专利名称：超声波辅助扩散型燃料电池的制作方法
技术领域：
燃料电池
背景技术：
在燃料电池中，维持电解质、电极、导流槽中水分与反应剂(反应气体如氢气、氧气、空气等或反应液体如甲醇等)以及质子的良好扩散或迁移是非常重要的。反应产生的水分如果不能及时扩散入导流槽并被带走，就会淹没电极，使得反应无法顺利继续。另外，水分和质子在电解质中的扩散或迁移速度不够快也对燃料电池的性能造成了制约。此外，一些水分积聚在导流槽中也常常会堵塞反应剂的通道而使燃料电池局部失效。
对于以上这些问题，目前虽然已有一些改善方法，但是都有一定的局限性。
发明内容
本发明采用超声波直接照射燃料电池电堆的方法来加强水分与反应剂(反应气体如氢气、氧气、空气等或反应液体如甲醇等)以及质子在电解质、电极、导流槽中的扩散或迁移，从而提高燃料电池的性能。
超声波使得反应产生的水分以雾化或非雾化的方式更快地扩散入导流槽而被带走，从而防止电极被淹没。超声波使得电解质中的水分和质子的扩散或迁移速度有所提高，从而提高燃料电池的性能。此外，超声波可使堵塞在导流槽中的水分雾化，然后被反应剂带走。
如果可能，超声波发生器中电声转换元件的形状应与电堆反应区域的截面形状相一致，从而保证反应区域全部受到了照射，同时减少超声波能量的浪费。
为了进一步提高超声波能量的利用率，同时减少超声波泄漏对周围环境的干扰，可以在电堆两面相向安装两个功率与频率基本相同的超声波发生器，调整超声波的频率并微调电声转换元件的位置，使得超声波能量在电堆中形成驻波，并使驻波振幅最大处(即波腹)与各个单电池的电解质及电极的位置大致对应。
其它方面与普通的燃料电池相同，本文不再描述。
实施例1在燃料电池系统中增加一个超声波发生器，其电声转换元件紧贴普通电堆的一边安装，超声波能量射入电堆，产生作用。超声波发生器的电源及控制电缆接至燃料电池电控系统。
见附
图1。
实施例2以质子交换膜燃料电池为例，将两个超声波发生器的电声转换元件贴着电堆两边安装，安装结合部增加一些用于微调距离的薄膜。调整超声波的频率并增减薄膜的数量来微调电声转换元件的位置，使得超声波能量在电堆中形成驻波，并使驻波振幅最大处(即波腹)与各个膜电极组合件的位置大致对应。
见附图2。
权利要求
1.一种燃料电池，采用超声波直接照射燃料电池电堆的方法来加强水分与反应剂(反应气体如氢气、氧气、空气等或反应液体如甲醇等)以及质子在电解质、电极、导流槽中的扩散或迁移，从而提高燃料电池的性能。
2根据权利要求1所述的一种燃料电池，超声波发生器中电声转换元件的形状应与电堆反应区域的截面形状相一致，从而保证反应区域全部受到了照射，同时减少超声波能量的浪费。
3根据权利要求1所述的一种燃料电池，在电堆两面相向安装两个功率与频率基本相同的超声波发生器，调整超声波的频率并微调电声转换元件的位置，使得超声波能量在电堆中形成驻波，并使驻波振幅最大处(即波腹)与各个单电池的电解质及电极的位置大致对应。
全文摘要
本发明采用超声波直接照射燃料电池电堆的方法来加强水分与反应剂(反应气体如氢气、氧气、空气等或反应液体如甲醇等)以及质子在电解质、电极、导流槽中的扩散或迁移，从而提高燃料电池的性能。
文档编号H01M8/04GK1516309SQ0310135
公开日2004年7月28日 申请日期2003年1月2日 优先权日2003年1月2日
发明者顾章涵 申请人:顾章涵