TWI506845B - 用於燃料電池組之水分調節裝置 - Google Patents

用於燃料電池組之水分調節裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI506845B
TWI506845B TW102126326A TW102126326A TWI506845B TW I506845 B TWI506845 B TW I506845B TW 102126326 A TW102126326 A TW 102126326A TW 102126326 A TW102126326 A TW 102126326A TW I506845 B TWI506845 B TW I506845B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
fuel cell
moisture
cell stack
regulating device
unit
Prior art date
Application number
TW102126326A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201505247A (zh
Inventor
Wen Kai Shie
Ssu Tai Lin
Fang Yu Ho
Huan Ruei Shiu
Enoch Zhao
Chien Ju Hung
Original Assignee
Gunitech Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gunitech Corp filed Critical Gunitech Corp
Priority to TW102126326A priority Critical patent/TWI506845B/zh
Publication of TW201505247A publication Critical patent/TW201505247A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI506845B publication Critical patent/TWI506845B/zh

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

用於燃料電池組之水分調節裝置
本發明係關於一種用於燃料電池組之水分調節裝置，特別是一種由多孔材料製成之水分調節裝置。
隨著環保意識高漲，如何在進行能源開發與應用的同時，而不會對環境造成破壞，則是一項重要的課題，使用燃料電池(Fuel cell)技術所產生的能源具有高效率、低噪音、無污染的優點。目前常見的燃料電池有膜電極組型燃料電池(PEMFC)或直接甲醇燃料電池(DMFC)等類型。
不論是哪一種燃料電池，在膜電極組與燃料發生電化學反應時，必定會產生水，這些水可讓膜電極組保持濕潤，以維持其質子傳導性以維持電池之性能。但另一方面，生成過多的水卻可能會阻塞燃料的流道(flow channel)，進而影響燃料的傳遞流速，無法均勻地與膜電極組發生電化學反應，造成燃料電池性能不穩定，因此，流道之設計除了必須使燃料能均勻分佈，也必須能有適當之排水能力，以確保燃料電池的穩定性。
本發明之一目的係在提供一種用於燃 料電池堆之水份調節元件，特別是一種多孔材料製成之水分調節裝置，藉由多孔材料具有之吸水、毛細、擴散、蒸散等特性，達到排除燃料電池組內部過多的水分之效果。
為達成上述之目的，本發明之用於一燃料電池組之水分調節裝置包括由一多孔材料製成之一第一主體及複數透氣孔，其中第一主體接觸燃料電池單元之一側，且各透氣孔皆貫穿主體。根據本發明之一實施例，第一主體由多孔陶瓷材料製成，且複數透氣孔呈網狀排列結構。
本發明另提供一種燃料電池組，其係包括至少一燃料電池單元、一水分調節單元、以及流體分配件。水分調節單元包括由一多孔材料製成之一第一主體及複數透氣孔，其中第一主體接觸燃料電池單元之一側且各透氣孔皆貫穿第一主體。
根據本發明之一實施例，該多孔材料為多孔陶瓷材料，且複數透氣孔呈網狀排列結構。
根據本發明之一實施例，水分調節單元更包括由多孔材料製成之一第二主體，第二主體接觸燃料電池單元之另一側並與流體分配件結合。
1‧‧‧水分調節裝置
10‧‧‧第一主體
20‧‧‧透氣孔
30‧‧‧第二主體
100‧‧‧燃料電池組
110‧‧‧燃料電池單元
120‧‧‧流體分配件
A、B‧‧‧箭號
圖1係使用本發明之水分調節裝之置燃料電池組之結構***圖。
圖2係本發明使用本發明之水分調節裝之置燃料電池組之立體示意圖。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下請一併參考圖1與圖2，以了解本發明之用於一燃料電池組之水分調節裝置的運作細節，其中圖1係使用本發明之水分調節裝之置燃料電池組之結構***圖；圖2係本發明使用本發明之水分調節裝之置燃料電池組之立體示意圖。
在圖1所示之實施例中，本發明之水分調節裝置1包括第一主體10、複數透氣孔20、以及第二主體30，其中第一主體10與第二主體30皆由多孔陶瓷材料製成，而複數透氣孔20呈網狀排列結構且各透氣孔20皆貫穿第一主體10。在此須注意的是，多孔陶瓷材料只是舉例說明，只要多孔材料具有吸附水份、毛細、擴散、蒸散等特性即為適用材質，本發明不以多孔陶瓷材料例為限。
如圖1所示本發明之水分調節裝置1係用於燃料電池組100，其中本實施例之燃料電池組100包括一個燃料電池單元110與一個流體分配件120，其中燃料電池單元110的相對兩側分別接觸本發明之水分調節裝置1的第一主體10與第二主體30，且本實施例之第二主體30係以嵌合方式與流體分配件120結合，藉此形成一具有水分調節裝置1之燃料電池單元110。在此需注意的是，第二主體30與流體分配件120結合的方式不以前述實施例為限。
當具有水分調節裝置1之燃料電池單元110與反應燃料產生化學反應時，外部空氣(主要指的是空氣中的氧氣)係以如圖1中箭號A所示方向 經複數透氣孔20進入燃料電池單元11參與燃料電池單元110與反應燃料產生之電化學反應，而此電化學反應生成的水分會先累積燃料電池單元11的陽極端，當燃料電池單元110持續與反應燃料反應，則反應生成的水會逐漸反滲到陰極端，故燃料電池單元11的兩側都會累積此電化學反應生成的水分。
而如圖1與圖2所示，水分調節裝置1的第一主體10與第二主體30分別設於燃料電池單元110的兩側，所以當燃料電池單元110因持續反應而在料電池單元110兩側累積過多水分時，藉由第一主體10與第二主體30的多孔材料特性，讓水分可直接被第一主體10與第二主體30吸附(圖1與圖2中箭號B所示之方向)，以排除燃料電池單元110因化學反應而產生的過多水分，以維持燃料電池單元110之電池性能。
此外，利用第一主體10之多孔材料吸附水分，有另一優點就是藉由第一主體10吸附燃料電池單元110反應時產生過多的水分後，就不會發生因為水分持續累積而堵塞複數透氣孔20，造成外部空氣之氧氣無法由複數透氣孔20(圖1與圖2中箭號A所示之方向)進入燃料電池單元110參與電化學反應的問題，以確保電池性能的穩定。
在此須注意的是，水分調節裝置1的第一主體10與第二主體30的形狀不以圖1與圖2所示之實施例為限。當燃料電池組100包括複數燃料電池單元110時，第一主體10的尺寸可做對應的改變。此外，為與各燃料電池單元110對應，水分調節裝置1中複數透氣孔20的位置也可更動，以便空氣進入， 藉此維持燃料電池單元110反應的穩定。此外，第二主體30的數目也可隨燃料電池單元110的數目更動，以增加本發明之水分調節裝置1以及本發明之具有水分調節裝置1之燃料電池組100的適用性。
綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，為一大突破，懇請 貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟須注意，上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明之範圍。任何熟於此項技藝之人士均可在不違背本發明之技術原理及精神下，對實施例作修改與變化。本發明之權利保護範圍應如後述之申請專利範圍所述。
100‧‧‧燃料電池組
110‧‧‧燃料電池單元
120‧‧‧流體分配件
A‧‧‧箭號
1‧‧‧水分調節裝置
10‧‧‧第一主體
20‧‧‧透氣孔
30‧‧‧第二主體

Claims (10)

  1. 一種水分調節裝置，係用於一燃料電池組，其中該燃料電池組包括至少一燃料電池單元，該水分調節單元包括：一第一主體，係由一多孔材料製成，其中該第一主體接觸該燃料電池單元之一側，以排除燃該料電池單元因化學反應產生的水分；以及複數透氣孔，其中各該透氣孔皆貫穿該第一主體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之水分調節裝置，其中該第一主體之材質為多孔陶瓷材料。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之水分調節裝置，其中該複數透氣孔呈網狀排列結構。
  4. 如申請專利範圍第1至3項任一項所述之水分調節裝置，其中該水分調節單元更包括由該多孔材料製成之一第二主體，且該燃料電池組更包括一流體分配件，該第二主體接觸該燃料電池單元之另一側並與該流體分配件結合。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之水分調節裝置，其中該第二主體之材質為多孔材料。
  6. 一燃料電池組，包括：至少一燃料電池單元；一水分調節單元，其係包括：一第一主體，由一多孔材料製成，其中該第一主體接觸該燃料電池單元之一側，以排除燃該料電池單元因化學反應產生的水分；複數透氣孔，其中各該透氣孔皆貫穿該第一主體；以及一流體分配件，其係位於該至少一燃料電池單元之另一側。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之燃料電池組，其中該多孔材料為多孔陶瓷材料。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之燃料電池組，其中該複數透氣孔呈網狀排列結構。
  9. 如申請專利範圍第6項至第8項任一項所述之燃料電池組，其中該水分調節單元更包括由該多孔材料製成之一第二主體，該第二主體接觸該燃料電池單元之另一側並與該流體分配件結合。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之燃料電池組，其中該第二主體之材質為多孔材料。
TW102126326A 2013-07-23 2013-07-23 用於燃料電池組之水分調節裝置 TWI506845B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102126326A TWI506845B (zh) 2013-07-23 2013-07-23 用於燃料電池組之水分調節裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102126326A TWI506845B (zh) 2013-07-23 2013-07-23 用於燃料電池組之水分調節裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201505247A TW201505247A (zh) 2015-02-01
TWI506845B true TWI506845B (zh) 2015-11-01

Family

ID=53019017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102126326A TWI506845B (zh) 2013-07-23 2013-07-23 用於燃料電池組之水分調節裝置

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI506845B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1493092A (zh) * 2001-02-23 2004-04-28 通用汽车公司 用于质子交换膜燃料电池组的压制双极板
WO2011061817A1 (ja) * 2009-11-18 2011-05-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池のセル水分量の状態を判定する方法、その装置、燃料電池のセル水分量の状態を制御する方法、その装置及び燃料電池システム
CN103155213A (zh) * 2010-09-14 2013-06-12 罗伯特·博世有限公司 通过水分离而减少冷凝物形成的电池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1493092A (zh) * 2001-02-23 2004-04-28 通用汽车公司 用于质子交换膜燃料电池组的压制双极板
WO2011061817A1 (ja) * 2009-11-18 2011-05-26 トヨタ自動車株式会社 燃料電池のセル水分量の状態を判定する方法、その装置、燃料電池のセル水分量の状態を制御する方法、その装置及び燃料電池システム
CN103155213A (zh) * 2010-09-14 2013-06-12 罗伯特·博世有限公司 通过水分离而减少冷凝物形成的电池

Also Published As

Publication number Publication date
TW201505247A (zh) 2015-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5476694B2 (ja) 燃料電池及び燃料電池用ガス拡散層とその製造方法
CN102163723A (zh) 高弯曲度的扩散介质
JP2017511249A (ja) 中空繊維膜モジュール
KR100728789B1 (ko) 직접 산화형 연료 전지
US9048469B2 (en) Hollow-fiber membrane module for moisture exchange
JP5256678B2 (ja) 燃料電池
JP2007207685A (ja) 燃料電池、および燃料電池の製造方法
JP2005158670A (ja) 燃料電池システム
KR102676717B1 (ko) 연료전지용 분리판
TWI506845B (zh) 用於燃料電池組之水分調節裝置
TW201440306A (zh) 燃料電池及操作方法
JP5066911B2 (ja) 燃料電池及びこの燃料電池の製造方法
JP3188050U (ja) 燃料電池パック及び燃料電池アセンブリ
US8114549B2 (en) Fuel cell
JP2011082126A (ja) 多孔質金属板を有する燃料電池構造
JP4321040B2 (ja) 固体高分子型燃料電池
JP2012074205A (ja) 膜電極複合体およびアルカリ形燃料電池
KR101156530B1 (ko) 직접액체 연료전지
JP2008288080A (ja) 燃料電池積層体
JP5040017B2 (ja) 燃料電池及び燃料電池システム
JP4660151B2 (ja) 燃料電池
JP5723124B2 (ja) 燃料電池及び燃料電池装置
JP2007042435A (ja) 拡散層、膜・電極接合体及び燃料電池
JP2010015805A (ja) 燃料電池
KR20180063623A (ko) 분리판, 및 이를 포함하는 연료전지 스택