[发明专利]燃料电池的导电双极板

说明书

技术领域

本发明关于一种导电双极板，特别关于一种燃料电池的导电双极板。

背景技术

地球环境污染问题持续加重，石油枯竭危机迫在眉睫，人类为了能源的使用问题引发了一次又一次的国际纠纷，有形或无形的战火蔓延到世界的各个角落，而这些痛苦驱使着科学家急切又努力地寻找新能源，尤其是无污染的替代能源。

燃料电池，具有零污染、高转换效率以及添加氢能便可持续使用等优点，是被期待能在家庭式独立发电、大楼小区或工商业备用发电、各式3C产品的电池以及汽机车或大型巴士等领域中取代旧有动力来源的新兴技术。一颗燃料电池主要是由质子交换膜、触媒、气体扩散层及导电双极板所组成，其中又以导电双极板与燃料电池的发电与电输出效率最息息相关。

适于燃料电池使用的导电双极板必须要具备导电性佳、抗氧化、抗腐蚀以及可制作复杂微细的流道结构等特性；在满足这些条件的材质中，目前是以使用碳-碳复合式的导电双极板最为普遍，产业接受度也最高，然而，这种以石墨为基材，再添加20％至40％树脂所制成的复合碳板，本身可承受的应力不足，整体结构易碎，无法应用在震动的环境中；但若以增加金属镀层的方式则又会造成导电双极板单价过于高昂，间接影响燃料电池的制造成本。总体而言，若无法解决上述导电双极板的问题，必会形成燃料电池在市场推广的阻碍，限制此一替代能源的发展。

因此，如何提供一种燃料电池的导电双极板，其兼具高导电性与高刚性，避免在震动环境中使用时导致导电双极板破碎的问题是当前重要的课题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料电池的导电双极板，其兼具高导电性与高刚性，避免在震动环境中使用时导电双极板破碎的问题。

本发明可采用以下技术方案来实现的。

本发明的一种燃料电池的导电双极板包括一金属板及一石墨层。金属板具有一表面，且在此表面上具有至少一个结合部。石墨层是通过结合部而与金属板结合。

前述的燃料电池导电双极板，其中所述燃料电池导电双极板是波浪形或凹凸形。

前述的燃料电池导电双极板，其中所述结合部是所述金属板突出于所述表面的一部分。

前述的燃料电池导电双极板，其中所述结合部的至少一侧具有与所述表面间不连续的一断面。

前述的燃料电池导电双极板，其中所述结合部是V字形、U字形、梯形、马蹄形或星芒形。

前述的燃料电池导电双极板，其中所述石墨层含有树脂，且所述树脂含量约占所述石墨层重量百分比的0％至65％。

借由上述技术方案，本发明的燃料电池导电双极板至少具有下列优点：

承上所述，因依据本发明的一种燃料电池导电双极板是通过在金属板的表面上设置结合部，使石墨层可稳固地与金属板结合，进而产生一种具备高导电性及高刚性的双层复合式导电双极板，适于提供燃料电池使用。与公知技术相较，以此种结构制成的燃料电池导电双极板，不仅可利用其优异的导电性能，提高燃料电池的发电效率，还可以利用石墨优异的抗化学腐蚀性能，降低燃料电池的酸性环境对于金属的腐蚀作用，此腐蚀作用将释出金属阳离子阻断质子交换膜对氢离子(质子)的传导能力，导致电池寿命的减损。以石墨层保护的金属双极板可提升燃料电池的寿命，有助于扩展燃料电池的应用范畴；再者，此种燃料电池导电双极板也较能承受碰撞，方便燃料电池的搬运与运输，实现在剧烈动作的环境中仍能以燃料电池作为动力来源的构想。

附图说明

图1是本发明优选实施例的燃料电池导电双极板的示意图；

图2是图1中X-X剖面线所得的剖面示意图；

图3是图1的燃料电池导电双极板的分解示意图；以及

图4是本发明优选实施例的燃料电池导电双极板经冲压成型后的侧视图。

主要元件符号说明：

1：燃料电池导电双极板

11：金属板

111：表面

112：结合部

12：石墨层

A：断面

X：剖面线

具体实施方式

本发明的燃料电池导电双极板是适合燃料电池所使用，特别是质子交换膜燃料电池。依据质子交换膜燃料电池的基本结构，主要是由两块燃料电池导电双极板中间夹以一片膜电极组而组成，其中，膜电极组也是呈三明治式的结构，其是包括有一质子交换膜与两侧黏贴的气体交换层；燃料电池导电双极板除用以收集质子交换膜燃料电池在反应中所释放出来的电子外，更重要的是，燃料电池导电双极板上所制作的流道，负有输入与导流发电反应所需的氢气与氧气的功能，是质子交换膜燃料电池中的关键构件。