專利名稱：超聲波輔助擴(kuò)散型燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
燃料電池
背景技術(shù)：
在燃料電池中，維持電解質(zhì)、電極、導(dǎo)流槽中水分與反應(yīng)劑(反應(yīng)氣體如氫氣、氧氣、空氣等或反應(yīng)液體如甲醇等)以及質(zhì)子的良好擴(kuò)散或遷移是非常重要的。反應(yīng)產(chǎn)生的水分如果不能及時(shí)擴(kuò)散入導(dǎo)流槽并被帶走，就會淹沒電極，使得反應(yīng)無法順利繼續(xù)。另外，水分和質(zhì)子在電解質(zhì)中的擴(kuò)散或遷移速度不夠快也對燃料電池的性能造成了制約。此外，一些水分積聚在導(dǎo)流槽中也常常會堵塞反應(yīng)劑的通道而使燃料電池局部失效。
對于以上這些問題，目前雖然已有一些改善方法，但是都有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用超聲波直接照射燃料電池電堆的方法來加強(qiáng)水分與反應(yīng)劑(反應(yīng)氣體如氫氣、氧氣、空氣等或反應(yīng)液體如甲醇等)以及質(zhì)子在電解質(zhì)、電極、導(dǎo)流槽中的擴(kuò)散或遷移，從而提高燃料電池的性能。
超聲波使得反應(yīng)產(chǎn)生的水分以霧化或非霧化的方式更快地?cái)U(kuò)散入導(dǎo)流槽而被帶走，從而防止電極被淹沒。超聲波使得電解質(zhì)中的水分和質(zhì)子的擴(kuò)散或遷移速度有所提高，從而提高燃料電池的性能。此外，超聲波可使堵塞在導(dǎo)流槽中的水分霧化，然后被反應(yīng)劑帶走。
如果可能，超聲波發(fā)生器中電聲轉(zhuǎn)換元件的形狀應(yīng)與電堆反應(yīng)區(qū)域的截面形狀相一致，從而保證反應(yīng)區(qū)域全部受到了照射，同時(shí)減少超聲波能量的浪費(fèi)。
為了進(jìn)一步提高超聲波能量的利用率，同時(shí)減少超聲波泄漏對周圍環(huán)境的干擾，可以在電堆兩面相向安裝兩個功率與頻率基本相同的超聲波發(fā)生器，調(diào)整超聲波的頻率并微調(diào)電聲轉(zhuǎn)換元件的位置，使得超聲波能量在電堆中形成駐波，并使駐波振幅最大處(即波腹)與各個單電池的電解質(zhì)及電極的位置大致對應(yīng)。
其它方面與普通的燃料電池相同，本文不再描述。
實(shí)施例1在燃料電池系統(tǒng)中增加一個超聲波發(fā)生器，其電聲轉(zhuǎn)換元件緊貼普通電堆的一邊安裝，超聲波能量射入電堆，產(chǎn)生作用。超聲波發(fā)生器的電源及控制電纜接至燃料電池電控系統(tǒng)。
見附

圖1。
實(shí)施例2以質(zhì)子交換膜燃料電池為例，將兩個超聲波發(fā)生器的電聲轉(zhuǎn)換元件貼著電堆兩邊安裝，安裝結(jié)合部增加一些用于微調(diào)距離的薄膜。調(diào)整超聲波的頻率并增減薄膜的數(shù)量來微調(diào)電聲轉(zhuǎn)換元件的位置，使得超聲波能量在電堆中形成駐波，并使駐波振幅最大處(即波腹)與各個膜電極組合件的位置大致對應(yīng)。
見附圖2。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池，采用超聲波直接照射燃料電池電堆的方法來加強(qiáng)水分與反應(yīng)劑(反應(yīng)氣體如氫氣、氧氣、空氣等或反應(yīng)液體如甲醇等)以及質(zhì)子在電解質(zhì)、電極、導(dǎo)流槽中的擴(kuò)散或遷移，從而提高燃料電池的性能。
2根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池，超聲波發(fā)生器中電聲轉(zhuǎn)換元件的形狀應(yīng)與電堆反應(yīng)區(qū)域的截面形狀相一致，從而保證反應(yīng)區(qū)域全部受到了照射，同時(shí)減少超聲波能量的浪費(fèi)。
3根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃料電池，在電堆兩面相向安裝兩個功率與頻率基本相同的超聲波發(fā)生器，調(diào)整超聲波的頻率并微調(diào)電聲轉(zhuǎn)換元件的位置，使得超聲波能量在電堆中形成駐波，并使駐波振幅最大處(即波腹)與各個單電池的電解質(zhì)及電極的位置大致對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明采用超聲波直接照射燃料電池電堆的方法來加強(qiáng)水分與反應(yīng)劑(反應(yīng)氣體如氫氣、氧氣、空氣等或反應(yīng)液體如甲醇等)以及質(zhì)子在電解質(zhì)、電極、導(dǎo)流槽中的擴(kuò)散或遷移，從而提高燃料電池的性能。
文檔編號H01M8/04GK1516309SQ0310135
公開日2004年7月28日 申請日期2003年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月2日
發(fā)明者顧章涵 申請人:顧章涵