发明名称 连设有一内电解质供给系统的燃料堆组
摘要 本创作系有关于并设有内部电解质供应系统之燃料电池堆组,此系使用于在多重重覆式燃料电池之双极板中其各种不同凹槽及通道之排列以提供指引比重协助电解质流经此堆组,此凹槽导引电解质沿着第一途径系列流动而此系可水平延伸经过介于其板间之电池,此通道导引电解质沿一系列第二途径流动而此可垂直经过堆组,如此可供应电解质至第一途径而其目的在于使电解质曝露于电池母体中,在凹槽中可利用一核心体以便将电解质转送至母体并可提供母体支持,此外,此通道可绕过一些凹槽并将电解质直接供应至其它凹槽,可使用双重凹槽来代替单一凹槽式,最后,可利用一种产生阶式槽状装置之电解质流之方式而使通道与凹槽相联接。
申请公布号 TW136151 申请公布日期 1990.06.11
申请号 TW077209081 申请日期 1987.11.25
申请人 燃料电池股份有限公司 发明人 梅纳德.肯特.赖特;罗柏特.柏恩斯.金;罗柏特.爱德华.唐
分类号 C25B9/00;C25C7/00;C25D17/00 主分类号 C25B9/00
代理机构 代理人 林敏生 台北巿南京东路二段一二五号七楼伟成第一大楼
主权项 1﹒一种具电解质注入及排出工具之燃料电池 堆组及多重堆组燃料电池。每一燃料电池 含有双极板以分开该燃料电池及在其堆组 内之邻接燃料电池,及含电解质母体此系 被置于该诸板间,及一内部电解质供应系 统而将注入及排出工具互相接连,该系统 之特征为包含:(a)第一工具比之定义 为可供流动中之电解质沿一系列第一途径 而可重覆经过该整个燃料电池堆组,每一 皆可直接延伸经过介于该板间之至少一组 电池,如此可将电解质曝露至该电池母体 内;且(b)第二工具其定义为可供流动 中之电解质沿一系列第二途径重覆通到整 个燃料电池堆组而延伸经过该电池堆组板 且绕过个别诸第一途径,如此可不用通过 该诸第一途径而可直接将电解质供应至个 别其它该第一途径。 2﹒如申请专利范围第1项所述之燃料电池堆 组,其中该第一工具包含至少一电解质流 通凹槽而此系限定在每一该堆组电池其一 板之一边。 3﹒如申请专利范围第2项所述之燃料电池堆 组,其中该电解质输送核心体被置于凹槽 内且与个别电池之母体衔接以助于将电解 质输送至该母体内。 4﹒如申请专利范围第2或3项所述之燃料电 池堆组,其中第二工具包括电解质流通道 并延伸经过每一个别电池板而与在此所定 义之电解质流通凹槽其间隔有空间关系。 5﹒如申请专利范围第4项所述之燃料电池堆 组,其中此电解质流通道系与该电解质流 通凹槽具非相流通关系。 6﹒如申请专利范围第4项所述之燃料电池堆 组,其中此该电解质流通道与该电解流通 凹槽具相互流通关系。 7﹒如申请专利范围第6项所述之燃料电池堆 组,其中此阶层被限制于该板内而介于电 解质流通道及凹槽间而此可建立相互交流 通关系而且可在其间产生阶式层电解质流 动。 8﹒如申请专利范围第1项所述之燃料电池堆 组,其中此第一工具包含一对电解质流通 凹槽而与每一堆组电池之其一板之一边呈 并排且有相互交流通关系。 9﹒如申请专利范围第8项所述之燃料电池堆 组,其中一横通管道被限定在一电池板之 一边而介于其间且与一对电解质流通凹槽 相交通如此可在其间提供相互流通关系。 10﹒如申请专利范围第8项所述之燃料电池堆 组,其中有一系列经隔开横通管道而在其 间被限制在一电池板之一边且与一对电解 质流通凹槽相连接如此可在其间提供相互 交流通关系11﹒如卯申请专利范围第8 ,9或10项所述之燃料电池堆组,其中 此电解质输送核心体被置在其一凹槽内而 且与个别电池之母体相衔接以协助将电解 质输送至该母体内。 12﹒如申请专利范围第11项所述之燃料电池 堆组,其中此核心体系被置于一对凹槽之 内板中。 13﹒如申请专利范围第8项所述之燃料电池堆 组,其中此第二工具包含一电解质流通道 而延伸经过个别电池之每一板且与在此所 定义之电解质流通凹槽互相留有空间之关 系。 14﹒如申请专利范围第13项所述之燃料电池 堆组,其中此电解质流通道与该电解质流 通凹槽不具互相交流通关系。 15﹒如申请专利范围第13项所述之燃料电池 堆组,其中此电解质流通道与该电解质流 通凹槽具互相交流通关系。 16﹒如申请专利范围第15项所述之燃料电池 堆组,其中有一阶层被限制在板内而介于 电解质流通道及凹槽间而此可建立互相流 通关系且在其间产生一阶式层电解质流动 。 17﹒一种燃料电池堆组,此具有注入及排出工 具且多组堆组燃料电池,每一燃料电池含 有双极板而从其该堆组内之邻接燃料电池 以分离该燃料电池及置于该板间之含电解 质母体内,及一内部电解质供应系统而乃 与该注入及排出工具相互接连,其特征为 该系统包含(a)第一工具而可重覆限定 整个该燃料电池堆组供流动中之电解质沿 一系列第一途径流通每一以连续方式延伸 经过介于该电池板间之其第一组电池,如 此可将电解质曝露至该第一组电池之母体 内;且(b)含第二组工具而可重覆限定 整个燃料电池堆组供电解质沿一系列第二 途径延伸经过该电池堆组板并绕过诸该第 一途径,如此可不用经过诸该第一途径而 直接将电解质供应至个别其它第一途径。 18﹒如申请专利范围第17项所述之燃料电池 堆组,其中此第一组工具至少包含一电解 质流通凹槽而被限制在每一其第一组电池 其一板上之一边内。 19﹒如申请专利范围第18项所述之燃料电池 堆组,其中此电解质输送核心体被置于一 凹槽内且与其第一组电池之母体相衔接以 协助输送电解质至母体内。 20﹒如申请专利范围第18或19项所述之燃 料电池堆组,其中此第二工具包含一电解 质流通道并延伸经过其第一组电池板而与 在此所限定之电解质流通凹槽具互相留有 空间之关系。 21﹒如申请专利范围第20项所述之燃料电池 堆组,其中该电解质流通道对此电解质流 通凹槽并不具互相交流通关系。 22﹒如申请专利范围第18项所述之燃料电池 堆组,其中此第一工具又含一电解质流通 开口并延伸经过每一其第一组电池板且与 在此所定义之电解质流通凹槽具互相交通 关系。 23﹒如申请专利范围第22项所述之燃料电池 堆组,其中此电解质流通开口限于与代替 用个别电解质流通凹槽其一相对端可相互 交通,如此该电解质流通开口及第一组电 池之凹槽可限制该第一途径在该第一组电 池呈前后往覆式层绕方式。 24﹒如申请专利范围第17项所述之燃料电池 堆组,其中该第一工具包含至少一对电解 质流通凹槽而限制与每一其第一组电池之 其一板之一边呈并排而相互交通关系。 25﹒如申请专利范围第23项所述之燃料电池 堆组,其中至少一横管道被限于每一第一 组电池间其一板上之一边内且与一对电解 质流通凹槽相连接,如此在其间可提供相 互交流通关系。 26﹒如申请专利范围第24项所述之燃料电池 堆组,其中一系列经隔开横通道被限于每 一第一组电池间其一板上之一边内并且与 一对电解质流通凹槽相互连接,如此在其 间可提供交互流通关系。 27﹒如申请专利范围第24,25或26项所 述之燃料电池堆组,其特点为此电解质输 送核心体系被置于一凹槽内而且与其每一 第一组电池之母体相衔接,如此可协助输 送电解质至母体内。 28﹒如申请专利范围第27项所述之燃料电池 堆组,其中此核心体系被置于一对凹槽之 内板中。 29﹒如申请专利范围第24项所述之燃料电池 堆组,其中此第二工具含有电解质流通道 而延伸经过其第一组电池板且与在此所定 义之电解质流通凹槽互相留有空间关系。 30﹒如申请专利范围第29项所述之燃料电池 堆组,其中此电解质流通道与其凹槽呈不 互相交流通之关系。 31﹒如申请专利范围第24项所述之燃料电池 堆组,其中该第一组工具又包含一电解质 流通开口并延伸经过其第一组电池板且与 在此所定义之其一电解质流通凹槽具相互 交通关系。 32﹒如申请专利范围第31项所述之燃料电池 堆组,其中此电解质流通开口与代替之个 别诸电解质流通凹槽之一相对末端呈相互 乃交流通关系,如此其第一组电池之电解 质流通开口及凹槽可限定第一途径在该第 一组电池内呈前后往覆式层绕方式。 33﹒一种燃料电池堆组,此具有电解质注入及 排出工具及多组堆组燃料电池,每一燃料 电池包含双极板而将从邻接于其堆组中之 燃料电池而带有置于该板间之含电解质母 体者而与该燃料电池分离,及其内部电解 质供应系统而将注入及排出工具相接连, 其特征为该系统包含(a)第一工具系重 覆地限制整个燃料电池堆组供流通中之电 解质沿一系列第一途径而每一皆直接延伸 经过介于其板间而达在堆组内之其一电池 如此可将电解质曝露于电池母体内;(b )第二工具其可重围地限制整个该燃料电 池堆组供电解质沿一系列第二途径流通并 延伸经过该电池堆组板而此系在第一途径 之相对末端,该第二途径与第一途径可互 相交流通且可将电解质直接供应至个别第 一途径;且(C)沿海一第一途径从过电 池而置有电解质输送核心体且与个别电池 母体衔接以协助输送电解至此。 34﹒如申请专利范围第33项所述之燃料电池 堆组,其中此第一工具包含至少一电解质 流通凹槽而此可限制每一电池其一板上之 一边以供电解质沿第一途径流经过每一电 池。 35﹒如申请专利范围第34项所述之燃料电池 堆组,其中每一核心体系被置于每一电池 之其一凹槽中且每一电池之母体衔接以协 助输送电解质至该体内。 36﹒如申请专利范围第33,33或35项所 述之燃料电池堆组,其中此第二组工具包 含一电解质流通道并延伸经过电池板且与 在此所定义之其一电解质流通凹槽之每一 相对末端具相互交流通关系。 37﹒如申请专利范围第36项所述之燃料电池 堆组,其中界定此阶层系在介个别电解质 流通道及凹槽间之每一板内而此可建立呈 相互交流通关系且可在其间,产生阶式层 电解质之流动。 38﹒如申请专利范围第33项所述之燃料电池 堆组,其中此第一工具包含至少一对电解 质流通凹槽而此与每一电池之其一板上一 边呈并排而相互交流通关系以供电解质沿 第一途径而流经此电池。 39﹒如申请专利范围第38项所述之燃料电池 堆组,其中至少一横管道系被服制在每一 电池其一板上之一边内而在一对电解质流 通凹槽之间且将此二者相连接以在其间提 供一相互交流通关系。 40﹒如申请专利范围第38项所述之燃料电池 堆组,其中一系列经隔开横向管道系彼限 制在每一电池其一皮上之一边内且在一对 电解质流通凹槽间并相互交流通如此在其 间可提供相互交流通关系。 41﹒如申请专利范围第38,39或40项所 述之燃料电池堆组,其中每一核心体彼置 于每一电池之其一凹槽内且与电池母体衔 接以利输送电解质至母体内。 42﹒如申请专利范围第38项所述之燃料电池 堆组,其中此第二组工具包含电解质流通 道并延伸经过电池板而与在此所定义之其 它电解流通凹槽(此不含核心体)之每一 相对末端呈互相流通关系。 43﹒如申请专利范围第42项所述之燃料电池 堆组,其中此阶层被限制在介于个别电解 质流通道及其它凹槽之每一板内而此具相 互交流通关系且其间可产生阶式层电解质 之流动。 44﹒一种燃料电池堆组,此具电解质注入及排 出工具及多重堆组燃料电池,每一燃料电 池包含双极板而将从邻接于其堆组中之燃 料电池而带有置于该板间之含电解质母体 者而与该燃料电池分离,及具内部电解质 供应系统而将注入及排出工具相连接,其 特征为该系统包含(a)第一工具系重覆 地限制整个燃料电池堆组供流通中之电解 质沿一系列第一途径而每一皆直接延伸经 过介其板间而达到堆组内之其一电池,如 此可将电解质曝露在电池母体内:(b) 第二工具,其可重覆地限制,整个该燃料 电池堆组供电解质沿一系列第二途径流通 并延伸经过该电池堆组板而此系位第一途 径之相对末端,该第二途径与第一途径系 相通且可将电解质直接供应至个别第一途 径;(c)第三工具此限制(定义)介于 该第一及第二工具之间之该板中,而此可 建立相互流通关系且在其间产生一阶式层 电解质之流动。 45﹒如申请专利范围第44项所述之燃料电池 堆组,其中第一工具包含至少一电解质流 通凹槽此被限制在每一电池之其一板上之 一边内供电解质沿第一途径流经每一电池 。 46﹒如申请专利范围第35项所述之燃料电池 堆组,其中有一电解质输送核心体系被置 于每一电池之其一凹槽且与该每一电池之 母体衔接以利输送电解质至母体中。 47﹒如申请专利范围第45或46项所述之燃 料电池堆组,其中第二工具包含一电解质 流通道并延伸经过电池板而与在此所定义 一电解质流通凹槽之每一相对末端呈相互 交流通关系。 48﹒如申请专利范围第47项所述之燃料电池 堆组,其中此第三组工具包含一阶层被限 制在每一板中而此系介于个别电解质流通 道及凹槽间而此可建立相互流通关系且在 中产生该阶式层电解质之流动。 49﹒如申请专利范围第44项所述之燃料电池 堆组,其中该第一工具包含至少一对电解 质流通凹槽其与每一电池其一板上之一边 呈并排且具相互流通关系供电解质沿第一 途径流经该电池。 50﹒如申请专利范围第49项所述之燃料电池 堆组,其中至少一横过管道被限定在每一 电池板之一边且在其间与一对电解质流通 凹槽相互连接如此可在其间提供相互交流 通关系。 51﹒如申请专利范围第49项所述之燃料电池 堆组,其中有一系列经隔开横过通道被限 定在每一电池板上之一边且在其间与一对 电解质流通凹槽连接如此可在其间提供其 相互交流通关系。 52﹒如申请专利范围第49项所述之燃料电池 堆组,其中此电解质输送核心体系被置于 每一电池之其一凹槽中且该电池母体相衔 接以利输送电解质至该母体内。 53﹒如申请专利范围第52项所述之燃料电池 堆组,其中第二工具包含电解质流通道并 延伸经过此电池板而与在此所定义之其它 电解质流通凹槽(此并不含该核心体)之 每一相对末端呈相互交流通关系。 54﹒如申请专利范围第49项所述之燃料电池 堆组,其中此第三工具包含一阶层此被限 定在介于个别电解质流通道及其它凹槽间 之每一板中,而此系可建立相互流通关系 且在其间可产生阶层之电解质之流动。 55﹒一种燃料电池堆组,此具有电解质注入及 排出工具及多组堆组燃料电池,每一燃料 电池包含双极板而从邻接于其堆组中之燃 料电池而带有置于该板间之含电解质母体 者并与该燃料电池分离,及具内部电解质 供应系统并可将注入及排出工具相连接, 其特征为该系统包含(a)第一工具系重 覆地限制整个燃料电池堆组供流通中之电 解质沿一系列第一途径而每一皆直接延伸 经过介于其板间而达到堆组内之其一电池 ,如此可将电解质曝露在电池母体内;( b)第二工具,可重覆地限制,整个该燃 料电池堆组供电解质沿一系列第二途径流 通并延伸经过该电池堆组板而此系位于第 一途径之相对末端,该第二途径与第一途 径系相流通且可将电解质直接供应至个别 之第一途径内;且(c)第三工具,此被 置于每一第一途径之相对末端而且延伸经 过该第二途径以供将电解质由第二途径转 向而送至第一途径中。 56﹒如申请专利范围第55项所述之燃料电池 堆组,其中电解质输送核心体被置在沿每 一第一途径而经由一电池并与个别电池之 基质相衔接以利输送电解质至此。 57﹒如申请专利范围第55项所述之燃料电池 堆组,其中第一工具包含电解质流通凹槽 此被限定在每一电池之其一板上之一边内 以供电解质沿第一途径而流经每一电池。 58﹒如申请专利范围第57项所述之燃料电池 堆组,其中电解质输送核心体系被置于每 一电池之凹槽内且与每一电池之母体衔接 以利输送电解质至母体内。 59﹒如申请专利范围第57或58项所述之燃 料电池堆组,其中第二工具包含一电解质 流通道并延伸经过电池板而与在此所定义 之每一电解质流通凹槽之每相对末端呈相 互交流通关系。 60﹒如申请专利范围第59项所述之燃料电池 堆组,其中第三工具包含一铲子而在凹槽 之每一相对末端被嵌入其一板内。 61﹒如申请专利范围第60项所述之燃料电池 堆组,其中该铲子延伸而在在该凹槽相对 末端进入电解质流通道内。图示简单说明 图1为一正面图(部份为切面),此为一 燃料堆组组成单位, 图2为此燃料电池堆组之手绘侧正面图, 图3及4为在图2其一堆组双极板之个别 顶阳极及底阴极边之平面图, 图5及6为图3及4双极板之个别顶阳极 及底阴极边之平面图, 图7及8为图2典型其一堆组冷却板之个 别顶及底边之平面图。 图9为图2沿图3之线9─9通过板上之 电解质流通孔之堆组双极板之切面图。 图10为在图3之沿线10─10而通过 板上电解质流通凹槽之相同双极板之其它切面 图。 图11为图2典型堆组燃料电池之经放大 切面图。 图12为第一实例燃料电池堆组以垂直缩 小尺寸形式之手绘边正面图, 图13及14为图12其一典型堆组冷却 板之个别顶及底边之平面图。 图15及16为图12之其一堆组双极板 之个别顶阳极及底阴极边之平面图。 图17及18为图12之其它堆组双极板 之个别顶阳极及底阴极边之平面图, 图19及20为图12其它堆组冷却板之 个别顶及底边之平面图。 图21为图15之堆组双极板之经放大分 段切面图, 图22为图15沿线22─22通过板上 其一电解质流通凹槽之相同双极板之另一经放 大分段切面图。 图23为图15沿线23─23通过板上 其一电解质流通凹槽之相同双极板之又另一经 放大分段切面图。 图24为图15沿线23─24通过板上 其一电解质流通凹槽之相同双极板之又另一经 放大分段切面图。 图25为图15上沿线25─25经过板 上电解质流通孔及其它凹槽之相同双极板之进 一步经放大分段式纵切面图。 图26为图12之典型堆组燃料电池之经 放大分段切面图。 图27为第二实例燃料电池堆组之垂直缩 小尺寸之图式之边正面图, 图28及29为图27堆组上其一双极板 之个别顶阳极及底阴极边之平面图, 图30为图27堆组上其一双极板上之纵 切面图, 图31为图28沿线31─31经过通道 而将板上双重电解质流通凹槽之相同双极板之 另一纵切面图。 图32为图28沿线32─32而通过双 重电解质流通凹槽对及板上电解质输送核心体 之相同双极板之又另一切面图。 图33为图28沿线33─33而通过其 它板上双重电解质流通凹槽之相同双极板之另 一分段式切面图。 图34为图27之典型堆组燃料电池之经 放大分段切面图。 图35为本发明经改良内部电解质供应系 统之第三实例之燃料电池堆组而呈垂直缩小尺 寸图示边正面图。 图36及37为图35堆组之其一双极板 之个别顶阳极及底阴极边之平面图, 图38为图35堆组上其一双极板之横切 面,图沿图36之线38─38而通过板上个 别电解质流通凹槽。 图39为图36沿线39─39经由板上 其一单一电解质流通凹槽及通道之相同双极板 之分段纵切面图。 图40为图36沿线40─40经过其它 凹槽,通道及在凹槽上电解质输送核心体之相 同双极板之另一分段纵切面图。 图41为图35堆组之典型燃料电池之经 放大分段横切面图。 图42为第四实例之燃料电池堆组呈垂直 缩小尺寸形式之图示端正面图, 图43及44为图42堆组其一双极板之 个别顶阳极及底阴极边之平面图, 图45为图43双极板下左角落之经放大 部份图, 图36为图45沿线46─46经过双重 电解质流通凹槽之双极板的分段横切面图。 图47为图45沿线47─47经过双重 电解质流通凹槽及其间它们相连接通道之另一 分段横截面图。 图38为图心沿线48─48通过电解质 阶式层流通阶层相连接通道与板上其一双重凹 槽之船内板之相同双极板之另一分段式横切面 图。 图49为图心沿线49─49经由板上电 解质阶式层流通阶层之相同双极板之另一分段 式纵切面图。 图50及51为图42堆组上其它另一双 极板之个别顶阳极及底阴极边之平面图。 图52为图50双极板左下角之经放大分 段图。 图53为图52沿线53─53经过双重 电解质流通凹槽之双极板分段横切面图。 图54为图52沿线54─54经由双重 电解质流通凹槽及连通它们之管道之相同双极 板之另一分段横切面图。 图55为图52沿线55─55通过电解 质阶式层流通阶层而将通道连通且通过板上其 一双重凹槽之其一外板之相同双极板之又另一 分段式横切面图。 图56为图52沿线56─56经由电解 质阶式层流板层之相同双极板之又另一分段式 纵切面图。 图57为图42而使用图33双极板之典 型堆组之燃料电池之经放大分段式横切面图。 图58为图32而使用图50之双极板之 典型堆组之燃料电池之经放大分段式横切面图 。 图59为第5实例之燃料电池堆组,呈垂 直缩小尺寸形式之绘制端处正面图, 图60及60为图59堆组其一双一极板 久之个别顶阳极与底阴极边之平面图。 图62及63为沿垂直轴反转180后 之图60及61上双极板之个别顶阳极及底底 阴极边之平面图。 图64及65为图60双极板之左上及下 角之经放大分段式之图,此可显示出电解质流 通凹槽及电解质阶式层流通层并将通道与板上 凹槽相联接。 图66为图64沿线66─66而通过电 解质阶式层流阶段并将通道与板上凹槽相联通 之双极板之分段式横切面图。 图67为图64沿线67─67经过板上 电解质流通步骤之相同双极板之另一分段纵切 面图。 图68为图64沿线68─68通过板上 电解质流通凹槽之相同双极板之另一分段式横 切面图。 图69为图59而系使用图43之双极板 之堆组之典型燃料电池之经放大分段式横切面 图。
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