本發(fā)明涉及一種電池領域，尤其涉及一種燃料電池。
背景技術(shù)：
：燃料電池是一種將燃料及氧化劑氣體轉(zhuǎn)化為電能的電化學發(fā)電裝置，被廣泛應用于軍事國防及民用的電力、汽車、通信等領域。通常，現(xiàn)有的燃料電池包括：一膜電極(membraneelectrodeassembly，簡稱mea)，該膜電極包括一質(zhì)子交換膜(protonexchangemembrane)和分別設置在質(zhì)子交換膜兩個相對的表面的陰極電極和陽極電極；一裝有燃料的陽極容室，且陽極電極浸泡于該燃料中；一導流板(flowfieldplate，簡稱ffp)設置于陰極電極遠離質(zhì)子交換膜的表面；一集流板(currentcollectorplate，簡稱ccp)設置于導流板遠離質(zhì)子交換膜的表面；以及相關(guān)的輔助部件，如：鼓風機、閥門、管路等。然而，現(xiàn)有技術(shù)中燃料電池需要鼓風機等輔助部件提供氧氣或燃料氣體，結(jié)構(gòu)復雜，成本較高。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種通過膜電極組的運動來實現(xiàn)氧氣或燃料的供應和排出的燃料電池。一種燃料電池，其中，其包括：一容器，該容器包括：一環(huán)形設置的內(nèi)壁，且該內(nèi)壁定義一反應室；一環(huán)形設置的外壁，且該外壁和該內(nèi)壁之間定義一儲料室；該儲料室被分割為一原料室和一廢料室，該原料室與所述反應室通過一進料孔連通，且該廢料室與所述反應室通過一排料孔連通；一連接該內(nèi)壁和外壁的底壁，且該底壁將該反應室覆蓋；一連接該內(nèi)壁和外壁的頂壁，該頂壁將該反應室覆蓋，且該頂壁具有一換氣孔；以及一設置于該反應室內(nèi)且位于該進料孔上的進料蓋；以及一設置于該廢料室內(nèi)且位于該排料孔上的排料蓋；一設置于該反應室內(nèi)的膜電極組，該膜電極組將該反應室分割為一陽極電極空間和一陰極電極空間，且該膜電極組可以在該反應室內(nèi)移動從而改變所述陽極電極空間和陰極電極空間的大??；當所述膜電極組向所述進料蓋和排料蓋一側(cè)移動時，該進料蓋蓋上且該排料蓋打開；當所述膜電極組向遠離所述進料蓋和排料蓋一側(cè)移動時，該進料蓋打開且該排料蓋蓋上；該膜電極組包括一密封環(huán)以及一設置于該密封環(huán)上且將該密封環(huán)覆蓋的膜電極；該密封環(huán)的外表面形狀與該反應室內(nèi)壁形狀一致，該密封環(huán)的內(nèi)表面具有一環(huán)形凹槽，從而使該膜電極可以卡固在該環(huán)形凹槽內(nèi)；所述密封環(huán)具有一陰極連接端以及一陽極連接端，且該陰極連接端與該該陽極連接端分別與該膜電極電連接。如上述燃料電池，其中，所述膜電極包括：一質(zhì)子交換膜，該質(zhì)子交換膜具有一第一表面以及一于該第一表面相對設置的第二表面；一設置于該第一表面且位于該陽極電極空間一側(cè)的陽極電極；一設置于該第二表面且位于該陰極電極空間一側(cè)的陰極電極；該陰極連接端與該陰極電極電連接，且該陽極連接端與該陽極電極電連接。如上述燃料電池，其中，所述膜電極進一步包括一設置于該陽極電極表面的陽極集流體以及一設置于該陰極電極表面的陰極集流體；該陰極連接端與該陰極集流體電連接，且該陽極連接端與該陽極集流體電連接。如上述燃料電池，其中，所述環(huán)形凹槽具有一靠近該陰極電極空間一側(cè)的第一表面以及一靠近該陽極電極空間一側(cè)且與該第一表面相對的第二表面；所述陰極連接端為一金屬層，且其部分延伸至該環(huán)形凹槽內(nèi)的第一表面并與所述陰極集流體電接觸；所述陽極連接端也為一金屬層，且其部分延伸至該環(huán)形凹槽內(nèi)的第二表面并與所述陽極集流體電接觸。如上述燃料電池，其中，所述內(nèi)壁和外壁環(huán)形設置成三角形、方形、n≧5的多邊性、圓形、或橢圓形。如上述燃料電池，其中，所述內(nèi)壁和外壁至少在間隔的兩處接觸設置，從而將該儲料室分割為原料室和廢料室。如上述燃料電池，其中，所述內(nèi)壁和外壁間隔設置，且進一步包括至少兩個間隔設置于該內(nèi)壁和外壁之間的隔板，從而將該儲料室分割為原料室和廢料室。如上述燃料電池，其中，所述進料蓋一邊固定于該反應室的內(nèi)表面上，且當該反應室一側(cè)的壓力大于該原料室一側(cè)的壓力時，該進料蓋將該進料孔蓋上，而當該反應室一側(cè)的壓力小于該原料室一側(cè)的壓力時，該進料蓋將該進料孔打開；所述排料蓋一邊固定于該廢料室的內(nèi)表面上，且當該反應室一側(cè)的壓力小于該廢料室一側(cè)的壓力時，該排料蓋將該廢料室料孔蓋上，而當該反應室一側(cè)的壓力大于該廢料室一側(cè)的壓力時，該排料蓋將該排料孔打開。如上述燃料電池，其中，所述容器進一步包括一氧氣室，且該氧氣室通過一進氣孔于該陰極電極空間連通；一設置于所述陰極電極空間內(nèi)的進氣蓋，該進氣蓋用于將該進氣孔蓋上或打開。一種燃料電池，其特征在于，其包括：一反應室；一與該反應室具有一第一公共側(cè)壁的原料室，該第一公共側(cè)壁上具有一進料孔，且該原料室與所述反應室通過該進料孔連通；一設置于該反應室內(nèi)且位于該進料孔上的進料蓋；一與該反應室具有一第二公共側(cè)壁的廢料室，該第二公共側(cè)壁上具有一排料孔，且該廢料室與所述反應室通過該排料孔連通；一設置于該廢料室內(nèi)且位于該排料孔上的排料蓋；以及一設置于該反應室內(nèi)的膜電極組，該膜電極組將該反應室分割為一密封的陽極電極空間和一密封的陰極電極空間，該陰極電極空間通過一換氣孔與外界空氣連通，且該膜電極組可以在該反應室內(nèi)移動從而改變所述陽極電極空間和陰極電極空間的大小；當所述膜電極組向所述進料蓋和排料蓋一側(cè)移動時，該進料蓋蓋上且該排料蓋打開；當所述膜電極組向遠離所述進料蓋和排料蓋一側(cè)移動時，該進料蓋打開且該排料蓋蓋上。如上述燃料電池，其中，所述該膜電極組包括一密封環(huán)以及一設置于該密封環(huán)上且將該密封環(huán)覆蓋的膜電極；該密封環(huán)的外表面形狀與該反應室內(nèi)壁形狀一致，該密封環(huán)的內(nèi)表面具有一環(huán)形凹槽，從而使該膜電極可以卡固在該環(huán)形凹槽內(nèi)。如上述燃料電池，其中，所述密封環(huán)具有一陰極連接端以及一陽極連接端，且該陰極連接端與該該陽極連接端分別與該膜電極電連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的燃料電池通過膜電極組的運動來實現(xiàn)氧氣或燃料的供應和排出，無需要鼓風機等輔助部件，結(jié)構(gòu)簡單。附圖說明圖1為本發(fā)明第一實施例提供的燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的燃料電池沿線ii-ii的剖視圖。圖3為本發(fā)明第一實施例提供的燃料電池的容器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明第一實施例提供的燃料電池的膜電極組的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明第二實施例提供的燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明第三實施例提供的燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。主要元件符號說明燃料電池10,10a排料蓋129容器12氧氣室130內(nèi)壁120進氣孔132隔板1202進氣蓋134外壁121膜電極組14底壁122膜電極140頂壁123陰極電極141換氣孔1230陽極電極142排氣蓋1232質(zhì)子交換膜143反應室124陰極集流體144陽極電極空間1242陽極集流體145陰極電極空間1244密封環(huán)146儲料室125環(huán)形密封體1460原料室1252環(huán)形凹槽1462廢料室1254陰極連接端1464進料孔126陽極連接端1466進料蓋127負載16排料孔128導線18如下具體實施例將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。具體實施方式下面將結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明提供的燃料電池作進一步詳細說明。可以理解，本發(fā)明所稱的“上”“下”“頂”“底”“側(cè)”均為相對概念，根據(jù)本發(fā)明提供的燃料電池使用時的方向不同而不同。請一并參閱圖1及圖2，本發(fā)明第一實施例提供一種燃料電池10，其包括：一容器12、一設置于該容器12內(nèi)的膜電極組14。所述膜電極組14包括一密封環(huán)146以及一設置于該密封環(huán)146上且將該密封環(huán)146覆蓋的膜電極140。所述容器12包括：一環(huán)形設置的內(nèi)壁120，且該內(nèi)壁120定義一反應室124；一環(huán)形設置的外壁121，且該外壁121和該內(nèi)壁120之間定義一儲料室125；該儲料室125被分割為一原料室1252和一廢料室1254，該原料室1252與所述反應室124通過一進料孔126連通，且該廢料室1254與所述反應室124通過一排料孔128連通；一設置于該反應室124內(nèi)且位于該進料孔126上的進料蓋127，且該進料蓋127用于將該進料孔126蓋上或打開；一設置于該廢料室1254內(nèi)且位于該排料孔128上的排料蓋129，且該排料蓋129用于將該排料孔128蓋上或打開；一連接該內(nèi)壁120和外壁121的底壁122，且該底壁122將該反應室124覆蓋；一連接該內(nèi)壁120和外壁121的頂壁123，該頂壁123將該反應室124覆蓋，且該頂壁具有一換氣孔1230。所述內(nèi)壁120和外壁121可以環(huán)形設置成任意形狀，例如：三角形、方形、n≧5的多邊性、圓形、或橢圓形等。所述內(nèi)壁120和外壁121形成的環(huán)形形狀可以如圖2所示相同，也可以如圖3所示不同。如圖2所示，所述內(nèi)壁120和外壁121可以間隔設置，且在該內(nèi)壁120和外壁121之間設置至少兩個間隔設置于的隔板1202，從而將該儲料室125分割為原料室1252和廢料室1254。如圖3所示，所述內(nèi)壁120和外壁121也可以在至少兩處接觸設置，從而將該儲料室125分割為原料室1252和廢料室1254。本實施例中，所述容器12包括同心間隔設置的環(huán)形內(nèi)壁120和環(huán)形外壁121。通過兩個隔板1202將該環(huán)形內(nèi)壁120和環(huán)形外壁121之間的空間分割為原料室1252和廢料室1254。所述進料蓋127一邊固定于該反應室124的內(nèi)表面上，且當該反應室124一側(cè)的壓力大于該原料室1252一側(cè)的壓力時，該進料蓋127將該進料孔126蓋上，而當該反應室124一側(cè)的壓力小于該原料室1252一側(cè)的壓力時，該進料蓋127將該進料孔126打開。所述排料蓋129一邊固定于該廢料室1254的內(nèi)表面上，且當該反應室124一側(cè)的壓力小于該廢料室1254一側(cè)的壓力時，該排料蓋129將該排料孔128蓋上，而當該反應室124一側(cè)的壓力大于該廢料室1254一側(cè)的壓力時，該排料蓋129將該排料孔128打開。所述換氣孔1230的形狀大小不限，用于使該反應室124位于頂壁123一側(cè)的空間與外界大氣層連通?？梢岳斫猓鋈萜?2的形狀和結(jié)構(gòu)不限，只要可以形成該反應室124，以及分別與該反應室124連通的原料室1252和廢料室1254即可。可以理解，所述容器12可以包括多個原料室1252和多個廢料室1254。所述膜電極組14設置于該反應室124內(nèi)，將該反應室124分割為一陽極電極空間1242和一陰極電極空間1244。該膜電極組14可以在該反應室124內(nèi)移動從而改變所述陽極電極空間1242和陰極電極空間1244的大小。進一步參見圖4，所述膜電極140包括一質(zhì)子交換膜143，該質(zhì)子交換膜143具有一第一表面以及一于該第一表面相對設置的第二表面；一設置于該第一表面且位于該陽極電極空間1242一側(cè)的陽極電極142；一設置于該第二表面且位于該陰極電極空間1244一側(cè)的陰極電極141。可選擇地，所述膜電極140還可以包括一設置于該陽極電極142表面的陽極集流體145以及一設置于該陰極電極141表面的陰極集流體144。所述質(zhì)子交換膜143的材料為全氟磺酸、聚苯乙烯磺酸、聚三氟苯乙烯磺酸、酚醛樹脂磺酸或碳氫化合物。所述陽極電極142與陰極電極141均包括擴散層與催化劑材料。所述陽極電極142與陰極電極141可以為催化劑材料涂敷在擴散層表面形成的雙層結(jié)構(gòu)，也可以為一催化劑材料分散于擴散層內(nèi)部形成的復合結(jié)構(gòu)。所述擴散層可以為碳納米管層或碳纖維層。所述陽極電極142與陰極電極141的催化劑材料可以根據(jù)實際需要選擇。所述陽極集流體145和陰極集流體144采用導電材料制備，用于收集和傳導反應生成的電子或質(zhì)子。進一步，所述陽極集流體145和陰極集流體144也可以在膜電極140移動過程中起到保護膜電極140的作用。優(yōu)選地，所述陽極集流體145和陰極集流體144采用金屬網(wǎng)制備。本實施例中，所述質(zhì)子交換膜143材料為全氟磺酸。所述陰極電極141為碳納米管層及分布于該碳納米管層中的貴金屬催化劑。所述貴金屬包括鉑、金及釕中的一種或其任意組合的混合物。該貴金屬顆粒的直徑尺寸為1～10納米。所述貴金屬催化劑的擔載量低于0.5mg/cm2，且均勻分布于碳納米管層中的碳納米管表面。所述陽極電極142為碳納米管層及分布于該碳納米管層中的酶催化劑，如：含有輔基fad的氧化酶或含有輔基nad(p)+的脫氫酶。該酶催化劑均勻吸附于碳納米管層中的碳納米管表面，并通過羧基或羥基與該碳納米管結(jié)合。可以理解，對不同的燃料，所選用的催化劑不同。例如，所述燃料為葡萄糖溶液，催化劑為葡萄糖氧化酶。所述陽極集流體145和陰極集流體144均為一銅網(wǎng)?？梢岳斫猓斔鋈剂想姵?0使用采用乙醇等氣體燃料時，所述陽極電極142的催化劑也可以采用貴金屬顆粒。也就是說，該陽極電極142的催化劑取決于采用的燃料。所述密封環(huán)146用于密封和固定支撐該膜電極140。該密封環(huán)146包括一環(huán)形密封體1460以及間隔設置于該環(huán)形密封體1460表面的陰極連接端1464和陽極連接端1466。該環(huán)形密封體1460的外表面的尺寸和形狀與該反應室124內(nèi)表面的尺寸和形狀一致，該環(huán)形密封體1460的內(nèi)表面具有一環(huán)形凹槽1462，從而使該膜電極140可以卡固在該環(huán)形凹槽1462內(nèi)。所述密封環(huán)146的厚度以及內(nèi)徑大小可以根據(jù)需要選擇。所述密封環(huán)146的材料為橡膠或聚合物。所述陰極連接端1464與該陰極電極141電連接。所述陽極連接端1466與該陽極電極142電連接。當所述膜電極140包括陰極集流體144和陽極集流體145時，該陰極連接端1464與該陰極集流體144接觸電連接，且該陽極連接端1466與該陽極集流體145接觸電連接。該陰極連接端1464和該陽極連接端1466位于該環(huán)形密封體1460靠近該陰極電極空間1244的表面，使用時通過導線18與外電路連接?？梢岳斫?，所述所述密封環(huán)146也可以替代為其他可以實現(xiàn)密封作用的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述陰極連接端1464和該陽極連接端1466均為金屬層且從該環(huán)形密封體1460的表面延伸至該環(huán)形凹槽1462的內(nèi)表面，從而分別與該陰極集流體144和陽極集流體145接觸?？梢岳斫?，所述陽極連接端1466與所述陰極集流體144之間需要設置絕緣層。具體地，所述環(huán)形凹槽1462具有一靠近該陰極電極空間1244一側(cè)的第一表面以及一靠近該陽極電極空間1242一側(cè)且與該第一表面相對的第二表面；所述陰極連接端1464為一金屬層，且其部分延伸至該環(huán)形凹槽1462內(nèi)的第一表面并與所述陰極集流體144電接觸；所述陽極連接端1466也為一金屬層，且其部分延伸至該環(huán)形凹槽1462內(nèi)的第二表面并與所述陽極集流體145電接觸。所述燃料電池10使用時，將該陰極連接端1464和該陽極連接端1466通過導線18連接到負載16。在燃料電池10工作過程中，當膜電極組14向頂壁123方向運動時，所述陽極電極空間1242的壓強變小，所述進料蓋127打開，所述排料蓋129關(guān)閉，葡萄糖燃料從所述原料室1252進入所述陽極電極空間1242，同時所述陰極電極空間1244內(nèi)的廢氣通過換氣孔1230排出；當膜電極組14向底壁122方向運動時，所述陽極電極空間1242的壓強變大，所述進料蓋127關(guān)閉，所述排料蓋129打開，反應廢料從所述陽極電極空間1242排入所述廢料室1254，同時所述陰極電極空間1244內(nèi)的壓強變小，外界空氣通過換氣孔1230進入所述陰極電極空間1244；在所述陽極電極142一端，葡萄糖在酶催化劑的催化作用下發(fā)生如下反應：葡萄糖→葡萄糖酸+2h++2e。反應生成的質(zhì)子穿過質(zhì)子交換膜143到達陰極電極141，反應生成的電子則通過陽極連接端1466進入外電路；在所述陰極電極141一端，空氣中的氧氣擴散到該陰極電極141的同時，電子則通過外電路到達該陰極電極141，在貴金屬催化劑作用下，氧氣與質(zhì)子以及電子發(fā)生如下反應：1/2o2+2h++2e→h2o。在此過程中，在該陽極電極142與該陰極電極141之間會形成一定的電勢差，當外電路接入負載16時，將會有電流流經(jīng)該負載16。本發(fā)明提供的燃料電池10通過所述膜電極組14的運動來實現(xiàn)氧氣或燃料的供應和排出，無需要鼓風機等輔助部件，結(jié)構(gòu)簡單?？梢岳斫猓鋈剂想姵?0工作時，所述膜電極組14的運動方向可以為豎直方向，也可以為水平方向。優(yōu)選地，保持所述膜電極組14與水平面的夾角大于30度且小于60度，從而確保該陰極電極141表面形成的水可以沿著陰極電極141從該換氣孔1230排出。請參閱圖5，本發(fā)明第二實施例提供一種燃料電池10a，其包括：一容器12、一設置于該容器12內(nèi)的膜電極組14。所述膜電極組14包括一密封環(huán)146以及一設置于該密封環(huán)146上且將該密封環(huán)146覆蓋的膜電極140。本發(fā)明第二實施例提供的燃料電池10a余第一實施例提供的燃料電池10的結(jié)構(gòu)基本相同，其區(qū)別在于，該第二實施例提供的燃料電池10a進一步包括一氧氣室130，且該氧氣室130通過一進氣孔132于該陰極電極空間1244連通。所述陰極電極空間1244內(nèi)設置一進氣蓋134，該進氣蓋134用于將該進氣孔132蓋上或打開。所述進氣蓋134一邊固定于該反應室124的內(nèi)表面上，且當該反應室124一側(cè)的壓力大于該氧氣室130一側(cè)的壓力時，該進氣蓋134將該進氣孔132蓋上，而當該反應室124一側(cè)的壓力小于該氧氣室130一側(cè)的壓力時，該進氣蓋134將該進氣孔132打開。所述換氣孔1230僅用作排氣孔，且該換氣孔1230上設置于排氣蓋1232，用于將該換氣孔1230蓋上或打開。該排氣蓋1232設置于該反應室124外且一邊固定于該反應室124的外表面上，且當該反應室124一側(cè)的壓力大于外界大氣壓力時，該排氣蓋1232將該換氣孔1230打開，而當該反應室124一側(cè)的壓力小于外界大氣壓力時，該排氣蓋1232將該換氣孔1230蓋上。請參閱圖6，本發(fā)明第三實施例提供一種燃料電池10b，其包括：一容器12、一設置于該容器12內(nèi)的膜電極組14。所述膜電極組14包括一密封環(huán)146以及一設置于該密封環(huán)146上且將該密封環(huán)146覆蓋的膜電極140。本發(fā)明第三實施例提供的燃料電池10b余第一實施例提供的燃料電池10的結(jié)構(gòu)基本相同，其區(qū)別在于，該容器12的結(jié)構(gòu)不同，且該膜電極組14延水平方向運動。所述容器12包括該反應室124和儲料室125。所述反應室124被所述膜電極組14分隔為該陽極電極空間1242和該陰極電極空間1244。所述儲料室125包括原料室1252和廢料室1254。所述原料室1252和廢料室1254分別設置于該反應室124的周圍。所述原料室1252與所述反應室124通過一進料孔126連通，且該廢料室1254與所述反應室124通過一排料孔128連通。該進料蓋127設置于該反應室124內(nèi)且位于該進料孔126上，用于將該進料孔126蓋上或打開。該排料蓋129設置于該廢料室1254內(nèi)且位于該排料孔128上，用于將該排料孔128蓋上或打開。本實施例中，所述原料室1252內(nèi)的原料為乙醇氣體。所述膜電極140的陽極電極142的催化劑采用貴金屬顆粒。由于膜電極140豎直設置，可以確保該陰極電極141表面形成的水可以沿著陰極電極141從該換氣孔1230排出。優(yōu)選地，該換氣孔1230位于陰極電極空間1244的底部。另外，本領域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)作其它變化，當然這些依據(jù)本發(fā)明精神所作的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)。當前第1頁12