专利名称：燃料电池装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池，且尤其涉及一种燃料电池。
背景技术：
燃料电池具有高效率、低噪音、无污染的优点，是符合时代趋势的能
源技术。燃料电池区分为多种类型，常见的为质子交,M料电池(proton exchange membrane foel cell, PEMFC)以^l:接甲醇燃料电池(direct methanol foelcell,DMFC)。以直接甲醇燃料电池为例，直接甲醇燃料电池的燃料电池 模块是由质子交^Kproton exchange membrance)及分另股置于质子交鹏 两侧的阴极(cathode)与阳极(anode)所细戎的。
直接甲醇燃料电池使用甲醇水溶液作为燃料，皿接甲醇燃料电池的 反应式如下
阳极CH3OH+H20 — (302+6^4^-
阴极3/202+6H""^e'— 3H20
总反应CH3OH+3/202 — C02+2H20
图l是一种已知燃料电^S的示意图。请参照图l，已知燃料电,
置100包括燃料电池模±夫110、混合槽120、泵浦(pump)130、循环管路140、 阀门150、燃料罐(canridge)160、泵浦170以M料输送管路180。循环管 路140连接燃料电池模决110、混合槽120以及泵浦130，而阀门150设置 于循环管路140中。燃料输送管路180连接燃料罐160、泵浦170以及阔门 150， _§栗浦170位于燃料罐160与阀门150之间。
在已知技术中，当31A燃料电池模i央110中的甲醇水溶液的浓度在标 准范围内时，泵浦130会开启，而泵浦170及阀门150会关闭。此时，在 混合槽120内的甲醇水溶液会被^^ilA燃料电池模决110，而燃料电池模 块110反i^f顿的水以及反应后的甲醇水溶液会被回te混合槽120中。 itWh当MA燃料电池模块110中的甲醇7jC溶液的浓度低于标准范围时，
泵浦130会关闭，而泵浦170及阀门150会开启。此时，燃料罐160内的 高浓度甲醇会被駄混合槽120，以将混合槽120内的甲醇水溶液的浓度提 高至标准范围内。接着，泵浦170及阀门150会关闭，而泵浦130会开启， 以^^M甲醇水溶M^Ji料电il^莫i央110。
由于泵浦130与泵浦170交替开启，皿浦130、 170开启时需消耗电 能，这样会^bM料电^a 100的输出功率。财卜，在已知技术中需使 用两倾浦130、 170，所以^*^高。另外，泵浦130、 170为动件，其故 障的机報高，这样会降低燃料电^^S 100的可靠度。
发明内容
本发明提供一种燃料电池装置，以降低生产成本，并提高输出功率。
本发明的实施例提出一种燃料电池装置，其包括燃料电池模块、 泵浦、混合槽、循环管路、阀门、燃料罐以及施压件。循环管路连接 燃料电池模块、泵浦及混合槽，且循环管路提供第一开口，而阀门设 置于该第一开口处，用以选择性地覆盖第一开口。混合槽用以储存第 一燃料，燃料罐被连接至第一开口的侧壁，并用以储存第二燃料，且 第二燃料的浓度高于第一燃料的浓度。施压件用以施压于燃料罐，以 使燃料罐变形。此外，当泵浦开启时，阀门关闭以覆盖第一开口，且 第一燃料被通入燃料电池模块。当泵浦关闭时，阀门开启以暴露出第 一开口 ，且被施压件变形的燃料罐内的第二燃料被通入混合槽。
由于燃料电池装置仅使用一个泵浦，所以能降低生产成本，并提 高输出功率及可靠度。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施 例，并配合所附图示，作详细说明如下。
图1是一种已知燃料电池装置的示意图2A与图2B是本发明实施例的一种燃料电池装置的示意图3A与图3B是本发明实施例的燃料电池装置的开关钮、施压
件及燃料罐的示意图。
主要组件符号说明
100、200:燃料电池装置
110、210:燃料电池模块
120、230:混合槽
130、170、 220:泵浦
140、240:循环管路
150、250:阀门
160、260:燃料罐
180、270:燃料输送管路
242:第一开口
244:第二开口
280:压縮件
290:透气不透液膜
310:控制单元
320:侦测器
330:开关钮
具体实施例方式
下列各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本发明可用以实施 的特定織例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、 「左」、「右」等，仅是参考附加图示的方向。因此，4顿的方向用语是用 来说明，而非用来限制本发明。
图2A与图2B是本发明实施例的一种燃料电M^g的示意图。请参照 图2A与图2B,本，例的燃料电旨置200包括燃料电池模决210、泵浦 220、混合槽230、循环管路240、阀门250、燃料罐260以及施压件280。 循环管路240连接燃料电池模块210、泵浦220及混合槽230，且循环管路 240鄉第一开口242，而阀门250體于第一开口242处，用以选择性地 SM第一开口 242。混合槽230用以储存第一燃料，燃料罐260被连接S^
—开口 242的侧壁，并用以储存第二燃料，脂二燃料的浓度高于第Hi 料的浓度。举例来说，第二燃料例如是纯甲醇，而第一燃料例如是经稀释
后的甲醇水溶液。itWh在本实施例中，燃料电 tk^S 200还可包括燃料
输送管路270，其中，燃料罐260 MM料输送管路270连接至第一开口 242的侧壁，而鹏件280用以施压于燃料罐260，以^鹏料罐26(^姚。 当泵浦220开启时，阀门250关闭以S^—开口 242(如图2A所示)，且 第一燃糾皮i!A燃料电池模块210。当泵浦220关闭时，阀门250开启以暴 露出第一开口 242(如图2B所示)，且|鹏压件280变形的燃料罐260内的 第二燃茅4WA混合槽230。
± 料电^5 200中，阀门250可为被动式剛，。此被动式阀门 可为逆止阀，如簧片阀。施压件280例如是lffi縮后的弹簧、^!M弹片。 此外，循环管路240例如还Jif共第二开口244。燃料电^fe^置200例如还包 括3tn不透)^290， amm二开口244。由于llt3g^不透,290与外界 气体连通，所以当泵浦220关闭时，第1料施 ^不透液膜290的压 力PO为定值。另夕卜，施压件280施予燃料罐260的压力为P1。当泵浦220 开启时，循环管路240中的流繊予阀门250的压力为P2。当泵浦220关 闭时，循环管路240中的流体施予阀门250的压力为P3，且P0二P3〈P1 〈P2。再者，由于施压件280施予燃料罐260的压力为Pl ，所以燃料罐260 中的第二燃料施予阀门250的压力约等于P1。
承J^腿，当泵浦220开启时，由于压力P2大于压力P1，所以阀门 250会被关闭，而第二燃料不会被^A混合槽230中。而且，混合槽230内 的第"^燃料^M供^a料电池模块210，以供燃料电池模块210进行反应。 燃料电池模块210反^^产生的液恢如水)以及反应后的第一燃料将会被回 峻混合槽230中。
另一方面，当泵浦220关闭时，由于压力P3小于压力P1，所以阀门 250会被开启，而燃料罐260中的第二燃料会被供应至混合槽230，并与混 合槽230内的液^M合i^度适当的第Ht料。
在本实施例中，燃料电^^1200例如还包括控制单元310，以控制泵 浦220开启或关闭。itWh燃料电^g200还可包括侦测器320，电性连 接至控制单元310。控制单元310根据侦测器320的侦测结果来控制泵浦220开启或关闭。
举例来说，侦测器320可为浓度侦测器，其酉遣于循环管路240内。 当侦测器320侦领倒的第一燃料的浓度低于最低标准值时，控制单元310 会关闭泵浦220，使燃料罐260中的第二燃茅4I皮供/S混合槽230。此外， 当侦测器320侦测至啲第一燃料的浓度高于最高标准值时，控制单元310 会开启第一泵浦220，此时j^料罐260中的第二燃料将不会被供应至混合槽 230。另外，樹可本领域技术人员应该知道，此处的侦测器320除了可以是 浓度侦测器之外，还可以是,侦测器、功率侦测器、电压侦测器或电流 侦测器等。
与己知技斜目比，由于本实施例的燃料敏蝶置200仅需4顿一倾 浦220，所以可节省妒赫。ltW卜，与己知技斜目比，由于本实施例的燃 料电、 t^g200少了一个动併泵浦)，所以能提高可靠度。另外，由于泵浦 220并非擀卖开启，所以可M^、电能的消耗，以提高燃料电、 t^S200的输 出功率。
需要注意的是，虽然战实施例中，阀门250为被动式阀门，但在本 发明的另一实施例中，阀门250也可为主动式阀门，如电磁阀。
图3A与图3B是本发明实施例的燃料电、鹏置的开关钮、施压件忍然 料罐的示意图。请参照图3A与图3B，战燃料电^^g 200例如还包括 开关钮330，连接M件280。当j顿者要开始j顿燃料电鹏置200时， 则开启开关钮330(如图3B所示)，使开关钮330施压于臓件280。这样， 压縮件280会rai燃料罐260，以^lt料罐260内的第二燃料SA燃料输送 管路270中。另一方面，当f顿者要停止j顿燃料电^^g 200时，关闭 开关钮330(如图3A戶;f^)，舰鄉330停雄压于压縮件280。这样，压 縮件280将不会压縮燃料罐260，而燃料罐260也不会因受到夕卜力而娜， 所以燃料罐260内的第二燃料不^A燃料输送管路270中。
综Jl^脱燃料电^SM少具有下列之一或部分或全部优点
1. 与已知技斜目比，由于燃料电 蝶置仅需4顿一倾浦，所以可降低 生产成本艘升可靠度。
2. 因为泵浦荆財转卖开启，所以可M^、电能的消耗，以提高燃料献蝶 置的输出功率。
虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明， 本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更改与銜布， 因此本发明的保护范围应当以所附权禾腰求的范围为准。另外本发明的任 一实施例或权利要求不需要达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。 此外，摘要部分和标题仅用来辅助专利文裕叟索，并非用来限制本发明的 范围。
权利要求
1. 一种燃料电池装置，包括燃料电池模块；泵浦；混合槽，用以储存第一燃料；循环管路，连接该燃料电池模块、该泵浦及该混合槽，该循环管路提供第一开口；阀门，设置于该第一开口处，用以选择性地覆盖该第一开口；燃料罐，被连接至该第一开口的侧壁，并用以储存第二燃料，且该第二燃料的浓度高于该第一燃料的浓度；以及施压件，用以施压于该燃料罐，以使该燃料罐变形，其中，当该泵浦开启时，该阀门关闭以覆盖该第一开口，且该第一燃料被通入该燃料电池模块，当该泵浦关闭时，该阀门开启以暴露出第一开口，且被该施压件变形的该燃料罐内的该第二燃料被通入该混合槽。
2. 如权利要求1所述的燃料电池装置，还包括透气不透液膜，而 该循环管路还提供第二开口，且该透气不透液膜覆盖该第二开口。
3. 如权利要求1所述的燃料电池装置，其中，该施压件施予该燃 料罐的压力为Pl，当该泵浦开启时，该循环管路中的流体施予该阀 门的压力为P2，当该泵浦关闭时，该循环管路中的流体施予该阀门 的压力为P3，且P3〈PKP2。
4. 如权利要求1所述的燃料电池装置，还包括开关钮，连接该施 压件，当开关钮开启时，该施压件施压于该燃料罐，该开关钮关闭时， 该施压件停止施压于该燃料罐。
5. 如权利要求1所述的燃料电池装置，其中，该阀门为主动式阀 门或被动式阀门。
6. 如权利要求1所述的燃料电池装置，其中，该施压件为弹簧、 橡胶或弹片。
7. 如权利要求1所述的燃料电池装置，还包括控制单元，电性连 接至该泵浦，以控制该泵浦开启或关闭。
8. 如权利要求7所述的燃料电池装置，还包括侦测器，电性连接 至该控制单元，而该控制单元是根据该侦测器的侦测结果来控制该泵 浦开启或关闭。
9. 如权利要求8所述的燃料电池装置，其中，该侦测器为浓度侦 测器、温度侦测器、功率侦测器、电压侦测器或电流侦测器。
10. 如权利要求1所述的燃料电池装置，还包括燃料输送管路， 其中，该燃料罐透过该燃料输送管路连接至该第一开口的侧壁。
全文摘要
一种燃料电池装置，包括燃料电池模块、泵浦、混合槽、循环管路、阀门、燃料罐及施压件。循环管路连接燃料电池模块、泵浦及混合槽，且循环管路提供第一开口，阀门设置于第一开口处，用以选择性覆盖第一开口。混合槽用以储存第一燃料，燃料罐被连接至第一开口的侧壁，用以储存第二燃料，且第二燃料的浓度高于第一燃料的浓度。施压件用以施压于燃料罐，以使燃料罐变形。当泵浦开启时，阀门关闭以覆盖第一开口，且第一燃料被通入燃料电池模块。当泵浦关闭时，阀门开启以暴露出第一开口，且被施压件变形的燃料罐内的第二燃料被通入混合槽。
文档编号H01M8/04GK101393987SQ20071015283
公开日2009年3月25日 申请日期2007年9月18日 优先权日2007年9月18日
发明者李璟柏, 正 王, 黄金树 申请人:中强光电股份有限公司