[发明专利]燃料电池装置

说明书

技术领域

本发明中的一个实施例涉及一种用作电子设备等的能源的燃料电池装置。

背景技术

目前，诸如锂离子电池的二次电池主要被用作例如笔记本计算机，移动装置等的电子设备的能源。近年来，不需充电的，小的，高输出的燃料电池已经被期望作为新的能源，以满足具有更高级功能的电子设备的增加的能量消耗和对其延长使用的需求。在各种类型的燃料电池当中，具体的说，使用甲醇溶液作为它们的燃料的直接甲醇燃料电池(DMFCs)，与使用氢作为它们的燃料的燃料电池相比，能使燃料的处理更简单以及系统构造更简单。因此，DMFCs显而易见是用于电子设备的能源。

举例来说，如日本专利申请公开公报No.2005-293981中所述，DMFC包括电池组，在电池组中单电池和隔离层彼此交替层叠。每一个单电池被构造为以便诸如固体聚合物电解质膜的电解质层被插入两个电极之间。隔离层被形成为具有用作反应气体通道的凹槽。单电池在每一个聚合物电解质膜的表面上设置有膜电极组合体(MEA)。MEA完整地包括阳极(燃料电极)和阴极(空气电极)。含水甲醇溶液和空气通过电池组中的通道被分别供给至阳极和阴极。

燃料的氧化发生在阳极以使甲醇通过与水反应被氧化，因此产生二氧化碳，质子和电子。质子通过聚合物电解质膜被传输并移动到阴极。在阴极，空气中的气态氧与氢离子和电子结合并被还原为水。在此处理期间，电子通过外部回路流动并引起(draw)电流。

在用这样的方式构建的燃料电池中，电池组易于产生热量，从而在电生成(electricitygeneration)期间使温度不断地增加。为了有效地生成电，电池组本身或者供给至电池组的燃料被冷却以致电池组保持在最佳温度。

因此，作为电池组的冷却方法，建议具有循环液冷却系统的燃料电池配备独立于燃料通道和空气通道的冷却通道以便冷却剂通过冷却通道进入电池组。

利用如上所述的循环液冷却系统能够使电池组保持在恰当的温度。然而，该系统需要辅助组件的使用，诸如独立的冷却通道和用于使冷却剂通过冷却通道的独立的液泵，以致整个燃料电池装置不可避免地变大。

发明内容

本发明已经考虑到这些情况而被作出，并且它的目的是提供一种能够被做得较小并且其中电池能够被有效冷却的燃料电池装置。

根据本发明的一个方面的燃料电池装置，其特征在于，包括起电部，所述起电部设置有电池并被构造为由化学反应生成电，所述电池包括彼此相对的阳极和阴极；燃料箱，所述燃料箱被构造为贮存燃料；燃料通道，在所述燃料通道中所述燃料流过所述阳极；空气通道，在所述空气通道中空气流过所述阴极；冷却通道，所述冷却通道从所述燃料通道分支并且延伸通过所述起电部；以及燃料供给部，所述燃料供给部被构造为通过所述燃料通道将所述燃料从所述燃料箱供给至所述阳极并被构造为使所述燃料的一些从所述冷却通道流过所述起电部并冷却所述起电部。

根据如上所述的安排，提供有一种能被做得较小的燃料电池装置，在其中一些燃料通过从燃料通道分支的冷却通道被供给至电池，以使能够有效地冷却电池。

本发明的其他目的和优点将在下面的说明中阐明，并且部分内容在说明书中是显而易见的，或可通过实施本发明获悉。本发明的目的及优点可通过下文具体指出的手段和组合来实现和获得。

附图说明

结合在说明书中并构成说明书一部分的附图用于说明本发明的具体实施方式，并与上述总体说明和下述实施方式的详细说明一起对本发明的原理进行说明。

图1是示范性地显示根据本发明的第一实施例的燃料电池装置的构造的示范性框图；

图2是显示燃料电池装置的电池组的示范性剖面图；

图3是示范性地显示电池组的单电池的示范性图；

图4是示范性地显示根据本发明的第二实施例的燃料电池装置的构造的示范性框图；

图5是示范性地显示根据变型例的热交换器的示范性图；以及

图6是示范性地显示根据本发明的第三实施例的燃料电池装置的构造的示范性框图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述根据本发明的第一实施例的燃料电池装置。

图1示范性地显示燃料电池装置的构造。如图1所示，燃料电池装置10被构建为使用甲醇作为它的液体燃料的DMFC。装置10设置有电池组20，燃料箱12，循环系统24，和电池控制部50。电池组20构成起电部。循环系统24将燃料和空气提供至电池组。电池控制部50控制整个燃料电池装置的操作。