专利名称：燃料电池模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池模块，特别是涉及一种利用金属空气燃料电池供电的燃料电 池模块。
背景技术：
科技提供人类富裕舒适的生活，但却也因为科技所带来的环境污染反而造成了人 类健康与生存的危害，因此，许多专家尝试透过“绿色能源”的教学活动，帮助学生了解科 技、科学与环境的关系，优缺点及影响，进而培养学生养成节约能源与珍惜资源的态度。参阅图1，以一种金属燃料电池玩具车1为例，主要包含有一个车体11、一个燃料 电池组12，及电连接该车体11与该燃料电池组12的一个电路组13。该燃料电池组12具 有做为阳极的一片金属片121、做为阴极的一片气体扩散层122、阻隔在该金属片121与该 气体扩散层122间的一片隔离膜123，及迭合该金属片121、该隔离膜123与该气体扩散层 122的一片膜片124与一个回纹夹125。使用时，必须先拆解该燃料电池组12，然后在该隔离膜123上涂抹电解质溶液，再 重新迭合该燃料电池组12。借此，当空气中的氧气通过该气体扩散层122，会因为电化学反 应分解成氢氧离子(02+2H20+^_->0H_)，使参与电化学反应的金属片121(以铝片为例)氧 化成氧化铝并释放电子OAl+60H_->Al203+6e_+3H20)，电子则会经由外电路形成电流后到达 了阴极，形成通路，达到供电的目的。惟，前述涂抹电解质溶液的程序，及拆、装该燃料电池组12的方式相当不便，且容 易因为操作不当而导致该金属片123与该气体扩散层122接触而短路，最大的问题是，由于 该燃料电池组12设计不良，且涂抹的电解质溶液消耗相当迅速，因此，所能产生的电力不 足，且续航力不佳，而无法满足消费者的使用期待。参阅图2，为了改善前述缺失，市面上另有一种利用氢为燃料的燃料电池小跑车 2，其同样包含有一个车体21、用于产生电能的一个燃料电池组22，及电连接该车体21与与 该燃料电池组22的一个电路组23。惟，由于该燃料电池组22是以氢为燃料，必须要有储氢 的设备或有制造氢气的设计，因此，该燃料电池小跑车2还具有容装有水的一个储氢槽M 与一个储氧槽25，及将光能转换为电能的一片太阳能板26。该太阳能板沈产生的电能用 于电解该储氢槽M与该储氧槽26内的水，进而产生氢气与氧气，供应该燃料电池组22。惟，前述燃料电池组22必须再配置产氢的设备(储氢槽M、储氧槽25、太阳能板 26)，不但复杂且成本较高，再者，该太阳能板沈受限于阳光或灯光的取得，有无法产氢的 情形，致使该燃料电池组22受限于氢气的取得，而无法正常供电，在使用上相当不方便。
发明内容
本发明的目的是在提供一种构造精简、使用方便，且能符合环保需求、降低成本的 燃料电池模块。本发明的燃料电池模块，用于一个游戏器具，包含一个可透视的电池盒、一个阴极
3组、一个阳极组、一种电解质溶液，及一个电路组。该电池盒具有一个一个开口，及形成在一 个周面且连通该开口的一个一个插口。该阴极组具有供空气通过且为电极的一片气体扩散 层，及载置该气体扩散层且与该电池盒开口对合的一个窗架。该阳极组具有一个插座，及依 附在该插座且为电极的一片金属片，该插座是用于封闭该电池盒插口，使该金属片穿置在 该电池盒内。该电解质溶液充填在该电池盒内的金属片与气体扩散层间。该电路组电连接 该金属片、该气体扩散层与该游戏器具，使该金属片与该气体扩散层借由氧化还原反应形 成一电位差，并产生电能输出至该游戏器具。本发明的功效是利用特殊的结构设计，提升使用操作时的方便性，进而能结合金 属空气燃料电池的原理，产生该游戏器具所需的电能，达到寓教于乐的目的。
图1是一立体图，说明一种金属燃料电池玩具车；图2是一立体图，说明一种氢燃料电池小跑车；图3是一立体分解图，说明本发明一种燃料电池模块的一个较佳实施例；图4是该较佳实施例中一个阳极组与一个电池盒的一立体分解图；图5是该较佳实施例的一立体组合图；图6是该较佳实施例的一剖视图；图7是该较佳实施例的另一剖视图；及图8是该较佳实施例与一个游戏器具相互组合的一立体图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明参阅图3、图4及图5，本发明燃料电池模块的一个较佳实施例包含一个可透视的 电池盒3、一个阴极组4、一个阳极组5、一种电解质溶液6 (如图7)，及一个电路组7 (如图 8)。该电池盒3具有环绕一轴线X且界定出一个开口 30的一个环框31、封闭该环框 31 一端缘的一个壁板32，形成在该环框31 —顶面且连通该开口 30的一个插口 33与二个 注入孔34、形成在该环框31 —底面的二结合部35、形成在该环框31 二侧的二环座36、分别 枢设在该环框31且可卸离地封闭前述注入孔34的二个孔盖37，及形成在该环框31顶面的 二个耳座38、39。该阴极组4具有供空气通过且为电极的一片气体扩散层41、载置该气体扩散层41 且与该电池盒3开口 30对合的一个窗架42，及设置在该电池盒3环壁31的一片阴极弹片 43。该气体扩散层41在本较佳实施例是以碳材料制成。该阴极弹片43具有与该气体扩散 层41接触的一个邻接端431，及穿置在该耳座39的一个导接端432。参阅图3、图4，及图6，该阳极组5具有一个插座51、一片金属片52，及一片阳极 弹片53。该插座51具有封闭该电池盒3插口 33的一个本体511、形成在该本体511 二侧 且在没有外力作用下恒保持向外弹张的二个卡扣512、邻接该本体511且界定出一个镂空 部513的一个框架514、分别形成在该框架514 二侧且上下交错界定出一间距的二对凸肋 515、516、形成在该本体511 —侧面的一个阴极插孔517与一个阳极插孔518，及相对该阴极插孔517形成在该本体511另一侧面且与该耳座38滑合的一个插槽519。前述卡扣512 分别穿经该电池盒的环座36，且与该环座36相互卡抵。该金属片52在本较佳实施例为镁 铝材料，是可卸离地插置在每一对凸肋515、516的间距内并抵靠在该框架514，且随该框架 514穿置在该电池盒3内。该阳极弹片53设置在该插座51的本体511，并具有显露在该镂 空部513且与该金属片52接触的一个邻接端531，及显露该阳极插孔518内的一个导接端 532。参阅图7，该电解质溶液6在本较佳实施例为盐水，是由该注入孔34充填在该电池 盒内3的金属片52与气体扩散层41间。参阅图8，该电路组7具有二条电线71、72。每一条电线71、72具有形成在二端的 二个插头711、721。参阅图8，并配合图4、图6、图7所示，本发明的燃料电池模块可以透过该电池盒3 上的结合部35组装在一个游戏器具8。该游戏器具8可以是玩具车或是积木，在本较佳实 施例中，该游戏器具8是由多数个积木组合而成的一个积木合体81，及与该积木合体81结 合的一个马达积木82。该积木合体81与该马达积木82可依据不同操作者的创意组合成任
意造型。安装时，只需将该金属片52插置在该插座51每一对凸肋515、516的间距内并抵 靠在该框架514，就可以使该金属片52与该插座51卡合为一体，然后，将该插座51连同该 金属片52由该插口 33插置入该电池盒3的开口 30内，使该插座51以该本体511封闭该 插口 33，及以前述卡扣512穿经该电池盒3的环座36，且在弹张后与前述环座36卡合，此 时，该插座51的插槽519会与该耳座39滑合，且该耳座39也会抵靠在该插座51的本体 511上，借此，除了可以加强结构的稳定性，且能使该阴极弹片43的导接端432显露在该阴 极插孔517内，最后，以该电线71的前述插头711分别插接于该游戏器具8的马达积木82 与该阴极插孔517，及以该电线72的前述插头721分别插接于该游戏器具8的马达积木82 与该阳极插孔518，使前述插头711、721分别与该阴极插孔517内的导接端432、该阳极插 孔518内的导接端532导接，就可以完成组装。参阅图7、图8，当空气中的氧气通过该气体扩散层41，同样会因为电化学反应分 解成氢氧离子，使参与电化学反应的金属片52氧化并释放电子，电子则会经由外电路形成 电流后到达了阴极(气体扩散层41)，形成通路，达到供电的目的。借此，只需控制该马达积 木82上的开关，就可以使该马达积木82驱动该积木合体81。参阅图4、图7，值得一提的是，当电解质溶液6耗损后，只需开启该孔盖37，就可以 由该注入孔34补充电解质溶液。且虽然该金属片52在供电过程中是做为燃料而为一种耗 材，惟，每一片金属片52可以在去除氧化物后重复使用多次，且每一次可以供应约2小时的 电力，当金属片52无法再利用或供电时间明显缩短时，可以压缩该插座51的卡扣512脱离 该环座36，即可由该电池盒3抽离该插座51与该金属片52，并依据前述组装程序替换该金 属片52，就可以重复使用本发明的燃料电池模块。据上所述可知，本发明的燃料电池模块具有下列优点及功效1、本发明的燃料电池模块也是属于积木的一种，可以配合该游戏器具8的造型与 创意，任意组装于该积木合体81上，不但可以提升组合时的方便性，且能提升该游戏器具8 的变化性与创造性。
2、且本发明的燃料电池模块用于透视内部的组件，能教导学员了解金属空气燃料 电池的原理与结构、在生活上的用途，及与环境保护的关系，进而能培养创造思考、解决问 题的能力，不但好玩、有趣，且能兼具娱乐与学习效果，达到寓教于乐的目的。3、重要的是，利用本发明特殊的结构设计，可以使学员以简易的插接与抽拔动作， 完成组装及替换的程序，不但可以简化组件、降低成本，且能提升使用上的方便性与实用 性。
权利要求
1.一种燃料电池模块，用于一个游戏器具，其特征在于其包含一个可透视的电池盒，设置在该游戏器具，并具有一个开口，及形成在一周面且连通该 开口的一个插口；一个阴极组，具有供空气通过且为电极的一片气体扩散层，及载置该气体扩散层且与 该电池盒开口对合的一个窗架；一个阳极组，具有一个插座，及依附在该插座且为电极的一片金属片，该插座用于封闭 该电池盒插口，使该金属片穿置在该电池盒内；一种电解质溶液，充填在该电池盒内的金属片与气体扩散层间；及一个电路组，电连接该金属片、该气体扩散层与该游戏器具，使该金属片与该气体扩散 层借由氧化还原反应形成一电位差，并产生电能输出至该游戏器具。
2.如权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于，该电池盒还具有环绕一轴线且界 定有该开口的一个环框，及封闭该环框一端缘的一个壁板，该插口形成在该环框一顶面，该 结合部形成在该环框一底面。
3.如权利要求2所述的燃料电池模块，其特征在于，该电池盒还具有形成在该环框顶 面且用于填充电解质溶液的至少一个注入孔，及封闭该注入孔的至少一个孔盖。
4.如权利要求2所述的燃料电池模块，其特征在于，该电池盒还具有形成在该环框二 侧的二个环座，该插座具有封闭该插口的一个本体，及形成在该本体二侧且在没有外力作 用下恒保持向外弹张的二个卡扣，前述卡扣分别穿经该环框的环座且与该环座相互卡抵。
5.如权利要求1所述的燃料电池模块，其特征在于，该插座具有界定出一个镂空部的 一个框架，及分别形成在该框架二侧且各界定出一个间距的二对凸肋，该金属片插置在每 一对凸肋的间距内。
6.如权利要求5所述的燃料电池模块，其特征在于，该阳极组还具有一片阳极弹片，且 该插座具有一个阳极插孔，该阳极弹片设置在该插座，并具有显露在该镂空部且与该金属 片接触的一个邻接端，及显露该阳极插孔内的一个导接端。
7.如权利要求6所述的燃料电池模块，其特征在于，该电池盒还具有形成在该周面且 载置该阳极弹片导接端的一个耳座，该插座还具有相对该阳极插孔形成在一侧且与该耳座 滑合的一个插槽。
8.如权利要求6所述的燃料电池模块，其特征在于，该插座具有一个阴极插孔，该阴极 组还具有设置在该电池盒的一片阴极弹片，该阴极弹片具有与该气体扩散层接触的一个邻 接端，及穿置入该插座且显露在该阴极插孔内的一个导接端。
9.如权利要求8所述的燃料电池模块，其特征在于，该电路组具有二条电线，每一条电 线具有形成在二端的二个插头，其中一条电线的前述插头分别插接于该游戏器具与该阳极 插孔，另一条电线的前述插头分别插接于该游戏器具与该阴极插孔。
10.如权利要求8所述的燃料电池模块，其特征在于，该电池盒还具有形成在该周面且 用于与该游戏器具结合的至少一个结合部。
全文摘要
一种燃料电池模块，包含设置在一个游戏器具且可透视的一个电池盒、安装在该电池盒的一个阴极组与一个阳极组、充填在该电池盒内的一种电解质，及电连接该阴极组、该阳极阻与该游戏器具的一个电路组。该阴极组是以一片气体扩散层为电极。该阳极组是以一片金属片为电极。借此，利用本发明特殊的结构设计，结合金属空气燃料电池的原理，产生该游戏器具所需的电能，进而在发电、供电的过程中，达到寓教于乐的目的。
文档编号A63H17/26GK102088101SQ20091025368
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月2日 优先权日2009年12月2日
发明者林文彬 申请人:智高实业股份有限公司