一種微型燃料電池裝置的制作方法

本發明屬于燃料電池技術領域，尤其是指一種微型燃料電池裝置。

背景技術：

數碼設備高速發展，而電池的進步總是跟不上時代。而燃料電池作為未來的主要能源動力源，其能量密度是鋰離子電池的數十倍，若將其用在智能手機上，可以維持近一周的續航。如果用在無人機上，那么能提供一小時的飛行時間，其原理是通過燃燒“氫氣”產生能量，提供電力。不過燃料電池一直無法縮小體積，多數時候會用在汽車領域。因此，發展一種安全可靠，體積微小且比能量符合實際需求的微型燃料電池成為一種新的趨勢。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決現有燃料電池存在反應效率低、成本投入高、冷卻效率過低和運行穩定性差的問題，提供一種采用板式換熱器結構的，具有反應效率高、換熱效率好、成本投入低和穩定可靠的燃料電池反應裝置。

本發明所采用的技術方案：一種微型燃料電池裝置，包括后固定板、燃料電池反應器、密封墊片和前固定板；所述燃料電池反應器與所述后固定板無縫連接；所述密封墊片裝配在所述燃料電池反應器與所述前固定板之間；所述密封墊片與前固定板緊密接觸連接；所述后固定板與所述前固定板通過螺釘緊密固定連接并固定所述燃料電池反應器。

優選的，所述燃料電池反應器包括陽極反應室、陰極反應室、陽極燃料室、陰極燃料室和質子交換膜；所述陽極反應室與所述陰極反應室通過所述質子交換膜間隔設置，所述陽極反應室、所述陰極反應室的外圍分別設置有所述陽極燃料室、所述陰極燃料室，所述燃料電池反應器外緣設置有陽極燃料出口和陰極燃料出口。

優選的，所述陽極反應室和所述陰極反應室內部均設置有催化棒。

優選的，所述燃料電池反應裝置內部依次為陽極反應室、質子交換膜和陰極反應室的圓形排列結構。

優選的，所述陽極反應室和所述陰極反應室的數量相等。

優選的，所述質子交換膜的數量為所述陽極反應室或所述陰極反應室的兩倍。

優選的，所述催化棒為金屬棒，所述金屬棒表面涂敷金團簇/石墨烯催化劑材料和金團簇/碳納米管催化劑材料其中的一種或兩種。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、本發明一種微型燃料電池裝置采用三明治的結構，可將燃料電池反應器高度密封，且結構緊湊，可多個串并聯使用。

2、本發明中燃料電池反應器采用陽極反應室—質子交換膜—陰極反應室”的圓形相間排列結構；將陽極反應室、質子交換膜和陰極反應室整合一體化，操作靈活性大，極大地提高了反應效率和降低成本投入，且該結構具有結構緊湊體積微型細小、安裝和清洗方便等特點，可廣泛適用于大功率的家電以及電子設備上。

3、本發明燃料電池催化層采用多和金屬棒結構，金屬棒表面涂敷催化劑材料，不僅增大催化層與燃料的接觸面積，而且其錯縱的排列順序對燃料起到擾流作用，大大提高了燃料的催化反應速度和反應效率。

附圖說明

圖1是本發明一種微型燃料電池裝置的裝配圖；

圖2是本發明一種微型燃料電池裝置的結構示意圖；

圖3是本發明燃料電池反應器的結構示意圖；

圖4是本發明燃料電池反應器的正視圖；

圖5是圖4的A-A剖視圖；

圖6是圖4的B-B剖視圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術方案。

如圖1-6所示，一種微型燃料電池裝置，包括后固定板1、燃料電池反應器2、密封墊片3和前固定板4；所述燃料電池反應器2與所述后固定板1無縫連接；所述密封墊片3裝配在所述燃料電池反應器2與所述前固定板4之間；所述密封墊片3與前固定板4緊密接觸連接；所述后固定板1與所述前固定板4通過螺釘5緊密固定連接并固定所述燃料電池反應器2。

所述燃料電池反應器包括陽極反應室201、陰極反應室202、陽極燃料室203、陰極燃料室212和質子交換膜207；所述陽極反應室201與所述陰極反應室202通過所述質子交換膜207間隔設置，所述陽極反應室201、所述陰極反應室212的外圍分別設置有所述陽極燃料室203、所述陰極燃料室212，所述燃料電池反應器2外緣設置有陽極燃料出口204和陰極燃料出口205。

所述陽極反應室201和所述陰極反應室202內部均設置有催化棒206，所述燃料電池反應裝置2內部依次為陽極反應室201、質子交換膜207和陰極反應室212的圓形排列結構，所述陽極反應室201和所述陰極反應室212的數量相等，所述質子交換膜207的數量為所述陽極反應室201或所述陰極反應室212的兩倍，所述催化棒為金屬棒206，所述金屬棒206表面涂敷金團簇/石墨烯催化劑材料和金團簇/碳納米管催化劑材料其中的一種或兩種。

實施例

參照圖1和圖2，本實施例涉及一種微型燃料電池裝置，包括后固定板1、燃料電池反應器2、密封墊片3和前固定板4；所述燃料電池反應器2與所述后固定板1無縫連接；所述密封墊片3裝配在所述燃料電池反應器2與所述前固定板4之間；所述密封墊片3與前固定板4緊密接觸連接；所述后固定板1與所述前固定板4通過螺釘5緊密固定連接并固定所述燃料電池反應器2。

參照圖3、圖4、圖5和圖6，所述燃料電池反應器2包括陽極反應室201、陰極反應室202、陽極燃料室203、陽極燃料出口204、陰極燃料出口205、催化棒206、質子交換膜207、陰極燃料室進口208、陰極燃料進口209、陰極反應室進口210、陽極反應室進口211、陰極燃料室212、陽極燃料進口213、陽極燃料室進口214；其中，所述陽極反應室201與所述陰極反應室202通過所述質子交換膜207間隔設置，所述陽極反應室201、所述陰極反應室212的外圍分別設置有所述陽極燃料室203、所述陰極燃料室212，所述燃料電池反應器2外緣設置有陽極燃料出口204和陰極燃料出口205；在具體使用時，陰極燃料從陰極燃料進口209經過陰極反應室進口210進入陰極反應室202(參見圖5)；同時陽極燃料從陽極燃料進口213經過陽極反應室進口211進入陽極反應室201(參見圖6)；通過催化棒206的催化作用，充分反應后的陰極燃料從陰極燃料室進口208進入陰極燃料室212匯聚后從陰極燃料出口205輸出(參見圖5)；同時充分反應后的陽極燃料從陽極燃料室進口214進入陽極燃料室203匯聚后從陽極燃料出口204輸出(參見圖6)。

所述燃料電池反應裝置2為“陽極反應室201—質子交換膜207—陰極反應室202—陽極反應室201—質子交換膜207—陰極反應室202······”的圓形排列結構；結構緊湊體積小，極大地提高了反應效率和降低成本投入。

所述陽極反應室201和陰極反應室202分別設為n個，質子交換膜207設為2n個，可根據實際需要進行調整，提高燃料電池的靈活性。

所述催化棒206為金屬棒，表面涂敷金團簇/石墨烯催化劑材料和金團簇/碳納米管催化劑材料其中的一種或兩種；除對燃料反應的催化作用外，其錯縱的排列順序對燃料起到擾流作用，提高燃料的反應速度和效率。

為了防止外物進入燃料電池反應器2內部以及防止燃料泄漏，而導致燃料電池反應器2出現短路等安全事故，所述密封墊片3與燃料電池反應器2完全配合并緊密接觸，通過前固定板4和后固定板1的前后夾緊，起到高度密封作用。

對于本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本發明權利要求的保護范圍之內。