖。如圖3(A)所示，其中本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的平面型燃料電池組3主要包含兩個燃料電池單元(Fuel cell unit)31、一流道板32以及一卡合組件33，其中該流道板32設(shè)于該兩個燃料電池單元31之間，而卡合組件33則包含一第一部份331與一第二部分332，其分別設(shè)于該兩個燃料電池單元31的外側(cè)，并且具有數(shù)個開口333，以使燃料電池單元31得以透過開口333與外部空氣接觸，另外，該卡合組件的第一部份331與卡合組件的第二部分332的外側(cè)具有卡勾片334，該卡勾片334以互相對稱的方式設(shè)計，以讓一個接著一個的平面型燃料電池組(未圖示)得以互相卡合，以組合成堆疊型燃料電池組。此外，流道板32具有一流體燃料入口321與一流道322，該流體燃料入口321與該流道322相通，以將流體燃料導(dǎo)入平面型燃料電池組3內(nèi)。
于實施例中，本發(fā)明的平面型燃料電池組可使用傳統(tǒng)的平面型燃料電池組結(jié)構(gòu)，但不以此為限，其它目前已發(fā)明或即將發(fā)明的平面型燃料電池組結(jié)構(gòu)也可并入?yún)⒖?。一示范性平面型燃料電池組的燃料電池單元顯示于圖4(A)與圖4(B)，其分別為燃料電池單元的示意圖以及平面型燃料電池組的示意圖。其中平面型燃料電池組由多個燃料電池單元串接而成，而每一個燃料電池單元41由一網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板411與一膜電極組412所構(gòu)成，網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板411包括第一網(wǎng)狀區(qū)域4111與第二網(wǎng)狀區(qū)域4112，其分別位于不同的水平面上，兩者之間還形成一階差d，而膜電極組412則設(shè)置于第二網(wǎng)狀區(qū)域4112上，且膜電極組412的第一表面4121與第二網(wǎng)狀區(qū)域4112的第一表面41121接觸。平面型燃料電池組的運作原理簡述如下以屬于質(zhì)子交換膜型燃料電池的直接甲醇燃料電池(DMFC)為例，當(dāng)供料裝置內(nèi)的甲醇水溶液經(jīng)由平面型燃料電池組之流道板42之流體燃料入口422導(dǎo)入流道421后，在平面型燃料電池組的各膜電極組的陽極觸媒層上會進行氧化反應(yīng)，以產(chǎn)生氫離子(H+)、電子(e-)及二氧化碳(CO2)，其中氫離子(H+)可以經(jīng)由質(zhì)子交換膜傳遞至陰極，電子(e-)可經(jīng)由網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板傳遞至輸出端后提供至印刷電路板總成，并于傳輸至負(fù)載做功之后再傳遞至陰極，而供給至陰極側(cè)的空氣或氧氣(O2)會與氫離子(H+)及電子(e-)透過網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板的網(wǎng)格而于膜電極組的陰極觸媒層上進行還原反應(yīng)并產(chǎn)生水。
請參閱圖5，其為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的第一較佳實施例的示意圖。如圖5所示，其中每一平面型燃料電池組如圖3(B)所示，且每一平面型燃料電池組利用卡合組件的第一部份331與另一相鄰的平面型燃料電池組的卡合組件的第二部份332互相卡合，而使得數(shù)個平面型燃料電池組得以組合起來，其中，由于卡合組件33需設(shè)于每兩兩平面型燃料電池組之間，因此平面型燃料電池組之間會形成氣流通道51，如此一來，便可讓空氣通過該氣流通道51，而燃料電池單元31也可通過開口333與空氣接觸而進行反應(yīng)產(chǎn)生電能。當(dāng)然，本發(fā)明的堆疊型燃料電池組5還可于側(cè)面處加設(shè)一風(fēng)扇52，以通過風(fēng)扇52提供大量空氣給堆疊型燃料電池組5，就會有更多空氣與燃料電池單元31互相接觸，而燃料電池單元31所能反應(yīng)產(chǎn)生的電能也會增加。另外，本發(fā)明的平面型燃料電池組所具有的卡合組件可有許多不同的變化。請參閱圖6，其為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的第二較佳實施例的示意圖。如圖6所示，于此實施例中，卡合組件的第一部份331與卡合組件的第二部分332皆具有數(shù)個由上向下排列的長條狀凹槽，且除此之外，卡合組件還包含有一長條型栓條61，其設(shè)于該第一部份331與該第二部分332之間，且可將該卡合組件的第一部份331與卡合組件的第二部分332互相卡合，如此一來，平面型燃料電池組也可由此穩(wěn)固地連接起來。此外，本發(fā)明的技術(shù)進一步還可縮小整個堆疊型燃料電池組所占的體積，請參閱圖7，其為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的第三較佳實施例示意圖，其中明顯可知，卡合組件的第一部份331與卡合組件的第二部分332所占寬度可縮短，甚至是將所具有的凹槽設(shè)在卡合組件的第一部份331與卡合組件的第二部分332的表面上，如此便可縮小兩兩平面型燃料電池組之間的距離，而使得整組堆疊型燃料電池組5所占體積相對縮小。再請參閱圖8，其為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的第四較佳實施例示意圖，其中長條型栓條61與卡合組件的第一部份331與第二部分332之間還可利用孔洞62配合栓棒63的方式，使得平面型燃料電池組的卡合組件的第一部份331與長條型栓條61扣合在一起，而更緊密地使得平面型燃料電池組組裝結(jié)合。
另外，協(xié)助提供外部空氣的設(shè)備也可改由其它裝置來代替。請同時參閱圖9(A)與(B)，其中圖9(A)為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的第五較佳實施例的結(jié)構(gòu)分解圖，而圖9(B)為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的第五較佳實施例的組合示意圖。如圖所示，由于本發(fā)明的堆疊型燃料電池組于同一側(cè)面上卡合組件的第一部份331與卡合組件的第二部分332上的卡勾片334(或是圖6所示的凹槽與栓條)通常會有好幾組，因此，當(dāng)平面型燃料電池組組合起來以后，兩個平面型燃料電池組之間的氣流通道71會被分為好幾階層，為了使得外部空氣可以完全通過所有階層的氣流通道71，可利用鼓風(fēng)機72或空氣泵(未圖示)與多個導(dǎo)風(fēng)管73配合，使得更多空氣可經(jīng)由導(dǎo)風(fēng)管73來控制流動的方向，并于氣流通道71中以固定方向流動，以充分的通過所有氣流信道71，使堆疊型燃料電池組達到最佳反應(yīng)效果，而盡可能產(chǎn)生最大電能。
當(dāng)然，于本發(fā)明的任何實施例中，凹槽、栓條或是其它任何卡合組件的形狀、大小、數(shù)量并無特別限制，只要是可穩(wěn)固配合以組合成堆疊型燃料電池組皆可。此外，流道板的大小也無限定，主要是要配合平面型燃料電池組大小，各種材質(zhì)及制程方式皆都可適用，但以塑料材質(zhì)一體成型制成為佳。
進一步地，本發(fā)明的堆疊型燃料電池組還可包含一聯(lián)接模塊，并控制聯(lián)接模塊內(nèi)部線路方向來將平面型燃料電池組所產(chǎn)生的電能以串聯(lián)或并聯(lián)的方式組合起來。請參閱圖10，其為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組與聯(lián)接模塊的結(jié)構(gòu)爆炸圖。如圖10所示，其中聯(lián)接模塊80設(shè)于堆疊型燃料電池組的底部(當(dāng)然頂部也可)，該聯(lián)接模塊80包含第一聯(lián)接部份81與第二聯(lián)接部分82，其中該第一聯(lián)接部份81設(shè)于兩兩平面型燃料電池組之間的氣流通道51下方，且于側(cè)邊設(shè)有凸塊，而第二聯(lián)接部分82則是設(shè)于平面型燃料電池組下方，且設(shè)有與該凸塊相對應(yīng)的凹孔，由此該聯(lián)接模塊80的第一聯(lián)接部份81與第二聯(lián)接部分82便可結(jié)合組裝起來。而且更重要的，堆疊型燃料電池組便可因而以串聯(lián)或并聯(lián)的方式組合起來。請參閱圖11(A)、(B)與(C)，其中圖11(A)為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的聯(lián)接模塊的第一較佳實施例示意圖，圖11(B)為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的聯(lián)接模塊的第二較佳實施例示意圖，而圖11(C)為本發(fā)明的堆疊型燃料電池組的聯(lián)接模塊的第三較佳實施例示意圖。如圖11(A)所示，其中聯(lián)接模塊80的第一聯(lián)接部份81與第二聯(lián)接部分82內(nèi)部的線路排列以串聯(lián)方式完成，且將第一聯(lián)接部份81與第二聯(lián)接部分82內(nèi)部的電路由負(fù)極導(dǎo)向正極，再使第一聯(lián)接部份81與第二聯(lián)接部分82以交互方向的排列，配合每一平面型燃料電池組極性的位置，將堆疊型平面燃料電池組中的各個平面型燃料電池組以串聯(lián)方式組裝起來。當(dāng)然，如圖11(B)所示聯(lián)接方式也可應(yīng)用于本發(fā)明，于此實施例中，不但可將平面型燃料電池組以并聯(lián)方式組裝起來，而且于聯(lián)接模塊80的第一聯(lián)接部份81與第二聯(lián)接部分82內(nèi)部的線路排列方式可完全相同，并于聯(lián)接模塊80的第一聯(lián)接部份81與第二聯(lián)接部分82單側(cè)邊設(shè)置凸塊，另一相對側(cè)邊設(shè)置凹槽，使得聯(lián)接模塊80的第一聯(lián)接部份81與第二聯(lián)接部分82完全相同，如此一來，就只要將聯(lián)接模塊80的第一聯(lián)接部份81與第二聯(lián)接部分82一個接一個地拼湊起來，便可完成串聯(lián)的堆疊型燃料電池組，而不需要擔(dān)心電池極性可能發(fā)生連接錯誤的情況，更進一步，還可單純化制造過程，而使得成本降低。另外以并聯(lián)方式以可參考，如同圖11(C)所示，其中聯(lián)接模塊80的第一聯(lián)接部份81與第二聯(lián)接部分82，在內(nèi)部線路的極性排列與結(jié)構(gòu)完全相同，均將正極與負(fù)極分別統(tǒng)一放在同一側(cè)邊，以使得本發(fā)明的堆疊型燃料電池組以串聯(lián)方式組裝結(jié)合起來。
總結(jié)來說，本發(fā)明提供一種堆疊型燃料電池組，其通過卡合組件來連接起多個平面型燃料電池組，并使得平面型燃料電池組之間形成氣流通道，以供空氣流過，而使平面型燃料電池組中的燃料電池單元與空氣發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生電能，再加上風(fēng)扇或是鼓風(fēng)機的協(xié)助，讓空氣可以充分流過所有氣流通道，以增加空氣或氧氣壓力，提升陰極側(cè)的反應(yīng)，并使得堆疊型燃料電池組可輕松完成組裝以及提供最大電能。當(dāng)然，由附圖中可清楚知道，本發(fā)明的堆疊型燃料電池組中的平面型燃料電池組不但已經(jīng)串聯(lián)或并聯(lián)起多個燃料電池單元，而且通過本發(fā)明的卡合組件，本發(fā)明的堆疊型燃料電池組可于左右、上下、前后等三個方向堆積平面型燃料電池組而成，可提供大量電壓。再加上平面型燃料電池體積小以及省空間的獨特性，便可于最低成本下制做出提供大量電能以及省空間的堆疊型燃料電池組，以達到生產(chǎn)出重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、便于組裝且提供較多電壓的燃料電池組的目的。
盡管本發(fā)明已由上述實施例詳細(xì)敘述，而可由本領(lǐng)域技術(shù)人員加以各種變形和改型，然而皆不脫離所附權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種堆疊型燃料電池組，其利用流體燃料經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，且其中包括多個平面型燃料電池組，其包含兩個燃料電池單元；一流道板，其設(shè)于該兩個燃料電池單元之間；以及一卡合組件，其包含一第一部份與一第二部分，且分別設(shè)于該兩個燃料電池單元外側(cè)，并具有多個開口；其中，該卡合組件的該第一部分與該第二部分相對稱且得以互相組合，使該多個平面型燃料電池組得以利用該卡合組件而組合成堆疊型燃料電池組，且于兩兩平面型燃料電池組之間形成氣流通道，以使該燃料電池單元得以利用該卡合組件的開口而與外部空氣接觸進行反應(yīng)以產(chǎn)生該電能。
2.如權(quán)利要求1所述的堆疊型燃料電池組，其中每一該燃料電池單元具有一網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板與一膜電極組，該網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板具有一第一網(wǎng)狀區(qū)域與一第二網(wǎng)狀區(qū)域，該膜電極組設(shè)置于該第二網(wǎng)狀區(qū)域上。
3.如權(quán)利要求2所述的堆疊型燃料電池組，其中該網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板由金屬片沖壓制成或由編織的金屬網(wǎng)制成，而該膜電極組由陽極觸媒電極、質(zhì)子交換膜和陰極觸媒電極組合而成，且其中每一該燃料電池單元的該膜電極組設(shè)置于該網(wǎng)狀金屬導(dǎo)板的該第二網(wǎng)狀區(qū)域上，使該膜電極組的一第一表面與該第二網(wǎng)狀區(qū)域的一第一表面接觸。
4.如權(quán)利要求1所述的堆疊型燃料電池組，其中該流道板具有一流體燃料入口與一流道，該流體燃料入口與該流道相通，以導(dǎo)入該流體燃料，而該流道板由塑料材質(zhì)一體成型制成。
5.如權(quán)利要求1所述的堆疊型燃料電池組，其中該堆疊型燃料電池組還包含一風(fēng)扇、鼓風(fēng)機或空氣泵以及多個導(dǎo)風(fēng)管，用以提供所需空氣，以及利用該多個導(dǎo)風(fēng)管控制空氣流動的方向，以使空氣得以通過實質(zhì)上全部氣流通道。
6.如權(quán)利要求1所述的堆疊型燃料電池組，其中該卡合組件的第一部分與卡合組件的第二部分包含卡勾片。
7.如權(quán)利要求1所述的堆疊型燃料電池組，其中該卡合組件的第一部分與第二部分具有凹槽，且該卡合組件還包含一栓條，以利用該栓條與該二凹槽的配合卡合二平面型燃料電池組。
8.如權(quán)利要求7所述的堆疊型燃料電池組，其中該凹槽中具有孔洞，而該栓條上具有栓棒，以利用該凹槽中的孔洞與該栓條上的栓棒將二平面型燃料電池組卡合。
9.如權(quán)利要求1所述的堆疊型燃料電池組，其中還包含一聯(lián)接模塊，其設(shè)于該堆疊型燃料電池的底部，以將堆疊型燃料電池組所產(chǎn)生的電能聯(lián)接起來。
10.如權(quán)利要求9所述的堆疊型燃料電池組，其中該聯(lián)接模塊還包含第一部份與第二部分，其中該第一部份設(shè)于二平面型燃料電池組之間的該氣流通道下方，而第二部分則設(shè)于該平面型燃料電池組下方。
11.如權(quán)利要求10所述的堆疊型燃料電池組，其中該第一部份具有凸塊，而該第二部份具有相對應(yīng)的凹孔。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種由平面式燃料電池組組合成的堆疊型燃料電池組，其利用流體燃料經(jīng)電學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，包括多個平面型燃料電池組，其中具有兩個燃料電池單元；流道板，設(shè)于該兩燃料電池單元之間；以及卡合組件，包含第一部分與第二部分，分別設(shè)于兩個燃料電池單元外側(cè)和具有多個開口；其中，該第一部分與該第二部分相對稱且互相組合，使多個平面型燃料電池組利用卡合組件而組合成堆疊型燃料電池組，且于兩兩平面型燃料電池組之間形成氣流通道，使燃料電池單元利用卡合組件的開口而與外部空氣接觸反應(yīng)以產(chǎn)生電能。卡合組件設(shè)計有數(shù)種變化，可配合系統(tǒng)要求而結(jié)合導(dǎo)風(fēng)管與風(fēng)扇、鼓風(fēng)機或空氣泵等組件，達到彈性、便利及易于制造與組裝的特點。
文檔編號H01M8/24GK1787269SQ20041010029
公開日2006年6月14日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者胡勝彥, 劉希安, 游承諭 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司