[发明专利]燃料电池模块

说明书

技术领域

本发明是关于燃料电池技术，特别是有关于一种改良的燃料电池模块(fuel cell module)结构，可确实消除燃料外泄的疑虑。

背景技术

如熟悉本领域的技术人员所知晓的，燃料电池(Fuel Cell，简称为FC)是一种利用燃料(如：甲醇、氢气)，通过电化学程序将化学能转换成电力的发电装置。与传统的发电方式相比较，燃料电池具有低污染、低噪音、高能量密度以及较高的能量转换效率等优点，是具有前瞻性的干净能源，可应用的领域包括家用发电系统、不断电系统、电子产品、运输工具、军用设备、太空工业等。

燃料电池的运作原理是以燃料在阳极触媒层进行氧化反应，产生氢离子(H⁺)、电子(e^-)，其中氢离子经由电解质传递至阴极，电子则经由外部电路传递至阴极，此时供给阴极端的氧气会与氢离子及电子在阴极触媒层进行还原反应，并产生水。燃料电池一般都是由多个基本单元所组成。由于每个基本单元所能提供的电压很小，因此在应用时必须串联多个基本单元，以达到所需要的操作电压输出。

在燃料电池组件的模块结构中，通常包括有集电片以及流道板，分别扮演着不同的重要角色，其中集电片负责收集电化学反应所产生的电子，而流道板则是负责燃料流动的分布与控制。流道板的部分主要着重在流道的设计，使燃料能够顺利通过流道，而流入膜电极组件(membrane electrodeassembly，MEA)。

目前的燃料电池已发展至成熟实用阶段，且比过去燃料电池具有更高的操作效能以及较佳的可靠度。然而，燃料电池模块仍存有一些缺点需要进一步克服及改良。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种改良的燃料电池模块，可确实提升电池模块的安全性。

根据本发明的优选实施例，本发明提供了一种燃料电池模块，包含有：整合式阳极流道板，其包含流道板，该流道板的侧边上设有凹槽，用来容置阳极集电片的导片；阴极板，其包含至少一阴极集电区域，其中所述阳极集电片的导片是可拗折并与该阴极板电路连接；阵列膜电极组件，其介于整合式阳极流道板与阴极板之间，该阵列膜电极组件包含有一个或多个膜电极组件、质子交换膜；在所述整合式阳极流道板与阵列膜电极组件之间，以及阴极板与阵列膜电极组件之间，均设置有预固定粘着材，该预固定粘着材具有对应的开口，用以容置膜电极组件，且该预固定粘着材包含中间固定框，该中间固定框的上、下面均被粘着层盖住。

通过上述改良结构，本发明的燃料电池模块可以有效防止燃料外泄。

根据本发明的优选实施方案，所述整合式阳极流道板的凹槽内还设有第一粘着材，该第一粘着材介于所述流道板与导片之间，且所述整合式阳极流道板还包含有第二粘着材，该第二粘着材与第一粘着材将嵌合在该凹槽内的导片紧闭地包覆住。

所述整合式阳极流道板还可包含有一固定框，该固定框叠设于所述第二粘着材上。

根据本发明的优选实施方案，所述粘着层为一种可与流道板、极板及质子交换膜均有良好的粘着能力的热压粘着材，例如，所述粘着层可包括预浸料粘着材(prepreg粘着材，或称prepreg树脂胶片)、环氧树脂、PU系粘着材料或硅胶(silicone)系树脂等。

本发明中所述的质子交换膜可以为氟系质子交换膜，或者碳氢系质子交换膜。所述膜电极组件是固定在质子交换膜上。

根据本发明的优选实施方案，所述整合式阳极流道板、阴极板、阵列膜电极组件及预固定粘着材的相对应位置均可设有定位孔，以方便燃料电池模块的叠合对位。

根据本发明的优选实施方案，所述预固定粘着材可通过调整中间固定框的厚度以达到控制膜电极组件的压缩量。所述预固定粘着材还可通过更改燃料电池模块整体所使用的预固定粘着材的张数以达到控制膜电极组件的压缩量。

根据本发明的具体实施方案，所述阴极板上还可另设有虚设金属图案，帮助燃料电池散热。

根据本发明的具体实施方案，所述阴极板上还可嵌有电子元件，更具体地说，所述电子元件可以包含主动或被动电子元件。