专利名称：燃料电池组合的制作方法
技术领域：
本实用新型关于一种燃料电池组合，特别关于一种用作电子设备供电装置、能将电子元件散热以及燃料电池的燃料预热相结合统一的燃料电池组合。
背景技术：
燃料电池是将燃料的化学能直接转化为电能的电化学连续反应装置，其主要由三个部分组成，即正极(或称阳极)、负极(或称阴极)和介于正负极之间的电解质，该电解质可以为导电液体，亦可以为陶瓷或聚合物膜等。其中，燃料被添加至正极，而负极则输入氧气(或空气)作氧化剂，燃料可以为纯氢，亦可以为醇类或天然气、煤气等。在催化剂如贵金属铂等作用下，燃料在正极被分解并产生氢，氢进一步被分解成氢离子及电子，其中氢离子可穿透电解质而到达负极，而电子通过连接正负极之外部电路流向负极，从而电路中产生电流。而在催化剂作用下，氧气与到达负极的氢离子及电子在负极反应生成水，只要确保燃料供应，燃料电池就可不间断地提供电力。燃料电池适合应用的领域非常广泛，可用于太空、汽车、电厂、电子产品如手机及计算机等，由于燃料电池具有废物排放量低、能量转化效率高、清洁无噪音以及模块化结构等优点，使得其成为当今科技界最热门的研究课题之一。
用于电子产品中的燃料电池的容量理论上可达到普通锂电池的10倍，即在相同重量下，燃料电池可以提供相当于普通锂电池10倍的驱动时间。另，与充电锂电池相比，燃料电池的最大优势在于电力续航方便，即燃料用完后，对其补充燃料后就可继续使用，而无需对充电锂电池进行充电的漫长过程。
但是，燃料电池内的化学反应产生需要一定温度条件，因此，应用于电子产品中的燃料电池提供电力，一般需利用外部热源使燃料电池的燃料达到所需工作温度。另一方面，电子元件如各种芯片等在运行过程产生大量热量，业界通常在该发热电子元件表面安装由金属材料如铜、铝制成的散热装置进行辅助散热，而近来随着芯片的集成度及工作频率的不断提高，其相应产生的热量夜越来越多，单纯通过金属导热已无法很好地满足散热需求，该情况下业界较多采用更有效的液冷式散热装置进行散热，其是利用液体于强制对流下传导系数高的优点而快速将热量散发出去。
因此，若能利用发热电子元件所产生的热量给燃料电池的燃料提供预热，则一方面燃料电池不需要另外热源供燃料预热，节省能源；另一方面，燃料电池的燃料可带走部分热量，而减轻电子元件散热的负担。
实用新型内容本新型的目的在于提供一种燃料电池组合，使燃料电池能运用电子元件工作时散发出来的热量加热燃料电池的燃料，使其达到所需工作温度或实现预热，并同时减轻电子元件散热负担。
本新型所提供的燃料电池组合包括电池本体、燃料储存装置以及燃料预热装置，燃料储存装置内储存有液态燃料，燃料预热装置通过导管分别与燃料储存装置及电池本体相连通，其中该预热装置为一电子元件散热装置，该散热装置安装在发热电子元件上，液态燃料进入电池本体之前先经过该预热装置，通过吸收电子组件散发的热量而实现预热。
本新型所提供的燃料电池组合的预热装置包括一基座、一外框及一上盖，该基座适合与电子元件接触以吸收热量，该外框置于基座之上，与基座共同形成一容腔，上盖用于密闭该容腔，其中，容腔内设置有隔板及散热柱。
与现有技术相比，本实用新型所提供的燃料电池组合一方面可使燃料电池的液态燃料通过作为电子元件散热装置的预热装置，而达到所需的工作温度或实现预热，从而省却或减轻利用外部热源给燃料电池燃料加热的过程，节约能源，另一方面，液态燃料可吸收走电子元件散发的大部分热量，减轻电子元件的散热负担，解决通过单纯的金属材料制成的散热装置越来越不能胜任散热需求的问题。
图1是本实用新型实施例所提供之燃料电池组合外部结构示意图。
图2是电池本体内部结构示意图。
图3是燃料预热装置分解示意图。
具体实施方式下面结合图示来说明本实施方式所提供的燃料电池组合如图1所示，本实施方式所提供的燃料电池组合包括电池本体1、燃料储存装置3、燃料输送装置(图未标示)以及燃料预热装置2，燃料储存装置3为一储存罐，里面储存有液态燃料，燃料输送装置包括一泵(图未示)及导管4和5，燃料预热装置2通过导管4和5分别与燃料储存装置3及电池本体1相连接，其特征在于，该预热装置2为一电子元件散热装置。
如图2所示，为电池本体1的结构示意图，该电池本体1包括正极11、负极12、介于正极11与负极12之间的电解质13和连接正极11与负极12的外部电路14四个部分，为适合应用于电子元件散热领域，该电池本体1所选用的燃料为液态燃料，优选为醇类水溶液，由于直接甲醇燃料电池所需的工作温度不高，在室温至135℃左右均可，因此液态燃料特别优选为甲醇水溶液。
下面以甲醇水溶液为燃料具体介绍该燃料电池之工作原理甲醇水溶液在泵(图未示)的作用下从储存装置3中流出，经由预热装置2添加至电池本体1的正极11。添加至正极11的甲醇水溶液在催化剂作用下分解成二氧化碳、氢离子和电子，二氧化碳可直接排至大气中，而氢离子可通过电解质13而直接到达负极12，电子则通过外部电路14流向负极12；另外，在催化剂的作用下，输入至负极12的氧气与到达负极12的氢离子和电子在负极12反应生成水，其中氧气可以用空气或者过氧化氢等替代，生成的水可直接排至外界，或通过特定装置进行收集，或者用于稀释甲醇而循环利用。
燃料预热装置2为一电子元件散热装置，该散热装置用来散发电子元件所产生的热量，其原理主要是利用流经该装置的液态燃料吸收电子元件所产生的热量，预热燃料，并将该热量带走。
如图3所示，本实施方式所提供的燃料预热装置2包括一基座21、一外框22和一上盖23，该基座21适合与电子元件(图未示)接触以吸收热量，该外框22置于基座21之上，与基座21共同形成一容腔24，上盖23用来密闭该容腔24。其中，容腔24内设置有若干隔板25和若干散热柱26，该隔板25将该容腔24分割形成迂回的流体流道，这样有利于加长液体燃料在该装置中的流经时间，从而确保液体燃料充分吸收电子元件散发出的热量，达到预热的效果。散热柱26从基座21表面延伸出来，相当于增大基座21的表面积，有利于电子元件产生的热量迅速导出并传递给液体燃料。另外，在外框22侧面的相对两端设有进液口27和出液口28，进液口27接第一导管4，用于连接燃料储存装置3，出液口28接第二导管5，用于连接电池本体1。
请一同参照图1至图3，本实施方式所提供的燃料电池组合用于电子设备的电源供应系统时，储存在燃料储存装置3中的燃料在泵(图未示)的作用下，沿燃料预热装置2外框22的进液口27流入至容腔24中，并在沿容腔24内的迂回流道流至出液口28的过程中，充分吸收由电子元件传导的热量，而使燃料的温度升高，之后再通过第二管道5而添加至燃料电池1的正极11。储存在燃料储存装置3中的燃料用完之后可即刻补充，补充的方案可为用另外一个封装好的储存装置3代替燃料已用完的储存装置3，或打开储存装置3的盖子(图未示)直接添加燃料，从而确保燃料电池本体1持续供电。
本实用新型提供的燃料电池应用于电子设备的供电系统，一方面可使燃料电池的液态燃料通过作为电子元件散热装置的预热装置，而达到所需的工作温度或实现预热，从而省却或减轻利用外部热源给燃料电池燃料加热的过程，节约能源，另一方面，液态燃料可吸收走电子元件散发的大部分热量，减轻电子元件的散热负担，解决通过单纯的金属材料制成的散热装置越来越不能胜任散热需求的问题。
当然，针对燃料电池不同工作温度的需要，还可以作一些实际的调整，如电子元件发热量过大，由预热装置流出的液态燃料温度高于燃料电池所需的工作温度时，则可以在预热装置上再设置一些散热鳍片，或者对预热装置内部结构稍作调整，如增加散热装置内部的隔板或散热柱的数量，以加大预热装置的散热量。如果由预热装置流出的液态燃料温度低于燃料电池的所需工作温度时，比如针对燃料电池所需工作温度在100℃以上的情形，则可将从出预热装置流出的液态燃料再通过外部热源加热使其达到所需工作温度。
权利要求1.一种燃料电池组合包括电池本体、燃料储存装置以及燃料预热装置，燃料储存装置内储存液态燃料，燃料预热装置通过导管分别与燃料储存装置及电池本体相连通，其特征在于，该预热装置为一电子元件散热装置，该散热装置安装在发热电子元件上，燃料进入电池本体之前先经过该预热装置，通过吸收电子元件散发的热量而实现预热，并带走热量。
2.如权利要求1所述的燃料电池组合，其特征在于该电池本体包括一正极、一负极以及介于正负极之间的电解质。
3.如权利要求1所述的燃料电池组合，其特征在于该液态燃料包括醇类水溶液。
4.如权利要求1所述的燃料电池组合，其特征在于该液态燃料包括甲醇水溶液。
5.如权利要求1所述的燃料电池组合，其特征在于该燃料预热装置包括一基座、一外框及一上盖，该外框置于基座之上，与基座共同形成一容腔，上盖用于密闭该容腔。
6.如权利要求5所述的燃料电池组合，其特征在于该容腔内设置有隔板。
7.如权利要求5所述的燃料电池组合，其特征在于该容腔内设置有散热柱。
专利摘要本实用新型所提供的燃料电池组合包括电池本体、燃料储存装置以及燃料预热装置，燃料储存装置内储存有液态燃料，燃料预热装置通过导管分别与燃料储存装置及电池本体相连通，其中，该预热装置为一电子元件散热装置，该散热装置安装在发热电子元件上，液态燃料进入电池本体之前先经过该预热装置，通过吸收电子元件散发的热量而实现预热并带走热量。
文档编号H01M8/00GK2701084SQ20042004548
公开日2005年5月18日 申请日期2004年4月30日 优先权日2004年4月30日
发明者翁维襄, 黄文正 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司