專利名稱：燃料分配結(jié)構(gòu)以及燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料電池，且尤其涉及一種燃料電池的燃料分配結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的進(jìn)步，傳統(tǒng)能源如煤、石油及天然氣的消耗量持續(xù)升高，由于天然能源的存量有限，因此，必須研發(fā)新的替代能源以取代傳統(tǒng)能源，而燃料電池便是一種重要且具實(shí)用價(jià)值的選擇。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，燃料電池基本上是一種利用水電解的逆反應(yīng)而將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。以質(zhì)子交換膜燃料電池來(lái)說(shuō)，其主要是由一薄膜電極組(membrane electrode assembly，簡(jiǎn)稱MEA)及二電極板所構(gòu)成。薄膜電極組是由一質(zhì)子傳導(dǎo)膜(proton exchange membrance)、一陽(yáng)極觸媒層、一陰極觸媒層、一陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層(gas diffusion layer, GDL)以及一陰極氣體擴(kuò)散層所構(gòu)成。其中，上述的陽(yáng)極觸媒層與陰極觸媒層分別配置于質(zhì)子傳導(dǎo)膜的兩側(cè)，陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層與陰極氣體擴(kuò)散層分別設(shè)置在陽(yáng)極觸媒層與陰極觸媒層之上。另外，二電極板包括一陽(yáng)極與一陰極，其分別配置于陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層與陰極氣體擴(kuò)散層之上。目前業(yè)界常見(jiàn)的質(zhì)子交換膜燃料電池是直接甲醇燃料電池(Direct MethanolFuel Cell，簡(jiǎn)稱DMFC)，其是直接使用甲醇水溶液當(dāng)作燃料供給來(lái)源，并經(jīng)由甲醇與氧的相關(guān)電極反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生電流。直接甲醇燃料電池的反應(yīng)式如下陽(yáng)極CH30H+H20 — C02+6H++6e"陰極3/202+6H++6e- — 3H20傳統(tǒng)的直接甲醇燃料電池是將低濃度燃料通入陽(yáng)極側(cè)，并在陰極側(cè)使用冷凝器回收水以提高燃料的使用效率，但此作法在可攜式電子產(chǎn)品上的應(yīng)用受到限制。因此，已有直接使用高濃度燃料的燃料電池被提出，如美國(guó)專利公開(kāi)案US 2010/01M677、中國(guó)專利公開(kāi)案CN 101632195、中國(guó)專利公開(kāi)案CN101573821以及美國(guó)專利公開(kāi)案US 2010/0190087。為了滿足可攜式電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求，燃料電池必須能夠達(dá)到體積小、重量輕以及無(wú)操作方向限制等要求。目前，美國(guó)專利公開(kāi)案US 2010/01M677、中國(guó)專利公開(kāi)案CN 101632195、 中國(guó)專利公開(kāi)案CN 101573821以及美國(guó)專利公開(kāi)案US 2010/0190087也已針對(duì)無(wú)操作方向限制的設(shè)計(jì)作出討論。承上述，利用泵浦(liquid pump)將微量的高濃度燃料直接供應(yīng)燃料電池的陽(yáng)極的關(guān)鍵技術(shù)在于如何將提供至燃料電池中的微量高濃度燃料均勻地分散。在美國(guó)專利公開(kāi)案US 2010/0124677中，其所揭露的板狀燃料分配結(jié)構(gòu)(planarfuel distribution structure)具有尺寸十分微小的螺旋狀流道，且板狀燃料分配結(jié)構(gòu)的二表面上都披覆有甲醇擴(kuò)散膜(methanol diffusion films)。在中國(guó)專利公開(kāi)案CN 101632195中，其所揭露的燃料分配機(jī)構(gòu)具有多個(gè)流道，而各個(gè)流道分別具有一流道出口，且流道出口孔徑小于流道尺寸。中國(guó)專利公開(kāi)案CN 101632195主要是利用流道出口的毛細(xì)力避免燃料滲漏。在中國(guó)專利公開(kāi)案CN 101573821以及美國(guó)專利公開(kāi)案US 2010/0190087中，其所揭露的燃料分配機(jī)構(gòu)具有多個(gè)流道，而各個(gè)流道其有多個(gè)分支流道，且各分支流道分別其有一流道出口， 且流道出口孔徑大于分支流道尺寸。中國(guó)專利公開(kāi)案CN 101573821以及美國(guó)專利公開(kāi)案 US 2010/0190087主要是利用分支流道的毛細(xì)力避免燃料滲漏?，F(xiàn)有技術(shù)采用尺寸十分微小(寬度約為10微米左右)的封閉型流道來(lái)達(dá)到均勻分散燃料的目的，但在前述的封閉型流道的制作過(guò)程中，封閉型流道的尺寸(寬度)的控制十分困難。

發(fā)明內(nèi)容
本案提供一種燃料電池及其燃料分配結(jié)構(gòu)，其無(wú)操作方向的限制。本案提供一種燃料分配結(jié)構(gòu)，其包括一第一材料層、一第二材料層、一流道材料層以及一填充材料。第一材料層具有一燃料入口，第二材料層具有多個(gè)燃料出口，而流道材料層具有一圖案化流道，其中圖案化流道的分布范圍涵蓋燃料入口與燃料出口，而填充材料配置于圖案化流道內(nèi)。其中，該燃料入口的孔徑介于0. 1毫米至10毫米之間。其中，該些燃料出口的孔徑介于0. 5毫米至20毫米之間。其中，該些燃料出口以該燃料入口為對(duì)稱中心對(duì)稱地分布于該第二材料層中。其中，該流道材料層的厚度與該圖案化流道的深度相同。其中，該流道材料層的厚度小于該圖案化流道的深度。其中，該流道材料層的厚度介于0. 01毫米至2毫米之間。其中，該圖案化流道的寬度介于0. 5毫米至20毫米之間。其中，該填充材料包括毛細(xì)材料。其中，對(duì)應(yīng)于該些燃料出口的該圖案化流道內(nèi)填充有該填充材料。其中，對(duì)應(yīng)于該些燃料出口的該圖案化流道內(nèi)未填充有該填充材料。本案另提供一種燃料電池，其包括一薄膜電極組、一陰極集電層、一陽(yáng)極集電層以及前述的燃料分配結(jié)構(gòu)。陰極集電層與陽(yáng)極集電層分別配置于薄膜電極組二對(duì)側(cè)，而燃料分配結(jié)構(gòu)與陽(yáng)極集電層位于薄膜電極組的同側(cè)。該燃料分配結(jié)構(gòu)包括一第一材料層，具有一燃料入口 ；一第二材料層，具有多個(gè)燃料出口；一流道材料層，配置于該第一材料層與該第二材料層之間，該流道材料層具有一圖案化流道，其中該圖案化流道的分布范圍涵蓋該燃料入口與該些燃料出口 ；以及一填充材料，配置于該圖案化流道內(nèi)。其中，該燃料入口的孔徑介于0. 1毫米至10毫米之間。其中，該些燃料出口的孔徑介于0. 5毫米至20毫米之間。其中，該些燃料出口是以該燃料入口為對(duì)稱中心對(duì)稱地分布于該第二材料層中。其中，該流道材料層的厚度與該圖案化流道的深度相同。其中，該該流道材料層的厚度小于該圖案化流道的深度。其中，該流道材料層的厚度介于0. 01毫米至2毫米之間。其中，該圖案化流道的寬度介于0. 5毫米至20毫米之間。其中，該填充材料包括毛細(xì)材料。其中，對(duì)應(yīng)于該些燃料出口的該圖案化流道內(nèi)填充有該填充材料。其中，對(duì)應(yīng)于該些燃料出口的該圖案化流道內(nèi)未填充有該填充材料。
其中，更包括一燃料均勻?qū)?，配置于該?yáng)極集電層與該燃料分配結(jié)構(gòu)之間。其中，該燃料均勻?qū)影ㄒ蛔铓鈱?，該阻氣層配置于該?yáng)極集電層與該第二材料層之間。其中，該燃料均勻?qū)影ㄒ坏谝豢装澹灰约耙蛔铓鈱?，配置于該第一孔板與該第二材料層之間。其中，更包括一透氣層，配置于該燃料均勻?qū)优c該陽(yáng)極集電層之間。其中，更包括一蓋板；一陰極保濕層，配置于該蓋板與陰極集電層之間，其中該蓋板與該陰極保濕層之間具有一反應(yīng)氣體流道；以及一氣體傳送元件，提供一反應(yīng)氣體至該反應(yīng)氣體流道。其中，該陰極保濕層包括一第二孔板；以及一疏水透氣層，配置于該第二孔板與該陰極集電層之間。其中，更包括一燃料供應(yīng)單元，供應(yīng)燃料至該燃料分配結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的燃料電池及其燃料分配結(jié)構(gòu)，避免了現(xiàn)有技術(shù)封閉型流道的制作過(guò)程中封閉型流道的尺寸(寬度)的控制困難的缺陷。其無(wú)操作方向的限制。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1為本案一實(shí)施例的燃料電池的剖面示意圖。圖2為本案一實(shí)施例的燃料電池的分解示意圖。圖3A與圖3E為不同燃料分配結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。其中，附圖標(biāo)記100 燃料電池110:薄膜電極組120:陰極集電層130:陽(yáng)極集電層140 燃料分配結(jié)構(gòu)142:第一材料層142a:燃料入口144 第二材料層144a 燃料出口146 流道材料層146a:圖案化流道148 填充材料150 燃料均勻?qū)?52 第一孔板152a 第一開(kāi)孔154:阻氣層160 透氣層170 蓋板
180 陰極保濕層
182 第二孔板
182a 第二開(kāi)孔
184 疏水透氣層
190 氣體傳送元件
A 反應(yīng)氣體流道
F 燃料供應(yīng)單元
P:泵浦
T 燃料槽
L:管路
AD 粘著材料
D:深度
TH:厚度
W:寬度
具體實(shí)施例方式圖1為本案一實(shí)施例的燃料電池的剖面示意圖，而圖2為本案一實(shí)施例的燃料電池的分解示意圖。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1與圖2，本實(shí)施例的燃料電池100包括一薄膜電極組110、 一陰極集電層120、一陽(yáng)極集電層130以及一燃料分配結(jié)構(gòu)140。陰極集電層120與陽(yáng)極集電層130分別配置于薄膜電極組110 二對(duì)側(cè)，而燃料分配結(jié)構(gòu)140與陽(yáng)極集電層130位于薄膜電極組110的同側(cè)。除了前述的薄膜電極組110、陰極集電層120、陽(yáng)極集電層130以及燃料分配結(jié)構(gòu) 140之外，本實(shí)施例的燃料電池100可選擇性地包括一燃料均勻?qū)?50，此燃料均勻?qū)?50 配置于陽(yáng)極集電層130與燃料分配結(jié)構(gòu)140之間。舉例而言，燃料均勻?qū)?50包括一第一孔板152以及一阻氣層154，其中第一孔板152配置于陽(yáng)極集電層130與阻氣層巧4之間。 在本實(shí)施例中，第一孔板152具有多個(gè)第一開(kāi)孔15 ，且阻氣層巧4可為吸附燃料且阻氣的材料層。在另一實(shí)施例中，燃料均勻?qū)?50也可僅包括一阻氣層154，但不包括第一孔板 152。在本實(shí)施例中，燃料電池100可選擇性地包括一透氣層160，此透氣層160配置于燃料均勻?qū)?50與陽(yáng)極集電層130之間。從圖1與圖2可知，透氣層160位于第一孔板152 與陽(yáng)極集電層130之間。舉例而言，透氣層160可為一吸附燃料且透氣的材料層。此外，阻氣層154以及透氣層160均具有親燃料的特性，意即，阻氣層154以及透氣層160與燃料 (例如甲醇)的接觸角小于90度。值得注意的是，前述的“親燃料”不同于“親水”，因?yàn)橛行┎牧蠈?duì)甲醇的接觸角小于90度，但是對(duì)水可能會(huì)的接觸角大90度。此外，本實(shí)施例的燃料電池100可選擇性地包括一蓋板170、一陰極保濕層180以及一氣體傳送元件190，其中陰極保濕層180配置于蓋板170與陰極集電層120之間，而陰極保濕層180與蓋板170之間具有一反應(yīng)氣體流道A，且氣體傳送元件190用將反應(yīng)氣體傳送至反應(yīng)氣體流道A，以使反應(yīng)氣體易于擴(kuò)散至薄膜電極組110內(nèi)。舉例而言，陰極保濕層180包括一第二孔板182以及一疏水透氣層184，其中第二孔板182具有多個(gè)第二開(kāi)孔182a，且疏水透氣層184配置于第二孔板182與陰極集電層120之間。在本實(shí)施例中，本實(shí)施例所使用的蓋板170可以為任何型態(tài)的不透氣板材，如金屬、塑料、印刷電路板、內(nèi)表面上具有親水層的板材、內(nèi)表面上不具有親水層的板材或是其它型態(tài)的板材。此外，氣體傳送元件190例如為進(jìn)氣風(fēng)扇或其它合適的氣體傳送元件。在本實(shí)施例中，燃料電池100可進(jìn)一步包括一燃料供應(yīng)單元F，以供應(yīng)燃料至燃料分配結(jié)構(gòu)140中。舉例而言，燃料供應(yīng)單元F包括一泵浦P、一燃料槽T以及連接于燃料槽 T與燃料分配結(jié)構(gòu)140之間的管路L。承上述，本實(shí)施例中前述的燃料均勻?qū)?50、透氣層160、蓋板170、陰極保濕層 180、氣體傳送元件190以及燃料供應(yīng)單元F可根據(jù)燃料電池100的實(shí)際設(shè)計(jì)需求而作適當(dāng)?shù)膭h減(簡(jiǎn)化)。為了使本案的燃料電池100能夠被應(yīng)用于可攜式電子元件中，本實(shí)施例的燃料分配結(jié)構(gòu)140必須滿足無(wú)操作方向限制的需求。以下將針對(duì)燃料分配結(jié)構(gòu)140的細(xì)部結(jié)構(gòu)作出進(jìn)一步的說(shuō)明。在本實(shí)施例中，燃料分配結(jié)構(gòu)140包括一第一材料層142、一第二材料層144、一流道材料層146以及一填充材料148。第一材料層142具有一燃料入口 142a，第二材料層144 具有多個(gè)燃料出口 144a，而流道材料層146具有一圖案化流道146a，其中圖案化流道146a 的分布范圍涵蓋燃料入口 14 與燃料出口 IMa。換言之，燃料入口 14 以及燃料出口 144a與圖案化流道146a相連通。此外，填充材料148配置于圖案化流道146a內(nèi)。舉例而言，燃料入口 14 的孔徑介于0. 1毫米至10毫米之間，較佳約為1. 2毫米，燃料出口 14 的孔徑介于0. 5毫米至20毫米之間，較佳約介于2毫米至10毫米之間。值得注意的是，第一材料層142、第二材料層144以及一流道材料層146共同定義出供燃料流動(dòng)的燃料流道， 除了燃料入口 14 以及燃料出口 14 的所在位置以外，燃料流道內(nèi)的其它位置的截面都為封閉的截面。此外，燃料出口 14 例如是以燃料入口 14 為對(duì)稱中心對(duì)稱地分布于第二材料層144中。然而，本實(shí)施例并不限定燃料出口 14 的分布，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)設(shè)計(jì)需求更動(dòng)燃料出口 14 的分布。舉例而言，燃料入口 14 可以不在第一材料層142的中心位置，且燃料出口 14 無(wú)須呈現(xiàn)對(duì)稱分布，可通過(guò)流道路徑的適當(dāng)安排，讓各個(gè)燃料出口 14 的燃料流量一致。具體而言，為了讓各個(gè)燃料出口 14 的燃料流量一致，比較簡(jiǎn)單的作法是讓燃料入口 14 到各個(gè)燃料出口 14 的路徑長(zhǎng)度相同。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，也可以將燃料入口 14 到各個(gè)燃料出口 14 的路徑長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為不同，但使各流道的尺寸不同(例如使流道寬度不同)，在此設(shè)計(jì)下，填充材料與流道所提供的毛細(xì)力量會(huì)讓較窄小流道內(nèi)的燃料傳遞速度較快，因此可以得到與較寬流道相同的流量。值得注意的是，填充材料148的填充位置可依據(jù)燃料電池100的實(shí)際設(shè)計(jì)需求而更動(dòng)。舉例而言，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在圖案化流道146a內(nèi)的所有位置都填充有填充材料 148，如此，對(duì)應(yīng)于燃料出口 14 的圖案化流道146a內(nèi)填充有填充材料148，且填充材料 148會(huì)被燃料出口 14 所暴露。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可在圖案化流道146a內(nèi)的部分位置填充填充材料148，意即，對(duì)應(yīng)于燃料出口 14 的圖案化流道146a內(nèi)未填充有填充材料 148。在本實(shí)施例中，填充材料148例如為毛細(xì)材料或是其它適合的材質(zhì)。舉例而言，前述的填充材料148與燃料(例如甲醇)的接觸角小于90度，意即，填充材料148具有親燃料的特性。舉例而言，前述的填充材料148可以是金屬、塑料等。在本案中，由于圖案化流道146a內(nèi)填充有填充材料148，因此通過(guò)填充材料148能夠使得流入圖案化流道146a內(nèi)的燃料輕易地分布均勻，進(jìn)而使得燃料分配結(jié)構(gòu)140能夠充分地滿足無(wú)操作方向限制的需求。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了使燃料均勻地分布于管狀封閉型流道中，管狀封閉型流道通常需具備很小的尺寸或截面積(寬度為10微米左右或10微米以下)，然而，本案無(wú)須制作尺寸或截面積很小的圖案化流道146a，而是將填充材料148填充于圖案化流道146a中，通過(guò)填充材料148或圖案化流道146a與填充材料148 二者所提供的毛細(xì)力來(lái)讓燃料均勻地分布于圖案化流道146a中。承上述，本案的圖案化流道146a的寬度可以不限定在10微米左右或10微米以下。換言之，本案的圖案化流道146a的寬度、 深度可以大到數(shù)十微米，在此情況下，燃料分配結(jié)構(gòu)140內(nèi)的燃料分布仍然會(huì)十分均勻。當(dāng)圖案化流道146a的尺寸夠大時(shí)，加工過(guò)程所導(dǎo)致的尺寸誤差便可以被忽略，也所以圖案化流道146a在制作上變得較為容易。然而，本實(shí)施例并不限定圖案化流道146a的尺寸(寬度、深度或截面積)必須比現(xiàn)有技術(shù)大，在工藝控制得宜的情況下，本案仍然可將填充材料 148填充于小尺寸的圖案化流道146a中。圖3A與圖;3B為不同燃料分配結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，且圖3A與圖;3B沿著圖1中的 1-1’剖面線所得到的剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3A，位于第一材料層142與第二材料層144之間的流道材料層146例如為一膠材，如乙階膠材(B-stageadhesive)或是其它能夠粘著于第一材料層142與第二材料層144之間的膠材。除了膠材之外，制作流道材料層146的材料也可以是不具粘性的材質(zhì)，如環(huán)氧樹(shù)脂(印oxy)、聚亞酰胺(polyimide)等，且這些不具粘性的流道材料層146可直接與第一材料層142以及第二材料層144接合，如圖3A所示。 舉例而言，本實(shí)施例可將第一材料層142以及第二材料層144直接壓著于流道材料層146 的二表面，以使流道材料層146直接與第一材料層142以及第二材料層接合。在本實(shí)施例中，流道材料層146的厚度TH與圖案化流道146a的深度D實(shí)質(zhì)上相同，而流道材料層146的厚度TH與圖案化流道146a的深度D例如是介于0. 01毫米至2毫米之間，較佳是介于0. 04毫米至0. 1毫米之間。此外，圖案化流道146a的寬度W例如是介于0. 5毫米至20毫米之間，較佳是介于2毫米至10毫米之間。值得注意的是，流道材料層 146可通過(guò)裁切的方式直接于膠材(如乙階膠材)、環(huán)氧樹(shù)脂(epoxy)或聚乙酰胺中形成圖案化流道146a，制作十分容易。當(dāng)圖案化流道146a的尺寸或截面積因加工誤差或溢膠而產(chǎn)生變化時(shí)，因誤差尺寸甚小于流道尺寸，故燃料仍然可以分配均勻。請(qǐng)參照?qǐng)D3B、圖3C、圖3D與圖3E，當(dāng)制作流道材料層146的材料為不具粘性的材質(zhì)時(shí)，本實(shí)施例可以通過(guò)不同型態(tài)的粘著材料AD與第一材料層142以及第二材料層144接合。值得注意的是，流道材料層146的材質(zhì)可與第一材料層142相同或與第二材料層144 相同。換言之，流道材料層146與第一材料層142為一體成形，或者流道材料層146與第二材料層144為一體成形。舉例而言，由于圖案化流道146a的深度介于0. 01毫米至2毫米之間，因此，本實(shí)施例可采用適當(dāng)厚度(需大于圖案化流道146a的深度)的不銹鋼板，并于不銹鋼板上形成具有適當(dāng)深度的圖案化流道146a，而形成圖案化流道146a的方法例如為蝕刻或者是切削。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)大員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種燃料分配結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括 一第一材料層，具有一燃料入口 ； 一第二材料層，具有多個(gè)燃料出口 ；一流道材料層，配置于該第一材料層與該第二材料層之間，該流道材料層具有一圖案化流道，其中該圖案化流道的分布范圍涵蓋該燃料入口與該些燃料出口 ；以及一填充材料，配置于該圖案化流道內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料分配結(jié)構(gòu)，其特征在于，該燃料入口的孔徑介于0.1毫米至10毫米之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料分配結(jié)構(gòu)，其特征在于，該些燃料出口的孔徑介于0.5毫米至20毫米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料分配結(jié)構(gòu)，其特征在于，該些燃料出口以該燃料入口為對(duì)稱中心對(duì)稱地分布于該第二材料層中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料分配結(jié)構(gòu)，其特征在于，該流道材料層的厚度與該圖案化流道的深度相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料分配結(jié)構(gòu)，其特征在于，該流道材料層的厚度小于該圖案化流道的深度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料分配結(jié)構(gòu)，其特征在于，該流道材料層的厚度介于0.01 毫米至2毫米之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料分配結(jié)構(gòu)，其特征在于，該圖案化流道的寬度介于0.5毫米至20毫米之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料分配結(jié)構(gòu)，其特征在于，該填充材料包括毛細(xì)材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料分配結(jié)構(gòu)，其特征在于，對(duì)應(yīng)于該些燃料出口的該圖案化流道內(nèi)填充有該填充材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料分配結(jié)構(gòu)，其特征在于，對(duì)應(yīng)于該些燃料出口的該圖案化流道內(nèi)未填充有該填充材料。
12.一種燃料電池，其特征在于，包括； 一薄膜電極組；一陰極集電層；一陽(yáng)極集電層，該陰極集電層與該陽(yáng)極集電層分別配置于該薄膜電極組二對(duì)側(cè)； 一燃料分配結(jié)構(gòu)，該燃料分配結(jié)構(gòu)與該陽(yáng)極集電層位于該薄膜電極組的同側(cè)，該燃料分配結(jié)構(gòu)包括一第一材料層，具有一燃料入口 ； 一第二材料層，具有多個(gè)燃料出口 ；一流道材料層，配置于該第一材料層與該第二材料層之間，該流道材料層具有一圖案化流道，其中該圖案化流道的分布范圍涵蓋該燃料入口與該些燃料出口 ；以及一填充材料，配置于該圖案化流道內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，該燃料入口的孔徑介于0.1毫米至 10毫米之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，該些燃料出口的孔徑介于0.5毫米至20毫米之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，該些燃料出口是以該燃料入口為對(duì)稱中心對(duì)稱地分布于該第二材料層中。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，該流道材料層的厚度與該圖案化流道的深度相同。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，該該流道材料層的厚度小于該圖案化流道的深度。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，該流道材料層的厚度介于0.01毫米至2毫米之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，該圖案化流道的寬度介于0.5毫米至20毫米之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，該填充材料包括毛細(xì)材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，對(duì)應(yīng)于該些燃料出口的該圖案化流道內(nèi)填充有該填充材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，對(duì)應(yīng)于該些燃料出口的該圖案化流道內(nèi)未填充有該填充材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，更包括一燃料均勻?qū)?，配置于該?yáng)極集電層與該燃料分配結(jié)構(gòu)之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的燃料電池，其特征在于，該燃料均勻?qū)影ㄒ蛔铓鈱?，該阻氣層配置于該?yáng)極集電層與該第二材料層之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的燃料電池，其特征在于，該燃料均勻?qū)影ㄒ坏谝豢装?；以及一阻氣層，配置于該第一孔板與該第二材料層之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的燃料電池，其特征在于，更包括一透氣層，配置于該燃料均勻?qū)优c該陽(yáng)極集電層之間。
27.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，更包括一蓋板；一陰極保濕層，配置于該蓋板與陰極集電層之間，其中該蓋板與該陰極保濕層之間具有一反應(yīng)氣體流道；以及一氣體傳送元件，提供一反應(yīng)氣體至該反應(yīng)氣體流道。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的燃料電池，其特征在于，該陰極保濕層包括一第二孔板；以及一疏水透氣層，配置于該第二孔板與該陰極集電層之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池，其特征在于，更包括一燃料供應(yīng)單元，供應(yīng)燃料至該燃料分配結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種燃料分配結(jié)構(gòu)，其包括一第一材料層、一第二材料層、一流道材料層以及一填充材料。第一材料層具有一燃料入口，第二材料層具有多個(gè)燃料出口，而流道材料層具有一圖案化流道，其中圖案化流道的分布范圍涵蓋燃料入口與燃料出口，而填充材料配置于圖案化流道內(nèi)。本案另提供一種具有上述燃料分配結(jié)構(gòu)的燃料電池。采用本發(fā)明的燃料電池及其燃料分配結(jié)構(gòu)，無(wú)操作方向的限制。
文檔編號(hào)H01M8/10GK102569847SQ20101062402
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者劉靜蓉, 康顧嚴(yán), 戴椿河, 賴秋助 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院