个泵浦144仍可以将燃料提供至2个发电模块110中，此时，泵浦144的使用数量为发电模块110的数量的二分之一。
[0044]本实施例的堆叠型燃料电池100属于被动式回水的燃料电池，被导入至堆叠型燃料电池100中的燃料需具备高浓度，且燃料在阳极共用流道板130内的流量很低。在本实施例中燃料的浓度例如大于50%，而在其他可行实施例中，被导入至堆叠型燃料电池100中的燃料的浓度大于70%。此外，燃料在阳极共用流道板130内的流量与膜电极组111的反应面积成正比的关系。举例而言，供应至每片膜电极组111中的燃料，在每平方公分的反应面积的流量例如介于3 μ L / min至0.1 μ L / min之间，而在其他可行实施例中，供应至每片膜电极组111中的燃料，在每平方公分的反应面积的流量例如介于2μ L / min至
0.1 μ L / min 之间。
[0045]一般而言，随着膜电极组111的总面积愈大，阳极共用流道板130愈难将燃料分散均匀，通常阳极共用流道板130的面积会小于250em2，而较佳的例子是小于100cm2。在本实施例中，一片阳极共用流道板130可以将燃料分散均匀并且供应至其两侧的膜电极组111，因此阳极共用流道板130内的燃料流量会小于1500μ L / min，较佳的例子是小于600 μ L / min。
[0046]如图1至图3所示，本实施例的堆叠型燃料电池100可进一步包括多个锁固于阴极流道板120上的锁固构件150，以使阳极共用流道板130以及发电模块110被固定(稳定夹持)于阴极流道板120之间。值得注意的是，本实施例中的阳极共用流道板130的厚度可以无需与阴极流道板120的厚度相当，通常，本实施例中的阳极共用流道板130的厚度小于阴极流道板120的厚度。
[0047]此外，本实施例的堆叠型燃料电池100可进一步包括一散热器160，此散热器160例如是配置于阴极流道板120的外表面上，以协助堆叠型燃料电池100进行散热。
[0048]以下将参照图4A至图4C针对多种不同的阳极共用流道层130设计进行说明。
[0049]图4A至图4C为本发明的阳极共用流道板的剖面示意图。请先参照图4A，本实施例的阳极共用流道层130包括第一材料层132、第二材料层134以及填充材料136，其中第一材料层132具有多个第一燃料出口 132a，而第二材料层134具有多个第二燃料出口 134a，第一材料层132与第二材料层134之间具有一图案化流道CH，此图案化流道CH的分布范围涵盖前述的第一燃料出口 132a以及第二燃料出口 134a，且图案化流道CH与第一燃料出口132a以及第二燃料出口 134a相连通。此外，填充材料136填充于图案化流道CH中。在本实施例中，阳极共用流道板130的整体厚度例如是小于5mm,而较佳是小于2mm。此外，阳极共用流道板130中各个流道的宽度例如是介于0.5mm至1mm之间,在其他可行实施例中，各个流道的宽度例如是介于I mm至5mm之间，而第一燃料出口 132a与第二燃料出口 134a的面积例如是介于3mm2至10mm2之间。值得注意的是，第一燃料出口 132a与第二燃料出口 134a的分布密度例如是膜电极组111每20cm2的反应面积，至少有一个燃料出口。
[0050]填充材料136所提供的毛细力量可用来降低重力对低流量燃料的流动的影响。在本实施例中，填充材料136例如为织布、不织布、纸类、泡绵、发泡PE、发泡PU等毛细材料或是其他适合的材质。举例而言，前述的填充材料136与燃料(例如甲醇)的接触角小于90度，意即，填充材料136具有亲燃料的特性。此外，由于图案化流道CH内填充有填充材料136，因此通过填充材料136能够使得流入阳极共用流道板130内的燃料轻易地被导入发电模块110中。
[0051]在本实施例中，填充于图案化流道CH中的填充材料136与填充于主流道146中的填充材料148可以为相同材质。当然，本领域的普通技术人员也可依据实际的设计需求，令填充材料136不同于填充材料148。
[0052]值得注意的是，填充材料136的填充位置可依据堆叠型燃料电池100的实际设计需求而更动。举例而言，本领域的普通技术人员可在图案化流道CH内的所有位置均填充有填充材料136，如此，对应于第一燃料出口 132a以及第二燃料出口 134a处的图案化流道CH内便填充有填充材料136，且填充材料136会被第一燃料出口 132a以及第二燃料出口 134a所暴露。当然，本领域的普通技术人员也可在图案化流道CH内的部分位置填充填充材料148，意即，对应于第一燃料出口 132a以及第二燃料出口 134a处的图案化流道CH内未填充有填充材料136。
[0053]如图4A至图4C所示，本实施例的图案化流道CH可形成于第一材料层132中(图4A)、形成于第二材料层134中(图4B),或者同时形成于第一材料层132与第二材料层134中(图4C)。在本实施例中，第一材料层132与第二材料层134可以采用任何形态的不透气板材，如金属、塑料等材质。第一材料132层与第二材料层134之间可采用焊接或熔接方式接合。由于阳极共用流道板130已事先经由焊接或熔接方式先行接合密封，因此不但密封可靠度可以获得有效的提升，且有助于阳极共用流道板130的薄型化(即，阳极共用流道板130不需要设计成很厚重)。换言之，本实施例仅需通过阴极流道板120彼此之间互相紧迫，不需像传统堆叠式结构使用厚重端板来迫紧，即可完成堆叠型燃料电池100的组装。
[0054]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种堆叠型燃料电池，包括: 多个发电模块，各该发电模块包括: 阳极集电层； 阴极集电层； 膜电极组，位于该阳极集电层与该阴极集电层之间； 燃料均匀层； 阴极保湿层，其中该燃料均匀层与该阴极保湿层分别位于该膜电极组两侧，而该阳极集电层位于该燃料均匀层与该膜电极组之间，且该阴极集电层位于该阴极保湿层与该膜电极组之间； 至少二个阴极流道板；以及 至少一个阳极共用流道板，位于相邻二个发电模块中的二个燃料均匀层之间，其中该阳极共用流道板以及位于该阳极共用流道板两侧的发电模块夹于所述阴极流道板之间。
2.如权利要求1所述的堆叠型燃料电池，其中该阳极共用流道层包括: 第一材料层，具有多个第一燃料出口 ； 第二材料层，具有多个第二燃料出口，其中该第一材料层与该第二材料层之间具有一图案化流道，该图案化流道的分布范围涵盖所述第一燃料出口以及所述第二燃料出口，且该图案化流道与所述第一燃料出口以及所述第二燃料出口连通；以及填充材料，填充于该图案化流道中。
3.如权利要求2所述的堆叠型燃料电池，其中该填充材料进一步填充于所述第一燃料出口与所述第二燃料出口中。
4.如权利要求2所述的堆叠型燃料电池，其中该图案化流道位于该第一材料层或该第二材料层上。
5.如权利要求2所述的堆叠型燃料电池，其中该图案化流道位于该第一材料层与该第二材料层上。
6.如权利要求2所述的堆叠型燃料电池，其中该第一材料层与该第二材料层之间采用焊接或熔接方式接合。
7.如权利要求1所述的堆叠型燃料电池，还包括燃料供应单元，其中该燃料供应单元包括: 燃料储存槽，适于储存燃料； 泵浦； 主流道，连接于所述阳极共用流道板之间，其中储存于该燃料储存槽中的该燃料通过该泵浦以及该主流道供应至所述阳极共用流道板。
8.如权利要求7所述的堆叠型燃料电池，其中该主流道内填充有填充材料。
9.如权利要求7所述的堆叠型燃料电池，其中该泵浦的数量为NI，而该阳极共用流道的数量为N2，且N1、N2满足下列的关系式: N1=N2 / n，其中(N2 / η)为正整数，且η为小于3的正整数。
10.如权利要求7所述的堆叠型燃料电池，其中该燃料的浓度大于50%。
11.如权利要求7所述的堆叠型燃料电池，其中该燃料的浓度大于70%。
12.如权利要求1所述的堆叠型燃料电池，其中供应至各该膜电极组中的燃料，在每平方公分的反应面积的流量介于3 μ L / min至0.1 μ L / min之间。
13.如权利要求1所述的堆叠型燃料电池，其中供应至各该膜电极组中的燃料，在每平方公分的反应面积的流量介于2 μ L / min至0.1 μ L / min之间。
14.如权利要求1所述的堆叠型燃料电池，其中该阳极共用流道板的厚度小于5mm。
15.如权利要求1所述的堆叠型燃料电池，其中该阳极共用流道板的面积小于250cm2。
16.如权利要求1所述的堆叠型燃料电池，其中该阳极共用流道板内的燃料流量小于1500 μ L / min。
17.如权利要求1所述的堆叠型燃料电池，还包括多个锁固于所述阴极流道板上的锁固构件，以使该阳极共用流道板以及所述发电模块被固定于所述阴极流道板之间。
18.如权利要求1所述的堆叠型燃料电池，还包括散热器，配置于该阴极流道板上。
【专利摘要】本发明公开了一种堆叠型燃料电池，其包括多个发电模块、至少二个阴极流道板，以及至少一个阳极共用流道板。各发电模块包括阳极集电层、阴极集电层、位于阳极集电层与阴极集电层之间的膜电极组、燃料均匀层及阴极保湿层。燃料均匀层与阴极保湿层分别位于膜电极组两侧，阳极集电层位于燃料均匀层与膜电极组之间，且阴极集电层位于阴极保湿层与膜电极组之间。此外，阳极共用流道板位于相邻二个发电模块中的二个燃料均匀层之间，阳极共用流道板及位于阳极共用流道板两侧的发电模块夹于阴极流道板之间。
【IPC分类】H01M8-24, H01M8-02
【公开号】CN104733764
【申请号】CN201410048487
【发明人】蔡丽端, 刘静蓉, 戴椿河, 康顾严
【申请人】财团法人工业技术研究院
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年2月11日
【公告号】CN203774404U