專利名稱：燃料電池固態(tài)電解質結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明系一種燃料電池固態(tài)電解質結構，尤指一種可增加燃料電池的制作良率，并可延長其使用壽命的燃料電池固態(tài)電解質結構。
背景技術：
燃料電池(Fuel Cell, FC)具有較高的能源轉換效率，亦不會造成任何的污染，也因此在新能源的領域中扮演著重要的角色。燃料電池主要將還原性燃料(例如氫氣)與氧化性氣體(例如氧氣)產(chǎn)生的標準電位差，透過功能性電極與電解質材料所構成的回路，進行自發(fā)性氧化還原反應，藉電化學的原理，有效地將化學能轉換為電能，總反應的生成物可為水或二氧化碳(CO2),并無任何造成污染的廢料產(chǎn)生，符合環(huán)保的要求。燃料電池依電解質的不同離子傳導的功能，大致上被分為五大類。其中固態(tài)氧化物燃(Solid Oxide Fuel Cell,簡稱SOFC)電池，亦稱為陶瓷燃電池，因其高反應速、需白催化劑，可使用燃種多，經(jīng)反應所產(chǎn)生的高溫蒸汽，可進汽-電共生，效達80%以上，是最具潛力的燃電池。在燃料電池的使用過程中，含一氧化碳(CO)與氫氣(H2)的燃經(jīng)氣體流道往陽極電極表面擴散，流道盡頭若為直角，轉折處容易有應力集中現(xiàn)象，一旦破損，燃混合氧氣后容易產(chǎn)生爆炸，考慮存在此危險，氣體壓力差不能過高，同樣的，陰極所在的流道亦然，脆弱點亦可能因過大的氧源壓力，進而崩解或破裂。而在制作過程中，電池兩電極之間夾著電解質，這種三明治結構的制作過程，若在流道盡頭的轉角，一般為直角，容易因各層材料間的性質差異，在干燥、燒結和熱漲冷縮過程中，產(chǎn)生分層、裂痕和內應力，因而，在此曲線反轉區(qū)是最容易產(chǎn)生制程缺陷。是以，要如何解決上述習用的問題與缺失，即為本發(fā)明的發(fā)明人與從事此行業(yè)的相關廠商所亟欲研究改善的方向所在者。

發(fā)明內容
故，本發(fā)明的發(fā)明人有鑒于上述缺失，乃搜集相關資料，經(jīng)由多方評估及考慮，并以從事于此行業(yè)累積的多年經(jīng)驗，經(jīng)由不斷試作及修改，始設計出此種可增加燃料電池的制作良率，并可延長其使用壽命的燃料電池固態(tài)電解質結構發(fā)明專利者。本發(fā)明的主要目的在于提供一種制作良率高、壽命長的燃料電池固態(tài)電解質結構。為了達到上述的目的，本發(fā)明包括有陽極、陰極、電解質與至少兩氣體流道。其中該陰極系對應于該陽極設置；該電解質系設置于該陽極與該陰極之間；該氣體流道系分別設置于該陽極與該陰極旁且于該電解質的兩側，該等氣體流道的末端包括有一轉折部與一 相連該轉折部且封閉該氣體流道的末端部，且該氣體流道末端處內部形成有一連續(xù)曲面。由于氣體流道的末端包括有轉折部與一相連該轉折部且封閉該氣體流道的末端部，且該氣體流道末端處內部形成有一連續(xù)曲面，俾藉由上述結構，本發(fā)明燃料電池在使用過程中，當燃經(jīng)氣體流道往陽極、陰極電極表面擴散時，可以有效的分散應力，避免氣體流道因為兩邊氣體壓力差過高，而產(chǎn)生過大的氧源壓力，進而崩解或破裂；以及，燃料電池制作過程，在干燥、燒結和熱漲冷縮過程中，可以有效避免產(chǎn)生分層、裂痕和降低內應力。本發(fā)明確實可以增加燃料電池的制作良率，并可延長其使用壽命


圖I系為本發(fā)明較佳實施例的立體圖。圖2系為本發(fā)明較佳實施例的剖視圖。圖3系為本發(fā)明較佳實施例的實施示意圖。圖4系為本發(fā)明再一較佳實施例的剖視圖。主要組件符號說明
101陽極
102陰極 10電解質 I氣體流道 11轉折部 12末端部 13連續(xù)曲面。
具體實施例方式為達成上述目的及功效，本發(fā)明所采用的技術手段及構造，茲繪圖就本發(fā)明較佳實施例詳加說明其特征與功能如下，俾利完全了解。請參閱圖I、圖2與圖3所示，系為本發(fā)明較佳實施例的立體圖與剖視圖，由圖中可清楚看出，本發(fā)明燃料電池包括有
陽極101 ；
陰極102，系對應于該陽極101設置；
電解質10，系設置于該陽極101與該陰極102之間；
至少兩氣體流道1，該氣體流道I可流通還原性燃料(例如氫氣、甲烷和瓦斯其中之一或其組合)與氧化性氣體(例如氧氣或空氣)，系分別設置于該陽極101與該陰極102旁，且于該電解質10的兩側，該等氣體流道I的末端包括有一轉折部11與一相連該轉折部11，且封閉該氣體流道I的末端部12，且該氣體流道I末端處內部形成有一連續(xù)曲面13，該氣體流道I的末端部12外表面為半球狀。其中該連續(xù)曲面13包括二次曲面、弧形曲面、球形曲面或是拋物球面，其曲面的斜率為連續(xù)的數(shù)值，無奇點(single point)產(chǎn)生。其中，燃料電池依電解質10的不同離子傳導的功能，大致上被分為五大類。本發(fā)明實施例即為固態(tài)氧化物燃(Solid Oxide Fuel Cell ;簡稱SOFC)電池，因為陰、陽極及電解層電阻同，而各材電阻隨厚增加而上升，因此，SOFC單電池組裝具有下三種型態(tài)電解質支撐單電池(electrolyte supported cell)、陰極支撐單電池(cathodesupported cel I)及陽極支撐單電池(anode supported cell)。因陽極導電比陰極及電解質導電高出許多，如以陽極為支撐材，將可使電池內電阻顯著低。但此型固態(tài)氧化物燃電池電解質薄膜制備困難，因此進入門坎較高。請參閱圖4所示，系為本發(fā)明再一較佳實施例的剖視圖，由圖中可清楚看出，本發(fā)明的氣體流道I可為交叉設置，其中一氣體流道I為流通還原性燃料，另一氣體流道I為流通氧化性氣體，其余結構相同，不再贅述。請參閱全部附圖所示，相較于習用技術，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
由于本發(fā)明的氣體流道I末端包括有一轉折部11與一相連該轉折部11且封閉該氣體流道I的末端部12，且該氣體流道I末端處內部形成有一連續(xù)曲面13，可以有效的增加氣體流道I末端的強度，在燃料電池使用過程中，藉由此結構，當燃經(jīng)氣體流道I往陽極 101、陰極102電極表面擴散時，可以有效的分散應力，避免氣體流道I因為氣體壓力差過高而產(chǎn)生過大的氧源壓力，進而崩解或破裂；而于燃料電池制作過程，在干燥、燒結和熱漲冷縮過程中，藉由此結構，可以有效避免產(chǎn)生分層、裂痕和降低內應力，本發(fā)明確實可以增加燃料電池的制作良率，并可延長其使用壽命。再者，該末端部12外表面可為半球狀，同樣的可以達到增加氣體流道I末端強度的效果。透過上述的詳細說明，即可充分顯示本發(fā)明的目的及功效上均具有實施的進步性，極具產(chǎn)業(yè)的利用性價值，且為目前市面上前所未見的新發(fā)明，完全符合發(fā)明專利要件，爰依法提出申請。唯以上所述著僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當不能用以限定本發(fā)明所實施的范圍。即凡依本發(fā)明專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍內，謹請貴審查委員明鑒，并祈惠準，是所至禱。
權利要求
1.一種燃料電池固態(tài)電解質結構，包括有 一陽極； 一陰極，系對應于該陽極設置； 一電解質，系設置于該陽極與該陰極之間； 至少兩氣體流道，系分別設置于該陽極與該陰極旁且于該電解質的兩側，該等氣體流道的末端為包括有一轉折部與一相連該轉折部且封閉該氣體流道的末端部，且該氣體流道末端處內部形成有一連續(xù)曲面。
2.如權利要求I所述的燃料電池固態(tài)電解質結構，其中該等氣體流道的末端外表面為半球狀。
3.如權利要求I所述的燃料電池固態(tài)電解質結構，其中該燃料電池為固態(tài)氧化物燃料電池。
4.如權利要求I所述的燃料電池固態(tài)電解質結構，其中該氣體流道可流通還原性燃料與氧化性氣體。
5.如權利要求4所述的燃料電池固態(tài)電解質結構，其中該還原性燃料為氫氣、甲烷和瓦斯其中之一或其組合，而該氧化性氣體為氧氣或空氣。
6.如權利要求I所述的燃料電池固態(tài)電解質結構，其中該氣體流道可為交叉設置。
7.如權利要求I所述的燃料電池固態(tài)電解質結構，其中該氣體流道末端處內部形成的該連續(xù)曲面為一二次曲面。
8.如權利要求I所述的燃料電池固態(tài)電解質結構，其中該氣體流道末端處內部形成的該連續(xù)曲面為一弧形曲面。
9.如權利要求I所述的燃料電池固態(tài)電解質結構，其中該氣體流道末端處內部形成的該連續(xù)曲面為一球形曲面。
10.如權利要求I所述的燃料電池固態(tài)電解質結構，其中該氣體流道末端處內部形成的該連續(xù)曲面為一拋物球面。
全文摘要
本發(fā)明為一種燃料電池固態(tài)電解質結構，包括有陽極、陰極、電解質與至少兩氣體流道。其中該陰極系對應于該陽極設置；該電解質系設置于該陽極與該陰極之間；該等氣體流道系分別設置于該陽極與該陰極旁且于該電解質的兩側，該等氣體流道的末端包括有一轉折部與一相連該轉折部且封閉該氣體流道的末端部，且該氣體流道末端處內部形成有一連續(xù)曲面。藉此氣體流道末端結構設計，本發(fā)明可增加燃料電池電解質結構的制作良率，并可延長其使用壽命。
文檔編號H01M8/10GK102637888SQ20121011519
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權日2011年4月22日
發(fā)明者方冠榮 申請人:方冠榮