專利名稱：具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，特別是涉及一 種應(yīng)用于燃料電池的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于燃料電池具有高效率及低污染兩大優(yōu)勢特性，因此近年來各國均積極投入 燃料電池的開發(fā)與研究，其中屬于低溫型(低于攝氏100度)的薄膜燃料電池(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell，PEMFC)，在系統(tǒng)整合應(yīng)用上，不論是材料選擇、溫度控 制、安全保障、系統(tǒng)維護(hù).. 等皆較其他類型的燃料電池簡化，所以可大幅降低投入于系統(tǒng) 整合的成本，因此各國均將薄膜燃料電池的開發(fā)列入新世紀(jì)能源技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)科技。圖1是現(xiàn)有習(xí)知燃料電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖1所示，現(xiàn)有習(xí)知燃料電池 10，包括一電池薄膜組11 (Membrane Electrode Assembly)及一對雙極板12。電池薄膜組 11包括一質(zhì)子交換膜111、一對觸媒層112、一陽極113及一陰極114，而觸媒層112位于質(zhì) 子交換膜111的兩側(cè)面，并且觸媒層112的外側(cè)又分別設(shè)有陽極113及陰極114。而電池薄 膜組11的兩外側(cè)則夾設(shè)有雙極板12，并且雙極板12相對于電池薄膜組11的內(nèi)側(cè)面設(shè)有燃 料流道121，燃料流道121則用以分別供應(yīng)氧氣及氫氣進(jìn)入陽極113及陰極114，并使電池 薄膜組11可進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。因此，燃料流道121的長度、截面形狀及大小皆影響氧氣及 氫氣是否能夠順暢流通并與電池薄膜組11接觸均勻，并進(jìn)而影響燃料與電池薄膜組11間 電化學(xué)反應(yīng)的程度及整體電池的發(fā)電效率。另外，如中國臺灣新型專利公告第553496號揭露的「多孔雙極板之薄膜燃料電 池」中所述，其中每一多孔雙極板是由兩多孔金屬板中間夾設(shè)一無孔金屬板所構(gòu)成，并且無 孔金屬板與多孔金屬板需使用相同的材料，才可達(dá)到良好的發(fā)電效果。因此，上述的專利雖 然可以利用多孔雙極板的孔隙提供燃料自由地流動，以延長電化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)時間，改善 現(xiàn)有習(xí)用的缺失，但是多孔金屬板與無孔金屬板的材料皆需使用具有導(dǎo)電性的金屬材料， 且材料必需相同才能購進(jìn)行反應(yīng)發(fā)電，若二者的材料不同將影響其發(fā)電效果，并且多孔金 屬板及無孔金屬板除了容易因化學(xué)反應(yīng)過熱而影響發(fā)電效果外，亦會減短其使用壽命，并 存在有若干的風(fēng)險。為了再改善上述的缺失，如中國臺灣發(fā)明專利公開第200822434號揭露的「復(fù)合 式多孔極板之燃料電池」中所述，燃料電池的集電板主要由單片或多片多孔材料板及至少 一片無孔材料板所構(gòu)成，并且多孔材料板及無孔材料板可以為不同材料。因此，可藉由多孔 材料板的孔隙提供燃料自由流動并擴(kuò)散至電極，并可利用復(fù)合式多孔極板取代現(xiàn)有習(xí)知的 雙極板，以達(dá)到減少體積與重量的目的，更可降低成本以及縮短加工時間。此外，由于多孔 材料板及無孔材料板可以為不同材料，所以可以選用的材料更為多元化。然而，由于薄膜燃料電池的溫度大多低于攝氏100度，因此燃料電池的生成 物-水，會以液體的形式產(chǎn)生，若電化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的水量過多并且未能即時排除時，水會 匯集在復(fù)合式多孔極板中并產(chǎn)生積水的情況，并造成泛溢現(xiàn)象，進(jìn)而堵塞多孔材料板中的
4孔隙，并使得燃料無法有效地持續(xù)供給反應(yīng)，如此一來將會大幅降低燃料電池的發(fā)電效能。由此可見，上述現(xiàn)有的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍 存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡 心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適 切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新 型結(jié)構(gòu)的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一， 亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié)構(gòu)存在的缺陷，而 提供一種新型結(jié)構(gòu)的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，所要解決的技術(shù)問 題是使其改善燃料電池結(jié)構(gòu)中積水的情況，可以藉由引流道的設(shè)置以使得水可藉由引流道 快速地排出燃料電池，非常適于實(shí)用。本發(fā)明的另一目的在于，克服現(xiàn)有的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié)構(gòu)存在的缺 陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，所要解決的 技術(shù)問題是使其藉由引流道的設(shè)置，以避免多孔材料板中的孔隙堵塞，進(jìn)而使燃料可以有 效地反應(yīng)，以使得燃料電池的發(fā)電效能可以大幅提高，從而更加適于實(shí)用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其包括一電池薄膜組，其具有一質(zhì)子交換膜；一 對觸媒層，其分別設(shè)置于該質(zhì)子交換膜的兩側(cè)面；及一對電極層，其分別設(shè)置于該對觸媒層 的外側(cè)面；一第一復(fù)合極板，其設(shè)置于該電池薄膜組的一第一外側(cè)面，且該第一復(fù)合極板具 有一第一無孔材料板，其具有一第一底板及一第一框體，該第一框體結(jié)合于該第一底板上 并形成有一第一凹槽，并且該第一底板未與該第一框體結(jié)合處具有至少一第一引流道；及 至少一第一多孔材料板，其設(shè)置于該第一凹槽中并且夾設(shè)于該電池薄膜組及該第一底板之 間；以及一集電板，其設(shè)置于該電池薄膜組的一第二外側(cè)面。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其中所述的第一底板及該第一框體為一體 成型的元件。前述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其中所述的第一引流道為一回旋形引流 道、一蛇狀引流道、一指插形引流道、一網(wǎng)格狀引流道或一平行引流道。前述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其中所述的第一多孔材料板的材料為一導(dǎo) 電材料或一非導(dǎo)電材料。前述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其中所述的第一無孔材料板的材料為一導(dǎo) 電材料或一非導(dǎo)電材料。前述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其中所述的第一底板設(shè)置有至少一第一排 水孔，并且該第一排水孔與該第一引流道相互連通。前述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其中所述的集電板為一雙極板或一第二復(fù) 合極板。前述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其中所述的第二復(fù)合極板具有一第二無孔材料板，其具有一第二底板及一第二框體，該第二框體結(jié)合于該第二底板上并形成有一 第二凹槽，并且該第二底板未與該第二框體結(jié)合處具有至少一第二引流道；以及至少一第 二多孔材料板，其設(shè)置于該第二凹槽中，并且夾設(shè)于該電池薄膜組及該第二底板之間。前述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其中所述的第二底板及該第二框體為一體 成型的元件。前述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其中所述的第二引流道為一回旋形引流 道、一蛇狀引流道、一指插形引流道、一網(wǎng)格狀引流道或一平行引流道。前述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其中所述的第二多孔材料板的材料為一導(dǎo) 電材料或一非導(dǎo)電材料。前述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其中所述的第二無孔材料板的材料為一導(dǎo) 電材料或一非導(dǎo)電材料。前述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其中所述的第二底板設(shè)置有至少一第二排 水孔，并且該第二排水孔與該第二引流道相互連通。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的 一種應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其包括一無孔材料板，其具有一底板；及一框體， 其結(jié)合于該底板上并形成有一凹槽，并且該底板未與該框體結(jié)合處具有至少一引流道；以 及至少一多孔材料板，其設(shè)置于該凹槽中。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其中所述的底板及該框體為一體成型的 元件。前述的應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其中所述的引流道為一回旋形引流道、 一蛇狀引流道、一指插形引流道、一網(wǎng)格狀引流道或一平行引流道。前述的應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其中所述的無孔材料板的材料為一導(dǎo)電 材料或一非導(dǎo)電材料。前述的應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其中所述的多孔材料板的材料為一導(dǎo)電 材料或一非導(dǎo)電材料。前述的應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其中所述的底板設(shè)置有至少一排水孔， 并且該排水孔與該引流道相互連通。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā) 明的主要技術(shù)內(nèi)容如下為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其包括一電 池薄膜組，其具有一質(zhì)子交換膜；一對觸媒層，其分別設(shè)置于質(zhì)子交換膜的兩側(cè)面；及一 對電極層，其分別設(shè)置于觸媒層的外側(cè)面；一第一復(fù)合極板，其設(shè)置于電池薄膜組的一第一 外側(cè)面，該第一復(fù)合極板具有一第一無孔材料板，其具有一第一底板及一第一框體，該第 一框體結(jié)合于第一底板上并形成有一第一凹槽，并且第一底板未與第一框體結(jié)合處具有至 少一第一引流道；以及至少一第一多孔材料板，其設(shè)置于第一凹槽中并且夾設(shè)于電池薄膜 組及第一底板之間；以及一集電板，其設(shè)置于電池薄膜組的一第二外側(cè)面。另外，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其 包括一無孔材料板，其具有一底板；以及一框體，其結(jié)合于底板上并形成有一凹槽，并且底板未與框體結(jié)合處具有至少一引流道；以及至少一多孔材料板，其設(shè)置于凹槽中。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié)構(gòu)至少 具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果一、本發(fā)明藉由引流道的設(shè)置可以改善復(fù)合極板中積水的情況。二、本發(fā)明利用引流道使得電化學(xué)反應(yīng)的生成物可以快速地引流出燃料電池結(jié) 構(gòu)。三、由于本發(fā)明可以避免水堵塞多孔材料板的孔隙，因此可以使得燃料有效地在 燃料電池中反應(yīng)，進(jìn)而大幅提高燃料電池的發(fā)電效能。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié) 構(gòu)。該具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，包括電池薄膜組；復(fù)合極板；以及集電板，其中復(fù)合 極板及集電板分別設(shè)置于電池薄膜組的兩外側(cè)面。而復(fù)合極板具有無孔材料板及多孔材料 板，其中無孔材料板又具有底板及框體，且框體結(jié)合于底板上并形成有凹槽，而底板未與框 體結(jié)合處則具有引流道，該多孔材料板設(shè)置于凹槽中并夾設(shè)于電池薄膜組及底板之間。本 發(fā)明還提供了一種復(fù)合極板結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的燃料電池可藉由多孔材料板上的孔隙提高燃料 的流動速率，又可藉由引流道使進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)后的生成物(水)快速地引流出燃料電池， 進(jìn)而提高燃料電池的發(fā)電效能。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠 為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是現(xiàn)有習(xí)知燃料電池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的一種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例的分解圖。
種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例的結(jié)合剖面圖. -種復(fù)合極板的第一實(shí)施狀態(tài)剖面圖。 -種復(fù)合極板的第二實(shí)施狀態(tài)剖面圖。 -種無孔材料板的第一實(shí)施狀態(tài)圖。 -種無孔材料板的第二實(shí)施狀態(tài)圖。 -種無孔材料板的第三實(shí)施狀態(tài)圖。 -種無孔材料板的第四實(shí)施狀態(tài)圖。 -種無孔材料板的第五實(shí)施狀態(tài)圖。
種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例的分解剖面圖.
圖3是本發(fā)明的-圖4A是本發(fā)明的 圖4B是本發(fā)明的 圖5A是本發(fā)明的 圖5B是本發(fā)明的 圖5C是本發(fā)明的 圖5D是本發(fā)明的 圖5E是本發(fā)明的 圖6是本發(fā)明的-10 燃料電池 111 質(zhì)子交換膜 113 陽極 12 雙極板
20 具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu) 31 質(zhì)子交換膜
11 電池薄膜組 112 觸媒層 114:陰極 121 燃料流道 30 電池薄膜組 32 觸媒層
7
33 電極層34 第一外側(cè)面
35 第二外側(cè)面40 第一復(fù)合極板
41 第一無孔材料板411 第一底板
412 第一框體413 第一凹槽
414:第一引流道415 第一排水孔
42 第一多孔材料板50 集電板
60 燃料輸入孔70 燃料輸出孔
80 第二復(fù)合極板81 第二無孔材料板
811 第二底板812 第二框體
813 第二凹槽814:第二引流道
82 第二多孔材料板
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié)構(gòu) 其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參閱圖式的較佳實(shí) 施例的詳細(xì)說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實(shí)施方式
的說明，當(dāng)可對本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目 的所采取的技術(shù)手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與 說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。圖2是本發(fā)明的一種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例的分解圖。圖3 是本發(fā)明的一種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例的結(jié)合剖面圖。圖4A是本發(fā) 明的一種復(fù)合極板的第一實(shí)施狀態(tài)剖面圖。圖4B是本發(fā)明的一種復(fù)合極板的第二實(shí)施狀 態(tài)剖面圖。圖5A是本發(fā)明的一種無孔材料板的第一實(shí)施狀態(tài)圖。圖5B是本發(fā)明的一種無 孔材料板的第二實(shí)施狀態(tài)圖。圖5C是本發(fā)明的一種無孔材料板的第三實(shí)施狀態(tài)圖。圖5D 是本發(fā)明的一種無孔材料板的第四實(shí)施狀態(tài)圖。圖5E是本發(fā)明的一種無孔材料板的第五 實(shí)施狀態(tài)圖。圖6是本發(fā)明的一種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)的較佳實(shí)施例的分解剖面 圖。請參閱圖2所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)20，其 包括一電池薄膜組30 ；—第一復(fù)合極板40 ；以及一集電板50。如第2圖所示，電池薄膜組30，其具有一質(zhì)子交換膜31 ；—對觸媒層32 ；以及一 對電極層33。其中質(zhì)子交換膜31主要用以提供質(zhì)子由電極層33的陽極側(cè)移動至陰極側(cè)的 通道，而觸媒層32則分別設(shè)置于質(zhì)子交換膜31的兩側(cè)面，并且電極層33亦分別設(shè)置于兩 觸媒層32的外側(cè)面。第一復(fù)合極板40或集電板50上開設(shè)有一燃料輸入孔60及一燃料輸出孔70，因此 燃料(氫氣)及氧化劑(氧氣或空氣)可由燃料輸入孔60及燃料輸出孔70輸入及輸出燃 料電池結(jié)構(gòu)20，并且觸媒層32可與氫氣進(jìn)行反應(yīng)，藉以將氫氣分解為質(zhì)子及電子，其中質(zhì) 子可通過質(zhì)子交換膜31移動至陰極側(cè)，而電子可沿著外電路形成電流流動，以產(chǎn)生電能， 氧氣則與穿過質(zhì)子交換膜31的質(zhì)子及回流的電子發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生熱及生成物——水。請參閱圖3所示，第一復(fù)合極板40，其設(shè)置于電池薄膜組30的一第一外側(cè)面34。 而第一復(fù)合極板40具有一第一無孔材料板41 ；以及至少一第一多孔材料板42。請參閱圖4A所示，第一無孔材料板41，其材料可以為一導(dǎo)電材料或一非導(dǎo)電材 料，并且第一無孔材料板41具有一第一底板411及一第一框體412，第一框體412結(jié)合于第 一底板411上并形成有一第一凹槽413，而且第一底板411未與第一框體412結(jié)合處則具有 至少一第一引流道414，可用以將水快速地引導(dǎo)出燃料電池結(jié)構(gòu)20，進(jìn)而避免積水的情況 發(fā)生。在請參閱圖4B所示，為了簡化第一無孔材料板41的結(jié)構(gòu)，第一底板411及第一框體 412可以為一體成型的元件。如圖3、圖4A及圖4B所示，第一多孔材料板42，其設(shè)置于第一凹槽413中，并且第 一多孔材料板42的大小可與第一凹槽413的大小相互配合，以使得第一多孔材料板42夾 設(shè)于電池薄膜組30及第一底板411之間。因此，由燃料輸入孔60注入的燃料及氧化劑可 藉由第一多孔材料板42的孔隙傳輸，而且電化學(xué)反應(yīng)的生成物——7jC，亦可藉由第一多孔 材料板42的孔隙快速地排出。第一多孔材料板42的材料可以為一導(dǎo)電材料或一非導(dǎo)電材料，并且第一多孔材 料板42可以使用和第一無孔材料板41相同或不同的材料，以配合各種不同設(shè)計需求。因 此，第一復(fù)合極板40可具有導(dǎo)電的功能，并且第一復(fù)合極板40可使用便宜、質(zhì)量輕及容易 制造的元件制作，以改善傳統(tǒng)雙極板體積大及重量重的問題，并可藉由第一多孔材料板42 提供良好的進(jìn)氣及排水功能，所以第一復(fù)合極板40可具有低成本及高效能的優(yōu)點(diǎn)。此外，為了使電化學(xué)反應(yīng)的生成物——水快速地排出，并避免在第一復(fù)合極板40 中發(fā)生邊緣積水的現(xiàn)象，而導(dǎo)致第一多孔材料板42的孔隙遭到堵塞，進(jìn)而使燃料電池的發(fā) 電效能降低的問題，可利用在第一底板411上的第一引流道414快速地將水導(dǎo)流出燃料電 池結(jié)構(gòu)20，不但可幫助燃料流動，亦可協(xié)助水在燃料電池結(jié)構(gòu)20中分布均勻，進(jìn)而快速地 排出。又為了提高水排出的速度，第一引流道414可以為一回旋形引流道(如圖5A所示)、 一蛇狀引流道(如圖5B所示)、一指插形引流道(如圖5C所示)、一網(wǎng)格狀引流道(如圖 5D所示)或一平行引流道(如圖5E所示)，但不僅限于此。而由于可藉由第一引流道414改善積水的現(xiàn)象，并使得燃料電池中的燃料可順暢 地流動，因此相比較于傳統(tǒng)的燃料電池而言，本實(shí)施例的燃料電池結(jié)構(gòu)20的發(fā)電效能可提 升約50%左右。而且為了使燃料電池結(jié)構(gòu)20具有良好的散熱及排水效果，在第一無孔材料板41 上設(shè)置有散熱及多入口的進(jìn)氣、排氣或排水的裝置，又或者可在第一底板411上設(shè)置至少 一第一排水孔415，并且使第一排水孔415與第一引流道414相互連通，藉此使水引導(dǎo)至第 一引流道414后，又可由第一排水孔415流出燃料電池結(jié)構(gòu)20。如圖2及圖3所示，集電板50，其設(shè)置于電池薄膜組30的一第二外側(cè)面35，藉以 將電池薄膜組30夾設(shè)于第一復(fù)合極板40及集電板50之間，又集電板50可以為一雙極板 或一第二復(fù)合極板80，其中雙極板為一般現(xiàn)有習(xí)知所使用的雙極板，在此不再多加贅述。請參閱圖6所示，第二復(fù)合極板80設(shè)置于電池薄膜組30的第二外側(cè)面35，藉以將 電池薄膜組30夾設(shè)于第一復(fù)合極板40及第二復(fù)合極板80之間，其中第二復(fù)合極板80具 有一第二無孔材料板81 ；以及至少一第二多孔材料板82。
第二無孔材料板81具有一第二底板811及一第二框體812，第二框體812結(jié)合于 第二底板811上并形成有一第二凹槽813，而且第二底板811未與第二框體812結(jié)合處則具 有至少一第二引流道814。第二底板811及一第二框體812是與第一底板411及第一框體 412—樣，可以為一體成型的元件。第二引流道814亦可用以引導(dǎo)水快速地排出，并可避免 水堵塞第二多孔材料板82的孔隙，進(jìn)而提高燃料電池結(jié)構(gòu)20的發(fā)電效能。同樣為了避免在第二復(fù)合極板80中發(fā)生邊緣積水的現(xiàn)象，而導(dǎo)致第二多孔材料 板82的孔隙遭到堵塞，進(jìn)而使燃料電池的發(fā)電效能降低的問題，可利用在第二底板811上 的第一引流道814快速地將水導(dǎo)流出燃料電池結(jié)構(gòu)20。如此，不但可幫助燃料流動，亦可協(xié) 助水在燃料電池結(jié)構(gòu)20中分布均勻，進(jìn)而快速地排出。又為了提高水排出的速度，第二引 流道814和第一引流道414 一樣，可以為一回旋形引流道(如圖5A所示)、一蛇狀引流道 (如圖5B所示)、一指插形引流道(如圖5C所示)、一網(wǎng)格狀引流道(如圖5D所示)或一 平行引流道(如圖5E所示)，但不僅限于此。而同樣為了加速水排除的速率，第二底板811上亦設(shè)置至少一第二排水孔(圖未 示)，并且使第二排水孔與第二引流道814相互連通，藉此將水引導(dǎo)至第二引流道814后，又 可由第二排水孔流出燃料電池結(jié)構(gòu)20。第二多孔材料板82則設(shè)置于第二凹槽813中，并且夾設(shè)于電池薄膜組30及第二 底板811之間。第二復(fù)合極板80的第二無孔材料板81及第二多孔材料板82皆可為導(dǎo)電 材料或非導(dǎo)電材料，而且第二復(fù)合極板80中各元件的結(jié)合關(guān)系及功能皆與第一復(fù)合極板 40中各元件的結(jié)合關(guān)系及功能相同，因此在此不再多加贅述。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對 以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其包括一電池薄膜組，其具有一質(zhì)子交換膜；一對觸媒層，其分別設(shè)置于該質(zhì)子交換膜的兩側(cè)面；及一對電極層，其分別設(shè)置于該對觸媒層的外側(cè)面；一第一復(fù)合極板，其設(shè)置于該電池薄膜組的一第一外側(cè)面，且該第一復(fù)合極板具有一第一無孔材料板，其具有一第一底板及一第一框體，該第一框體結(jié)合于該第一底板上并形成有一第一凹槽，并且該第一底板未與該第一框體結(jié)合處具有至少一第一引流道；及至少一第一多孔材料板，其設(shè)置于該第一凹槽中并且夾設(shè)于該電池薄膜組及該第一底板之間；以及一集電板，其設(shè)置于該電池薄膜組的一第二外側(cè)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第一 底板及該第一框體為一體成型的元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第一 引流道為一回旋形引流道、一蛇狀引流道、一指插形引流道、一網(wǎng)格狀引流道或一平行引流道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第一 多孔材料板的材料為一導(dǎo)電材料或一非導(dǎo)電材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第一 無孔材料板的材料為一導(dǎo)電材料或一非導(dǎo)電材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第一 底板設(shè)置有至少一第一排水孔，并且該第一排水孔與該第一引流道相互連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的集電 板為一雙極板或一第二復(fù)合極板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第二 復(fù)合極板具有一第二無孔材料板，其具有一第二底板及一第二框體，該第二框體結(jié)合于該 第二底板上并形成有一第二凹槽，并且該第二底板未與該第二框體結(jié)合處具有至少一第二 引流道；以及至少一第二多孔材料板，其設(shè)置于該第二凹槽中，并且夾設(shè)于該電池薄膜組及 該第二底板之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第二 底板及該第二框體為一體成型的元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第 二引流道為一回旋形引流道、一蛇狀引流道、一指插形引流道、一網(wǎng)格狀引流道或一平行引 流道。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第 二多孔材料板的材料為一導(dǎo)電材料或一非導(dǎo)電材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第 二無孔材料板的材料為一導(dǎo)電材料或一非導(dǎo)電材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的第 二底板設(shè)置有至少一第二排水孔，并且該第二排水孔與該第二引流道相互連通。
14.一種應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其特征在于其包括 一無孔材料板，其具有一底板；及一框體，其結(jié)合于該底板上并形成有一凹槽，并且該底板未與該框體結(jié)合處具有至少 一引流道；以及至少一多孔材料板，其設(shè)置于該凹槽中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的 底板及該框體為一體成型的元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的 引流道為一回旋形引流道、一蛇狀引流道、一指插形引流道、一網(wǎng)格狀引流道或一平行引流道。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的 無孔材料板的材料為一導(dǎo)電材料或一非導(dǎo)電材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的 多孔材料板的材料為一導(dǎo)電材料或一非導(dǎo)電材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的應(yīng)用于燃料電池的復(fù)合極板結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述的 底板設(shè)置有至少一排水孔，并且該排水孔與該引流道相互連通。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)于一種具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)及其復(fù)合極板結(jié)構(gòu)。該具有復(fù)合極板的燃料電池結(jié)構(gòu)，包括一電池薄膜組，具有一質(zhì)子交換膜；一對觸媒層，設(shè)置于質(zhì)子交換膜兩側(cè)；及一對電極層，設(shè)置于觸媒層的外側(cè)；一第一復(fù)合極板，設(shè)置于電池薄膜組的第一外側(cè)面，且具有第一無孔材料板，其具有第一底板及第一框體，第一框體結(jié)合于第一底板上形成第一凹槽，第一底板未與第一框體結(jié)合處具有第一引流道；及至少一第一多孔材料板，設(shè)置于第一凹槽并夾設(shè)于電池薄膜組及第一底板間；及一集電板，設(shè)置于電池薄膜組的第二外側(cè)面。本發(fā)明還提供了一種復(fù)合極板結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可提高燃料流動速率，將反應(yīng)生成物快速引流出燃料電池，提高燃料電池發(fā)電效能。
文檔編號H01M4/86GK101853953SQ20091013037
公開日2010年10月6日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者吳啟斌, 王思圣, 邱文欣, 陳豐璋, 陳彥友 申請人:中興電工機(jī)械股份有限公司