專利名稱：燃料電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池模塊，特別是涉及一種利用金屬空氣燃料電池供電的燃料電 池模塊。
背景技術(shù)：
科技提供人類富裕舒適的生活，但卻也因?yàn)榭萍妓鶐淼沫h(huán)境污染反而造成了人 類健康與生存的危害，因此，許多專家嘗試透過“綠色能源”的教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生了解科 技、科學(xué)與環(huán)境的關(guān)系，優(yōu)缺點(diǎn)及影響，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成節(jié)約能源與珍惜資源的態(tài)度。參閱圖1，以一種金屬燃料電池玩具車1為例，主要包含有一個(gè)車體11、一個(gè)燃料 電池組12，及電連接該車體11與該燃料電池組12的一個(gè)電路組13。該燃料電池組12具 有做為陽極的一片金屬片121、做為陰極的一片氣體擴(kuò)散層122、阻隔在該金屬片121與該 氣體擴(kuò)散層122間的一片隔離膜123，及迭合該金屬片121、該隔離膜123與該氣體擴(kuò)散層 122的一片膜片124與一個(gè)回紋夾125。使用時(shí)，必須先拆解該燃料電池組12，然后在該隔離膜123上涂抹電解質(zhì)溶液，再 重新迭合該燃料電池組12。借此，當(dāng)空氣中的氧氣通過該氣體擴(kuò)散層122，會(huì)因?yàn)殡娀瘜W(xué)反 應(yīng)分解成氫氧離子(02+2H20+^_->0H_)，使參與電化學(xué)反應(yīng)的金屬片121(以鋁片為例)氧 化成氧化鋁并釋放電子OAl+60H_->Al203+6e_+3H20)，電子則會(huì)經(jīng)由外電路形成電流后到達(dá) 了陰極，形成通路，達(dá)到供電的目的。惟，前述涂抹電解質(zhì)溶液的程序，及拆、裝該燃料電池組12的方式相當(dāng)不便，且容 易因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而導(dǎo)致該金屬片123與該氣體擴(kuò)散層122接觸而短路，最大的問題是，由于 該燃料電池組12設(shè)計(jì)不良，且涂抹的電解質(zhì)溶液消耗相當(dāng)迅速，因此，所能產(chǎn)生的電力不 足，且續(xù)航力不佳，而無法滿足消費(fèi)者的使用期待。參閱圖2，為了改善前述缺失，市面上另有一種利用氫為燃料的燃料電池小跑車 2，其同樣包含有一個(gè)車體21、用于產(chǎn)生電能的一個(gè)燃料電池組22，及電連接該車體21與與 該燃料電池組22的一個(gè)電路組23。惟，由于該燃料電池組22是以氫為燃料，必須要有儲(chǔ)氫 的設(shè)備或有制造氫氣的設(shè)計(jì)，因此，該燃料電池小跑車2還具有容裝有水的一個(gè)儲(chǔ)氫槽M 與一個(gè)儲(chǔ)氧槽25，及將光能轉(zhuǎn)換為電能的一片太陽能板26。該太陽能板沈產(chǎn)生的電能用 于電解該儲(chǔ)氫槽M與該儲(chǔ)氧槽26內(nèi)的水，進(jìn)而產(chǎn)生氫氣與氧氣，供應(yīng)該燃料電池組22。惟，前述燃料電池組22必須再配置產(chǎn)氫的設(shè)備(儲(chǔ)氫槽M、儲(chǔ)氧槽25、太陽能板 26)，不但復(fù)雜且成本較高，再者，該太陽能板沈受限于陽光或燈光的取得，有無法產(chǎn)氫的 情形，致使該燃料電池組22受限于氫氣的取得，而無法正常供電，在使用上相當(dāng)不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在提供一種構(gòu)造精簡、使用方便，且能符合環(huán)保需求、降低成本的 燃料電池模塊。本發(fā)明的燃料電池模塊，用于一個(gè)游戲器具，包含一個(gè)可透視的電池盒、一個(gè)陰極
3組、一個(gè)陽極組、一種電解質(zhì)溶液，及一個(gè)電路組。該電池盒具有一個(gè)一個(gè)開口，及形成在一 個(gè)周面且連通該開口的一個(gè)一個(gè)插口。該陰極組具有供空氣通過且為電極的一片氣體擴(kuò)散 層，及載置該氣體擴(kuò)散層且與該電池盒開口對(duì)合的一個(gè)窗架。該陽極組具有一個(gè)插座，及依 附在該插座且為電極的一片金屬片，該插座是用于封閉該電池盒插口，使該金屬片穿置在 該電池盒內(nèi)。該電解質(zhì)溶液充填在該電池盒內(nèi)的金屬片與氣體擴(kuò)散層間。該電路組電連接 該金屬片、該氣體擴(kuò)散層與該游戲器具，使該金屬片與該氣體擴(kuò)散層借由氧化還原反應(yīng)形 成一電位差，并產(chǎn)生電能輸出至該游戲器具。本發(fā)明的功效是利用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升使用操作時(shí)的方便性，進(jìn)而能結(jié)合金 屬空氣燃料電池的原理，產(chǎn)生該游戲器具所需的電能，達(dá)到寓教于樂的目的。


圖1是一立體圖，說明一種金屬燃料電池玩具車；圖2是一立體圖，說明一種氫燃料電池小跑車；圖3是一立體分解圖，說明本發(fā)明一種燃料電池模塊的一個(gè)較佳實(shí)施例；圖4是該較佳實(shí)施例中一個(gè)陽極組與一個(gè)電池盒的一立體分解圖；圖5是該較佳實(shí)施例的一立體組合圖；圖6是該較佳實(shí)施例的一剖視圖；圖7是該較佳實(shí)施例的另一剖視圖；及圖8是該較佳實(shí)施例與一個(gè)游戲器具相互組合的一立體圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明參閱圖3、圖4及圖5，本發(fā)明燃料電池模塊的一個(gè)較佳實(shí)施例包含一個(gè)可透視的 電池盒3、一個(gè)陰極組4、一個(gè)陽極組5、一種電解質(zhì)溶液6 (如圖7)，及一個(gè)電路組7 (如圖 8)。該電池盒3具有環(huán)繞一軸線X且界定出一個(gè)開口 30的一個(gè)環(huán)框31、封閉該環(huán)框 31 一端緣的一個(gè)壁板32，形成在該環(huán)框31 —頂面且連通該開口 30的一個(gè)插口 33與二個(gè) 注入孔34、形成在該環(huán)框31 —底面的二結(jié)合部35、形成在該環(huán)框31 二側(cè)的二環(huán)座36、分別 樞設(shè)在該環(huán)框31且可卸離地封閉前述注入孔34的二個(gè)孔蓋37，及形成在該環(huán)框31頂面的 二個(gè)耳座38、39。該陰極組4具有供空氣通過且為電極的一片氣體擴(kuò)散層41、載置該氣體擴(kuò)散層41 且與該電池盒3開口 30對(duì)合的一個(gè)窗架42，及設(shè)置在該電池盒3環(huán)壁31的一片陰極彈片 43。該氣體擴(kuò)散層41在本較佳實(shí)施例是以碳材料制成。該陰極彈片43具有與該氣體擴(kuò)散 層41接觸的一個(gè)鄰接端431，及穿置在該耳座39的一個(gè)導(dǎo)接端432。參閱圖3、圖4，及圖6，該陽極組5具有一個(gè)插座51、一片金屬片52，及一片陽極 彈片53。該插座51具有封閉該電池盒3插口 33的一個(gè)本體511、形成在該本體511 二側(cè) 且在沒有外力作用下恒保持向外彈張的二個(gè)卡扣512、鄰接該本體511且界定出一個(gè)鏤空 部513的一個(gè)框架514、分別形成在該框架514 二側(cè)且上下交錯(cuò)界定出一間距的二對(duì)凸肋 515、516、形成在該本體511 —側(cè)面的一個(gè)陰極插孔517與一個(gè)陽極插孔518，及相對(duì)該陰極插孔517形成在該本體511另一側(cè)面且與該耳座38滑合的一個(gè)插槽519。前述卡扣512 分別穿經(jīng)該電池盒的環(huán)座36，且與該環(huán)座36相互卡抵。該金屬片52在本較佳實(shí)施例為鎂 鋁材料，是可卸離地插置在每一對(duì)凸肋515、516的間距內(nèi)并抵靠在該框架514，且隨該框架 514穿置在該電池盒3內(nèi)。該陽極彈片53設(shè)置在該插座51的本體511，并具有顯露在該鏤 空部513且與該金屬片52接觸的一個(gè)鄰接端531，及顯露該陽極插孔518內(nèi)的一個(gè)導(dǎo)接端 532。參閱圖7，該電解質(zhì)溶液6在本較佳實(shí)施例為鹽水，是由該注入孔34充填在該電池 盒內(nèi)3的金屬片52與氣體擴(kuò)散層41間。參閱圖8，該電路組7具有二條電線71、72。每一條電線71、72具有形成在二端的 二個(gè)插頭711、721。參閱圖8，并配合圖4、圖6、圖7所示，本發(fā)明的燃料電池模塊可以透過該電池盒3 上的結(jié)合部35組裝在一個(gè)游戲器具8。該游戲器具8可以是玩具車或是積木，在本較佳實(shí) 施例中，該游戲器具8是由多數(shù)個(gè)積木組合而成的一個(gè)積木合體81，及與該積木合體81結(jié) 合的一個(gè)馬達(dá)積木82。該積木合體81與該馬達(dá)積木82可依據(jù)不同操作者的創(chuàng)意組合成任
意造型。安裝時(shí)，只需將該金屬片52插置在該插座51每一對(duì)凸肋515、516的間距內(nèi)并抵 靠在該框架514，就可以使該金屬片52與該插座51卡合為一體，然后，將該插座51連同該 金屬片52由該插口 33插置入該電池盒3的開口 30內(nèi)，使該插座51以該本體511封閉該 插口 33，及以前述卡扣512穿經(jīng)該電池盒3的環(huán)座36，且在彈張后與前述環(huán)座36卡合，此 時(shí)，該插座51的插槽519會(huì)與該耳座39滑合，且該耳座39也會(huì)抵靠在該插座51的本體 511上，借此，除了可以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，且能使該陰極彈片43的導(dǎo)接端432顯露在該陰 極插孔517內(nèi)，最后，以該電線71的前述插頭711分別插接于該游戲器具8的馬達(dá)積木82 與該陰極插孔517，及以該電線72的前述插頭721分別插接于該游戲器具8的馬達(dá)積木82 與該陽極插孔518，使前述插頭711、721分別與該陰極插孔517內(nèi)的導(dǎo)接端432、該陽極插 孔518內(nèi)的導(dǎo)接端532導(dǎo)接，就可以完成組裝。參閱圖7、圖8，當(dāng)空氣中的氧氣通過該氣體擴(kuò)散層41，同樣會(huì)因?yàn)殡娀瘜W(xué)反應(yīng)分 解成氫氧離子，使參與電化學(xué)反應(yīng)的金屬片52氧化并釋放電子，電子則會(huì)經(jīng)由外電路形成 電流后到達(dá)了陰極(氣體擴(kuò)散層41)，形成通路，達(dá)到供電的目的。借此，只需控制該馬達(dá)積 木82上的開關(guān)，就可以使該馬達(dá)積木82驅(qū)動(dòng)該積木合體81。參閱圖4、圖7，值得一提的是，當(dāng)電解質(zhì)溶液6耗損后，只需開啟該孔蓋37，就可以 由該注入孔34補(bǔ)充電解質(zhì)溶液。且雖然該金屬片52在供電過程中是做為燃料而為一種耗 材，惟，每一片金屬片52可以在去除氧化物后重復(fù)使用多次，且每一次可以供應(yīng)約2小時(shí)的 電力，當(dāng)金屬片52無法再利用或供電時(shí)間明顯縮短時(shí)，可以壓縮該插座51的卡扣512脫離 該環(huán)座36，即可由該電池盒3抽離該插座51與該金屬片52，并依據(jù)前述組裝程序替換該金 屬片52，就可以重復(fù)使用本發(fā)明的燃料電池模塊。據(jù)上所述可知，本發(fā)明的燃料電池模塊具有下列優(yōu)點(diǎn)及功效1、本發(fā)明的燃料電池模塊也是屬于積木的一種，可以配合該游戲器具8的造型與 創(chuàng)意，任意組裝于該積木合體81上，不但可以提升組合時(shí)的方便性，且能提升該游戲器具8 的變化性與創(chuàng)造性。
2、且本發(fā)明的燃料電池模塊用于透視內(nèi)部的組件，能教導(dǎo)學(xué)員了解金屬空氣燃料 電池的原理與結(jié)構(gòu)、在生活上的用途，及與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，進(jìn)而能培養(yǎng)創(chuàng)造思考、解決問 題的能力，不但好玩、有趣，且能兼具娛樂與學(xué)習(xí)效果，達(dá)到寓教于樂的目的。3、重要的是，利用本發(fā)明特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以使學(xué)員以簡易的插接與抽拔動(dòng)作， 完成組裝及替換的程序，不但可以簡化組件、降低成本，且能提升使用上的方便性與實(shí)用 性。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池模塊，用于一個(gè)游戲器具，其特征在于其包含一個(gè)可透視的電池盒，設(shè)置在該游戲器具，并具有一個(gè)開口，及形成在一周面且連通該 開口的一個(gè)插口；一個(gè)陰極組，具有供空氣通過且為電極的一片氣體擴(kuò)散層，及載置該氣體擴(kuò)散層且與 該電池盒開口對(duì)合的一個(gè)窗架；一個(gè)陽極組，具有一個(gè)插座，及依附在該插座且為電極的一片金屬片，該插座用于封閉 該電池盒插口，使該金屬片穿置在該電池盒內(nèi)；一種電解質(zhì)溶液，充填在該電池盒內(nèi)的金屬片與氣體擴(kuò)散層間；及一個(gè)電路組，電連接該金屬片、該氣體擴(kuò)散層與該游戲器具，使該金屬片與該氣體擴(kuò)散 層借由氧化還原反應(yīng)形成一電位差，并產(chǎn)生電能輸出至該游戲器具。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池模塊，其特征在于，該電池盒還具有環(huán)繞一軸線且界 定有該開口的一個(gè)環(huán)框，及封閉該環(huán)框一端緣的一個(gè)壁板，該插口形成在該環(huán)框一頂面，該 結(jié)合部形成在該環(huán)框一底面。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料電池模塊，其特征在于，該電池盒還具有形成在該環(huán)框頂 面且用于填充電解質(zhì)溶液的至少一個(gè)注入孔，及封閉該注入孔的至少一個(gè)孔蓋。
4.如權(quán)利要求2所述的燃料電池模塊，其特征在于，該電池盒還具有形成在該環(huán)框二 側(cè)的二個(gè)環(huán)座，該插座具有封閉該插口的一個(gè)本體，及形成在該本體二側(cè)且在沒有外力作 用下恒保持向外彈張的二個(gè)卡扣，前述卡扣分別穿經(jīng)該環(huán)框的環(huán)座且與該環(huán)座相互卡抵。
5.如權(quán)利要求1所述的燃料電池模塊，其特征在于，該插座具有界定出一個(gè)鏤空部的 一個(gè)框架，及分別形成在該框架二側(cè)且各界定出一個(gè)間距的二對(duì)凸肋，該金屬片插置在每 一對(duì)凸肋的間距內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的燃料電池模塊，其特征在于，該陽極組還具有一片陽極彈片，且 該插座具有一個(gè)陽極插孔，該陽極彈片設(shè)置在該插座，并具有顯露在該鏤空部且與該金屬 片接觸的一個(gè)鄰接端，及顯露該陽極插孔內(nèi)的一個(gè)導(dǎo)接端。
7.如權(quán)利要求6所述的燃料電池模塊，其特征在于，該電池盒還具有形成在該周面且 載置該陽極彈片導(dǎo)接端的一個(gè)耳座，該插座還具有相對(duì)該陽極插孔形成在一側(cè)且與該耳座 滑合的一個(gè)插槽。
8.如權(quán)利要求6所述的燃料電池模塊，其特征在于，該插座具有一個(gè)陰極插孔，該陰極 組還具有設(shè)置在該電池盒的一片陰極彈片，該陰極彈片具有與該氣體擴(kuò)散層接觸的一個(gè)鄰 接端，及穿置入該插座且顯露在該陰極插孔內(nèi)的一個(gè)導(dǎo)接端。
9.如權(quán)利要求8所述的燃料電池模塊，其特征在于，該電路組具有二條電線，每一條電 線具有形成在二端的二個(gè)插頭，其中一條電線的前述插頭分別插接于該游戲器具與該陽極 插孔，另一條電線的前述插頭分別插接于該游戲器具與該陰極插孔。
10.如權(quán)利要求8所述的燃料電池模塊，其特征在于，該電池盒還具有形成在該周面且 用于與該游戲器具結(jié)合的至少一個(gè)結(jié)合部。
全文摘要
一種燃料電池模塊，包含設(shè)置在一個(gè)游戲器具且可透視的一個(gè)電池盒、安裝在該電池盒的一個(gè)陰極組與一個(gè)陽極組、充填在該電池盒內(nèi)的一種電解質(zhì)，及電連接該陰極組、該陽極阻與該游戲器具的一個(gè)電路組。該陰極組是以一片氣體擴(kuò)散層為電極。該陽極組是以一片金屬片為電極。借此，利用本發(fā)明特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)合金屬空氣燃料電池的原理，產(chǎn)生該游戲器具所需的電能，進(jìn)而在發(fā)電、供電的過程中，達(dá)到寓教于樂的目的。
文檔編號(hào)A63H17/26GK102088101SQ20091025368
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者林文彬 申請(qǐng)人:智高實(shí)業(yè)股份有限公司