[发明专利]燃料电池和包括该燃料电池的燃料电池堆

说明书

本发明涉及一种燃料电池和包括该燃料电池的燃料电池堆。根据本发明的一个方面，提供了一种燃料电池，该燃料电池包括：膜电极组件，膜电极组件具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，并且阳极电极和阴极电极分别设置在第一表面上；端板，端板设置为在第二表面上与第二表面隔开预定间隔；第一气体扩散层，第一气体扩散层设置在阳极电极上；第二气体扩散层，第二气体扩散层设置在阴极电极上；第一分隔板，第一分隔板设置在第一气体扩散层上并且具有多个流动通道；以及第二分隔板，第二分隔板设置在第二气体扩散层上并且具有多个流动通道。

技术领域

本发明涉及一种燃料电池和包括该燃料电池的燃料电池堆。

本申请要求基于2018年2月22日提交的韩国专利申请第10-2018-0020840号的优先权的权益，其全部公开内容通过引用合并于本文中。

背景技术

通常，燃料电池是通过氧化剂(燃料)和还原剂之间的电化学反应产生电能的能量转换装置，其优点在于，只要连续地供应燃料，就可以连续地产生电力。

图1和图2是示出常规燃料电池堆1的示意图。

燃料电池堆1包括多个燃料电池10，并且将多个燃料电池层叠以形成堆。

燃料电池堆1可以包括：膜电极组件(MEA)11，膜电极组件11配备有通过在由聚合物材料构成的电解质膜周围分别涂覆阳极11a和阴极11b而形成的电极层；塑料膜材料的热压敏粘性保护膜17(子垫片)，热压敏粘性保护膜17位于电极层区域的外周上；气体扩散层12(GDL)，气体扩散层12用于将反应气体均匀地散布于整个反应区域，并朝向阴极电极传输由阳极电极的氧化反应产生的电子；石墨和金属材料的分隔板13(双极板)，分隔板13用于将反应气体供应到气体扩散层，并且具有相同的功能；以及弹性橡胶材料的垫片18，垫片18设置在分隔板或膜电极组件的反应区域的外围以防止反应气体和冷却水泄漏。

分隔板13包括与气体扩散层12接触的多个肋14和用于引导反应气体流动的多个通道15。另外，分隔板13具有冷却水通道16，冷却水通道16用于引导冷却水在其中流动。

此外，离子移动方向沿着膜厚度方向F形成。

特别是，聚合物电解质燃料电池需要加湿燃料以确保聚合物电解质的离子传导性。具体而言，氢燃料电池是通过氢气和氧气(空气)的氧化还原反应而转换为电能的装置，并且对于离子传导而言，作为反应表面的催化剂层以及作为离子传导介质的电解质膜需要水(加湿)以用于电化学反应。

由于这个原因，作为反应物的氢气和空气的反应需要加湿，并且为了降低加湿器容量并降低系统成本，需要由低加湿或非加湿驱动的燃料电池技术。因此，已经开发出用于在低加湿环境中确保加湿量的各种自加湿方法的技术。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种燃料电池堆，其在反应燃料的低加湿或非加湿下被驱动。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种燃料电池，其包括：膜电极组件，膜电极组件具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，其中阳极电极和阴极电极各自设置在第一表面上；端板，端板设置为在第二表面上与第二表面隔开预定间隔；第一气体扩散层，第一气体扩散层设置在阳极电极上；第二气体扩散层，第二气体扩散层设置在阴极电极上；第一分隔板，第一分隔板设置在第一气体扩散层上并且具有多个流动通道；以及第二分隔板，第二分隔板设置在第二气体扩散层上并且具有多个流动通道。

有益效果

如上所述，与本发明的一个示例有关的燃料电池堆具有以下效果。

它可以在低加湿或非加湿的情况下运行，并且在驱动燃料电池时可以使用非加湿的反应物(氢气、氧气(空气))。