本實用新型涉及一種氫燃料電池、汽車、無人機及船舶。

背景技術：

現(xiàn)有的氫燃料電池體積、重量都較大，主要是導流燃料氫的導流板等材料采用石墨雕刻而成。

因此，如何減小氫燃料電池體積、降低重量，是本領域的技術難題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種體積、重量都較小的氫燃料電池，及應用該電池的汽車、無人機及船舶。

實現(xiàn)本實用新型目的氫燃料電池，包括：設于上、下壓板之間的至少一個電池單元，其特征在于：該電池單元包括依次疊層設置的：金屬波紋片、金屬布氣片、上碳紙、膜電極、下碳紙和金屬網(wǎng)片；上壓板上設有進氣口、排氣口，金屬布氣片的內(nèi)側面上均勻分布有多條平行且對齊分布的縱向槽，各縱向槽的端部彼此通過橫向槽連通，該橫向槽和縱向槽構成的槽體適于將來自所述進氣口的氣體排至所述排氣口。

多個所述電池單元對齊疊層串聯(lián)在所述上、下壓板之間。

金屬波紋片包括：平面金屬片和固定在該平面金屬片上的波紋金屬片；依次疊層設置的金屬波紋片、金屬布氣片、上碳紙、膜電極、下碳紙和金屬網(wǎng)片的兩端對應處設有貫通的通孔，于膜電極的供氧側、且在所述下碳紙和金屬網(wǎng)片的端部的通孔中穿設有密封圈；該密封圈的伸出通孔的外端部通過壓力密封配合在處于下方的另一電池單元中的所述平面金屬片上的通孔的頂部邊緣，并使各電池單元中、處于同側的通孔同軸分布，形成走氣通道。

上壓板的進、排氣口的底面分別與相鄰金屬波紋片中的平面金屬片上的一對通孔的頂面通過密封環(huán)密封配合，以使各走氣通道分別與進、排氣口密封連通。

進、排氣口分別設于鄰近上壓板的兩側；平面金屬片和波紋金屬片上的通孔同軸分布，且平面金屬片上的通孔直徑小于波紋金屬片上的通孔直徑，以方便密封環(huán)穿過波紋金屬片上的通孔密封配合在平面金屬片上的通孔邊緣。

上、下壓板的四周邊緣通過螺栓彼此固定。

上述氫燃料電池的工作方法，包括如下步驟：

A、安裝氫燃料電池時，將所述金屬波紋片基本處于豎直分布，并使氫燃料電池上、下方都有空間，且這些空間與外部空氣連通；

B、將負載的兩電極分別連接上、下壓板；

C、進氣口連通氫氣氣源，上、下壓板之間產(chǎn)生電壓并驅(qū)動負載；其中，各條形槽中氧氣穿過金屬網(wǎng)片和下碳紙后與穿過膜電極氫離子結合生成水，并產(chǎn)生電壓、驅(qū)動負載，并使得氫燃料電池變熱，以使空氣在各波紋金屬片上的各條形槽中向上流動，進而更新空氣。

一種無人機，該無人機采用上述氫燃料電池作為動力源，同時該無人機上還設有鋰電池，作為動力源。

一種船舶，該船舶采用上述的氫燃料電池作為電源。

一種汽車，該汽車為采用上述氫燃料電池作為動力源的電動汽車。

一種飛機，采用上述氫燃料電池作為電源，該飛機需人工駕駛，并采用電動引擎，同時該飛機上還設有鋰電池，作為動力源。

本實用新型的氫燃料電池的有益效果：（1）金屬波紋片上的凹凸用于形成條形槽，排出氧氣極的水，并流通空氣，以提供氧氣以及散熱。金屬布氣片上的槽既用于均布氫氣，同時也用于排出氫氣側的水分，以防止水分將氫氣側的通道堵塞。金屬波紋片、金屬布氣片、膜電極是共有一個通孔，膜電極的氧氣側粘有一密封圈，密封圈再跟下一片單電池的金屬板靠壓力密封，以此串聯(lián)，形成走氣通道相對于現(xiàn)有技術采用石墨材料制成的導流板，金屬布氣片體積小、重量輕，氣體擴散性好、布氣均勻，產(chǎn)品一致性好，不易堵塞。大幅減小了氫燃料電池的體積和重量，降低了生產(chǎn)和使用成本。大幅減小了氫燃料電池的體積和重量，降低了生產(chǎn)和使用成本（以500W氫燃料電池為例，本實用新型相對于傳統(tǒng) 氫燃料電池，重量輕35-40%，體積小40-50%，成本低40%）。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明：

圖1是本實用新型的氫燃料電池中的電池單元的斷面分解結構示意圖；

圖2是本實用新型的氫燃料電池的斷面結構示意圖；

圖3是所述電池單元的斷面裝配結構示意圖；

圖4是本實用新型的金屬波紋片的斷面結構示意圖；

圖5是本實用新型的氫燃料電池在使用時的示意圖；

圖6是本實用新型的金屬波紋片的背面結構圖；

圖7是本實用新型的金屬布氣片的內(nèi)側面的結構示意圖；

圖中：金屬波紋片1、金屬布氣片2、上碳紙4、膜電極5、下碳紙6和金屬網(wǎng)片7、下壓板8、排氣口9、平面金屬片11、波紋金屬片12、密封圈13、進氣口14。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，氫燃料電池，包括：設于上、下壓板（一般為鋁質(zhì)）之間的一個或多個電池單元，該電池單元包括依次疊層設置的：金屬波紋片1、金屬布氣片2、上碳紙4、膜電極5、下碳紙6和金屬網(wǎng)片7；上壓板上設有進、排氣口，金屬布氣片2的內(nèi)側面上均勻分布有多條平行且對齊分布的縱向槽，各縱向槽的端部彼此通過橫向槽連通，該橫向槽和縱向槽構成的槽體適于將來自所述進氣口的氣體排至所述排氣口。

以下以多個所述電池單元對齊疊層串聯(lián)在所述上、下壓板之間為例。

如圖4，所述金屬波紋片1包括：平面金屬片11和通過點焊固定在該平面金屬片11上的波紋金屬片12；依次疊層設置的金屬波紋片1、金屬布氣片2、上碳紙4、膜電極5、下碳紙6和金屬網(wǎng)片7的兩端對應處設有貫通的通孔，于膜電極5的供氧側、且在所述下碳紙6和金屬網(wǎng)片7的端部的通孔中穿設有密封圈13；該密封圈13的伸出通孔的外端部通過壓力密封配合在處于下方的另一電池單元中的所述平面金屬片上的通孔的頂部邊緣，并使各電池單元中、處于同側的通孔同軸分布，形成走氣通道。上碳紙4和下碳紙6為單層或多層碳紙。

上壓板的進、排氣口的底面分別與相鄰金屬波紋片1中的平面金屬片11上的一對通孔的頂面通過密封環(huán)密封配合，以使各走氣通道分別與進、排氣口密封連通。

進、排氣口分別設于鄰近上壓板的兩側；平面金屬片和波紋金屬片上的通孔同軸分布，且平面金屬片上的通孔直徑小于波紋金屬片上的通孔直徑，以方便密封環(huán)穿過波紋金屬片上的通孔密封配合在平面金屬片上的通孔邊緣。

上、下壓板的四周邊緣通過螺栓彼此固定。

上述氫燃料電池的工作方法，包括如下步驟：

A、安裝氫燃料電池時，將所述金屬波紋片1基本處于豎直分布，并使氫燃料電池上、下方都有空間，且這些空間與外部空氣連通；

B、將負載的兩電極分別連接上、下壓板；

C、進氣口連通氫氣氣源，上、下壓板之間產(chǎn)生電壓并驅(qū)動負載；其中，各條形槽中氧氣穿過金屬網(wǎng)片7和下碳紙6后與穿過膜電極氫離子結合生成水，并產(chǎn)生電壓、驅(qū)動負載，并使得氫燃料電池變熱，以使空氣在各波紋金屬片上的各條形槽中向上流動，進而更新空氣。

為了提高空氣流速、提高氫燃料電池的功率，所述金屬波紋片1的一側、所述條形槽的端部設有風機或高壓氣流噴口，該高壓氣流噴口與壓縮空氣源相連。

實施例2

一種無人機，該無人機采用上述實施例1的氫燃料電池作為動力源，同時該無人機上還設有鋰電池，作為動力源。

實施例3

一種汽車，該汽車采用上述實施例1的氫燃料電池作為動力源，同時該無人機上還設有鋰電池，作為動力源。

該汽車還可以是混合動力汽車或雙模汽車。

實施例4

一種船舶，其特征在于，該船舶采用權利要求1或3所述的氫燃料電池作為電源。

以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。