專利名稱：燃料電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池，且尤其涉及一種燃料電池。
背景技術(shù)：
燃料電池具有高效率、低噪音、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)，是符合時(shí)代趨勢(shì)的能
源技術(shù)。燃料電池區(qū)分為多種類型，常見(jiàn)的為質(zhì)子交,M料電池(proton exchange membrane foel cell, PEMFC)以^l:接甲醇燃料電池(direct methanol foelcell,DMFC)。以直接甲醇燃料電池為例，直接甲醇燃料電池的燃料電池 模塊是由質(zhì)子交^Kproton exchange membrance)及分另股置于質(zhì)子交鵬 兩側(cè)的陰極(cathode)與陽(yáng)極(anode)所細(xì)戎的。
直接甲醇燃料電池使用甲醇水溶液作為燃料，皿接甲醇燃料電池的 反應(yīng)式如下
陽(yáng)極CH3OH+H20 — (302+6^4^-
陰極3/202+6H""^e'— 3H20
總反應(yīng)CH3OH+3/202 — C02+2H20
圖l是一種已知燃料電^S的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)Dl，已知燃料電,
置100包括燃料電池模±夫110、混合槽120、泵浦(pump)130、循環(huán)管路140、 閥門(mén)150、燃料罐(canridge)160、泵浦170以M料輸送管路180。循環(huán)管 路140連接燃料電池模決110、混合槽120以及泵浦130，而閥門(mén)150設(shè)置 于循環(huán)管路140中。燃料輸送管路180連接燃料罐160、泵浦170以及闊門(mén) 150， _§栗浦170位于燃料罐160與閥門(mén)150之間。
在已知技術(shù)中，當(dāng)31A燃料電池模i央110中的甲醇水溶液的濃度在標(biāo) 準(zhǔn)范圍內(nèi)時(shí)，泵浦130會(huì)開(kāi)啟，而泵浦170及閥門(mén)150會(huì)關(guān)閉。此時(shí)，在 混合槽120內(nèi)的甲醇水溶液會(huì)被^^ilA燃料電池模決110，而燃料電池模 塊110反i^f頓的水以及反應(yīng)后的甲醇水溶液會(huì)被回te混合槽120中。 itWh當(dāng)MA燃料電池模塊110中的甲醇7jC溶液的濃度低于標(biāo)準(zhǔn)范圍時(shí)，
泵浦130會(huì)關(guān)閉，而泵浦170及閥門(mén)150會(huì)開(kāi)啟。此時(shí)，燃料罐160內(nèi)的 高濃度甲醇會(huì)被駄混合槽120，以將混合槽120內(nèi)的甲醇水溶液的濃度提 高至標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。接著，泵浦170及閥門(mén)150會(huì)關(guān)閉，而泵浦130會(huì)開(kāi)啟， 以^^M甲醇水溶M^Ji料電il^莫i央110。
由于泵浦130與泵浦170交替開(kāi)啟，皿浦130、 170開(kāi)啟時(shí)需消耗電 能，這樣會(huì)^bM料電^a 100的輸出功率。財(cái)卜，在已知技術(shù)中需使 用兩傾浦130、 170，所以^*^高。另外，泵浦130、 170為動(dòng)件，其故 障的機(jī)報(bào)高，這樣會(huì)降低燃料電^^S 100的可靠度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種燃料電池裝置，以降低生產(chǎn)成本，并提高輸出功率。
本發(fā)明的實(shí)施例提出一種燃料電池裝置，其包括燃料電池模塊、 泵浦、混合槽、循環(huán)管路、閥門(mén)、燃料罐以及施壓件。循環(huán)管路連接 燃料電池模塊、泵浦及混合槽，且循環(huán)管路提供第一開(kāi)口，而閥門(mén)設(shè) 置于該第一開(kāi)口處，用以選擇性地覆蓋第一開(kāi)口?；旌喜塾靡詢?chǔ)存第 一燃料，燃料罐被連接至第一開(kāi)口的側(cè)壁，并用以儲(chǔ)存第二燃料，且 第二燃料的濃度高于第一燃料的濃度。施壓件用以施壓于燃料罐，以 使燃料罐變形。此外，當(dāng)泵浦開(kāi)啟時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉以覆蓋第一開(kāi)口，且 第一燃料被通入燃料電池模塊。當(dāng)泵浦關(guān)閉時(shí)，閥門(mén)開(kāi)啟以暴露出第 一開(kāi)口 ，且被施壓件變形的燃料罐內(nèi)的第二燃料被通入混合槽。
由于燃料電池裝置僅使用一個(gè)泵浦，所以能降低生產(chǎn)成本，并提 高輸出功率及可靠度。
為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施 例，并配合所附圖示，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是一種已知燃料電池裝置的示意圖2A與圖2B是本發(fā)明實(shí)施例的一種燃料電池裝置的示意圖3A與圖3B是本發(fā)明實(shí)施例的燃料電池裝置的開(kāi)關(guān)鈕、施壓
件及燃料罐的示意圖。
主要組件符號(hào)說(shuō)明
100、200:燃料電池裝置
110、210:燃料電池模塊
120、230:混合槽
130、170、 220:泵浦
140、240:循環(huán)管路
150、250:閥門(mén)
160、260:燃料罐
180、270:燃料輸送管路
242:第一開(kāi)口
244:第二開(kāi)口
280:壓縮件
290:透氣不透液膜
310:控制單元
320:偵測(cè)器
330:開(kāi)關(guān)鈕
具體實(shí)施例方式
下列各實(shí)施例的說(shuō)明是參考附加的圖示，用以例示本發(fā)明可用以實(shí)施 的特定織例。本發(fā)明所提到的方向用語(yǔ)，例如「上」、「下」、「前」、「后」、 「左」、「右」等，僅是參考附加圖示的方向。因此，4頓的方向用語(yǔ)是用 來(lái)說(shuō)明，而非用來(lái)限制本發(fā)明。
圖2A與圖2B是本發(fā)明實(shí)施例的一種燃料電M^g的示意圖。請(qǐng)參照 圖2A與圖2B,本，例的燃料電旨置200包括燃料電池模決210、泵浦 220、混合槽230、循環(huán)管路240、閥門(mén)250、燃料罐260以及施壓件280。 循環(huán)管路240連接燃料電池模塊210、泵浦220及混合槽230，且循環(huán)管路 240鄉(xiāng)第一開(kāi)口242，而閥門(mén)250體于第一開(kāi)口242處，用以選擇性地 SM第一開(kāi)口 242?；旌喜?30用以儲(chǔ)存第一燃料，燃料罐260被連接S^
—開(kāi)口 242的側(cè)壁，并用以儲(chǔ)存第二燃料，脂二燃料的濃度高于第Hi 料的濃度。舉例來(lái)說(shuō)，第二燃料例如是純甲醇，而第一燃料例如是經(jīng)稀釋
后的甲醇水溶液。itWh在本實(shí)施例中，燃料電 tk^S 200還可包括燃料
輸送管路270，其中，燃料罐260 MM料輸送管路270連接至第一開(kāi)口 242的側(cè)壁，而鵬件280用以施壓于燃料罐260，以^鵬料罐26(^姚。 當(dāng)泵浦220開(kāi)啟時(shí)，閥門(mén)250關(guān)閉以S^—開(kāi)口 242(如圖2A所示)，且 第一燃糾皮i!A燃料電池模塊210。當(dāng)泵浦220關(guān)閉時(shí)，閥門(mén)250開(kāi)啟以暴 露出第一開(kāi)口 242(如圖2B所示)，且|鵬壓件280變形的燃料罐260內(nèi)的 第二燃茅4WA混合槽230。
± 料電^5 200中，閥門(mén)250可為被動(dòng)式剛，。此被動(dòng)式閥門(mén) 可為逆止閥，如簧片閥。施壓件280例如是lffi縮后的彈簧、^!M彈片。 此外，循環(huán)管路240例如還Jif共第二開(kāi)口244。燃料電^fe^置200例如還包 括3tn不透)^290， amm二開(kāi)口244。由于llt3g^不透,290與外界 氣體連通，所以當(dāng)泵浦220關(guān)閉時(shí)，第1料施 ^不透液膜290的壓 力PO為定值。另夕卜，施壓件280施予燃料罐260的壓力為P1。當(dāng)泵浦220 開(kāi)啟時(shí)，循環(huán)管路240中的流繊予閥門(mén)250的壓力為P2。當(dāng)泵浦220關(guān) 閉時(shí)，循環(huán)管路240中的流體施予閥門(mén)250的壓力為P3，且P0二P3〈P1 〈P2。再者，由于施壓件280施予燃料罐260的壓力為Pl ，所以燃料罐260 中的第二燃料施予閥門(mén)250的壓力約等于P1。
承J^腿，當(dāng)泵浦220開(kāi)啟時(shí)，由于壓力P2大于壓力P1，所以閥門(mén) 250會(huì)被關(guān)閉，而第二燃料不會(huì)被^A混合槽230中。而且，混合槽230內(nèi) 的第"^燃料^M供^a料電池模塊210，以供燃料電池模塊210進(jìn)行反應(yīng)。 燃料電池模塊210反^^產(chǎn)生的液恢如水)以及反應(yīng)后的第一燃料將會(huì)被回 峻混合槽230中。
另一方面，當(dāng)泵浦220關(guān)閉時(shí)，由于壓力P3小于壓力P1，所以閥門(mén) 250會(huì)被開(kāi)啟，而燃料罐260中的第二燃料會(huì)被供應(yīng)至混合槽230，并與混 合槽230內(nèi)的液^M合i^度適當(dāng)?shù)牡贖t料。
在本實(shí)施例中，燃料電^^1200例如還包括控制單元310，以控制泵 浦220開(kāi)啟或關(guān)閉。itWh燃料電^g200還可包括偵測(cè)器320，電性連 接至控制單元310?？刂茊卧?10根據(jù)偵測(cè)器320的偵測(cè)結(jié)果來(lái)控制泵浦220開(kāi)啟或關(guān)閉。
舉例來(lái)說(shuō)，偵測(cè)器320可為濃度偵測(cè)器，其酉遣于循環(huán)管路240內(nèi)。 當(dāng)偵測(cè)器320偵領(lǐng)倒的第一燃料的濃度低于最低標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，控制單元310 會(huì)關(guān)閉泵浦220，使燃料罐260中的第二燃茅4I皮供/S混合槽230。此外， 當(dāng)偵測(cè)器320偵測(cè)至啲第一燃料的濃度高于最高標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，控制單元310 會(huì)開(kāi)啟第一泵浦220，此時(shí)j^料罐260中的第二燃料將不會(huì)被供應(yīng)至混合槽 230。另外，樹(shù)可本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道，此處的偵測(cè)器320除了可以是 濃度偵測(cè)器之外，還可以是,偵測(cè)器、功率偵測(cè)器、電壓偵測(cè)器或電流 偵測(cè)器等。
與己知技斜目比，由于本實(shí)施例的燃料敏蝶置200僅需4頓一傾 浦220，所以可節(jié)省妒赫。ltW卜，與己知技斜目比，由于本實(shí)施例的燃 料電、 t^g200少了一個(gè)動(dòng)併泵浦)，所以能提高可靠度。另外，由于泵浦 220并非搟賣開(kāi)啟，所以可M^、電能的消耗，以提高燃料電、 t^S200的輸 出功率。
需要注意的是，雖然戰(zhàn)實(shí)施例中，閥門(mén)250為被動(dòng)式閥門(mén)，但在本 發(fā)明的另一實(shí)施例中，閥門(mén)250也可為主動(dòng)式閥門(mén)，如電磁閥。
圖3A與圖3B是本發(fā)明實(shí)施例的燃料電、鵬置的開(kāi)關(guān)鈕、施壓件忍然 料罐的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3A與圖3B，戰(zhàn)燃料電^^g 200例如還包括 開(kāi)關(guān)鈕330，連接M件280。當(dāng)j頓者要開(kāi)始j頓燃料電鵬置200時(shí)， 則開(kāi)啟開(kāi)關(guān)鈕330(如圖3B所示)，使開(kāi)關(guān)鈕330施壓于臓件280。這樣， 壓縮件280會(huì)rai燃料罐260，以^lt料罐260內(nèi)的第二燃料SA燃料輸送 管路270中。另一方面，當(dāng)f頓者要停止j頓燃料電^^g 200時(shí)，關(guān)閉 開(kāi)關(guān)鈕330(如圖3A戶;f^)，艦鄉(xiāng)330停雄壓于壓縮件280。這樣，壓 縮件280將不會(huì)壓縮燃料罐260，而燃料罐260也不會(huì)因受到夕卜力而娜， 所以燃料罐260內(nèi)的第二燃料不^A燃料輸送管路270中。
綜Jl^脫燃料電^SM少具有下列之一或部分或全部?jī)?yōu)點(diǎn)
1. 與已知技斜目比，由于燃料電 蝶置僅需4頓一傾浦，所以可降低 生產(chǎn)成本艘升可靠度。
2. 因?yàn)楸闷智G財(cái)轉(zhuǎn)賣開(kāi)啟，所以可M^、電能的消耗，以提高燃料獻(xiàn)蝶 置的輸出功率。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明， 本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許更改與銜布， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以所附權(quán)禾腰求的范圍為準(zhǔn)。另外本發(fā)明的任 一實(shí)施例或權(quán)利要求不需要達(dá)成本發(fā)明所揭露的全部目的或優(yōu)點(diǎn)或特點(diǎn)。 此外，摘要部分和標(biāo)題僅用來(lái)輔助專利文裕叟索，并非用來(lái)限制本發(fā)明的 范圍。
權(quán)利要求
1. 一種燃料電池裝置，包括燃料電池模塊；泵浦；混合槽，用以儲(chǔ)存第一燃料；循環(huán)管路，連接該燃料電池模塊、該泵浦及該混合槽，該循環(huán)管路提供第一開(kāi)口；閥門(mén)，設(shè)置于該第一開(kāi)口處，用以選擇性地覆蓋該第一開(kāi)口；燃料罐，被連接至該第一開(kāi)口的側(cè)壁，并用以儲(chǔ)存第二燃料，且該第二燃料的濃度高于該第一燃料的濃度；以及施壓件，用以施壓于該燃料罐，以使該燃料罐變形，其中，當(dāng)該泵浦開(kāi)啟時(shí)，該閥門(mén)關(guān)閉以覆蓋該第一開(kāi)口，且該第一燃料被通入該燃料電池模塊，當(dāng)該泵浦關(guān)閉時(shí)，該閥門(mén)開(kāi)啟以暴露出第一開(kāi)口，且被該施壓件變形的該燃料罐內(nèi)的該第二燃料被通入該混合槽。
2. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池裝置，還包括透氣不透液膜，而 該循環(huán)管路還提供第二開(kāi)口，且該透氣不透液膜覆蓋該第二開(kāi)口。
3. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池裝置，其中，該施壓件施予該燃 料罐的壓力為Pl，當(dāng)該泵浦開(kāi)啟時(shí)，該循環(huán)管路中的流體施予該閥 門(mén)的壓力為P2，當(dāng)該泵浦關(guān)閉時(shí)，該循環(huán)管路中的流體施予該閥門(mén) 的壓力為P3，且P3〈PKP2。
4. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池裝置，還包括開(kāi)關(guān)鈕，連接該施 壓件，當(dāng)開(kāi)關(guān)鈕開(kāi)啟時(shí)，該施壓件施壓于該燃料罐，該開(kāi)關(guān)鈕關(guān)閉時(shí)， 該施壓件停止施壓于該燃料罐。
5. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池裝置，其中，該閥門(mén)為主動(dòng)式閥 門(mén)或被動(dòng)式閥門(mén)。
6. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池裝置，其中，該施壓件為彈簧、 橡膠或彈片。
7. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池裝置，還包括控制單元，電性連 接至該泵浦，以控制該泵浦開(kāi)啟或關(guān)閉。
8. 如權(quán)利要求7所述的燃料電池裝置，還包括偵測(cè)器，電性連接 至該控制單元，而該控制單元是根據(jù)該偵測(cè)器的偵測(cè)結(jié)果來(lái)控制該泵 浦開(kāi)啟或關(guān)閉。
9. 如權(quán)利要求8所述的燃料電池裝置，其中，該偵測(cè)器為濃度偵 測(cè)器、溫度偵測(cè)器、功率偵測(cè)器、電壓偵測(cè)器或電流偵測(cè)器。
10. 如權(quán)利要求1所述的燃料電池裝置，還包括燃料輸送管路， 其中，該燃料罐透過(guò)該燃料輸送管路連接至該第一開(kāi)口的側(cè)壁。
全文摘要
一種燃料電池裝置，包括燃料電池模塊、泵浦、混合槽、循環(huán)管路、閥門(mén)、燃料罐及施壓件。循環(huán)管路連接燃料電池模塊、泵浦及混合槽，且循環(huán)管路提供第一開(kāi)口，閥門(mén)設(shè)置于第一開(kāi)口處，用以選擇性覆蓋第一開(kāi)口。混合槽用以儲(chǔ)存第一燃料，燃料罐被連接至第一開(kāi)口的側(cè)壁，用以儲(chǔ)存第二燃料，且第二燃料的濃度高于第一燃料的濃度。施壓件用以施壓于燃料罐，以使燃料罐變形。當(dāng)泵浦開(kāi)啟時(shí)，閥門(mén)關(guān)閉以覆蓋第一開(kāi)口，且第一燃料被通入燃料電池模塊。當(dāng)泵浦關(guān)閉時(shí)，閥門(mén)開(kāi)啟以暴露出第一開(kāi)口，且被施壓件變形的燃料罐內(nèi)的第二燃料被通入混合槽。
文檔編號(hào)H01M8/04GK101393987SQ20071015283
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者李璟柏, 正 王, 黃金樹(shù) 申請(qǐng)人:中強(qiáng)光電股份有限公司