專利名稱：硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于關(guān)于由外部供給燃料和空氣的電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的燃料電池，特別是涉及一種具有排除燃料中的氫氣來提高燃料電池發(fā)電效率的硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
一般，燃料電池是把燃料內(nèi)的能量直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置，關(guān)于他的技術(shù)已經(jīng)公開了。這些燃料電池通常把正極和負(fù)極設(shè)置在高分子電解質(zhì)的兩側(cè)。正極(氧化電極或者燃料極)上進(jìn)行燃料中的氫的電化學(xué)氧化反應(yīng)，負(fù)極(還原電極或者空氣極)上進(jìn)行氧化劑中的氧的電化學(xué)還原反應(yīng)。這時電子移動發(fā)電。
供給到這些燃料電池中的氫氣是天然氣、液化石油氣、甲醇、汽油等碳化氫系列燃料在重整器[Reformer]里經(jīng)過脫磺工程→重整反應(yīng)→氫氣提煉工程提煉，提煉出氫(H2)以氣態(tài)的形式使用?；蛘呷剂想姵刂邪岩簯B(tài)的BH4直接使用做燃料的BFC方式。
BFC方式的燃料電池有如下優(yōu)點。燃料電池不使用重整器，采用直接向發(fā)電裝置的正極上供給液態(tài)的BH4-的方式進(jìn)行重整反應(yīng)。因此不需要重整器，所以能簡化全部系統(tǒng)。
但是使用BH4-燃料的現(xiàn)有BFC方式燃料電池有如下問題。電池堆的流路里同時存在液態(tài)的燃料和氣態(tài)的H2，所以壓力變大。由于壓力變大，得加大供給燃料的燃料泵的容量。因此不僅增加制造成本，而且機(jī)器的體積也變大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供的以硼化合物為燃料的可以排除燃料電池內(nèi)部氣態(tài)氫來提高發(fā)電效率的燃料電池的電池堆結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結(jié)構(gòu)是在把儲存在燃料罐中的硼化合物供給到電池堆的正極里、把空氣供給到電池堆的負(fù)極里，從供給的硼化合物和空氣的化學(xué)反應(yīng)中得到電力的燃料電池中，電池堆是由層疊1個以上的、在膜-電極總成的兩側(cè)上有具備流路槽的雙極板形成的電池構(gòu)成，其雙極板由吸收氫氣用氫氣儲藏合金制成。做為燃料的硼化合物是液態(tài)的BH4。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明的硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結(jié)構(gòu)是層疊1個以上由膜-電極總成的兩側(cè)上具備流路槽的雙極板形成的電池構(gòu)成，并且用能吸收氫氣的氫氣儲藏合金制造雙極板。因此液態(tài)的燃料BH4-接觸電池堆的正極向內(nèi)部流動的時候，氣態(tài)的H2吸入到氫氣儲藏合金制造雙極板上。所以在發(fā)電時，能防止出現(xiàn)由于氫氣增多電池堆內(nèi)壓力變大，不能向電池堆內(nèi)流暢地供給燃料的現(xiàn)象。


圖1是圖示具備本發(fā)明的電池堆的硼化合物為燃料的燃料電池的簡略結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的電池堆的單個電池結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的雙極板的正面圖。
對于圖主要部分符號的說明10電池堆、 22正極、23負(fù)極、 24膜-電極總成、25雙極板、 100燃料罐。
具體實施例方式
參照圖中的實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的硼化合物為燃料的燃料電池電池堆結(jié)構(gòu)。
圖1是圖示具備本發(fā)明的電池堆的硼化合物為燃料的燃料電池的簡略結(jié)構(gòu)圖。
如圖所示，在產(chǎn)生電力的電池堆(10)的一側(cè)具備儲存液態(tài)BH4-的燃料罐(100)，燃料罐(100)和電池堆(10)的正極上連接燃料供給管(30)和燃料回收管(40)，并且燃料供給管(30)上設(shè)置抽吸燃料的燃料泵(300)。
在電池堆(10)的負(fù)極上連接空氣供給管(50)和空氣排出管(60)，并且空氣供給管(50)上設(shè)置抽吸空氣的氣泵(70)。
電池堆(10)是用產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)的單個電池形成或者層疊多個單個電池用螺絲組裝形成。如圖2說示，單個電池由膜-電極總成(24)、雙極板(25)、集電板構(gòu)成(26)(27)構(gòu)成。膜-電極總成(24)是擴(kuò)散氣體的正極(22)和負(fù)極(23)結(jié)合在電解質(zhì)膜(21)的兩側(cè)形成。雙極板(25)緊貼在膜-電極總成(24)的兩側(cè)，并且在正極(22)和負(fù)極(23)上形成燃料氣體及含氧氣體的流路。集電板(26)、(27)設(shè)置在雙極板(25)的兩側(cè)形成正極(22)和負(fù)極(23)的集電極。
膜-電極總成(24)的電解質(zhì)膜(21)是由高分子材料形成的離子交換膜，并且電解質(zhì)膜傳送氫離子的同時防止氧和氫接觸。正極(22)和負(fù)極(23)是支撐鉑(Pt)催化劑層的支撐體，并且多孔性碳化紙或碳化布結(jié)合在電解質(zhì)膜(21)兩側(cè)的結(jié)構(gòu)。
雙極板是由吸收并儲存BH4-、BO2、2HO2混合液中的氣態(tài)氫氣的氫氣儲存合金制成，并且雙極板的內(nèi)側(cè)面上有一定深度的多個流路槽(31)。所以BH4-、BO2、2HO2混合液和空氣各自沿著緊貼在正極(22)和負(fù)極(23)上形成的流路流動。
集電板(26)、(27)應(yīng)該是導(dǎo)電性要好、耐蝕性要好、并且不會弱化氫氣的金屬構(gòu)成。具體是使用鈦、不銹鋼、銅等能滿足上述要求的任何一個。
說明具備本發(fā)明的電池堆結(jié)構(gòu)的燃料電池的作用效果。
操作者如果開啟開關(guān)，控制部(未圖示)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的控制程序運作燃料泵(300)，通過燃料供給管(30)向電池堆(10)的正極供給燃料罐(100)里的液態(tài)的BH4-。與此同時控制部運作氣泵(70)，通過空氣供給管(50)向電池堆(10)的負(fù)極(23)供給空氣。供給到電池堆(10)里的液態(tài)的BH4-沿著流路槽(31)里的流路流動，并且在膜-電極總成(24)的正極(22)上全面擴(kuò)散，并進(jìn)行氫氣的電化學(xué)氧化?？諝庋刂鯕怏w的流路槽(32)流動，并且在膜-電極總成(24)的負(fù)極(23)上全面擴(kuò)散，并進(jìn)行氧氣的電化學(xué)還原。并且這時產(chǎn)生的電子發(fā)電。這時產(chǎn)生的電在集電板(26)、(27)上集聚使用成能源。
這時的反應(yīng)式如下。
E0＝1.64V在供給到電池堆(10)里并沿著電池堆(10)內(nèi)部的流路流動的液態(tài)BH4-中含有氣態(tài)H2。H2氣體被氫氣儲存合金的雙極板(25)吸收，所以能防止出現(xiàn)由電池堆(10)的流路內(nèi)流動的燃料壓力變大的現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結(jié)構(gòu)，是在把儲存在燃料罐里的硼化合物供給到電池堆的正極里、把空氣供給到電池堆的負(fù)極里，從供給的硼化合物和空氣的化學(xué)反應(yīng)中得到電力的燃料電池中，其特征在于電池堆是由層疊1個以上在膜-電極總成的兩側(cè)上具備流路槽的雙極板形成的電池構(gòu)成，其雙極板由吸收氫氣用氫氣儲藏合金制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結(jié)構(gòu)，其特征在于燃料硼化合物是液態(tài)的BH4-。
全文摘要
本發(fā)明的硼化合物為燃料的燃料電池的電池堆結(jié)構(gòu)是層疊1個以上由膜－電極總成的兩側(cè)上具備流路槽的雙極板形成的電池構(gòu)成，并且用能吸收氫氣的氫氣儲藏合金制造雙極板。因此液態(tài)的燃料BH
文檔編號H01M8/00GK1549370SQ0312984
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者李明浩, 樸明碩, 崔鴻, 金鐵煥, 高承兌, 黃龍俊, 許成根, 曺泰熙 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司