專(zhuān)利名稱(chēng)：燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種這樣的燃料電池，其中多個(gè)單元燃料電池在內(nèi)部連接在一起，從而產(chǎn)生所需的電動(dòng)勢(shì)，并且減少電池的尺寸或厚度。

背景技術(shù)：
迄今為止，礦物燃料，例如汽油或輕油，不但廣泛地用作汽車(chē)的能源，而且用作發(fā)電地能源。通過(guò)使用這些礦物燃料，人類(lèi)便可以獲得諸如極大地提高生活水平或者發(fā)展工業(yè)這樣的利益。在另一方面，地球面臨遭受環(huán)境破壞的嚴(yán)重危險(xiǎn)。此外，礦物燃料資源趨于耗盡，使得難于長(zhǎng)期而穩(wěn)定地供應(yīng)礦物燃料的局面就要來(lái)臨。
氫作為用于代替礦物燃料的能源正在引起注意。氫包含在水中，因而在地球上含量豐富，同時(shí)每單位重量的氫中含有大量的化學(xué)能。此外，當(dāng)用作能源時(shí)，氫不會(huì)產(chǎn)生有害的物質(zhì)或引起全球變暖的氣體。因此，氫作為用于代替礦物燃料的并且清潔而含量豐富的能源能源正在引起高度重視。
近來(lái)，能夠從氫能提取電能的燃料電池的研究和開(kāi)發(fā)正在蓬勃興起，希望把燃料電池應(yīng)用于大規(guī)模發(fā)電或現(xiàn)場(chǎng)自發(fā)電，或者作為汽車(chē)的電源。
用于從氫能獲得電能的燃料電池包括被饋給氫氣的氫電極和被饋給氧氣的氧電極。饋入到氫電極的氫氣通過(guò)催化劑作用被分離成質(zhì)子(proton)和電子。電子被氫電極吸引，而質(zhì)子輸送到氧電極。在氫電極中吸收的電子通過(guò)負(fù)載遷移到氧電極。在另一方面，饋入到氧電極的氧通過(guò)催化劑作用和質(zhì)子以及從氫電極遷移的電子結(jié)合而產(chǎn)生水。這樣，便構(gòu)成了單元燃料電池，使得在氫電極和氧電極之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，使電流流過(guò)負(fù)載。
這種燃料電池最好這樣構(gòu)成，使多個(gè)所述的單元燃料電池在內(nèi)部以所需的方式連接，從而產(chǎn)生所需的電動(dòng)勢(shì)。如果使用特定的互連件在內(nèi)部連接多個(gè)單元燃料電池，則產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，即在減小燃料電池的尺寸或厚度方面遇到困難。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠克服上述的現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題的新的燃料電池。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，通過(guò)把多個(gè)單元燃料電池在內(nèi)部連接在一起而形成一燃料電池，以產(chǎn)生所需的電動(dòng)勢(shì)，并且能夠減小電池的尺寸或厚度。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種包括至少一個(gè)單元燃料電池的燃料電池，所述單元燃料電池包括具有多個(gè)開(kāi)口的氫氣通路形成板，具有質(zhì)子導(dǎo)體膜和多個(gè)開(kāi)口的氧電極板，以及具有多個(gè)開(kāi)口的空氣流通路形成板，其中所述氫氣通路形成板、氧電極板和空氣流通路形成板按照這個(gè)順序?qū)盈B在一起，在氫電極板的周邊部分上和氧電極板的周邊部分上形成有至少兩個(gè)可以選擇地?cái)嚅_(kāi)的連接針(pin)。
在本發(fā)明的燃料電池中，在構(gòu)成單元燃料電池的氫電極板和氧電極板的周邊部分上形成有至少兩個(gè)可選擇地切斷(ruptuable)的連接針，因此，通過(guò)選擇地切斷或留下至少兩個(gè)連接針，以類(lèi)似方式選擇地切斷或留下形成在構(gòu)成另一個(gè)單元燃料電池的氫電極板和氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)連接針，并且通過(guò)使保留完整的連接針相互鄰接，便可以獲得具有兩個(gè)或多個(gè)在內(nèi)部相互連接在一起的單元燃料電池的燃料電池。
按照本發(fā)明的構(gòu)成燃料電池所述質(zhì)子導(dǎo)體膜含有質(zhì)子導(dǎo)體(protonconductor)，所述質(zhì)子導(dǎo)體含有作為主要成分的富勒烯(fullerene)的衍生物，所述衍生物具有能夠把引入的質(zhì)子分離成構(gòu)成富勒烯(fullerene)分子的碳原子的基(group)。
最好是，所述能夠分離質(zhì)子的基由-XH構(gòu)成，其中X是具有二價(jià)鍵的可選擇的原子或原子團(tuán)。
更具體地說(shuō)，所述能夠分離質(zhì)子的基是從由-OH或-YH構(gòu)成的組合中選擇的基，其中Y是具有二價(jià)鍵的可選擇的原子或原子團(tuán)。
更具體地說(shuō)，能夠分離質(zhì)子的基(group)從由-OH，-SO3H4，-COOH，-SO3H和-OPO(OH)3構(gòu)成的組中選擇的基。
富勒烯的衍生物由聚富勒烯氫氧化物(polyfullerene hydroxide(富勒烯醇(fullerenenol))構(gòu)成。
除了能夠分離質(zhì)子的基之外，質(zhì)子導(dǎo)體含有被引入構(gòu)成富勒烯分子的碳原子中的親電子的基。
親電子的基可以包括硝基，羰基，羧基，腈基，鹵化(halogrenated)烷基，或者含有鹵原子的基。
在本發(fā)明中使用的質(zhì)子導(dǎo)體膜可以包括由全氟磺酸樹(shù)脂(由美國(guó)DuPont制造的Nafion(注冊(cè)商標(biāo)))構(gòu)成的質(zhì)子導(dǎo)體。
按照本發(fā)明，氟分子指的是具有30，60，70，78，82或84個(gè)碳原子的球形的碳簇分子。
在本發(fā)明的燃料電池中，氫電極板和氧電極板的輪廓基本上是矩形的，在所述氫電極板和氧電極板中的每個(gè)的至少一側(cè)上形成有互連針。最好是，氫電極板和氧電極板的輪廓基本上是矩形的，在氫電極板和氧電極板的4個(gè)側(cè)部形成有互連針。
利用本發(fā)明的燃料電池的上述結(jié)構(gòu)，可以提供一種燃料電池，其中多個(gè)單元燃料電池在內(nèi)部以大的自由度連接。
在按照本發(fā)明的另外的燃料電池中，在氫電極板的周邊部分上形成的至少兩個(gè)互連針和在氧電極板的周邊部分上形成的互連針是在多個(gè)單元燃料電池中的兩個(gè)被對(duì)置在一起的情況下形成的，形成在氫電極板的周邊部分上的和形成在氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針被選擇地切斷，使得形成在多個(gè)燃料電池中的一個(gè)的氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在多個(gè)燃料電池中的另一個(gè)的氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針電氣相連，并且使得形成在多個(gè)燃料電池中的一個(gè)的氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在多個(gè)燃料電池中的另一個(gè)的氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針電氣相連。
在按照本發(fā)明的燃料電池中，形成在氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針是在多個(gè)燃料電池中的兩個(gè)燃料電池對(duì)置在一起的情況下形成的，形成在氫電極板的周邊部分上的和形成在氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針被選擇地切斷，使得形成在多個(gè)燃料電池中的一個(gè)的氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在多個(gè)燃料電池中的另一個(gè)的氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針電氣相連，并且使得形成在多個(gè)燃料電池中的一個(gè)的氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在多個(gè)燃料電池中的另一個(gè)的氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針電氣相連。這樣，兩個(gè)單元燃料電池便可以相互并聯(lián)，而不使用任何特定的配線，只需要選擇地切斷在構(gòu)成相互開(kāi)置的單元燃料電池的氫電極板和氧電極板的周邊部分上形成的至少兩個(gè)互連針。
形成在氫電極板和氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針可以選擇地被切斷，同時(shí)可以選擇地被彎曲。
按照本發(fā)明的另一種燃料電池中，形成在氫電極板周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在氧電極板周邊部分上的至少兩個(gè)互連針在這樣的情況下形成，即其中兩個(gè)單元燃料電池被并置在一起，形成在氫電極板的周邊部分和氧電極板周邊部分上的至少兩個(gè)互連針被選擇地切斷或彎曲，使得形成在一個(gè)單元燃料電池的氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)單元燃料電池的氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針電氣相連，并且使得形成在一個(gè)單元燃料電池的氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)單元燃料電池的氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針電氣相連。
在按照本發(fā)明的燃料電池中，形成在氫電極板周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在氧電極板周邊部分上的至少兩個(gè)互連針在這樣的情況下形成，即其中兩個(gè)單元燃料電池并置在一起，形成在氫電極板的周邊部分和氧電極板周邊部分上的至少兩個(gè)互連針被選擇地切斷或彎曲，使得形成在一個(gè)單元燃料電池的氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)單元燃料電池的氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針電氣相連，并且使得形成在一個(gè)單元燃料電池的氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)單元燃料電池的氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針電氣相連。這樣，兩個(gè)單元燃料電池可以按所需的方式相互并聯(lián)，而不使用任何特定的配線，只需要選擇地切斷或彎曲在構(gòu)成相互并置的每個(gè)單元燃料電池的氫電極板和氧電極板的周邊部分上形成的至少兩個(gè)互連針。
在按照本發(fā)明的另一種燃料電池中，形成在氫電極板周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在氧電極板周邊部分上的至少兩個(gè)互連針在這樣的情況下形成，即其中利用共用的氫氣流通路形成板將兩個(gè)單元燃料電池疊置在一起，形成在氫電極板的周邊部分和氧電極板周邊部分上的至少兩個(gè)互連針被選擇地彎曲，使得形成在一個(gè)單元燃料電池的氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)單元燃料電池的氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針電氣相連，并且使得形成在一個(gè)單元燃料電池的氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)單元燃料電池的氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針電氣相連。
在按照本發(fā)明的燃料電池中，形成在氫電極板周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在氧電極板周邊部分上的至少兩個(gè)互連針在這樣的情況下形成，即其中利用共用的氫氣流通路形成板將兩個(gè)單元燃料電池疊置在一起，形成在氫電極板的周邊部分和氧電極板周邊部分上的至少兩個(gè)互連針被選擇地彎曲，使得形成在一個(gè)單元燃料電池的氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)單元燃料電池的氫電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針電氣相連，并且使得形成在一個(gè)單元燃料電池的氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)單元燃料電池的氧電極板的周邊部分上的至少兩個(gè)互連針電氣相連。這樣，兩個(gè)單元燃料電池可以按所需的方式相互并聯(lián)，而不使用任何特定的配線，只需要選擇地彎曲在構(gòu)成相互并置的每個(gè)單元燃料電池的氫電極板和氧電極板的周邊部分上形成的至少兩個(gè)互連針。
按照本發(fā)明的燃料電池也可以包括具有多個(gè)開(kāi)口的模塊保持板(moduleretention plate)，相對(duì)于所述氧電極板，所述模塊保持板提供在構(gòu)成單元燃料電池的空氣流通路形成板的相反側(cè)上。
在按照本發(fā)明的燃料電池中，氫氣流通路形成板的厚度可以為0.01mm-1mm，氫電極板的厚度可以為0.01mm-1mm，空氣流通路形成板的厚度可以為0.01mm-0.5mm，氧電極板的厚度可以為0.01mm-1mm。
氫氣流通路形成板由從以下材料構(gòu)成的組中選擇的材料制成聚碳酸酯，丙烯酸樹(shù)脂，陶瓷，碳，耐蝕鎳基合金，不銹鋼，鎳，鉬，銅，鋁，鐵，銀，金，鉑，鉭或鈦。
氫電極板由從以下材料構(gòu)成的組中選擇的材料制成耐蝕鎳基合金，不銹鋼，鎳，鉬，銅，鋁，鐵，銀，金，鉑，鉭和鈦，或者這些材料的兩種或幾種的合金。
空氣流通路形成板由從以下材料構(gòu)成的組中選擇的材料制成聚碳酸酯，丙烯酸樹(shù)脂，陶瓷，碳，耐蝕鎳基合金，不銹鋼，鎳，鉬，銅，鋁，鐵，銀，金，鉑，鉭和鈦。
氧電極板由從以下材料構(gòu)成的組中選擇的材料制成耐蝕鎳基合金，不銹鋼，鎳，鉬，銅，鋁，鐵，銀，金，鉑，鉭和鈦，或者這些材料的兩種或幾種的合金。
本發(fā)明的其它目的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)閱讀附圖所示的本發(fā)明的實(shí)施例將會(huì)看得更加清楚。




圖1是表示構(gòu)成按照本發(fā)明的燃料電池的單元燃料電池的氫電極板的平面圖2是表示構(gòu)成按照本發(fā)明的燃料電池的氫氣流通路形成板單元燃料電池的平面圖3是在氫電極板上層疊氫氣流通路形成板時(shí)形成的層疊生成物的平面圖4是沿圖3的線IV-IV取的截面圖5是表示構(gòu)成按照本發(fā)明的燃料電池的單元燃料電池的氧電極板的平面圖6是表示構(gòu)成按照本發(fā)明的燃料電池的空氣流通路形成板單元燃料電池的平面圖7是在氫電極板上層疊氫氣流通路形成板時(shí)形成的層疊生成物的底部平面圖8是構(gòu)成按照本發(fā)明的燃料電池的單元電池中的模塊保持板的平面圖9是表示在把模塊保持板緊密地結(jié)合(bonding)到空氣流通路形成板時(shí)形成的層疊生成物的平面圖。
圖10是沿圖9的X-X線取的截面圖11是表示在按照本發(fā)明的燃料電池中在氫氣流通路形成板中形成的開(kāi)口和在氫電極板中形成的開(kāi)口之間的連通狀態(tài)和在氧電極板中形成的開(kāi)口與在空氣流通路形成板中形成的開(kāi)口之間的連通狀態(tài)的示意的截面圖12是表示按照本發(fā)明的燃料電池的另一個(gè)實(shí)施例的截面圖，并且表示在構(gòu)成所述燃料電池的各個(gè)組成部分中形成的開(kāi)口之間的連通狀態(tài)；
圖13表示按照本發(fā)明的燃料電池的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖14是表示按照本發(fā)明的燃料電池的另一個(gè)實(shí)施例的平面圖。
實(shí)施本發(fā)明的最好方式
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
形成按照本發(fā)明的燃料電池的單元燃料電池的氫電極板1用由不銹鋼制成的基本上是方形的板元件構(gòu)成，構(gòu)成氫電極板1的板元件的厚度設(shè)置為0.01mm-1.0mm。
參見(jiàn)圖1，氫電極板1由格柵(lattice)4構(gòu)成，具有包括13個(gè)方形開(kāi)口2和8個(gè)三角形開(kāi)口3的規(guī)則的陣列。8個(gè)三角形開(kāi)口3排列在13個(gè)方形開(kāi)口2的周邊，而中心開(kāi)口2的位置和氫電極板1的中心P1的位置一致。
在圖1中，A-H是用于電極間進(jìn)行連接的針，其被制成細(xì)長(zhǎng)的矩形形狀。
構(gòu)成按照本發(fā)明的燃料電池的單元燃料電池中的氫氣流通路形成板6用由聚碳酸酯制成的基本上為方形的板元件構(gòu)成。在本實(shí)施例中，所述構(gòu)成氫氣流通路形成板6的板元件的厚度設(shè)置為0.1mm-1.0mm。不過(guò)，可以使用具有厚度為0.1mm-1.0mm的板元件構(gòu)成氫氣流通路形成板6。
在氫氣流通路形成板6的一端形成有第一切口(cut-out)7，其構(gòu)成氫氣供應(yīng)部分，而在其相對(duì)端，形成有第二切口8，其構(gòu)成氫氣排出部分，如圖2所示。在氫氣流通路形成板6中，由格柵10形成12個(gè)尺寸相同的方形開(kāi)口8。在12個(gè)方形開(kāi)口9中，和第一切口7連通的方形開(kāi)口9以及與其相鄰的3個(gè)方形開(kāi)口的各自的頂部拐角部分被切掉，從而使各個(gè)開(kāi)口相互連通，使得由4個(gè)方形開(kāi)口9形成單一的開(kāi)口14。
參見(jiàn)圖1和圖2，在氫電極板1中形成的方形開(kāi)口2和在氫氣流通路形成板6中形成的方形開(kāi)口9具有相同的形狀和尺寸。在氫電極板1的中心形成的方形開(kāi)口2具有中心P1，其位置和氫電極板1的中心的位置一致，而在氫氣流通路形成板6的中心沒(méi)有開(kāi)口，但是在氫氣流通路形成板6中形成有方形開(kāi)口9，使得形成4個(gè)位于中心的方形開(kāi)口9的格柵10的交叉點(diǎn)11和氫氣流通路形成板6的中心P1一致。
在氫氣流通路形成板6中，由格柵10形成較小尺寸的4個(gè)方形開(kāi)口12和8個(gè)矩形開(kāi)口13，如圖2所示。在8個(gè)矩形開(kāi)口13當(dāng)中，和第一切口7相鄰的兩個(gè)矩形開(kāi)口13相互連通，而其和第一切口7相鄰的側(cè)部被切掉，從而使得和第一切口7連通。在另一方面，和第二切口8相鄰的矩形開(kāi)口13具有和第二切口8相鄰的被切的側(cè)部，用于和第二切口8連通。
在氫氣流通路形成板6上疊置有氫電極板1，如圖3的底視圖所示，從而構(gòu)成一個(gè)層疊組件。圖4是沿圖3的線IV-IV取的示意的截面圖。
氫氣流通路形成板6疊置在氫電極板1上，并且緊密地和氫電極板1相結(jié)合，使得形成氫電極板1的方形開(kāi)口2和方形開(kāi)口3的格柵4的交叉點(diǎn)15和形成在氫氣流通路形成板6中的方形開(kāi)口9的中心一致，并使得當(dāng)氫電極板1疊置到氫氣流通路形成板6上時(shí)，形成氫氣流通路形成板6的小尺寸的方形開(kāi)口12和矩形開(kāi)口13的格柵10的交叉點(diǎn)16和形成在氫電極板1中的方形開(kāi)口2的中心一致，如圖3所示。
其結(jié)果是，除去在圖1的上端的方形開(kāi)口2之外，形成在氫電極板1中的方形開(kāi)口2和方形開(kāi)口9，小尺寸的方形開(kāi)口12以及4個(gè)矩形開(kāi)口13連通。在圖1中，只有位于上端的方形開(kāi)口2和形成在氫氣流通路形成板6中的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口9連通，并且和兩個(gè)矩形開(kāi)口13相互連通，并和第一切口7連通。
形成在氫電極板1中的三角形開(kāi)口3和形成在氫氣流通路形成板6中的方形開(kāi)口9以及13連通，如圖3所示。
形成在氫氣流通路形成板6中的方形開(kāi)口9和形成在氫電極板1中的方形開(kāi)口2以及4個(gè)三角形開(kāi)口3連通，而形成在氫氣流通路形成板6中的小尺寸的方形開(kāi)口12和形成在氫電極板1中的一個(gè)方形開(kāi)口2連通。除去相互連通并且和第一切口7連通的兩個(gè)矩形開(kāi)口13之外，形成在氫氣流通路形成板6中的矩形開(kāi)口13和形成在氫電極板1中的方形開(kāi)口2以及三角形開(kāi)口3連通。形成在氫氣流通路形成板6中的相互連通并和第一切口7連通的兩個(gè)矩形開(kāi)口13和一個(gè)方形開(kāi)口2連通，并和形成在第一切口7中的兩個(gè)三角形開(kāi)口3連通。
構(gòu)成本發(fā)明的燃料電池的單元燃料電池安裝在未示出的個(gè)人計(jì)算機(jī)的同樣未示出的液晶顯示器的背光的背側(cè)部分18上，當(dāng)氫氣流通路形成板6的開(kāi)口9，12，13由背光的背側(cè)部分18封閉時(shí)，燃料電池工作，并在后面參照?qǐng)D11所示還要進(jìn)行說(shuō)明。
結(jié)果是，借助于背光的背側(cè)部分18，氫電極板1和氫氣流通路形成板6的第一切口7形成氫氣供應(yīng)部分17，同時(shí)由背光的背側(cè)部分18，氫電極板1和氫氣流通路形成板6的第二切口8形成氫氣排出部分19。
氫氣供應(yīng)部分17和未示出的具有氫氣吸留源的氫氣源相連，例如氫氣吸留的含碳物質(zhì)或者氫氣吸留的合金。
因?yàn)闅錃饬魍沸纬砂?的開(kāi)口9，12，13由背光的背側(cè)部分18封閉，并且氫電極板1和氫氣流通路形成板6緊密地結(jié)合在一起，如圖3所示，所以從氫氣供應(yīng)部分17供應(yīng)到燃料電池內(nèi)部的氫氣首先流過(guò)在氫氣流通路形成板6中形成的矩形開(kāi)口13，進(jìn)入在氫電極板1中形成的方形開(kāi)口2和兩個(gè)三角形開(kāi)口3，然后從在氫電極板1中形成的方形開(kāi)口2流入在氫氣流通路形成板6中形成的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口9，并從在氫電極板1中形成的三角形開(kāi)口3進(jìn)入在氫氣流通路形成板6中形成的方形開(kāi)口9，如圖4的箭頭x所示。
提供給在氫氣流通路形成板6中形成的方形開(kāi)口9的氫氣進(jìn)一步流入在氫電極板1中形成的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口2。供應(yīng)到在氫電極板1中形成的相鄰方形開(kāi)口2的氫氣流入在氫氣流通路形成板6中形成的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口9，并進(jìn)入在氫氣流通路形成板6中形成的小尺寸的方形開(kāi)口12，或者進(jìn)入到在氫氣流通路形成板6中形成的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口9。
這樣，由氫氣供應(yīng)部分17提供給燃料電池內(nèi)部的氫氣通過(guò)氫電極板1和背光的背側(cè)部分18之間的空間流動(dòng)，然后其進(jìn)行兩維的散布，直到其通過(guò)氫氣排出部分19排放到燃料電池的外部。這樣，可以使氫氣有效地和氫電極板1接觸。
構(gòu)成本發(fā)明的燃料電池的單元燃料電池的氧電極板21以和氫電極板1相同的方式構(gòu)成，如圖5所示，并且由基本上方形的不銹鋼的板元件構(gòu)成。注意形成氧電極板21的板元件的厚度設(shè)置為0.01mm-1.0mm。
在氧電極板21中，由格柵24形成呈規(guī)則陣列的13個(gè)方形開(kāi)口22和8個(gè)三角形開(kāi)口23，如圖5所示。三角形開(kāi)口23形成在13個(gè)方形開(kāi)口22的周邊區(qū)域，所述13個(gè)方形開(kāi)口22設(shè)置在氧電極板21的中部，而中心開(kāi)口22的中心和氧電極板21的中心一致。
在圖5中，A-H是電極互連針，其中的每一個(gè)具有矩形的形狀。
構(gòu)成按照本發(fā)明的單元燃料電池的的空氣流通路形成板26由聚碳酸酯制成的基本上為方形的板元件構(gòu)成，并具有位于所述板元件的每個(gè)側(cè)部的兩個(gè)位置的切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d，如圖6所示。在空氣流通路形成板26的每個(gè)側(cè)部的兩個(gè)位置形成切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d的目的是便于空氣從空氣流通路形成板26的外周邊部分的吸入。形成空氣流通路形成板26的板元件的厚度設(shè)置為0.01mm-0.5mm。
空氣流通路形成板26形成有16個(gè)方形開(kāi)口29，如圖6所示。形成在氧電極板21中的方形開(kāi)口22和形成在空氣流通路形成板26中的方形開(kāi)口29具有相同的尺寸，形成在氧電極板21中的方形開(kāi)口22的中心和氧電極板21的中心一致，而在空氣流通路形成板26的中心沒(méi)有開(kāi)口，但是在空氣流通路形成板26中形成16個(gè)方形開(kāi)口29，使得在板元件的中心形成的形成4個(gè)方形開(kāi)口的格柵30的方形開(kāi)口的交叉點(diǎn)31和空氣流通路形成板26的中心一致。
在氧電極板21上，疊置上空氣流通路形成板26，如圖7所底視平面圖所示；從而形成一個(gè)層疊組件，如圖7所示。
參見(jiàn)圖7，空氣流通路形成板26疊置在氧電極板21上，并緊密地結(jié)合在氧電極板21上，使得形成氧電極板21的方形開(kāi)口22和三角形開(kāi)口23的格柵24的交叉點(diǎn)35和在空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29的中心一致，并使得形成空氣流通路形成板26中的方形開(kāi)口20的格柵30的交叉點(diǎn)和在氧電極板21中形成的方形開(kāi)口22的中心一致。
其結(jié)果是，形成在氧電極板21中的方形開(kāi)口22，除去在上下左右端的方形開(kāi)口22之外，和形成在空氣流通路形成板26中的4個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29連通，而位于上端的方形開(kāi)口29和兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29以及形成在空氣流通路形成板26中的切口27a，28a連通。位于右端的開(kāi)口29和兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29以及形成在空氣流通路形成板26中的切口27d，28d連通。位于下端的開(kāi)口29和兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29連通，并和形成在空氣流通路形成板26中的切口27d，28d連通，同時(shí)，位于左端的開(kāi)口29和兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29以及在空氣流通路形成板26中形成的切口27d，28d連通。
此外，形成在氧電極板21中的三角形開(kāi)口23和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29以及切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d連通。
在形成在空氣流通路形成板26中的方形開(kāi)口29當(dāng)中，形成在空氣流通路形成板26的中部頂部4個(gè)開(kāi)口29和形成在氧電極板21中的4個(gè)相鄰的方形開(kāi)口22連通。在圖6的4個(gè)拐角上的方形開(kāi)口29和形成在氧電極板21中的一個(gè)方形開(kāi)口22以及兩個(gè)三角形開(kāi)口23連通，形成在空氣流通路形成板26中的其余的方形開(kāi)口29和形成在氧電極板21中的三個(gè)相鄰的方形開(kāi)口22以及兩個(gè)三角形開(kāi)口23連通。
在另一方面，形成在空氣流通路形成板26中的切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d和形成在氧電極板21中的一個(gè)方形開(kāi)口22連通，并和形成在氧電極板21中的一個(gè)三角形開(kāi)口23連通。
構(gòu)成按照本發(fā)明的燃料電池的單元燃料電池的模塊保持板40具有矩形的形狀，如圖8所示，并以規(guī)則的陣列形成有21個(gè)圓孔41。每個(gè)圓孔41具有小直徑的部分41a和錐形的部分41b，圓孔的內(nèi)壁的截面呈錐形，使得其直徑逐漸增加。模塊保持板40安裝在空氣流通路形成板26上，并和其緊密接觸，使得錐形部分41b定位朝向空氣流通路形成板26。
模塊保持板40疊置在空氣流通路形成板26上，并和其緊密地結(jié)合，從而形成一個(gè)層疊組件，如圖9的底視圖所示。圖10是沿圖9的X-X線取的截面圖。
參看圖9和圖10，模塊保持板40緊密地結(jié)合在空氣流通路形成板26上，使得在模塊保持板40上形成的圓孔41的中心和形成空氣流通路形成板26的方形開(kāi)口29的格柵30的交叉點(diǎn)36一致，并使得形成模塊保持板40的圓孔41的格柵42的交叉點(diǎn)43和在空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29的中心一致。
其結(jié)果是，如圖9所示，形成在模塊保持板40中的圓孔41當(dāng)中，9個(gè)位于中心的圓孔41和形成在空氣流通路形成板26中的方形開(kāi)口29連通。
現(xiàn)在參看圖10，位于上中部的圓孔41和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29以及切口27a，28a連通，而位于右中部的圓孔41和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29以及切口27d，28d連通，位于下中部的圓孔41和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29以及切口27c，28c連通，并且位于下左部的圓孔41和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29以及切口27b，28b連通。
參見(jiàn)圖9，形成在模塊保持板40中的其余的圓孔41和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29以及切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d連通。
圖11表示在形成在按照本發(fā)明的燃料電池的氫氣流通路形成板6中的開(kāi)口9，12和13以及形成在氫電極板1中的開(kāi)口2，3之間的連通狀態(tài)，以及形成在氧電極板21中的開(kāi)口22，23，形成在空氣流通路形成板26中的開(kāi)口29和形成在模塊保持板40中的開(kāi)口41之間的連通狀態(tài)的示意的截面圖。
參見(jiàn)圖11，構(gòu)成按照本發(fā)明的燃料電池的單元燃料電池包括氫氣流通路形成板6，氫電極板1，質(zhì)子導(dǎo)體膜45，其能夠透過(guò)在氫電極板1中包含的催化劑的作用下分離在提供給氫電極板1的氫氣時(shí)產(chǎn)生的質(zhì)子，氧電極板21，空氣流通路形成板26和模塊保持板40，它們按照所述的順序?qū)盈B。
具體地說(shuō)，氫氣流通路形成板6和未示出的個(gè)人計(jì)算機(jī)的液晶顯示器的背光的背側(cè)部分18緊密接觸，并固定在其上，并且氫電極板1緊密地結(jié)合到氫氣流通路形成板6上。
然后，質(zhì)子導(dǎo)體膜45層疊并緊密地結(jié)合到氫電極板1上，同時(shí)氧電極板21層疊并緊密地結(jié)合到質(zhì)子導(dǎo)體膜45上。
空氣流通路形成板26也和氧電極板21緊密接觸并結(jié)合到其上，此后，將一組螺釘旋入未示出的在氫氣流通路形成板6，氫電極板1，氧電極板21，空氣流通路形成板26和模塊保持板40中形成的錐形孔中，用于把這些組成部分固定到背光的背側(cè)部分18上。
質(zhì)子導(dǎo)體膜45的周邊部分利用密封元件46密封，如圖11所示。
利用按照上述構(gòu)成的本發(fā)明的燃料電池，由氫氣供應(yīng)部分17提供到燃料電池內(nèi)部的氫氣通過(guò)在氫電極板1和背光的背側(cè)部分18之間的空間流動(dòng)，其按照二維散布，并反復(fù)地和氫電極板1接觸，如上所述，直到其通過(guò)氫氣排出部分19排放到燃料電池的外部。
提供給氫電極板1的氫氣通過(guò)包含在氫電極板1中的催化劑的作用分離成質(zhì)子和電子，其中電子被氫電極板1吸收，并且質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子導(dǎo)體膜45傳送到氧電極板21。由氫電極板1吸收的電子通過(guò)未示出的負(fù)載傳遞到氧電極板21。
空氣通過(guò)在模塊保持板40中形成的每個(gè)圓孔41送入燃料電池的內(nèi)部，如圖11中的箭頭Y所示。
提供給形成在模塊保持板40的中部的9個(gè)開(kāi)口41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的4個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29中。
在圖10中，提供給在上中部形成的圓孔41的空氣流入形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29和切口27a，28a中，而提供給形成在中左端部的圓孔41中的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29和切口27b，28b中。
此外，如圖10所示，提供給在下中部形成的圓孔41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29和切口27c，28c中，而提供給在中右端部形成的圓孔41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29和切口27d，28d中。
提供給在模塊保持板40中的其余的圓孔41中的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口22和切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d中。
即，在流入空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29中的空氣當(dāng)中，流入在中部的4個(gè)開(kāi)口29中的空氣流入在氧電極板21中形成的4個(gè)相鄰的開(kāi)口22中，而流入在圖6的4個(gè)拐角的4個(gè)方形開(kāi)口29中的空氣流入在氧電極板21中形成的一個(gè)方形開(kāi)口22和兩個(gè)三角形開(kāi)口23中。
在另一方面，流入在空氣流通路形成板26中形成的其余的方形開(kāi)口29中的空氣流入在氧電極板21中形成的相鄰的3個(gè)方形開(kāi)口22和兩個(gè)三角形開(kāi)口23中。
流入在空氣流通路形成板26中形成的切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d的空氣流入在氧電極板21中形成的一個(gè)方形開(kāi)口22和一個(gè)三角形開(kāi)口23中。
此外，空氣還從形成在空氣流通路形成板26的每側(cè)的兩個(gè)位置中的切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d流入在氧電極板21中形成的方形開(kāi)口22和三角形開(kāi)口23中。
用這種方式，通過(guò)在模塊保持板40中形成的開(kāi)口41把空氣提供給在空氣流通路形成板26中形成的開(kāi)口29和切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d，同時(shí)從在空氣流通路形成板26的每個(gè)側(cè)部?jī)蓚€(gè)位置中形成的切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d提供給在氧電極板21中形成的方形開(kāi)口22和三角形開(kāi)口23。
其結(jié)果是，在空氣中含有的氧氣被氫電極板1吸收，并和通過(guò)未示出的負(fù)載到達(dá)氧電極板21的電子組合，并和通過(guò)質(zhì)子導(dǎo)體膜45到達(dá)氧電極板21的質(zhì)子組合而產(chǎn)生水。
因此，在氫電極板1和氧電極板21之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，使電流流過(guò)負(fù)載。
在本實(shí)施例中，氫氣流通路形成板6疊置在氫電極板1上，使得形成氫電極板1的方形開(kāi)口2和方形開(kāi)口3的的格柵4的交叉點(diǎn)15和在氫氣流通路形成板6中形成的方形開(kāi)口9的中心一致，并使得形成氫氣流通路形成板6的小尺寸的方形開(kāi)口12和矩形開(kāi)口13的格柵10的交叉點(diǎn)16和在氫電極板1中形成的方形開(kāi)口2的中心一致，如圖3所示。其結(jié)果是，形成在氫氣流通路形成板6中的各個(gè)方形開(kāi)口9和形成在氫電極板1中的方形開(kāi)口2以及4個(gè)三角形開(kāi)口3連通，同時(shí)形成在氫氣流通路形成板6中的各個(gè)小尺寸的方形開(kāi)口12和形成在氫電極板1中的一個(gè)方形開(kāi)口2連通，形成在氫氣流通路形成板6中的矩形開(kāi)口13相互連通，如圖3所示。此外，矩形開(kāi)口13，除去和切口7連通的兩個(gè)矩形開(kāi)口13之外，和形成在氫電極板1中的兩個(gè)方形開(kāi)口2，3連通。形成在氫氣流通路形成板6中的相互連通并和第一切口7連通的兩個(gè)矩形開(kāi)口13和形成在氫電極板1中的一個(gè)方形開(kāi)口2以及兩個(gè)三角形開(kāi)口3連通。
在上述排列中，從氫氣供應(yīng)部分17向形成在在氫氣流通路形成板6中的每個(gè)方形開(kāi)口9提供的氫氣流入形成在氫電極板1中形成的方形開(kāi)口2和4個(gè)三角形開(kāi)口3，而提供給形成在氫氣流通路形成板6中小尺寸方形開(kāi)口12的氫氣流入在氫電極板1中形成的一個(gè)方形開(kāi)口2。提供給在氫氣流通路形成板6中形成的矩形開(kāi)口13的氫氣流入形成在氫電極板1中的方形開(kāi)口2和三角形開(kāi)口3，而不流入相互連通并和第一切口7連通的兩個(gè)矩形開(kāi)口13。此外，提供給和第一切口7連通的兩個(gè)矩形開(kāi)口13的氫氣流入形成在氫電極板1中的單一的方形開(kāi)口2和兩個(gè)矩形開(kāi)口3。
按照本發(fā)明，其中氫電極板1和氫氣流通路形成板6相互疊置，如上所述，在氫電極板1中形成的每個(gè)方形開(kāi)口2，除去位于圖1的上部的方形開(kāi)口2之外，和形成在氫氣流通路形成板6中的方形開(kāi)口9，小尺寸的方形開(kāi)口12以及4個(gè)矩形開(kāi)口13連通，使得只有位于圖1的上部的方形開(kāi)口2相互連通并和形成在氫氣流通路形成板6中的兩個(gè)相鄰的方形開(kāi)口9連通，同時(shí)和兩個(gè)矩形開(kāi)口13連通，這又使得和第一切口7連通。此外，形成在氫電極板1中的每個(gè)三角形開(kāi)口3和形成在氫氣流通路形成板6中的方形開(kāi)口9以及三角形開(kāi)口13連通，如圖3所示。
其結(jié)果是，流入形成在氫電極板1中的每個(gè)方形開(kāi)口2的氫氣，除去位于圖1的上部的方形開(kāi)口2之外，流入在氫氣流通路形成板6中形成的方形開(kāi)口9，小尺寸的方形開(kāi)口12和4個(gè)矩形開(kāi)口13，而流入位于圖1的上部的方形開(kāi)口2的氫氣流入在氫氣流通路形成板6中形成的相互連通的兩個(gè)方形開(kāi)口9中，并流入相互連通并和第一切口7連通的兩個(gè)矩形開(kāi)口13中。此外，流入在氫電極板1中形成的每個(gè)三角形開(kāi)口3中的氫氣，流入方形開(kāi)口9和矩形開(kāi)口13中。
因?yàn)橛蓺錃夤?yīng)部分17向燃料電池的內(nèi)部提供的氫氣流過(guò)在氫電極板1和背光的背側(cè)部分18之間的空間，其進(jìn)行兩維散布，并且反復(fù)和氫電極板1接觸，如上所述，使得通過(guò)氫氣排出部分19排放到燃料電池的外部，所以使得氫氣能夠和氫電極板1充分地接觸，因而改善燃料電池的發(fā)電效率。
此外，因?yàn)橹灰獨(dú)潆姌O板1，包括由格柵4規(guī)則地按陣列排列的13個(gè)方形開(kāi)口2和8個(gè)方形開(kāi)口3，和氫氣流通路形成板6，包括構(gòu)成氫氣供應(yīng)部分的第一切口7，構(gòu)成氫氣排出部分的第二切口8，和在氫電極板1中形成的方形開(kāi)口2的尺寸相同的12個(gè)方形開(kāi)口9，4個(gè)小尺寸的方形開(kāi)口12和8個(gè)矩形開(kāi)口13，疊置在一起，使得形成氫電極板1的方形開(kāi)口2和方形開(kāi)口3的格柵4的交叉點(diǎn)15和在氫氣流通路形成板6中形成的方形開(kāi)口9的中心一致，并使得形成氫氣流通路形成板6的方形開(kāi)口9，小尺寸的開(kāi)口12和矩形開(kāi)口13的格柵10的交叉點(diǎn)16和在氫電極板1中形成的方形開(kāi)口的中心一致，如圖3所示，便足夠了。此時(shí)，便可以生產(chǎn)這種燃料電池，其中機(jī)械加工容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且可以使氫氣和氫電極板1有效地接觸，從而提高發(fā)電效率。
模塊保持板40緊密地結(jié)合在空氣流通路形成板26上，使得形成在模塊保持板40中的每個(gè)圓孔41的中心和形成空氣流通路形成板26的方形開(kāi)口29的格柵30的交叉點(diǎn)36一致，如圖10所示。其結(jié)果是，位于在模塊保持板40中形成的圓孔41的中部的9個(gè)圓孔41和形成在空氣流通路形成板26中的4個(gè)相鄰的方形開(kāi)口29連通，位于圖8和圖10的上中部的圓孔41和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29以及切口27a，28a連通，如圖10所示，位于右中部的圓孔41和在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29以及切口27b，28b連通，位于下中部的圓孔41和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29以及切口27c，28c連通，并且位于左中部的圓孔41和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29以及切口27d，28d連通。形成在模塊保持板40中的其余的圓孔41和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29以及切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d連通，如圖10所示。
用這種方式，提供給在模塊保持板40中形成的9個(gè)中部開(kāi)口41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的4個(gè)相鄰方形開(kāi)口29，同時(shí)提供給位于圖8和圖10上中部的圓孔41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29和切口27a，28a。提供給位于右中部的圓孔41的空氣流入形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29和切口27b，28b。在另一方面，提供給位于圖8和圖10的下中部的圓孔41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29和切口27c，28c，提供給位于左中部的圓孔41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29和切口27d，28d。提供給在模塊保持板40中形成的其余圓孔41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29和切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d。
利用按照上述的本發(fā)明的燃料電池，氧電極板21和空氣流通路形成板26疊置在一起，使得形成氧電極板21的方形開(kāi)口22和三角形開(kāi)口23的格柵24的交叉點(diǎn)35和在空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29的中心一致，并使得形成在空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29的格柵30的交叉點(diǎn)36和在氧電極板21中形成的方形開(kāi)口22的中心一致。結(jié)果，形成在氧電極板21中的方形開(kāi)口22，除去圖5的上下左右端的開(kāi)口29之外，和形成在空氣流通路形成板26中的4個(gè)相鄰方形開(kāi)口29連通，位于上端的開(kāi)口29和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29以及切口27a，28a連通，位于右端的開(kāi)口29和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29以及切口27b，28b連通，并且位于下端的開(kāi)口29和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29以及切口27c，28c連通。位于左端的開(kāi)口29和形成在空氣流通路形成板26中的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29以及切口27d，28d連通。形成在氧電極板21中的三角形開(kāi)口23和兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29以及切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d連通。形成在空氣流通路形成板26中的方形開(kāi)口29的中部的4個(gè)方形開(kāi)口29和形成在氧電極板21中的4個(gè)相鄰方形開(kāi)口22連通。位于4個(gè)拐角的4個(gè)方形開(kāi)口29和形成在氧電極板21中的單一的方形開(kāi)口22以及三角形開(kāi)口23連通，同時(shí)形成在空氣流通路形成板26中的其余的方形開(kāi)口29和形成在氧電極板21中的3個(gè)相鄰方形開(kāi)口22以及兩個(gè)三角形開(kāi)口23連通。在另一方面，形成在空氣流通路形成板26中的切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d和形成在氧電極板21中的單一的方形開(kāi)口22以及單一的三角形開(kāi)口23連通。
其結(jié)果是，提供給位于模塊保持板40的中部的9個(gè)開(kāi)口41的空氣流入形成在空氣流通路形成板26中的4個(gè)相鄰方形開(kāi)口29，同時(shí)提供給圖8和圖10的上中部的圓孔41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29和切口27a，28a。而提供給在右中部的圓孔41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29和切口27b，28b。提供給圖8和圖10的下中部的圓孔41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29和切口27c，28c，同時(shí)提供給在圖8和圖10的左中部的圓孔41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29和切口27d，28d。提供給形成在空氣流通路形成板26中的其余的圓孔41的空氣流入在空氣流通路形成板26中形成的兩個(gè)相鄰方形開(kāi)口29和切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d。流入在空氣流通路形成板26中的方形開(kāi)口29中的空氣中流入4個(gè)中部開(kāi)口29的空氣流入在氧電極板21中形成的4個(gè)相鄰的方形開(kāi)口22，同時(shí)，流入在圖6的4個(gè)拐角形成的4個(gè)方形開(kāi)口22的空氣流入在氧電極板21中形成的單一的方形開(kāi)口22和兩個(gè)三角形開(kāi)口23。另一方面，流入在空氣流通路形成板26中形成的其余的方形開(kāi)口29的空氣流入在氧電極板21中形成的3個(gè)相鄰的方形開(kāi)口22和兩個(gè)三角形開(kāi)口23。此外，流入在空氣流通路形成板26中形成的切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d的空氣流入在氧電極板21中形成的單一的方形開(kāi)口22和單一的三角形開(kāi)口23。
用這種方式，空氣通過(guò)在模塊保持板40中形成的開(kāi)口21提供給在空氣流通路形成板26中形成的開(kāi)口29和切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d，并進(jìn)一步流入在氧電極板21中形成的方形開(kāi)口22和兩個(gè)三角形開(kāi)口23，使得氧氣能夠有效地和氧電極板21接觸，從而大大改善燃料電池的發(fā)電效率。
此外，因?yàn)橹灰蹼姌O板21，包括由格柵24按規(guī)則圖案陣列排列的12個(gè)方形開(kāi)口22和8個(gè)方形開(kāi)口23，空氣流通路形成板26，具有和在氧電極板21中形成的開(kāi)口22的尺寸相同的16個(gè)方形開(kāi)口29和切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d，和具有圓孔41的規(guī)則陣列的模塊保持板40按照這個(gè)順序?qū)盈B在一起便足夠了，所以可以生產(chǎn)這樣的燃料電池，其機(jī)械加工容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且可以使提供的氫氣和氫電極板1充分接觸，從而改善發(fā)電效率。
在上述的實(shí)施例中，氫電極板1和氫氣流通路形成板6疊置并緊密地結(jié)合在一起，使得形成氫電極板1的方形開(kāi)口2和三角形開(kāi)口3的格柵4的交叉點(diǎn)15和在氫氣流通路形成板6中形成的方形開(kāi)口9的中心一致，并使得形成在氫氣流通路形成板6中形成的方形開(kāi)口9，小尺寸的方形開(kāi)口12以及三角形開(kāi)口13的格柵10的交叉點(diǎn)和在氫電極板1中形成的方形開(kāi)口2的中心一致。
此外，空氣流通路形成板26和氧電極板21疊置并緊密地結(jié)合在一起，使得形成氧電極板21的方形開(kāi)口22和三角形開(kāi)口23的格柵24的交叉點(diǎn)35和在空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29的中心一致，并使得形成在空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29的格柵30的交叉點(diǎn)36和在氧電極板21中形成的方形開(kāi)口22的中心一致。此外，模塊保持板40緊密地結(jié)合到空氣流通路形成板26上，使得在模塊保持板40中形成的圓孔41的中心和形成空氣流通路形成板26的方形開(kāi)口29的格柵30的交叉點(diǎn)36一致，并使得形成模塊保持板40的圓孔41的格柵42的交叉點(diǎn)43和在空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29的中心一致，如圖10所示。
利用上述結(jié)構(gòu)，施加于模塊保持板40上的力以一種分散的形式傳遞到空氣流通路形成板26上，并因而也以分散的形式傳遞到氧電極板21上。傳遞到氧電極板21上的力通過(guò)密封件46傳遞到氫電極板1上，而且再以分散的形式傳遞到氫氣流通路形成板6上。因此，施加到模塊保持板40上的力被分散并均勻地施加到整個(gè)燃料電池1上，使得質(zhì)子導(dǎo)體膜45可以均勻地和氫電極板1以及氧電極板21接觸，從而改善發(fā)電效率。
圖12表示按照本發(fā)明的燃料電池的一種改型。圖12是一個(gè)截面圖，表示本發(fā)明的一種改型，并表示在構(gòu)成所述燃料電池的各個(gè)部件中形成的開(kāi)口之間的連通狀態(tài)。
參見(jiàn)圖12，本實(shí)施例的燃料電池由層疊在一起的第一單元燃料電池51和第二單元燃料電池52構(gòu)成。和上述的燃料電池一樣，第一單元燃料電池51包括氫氣流通路形成板6，氫電極板1，質(zhì)子導(dǎo)體膜45，氧電極板21，空氣流通路形成板26和模塊保持板40，按照這個(gè)順序從下開(kāi)始層疊，而第二單元燃料電池52包括氫氣流通路形成板6，氫電極板60，質(zhì)子導(dǎo)體膜61，氧電極板62，空氣流通路形成板63和模塊保持板64，按照這個(gè)順序從上開(kāi)始層疊。第一和第二單元燃料電池51，52具有公共的氫氣流通路形成板6。在圖12中，65表示密封部件。
在這種燃料電池中，氫電極板60，質(zhì)子導(dǎo)體膜61，氧電極板62，空氣流通路形成板63和模塊保持板64以和氫電極板1，質(zhì)子導(dǎo)體膜45，氧電極板21，空氣流通路形成板26以及模塊保持板40相同的方式形成。氫電極板60，質(zhì)子導(dǎo)體膜61，氧電極板62，空氣流通路形成板63和模塊保持板64層疊在一起，使得氫電極板51和氫氣流通路形成板6的相對(duì)配置，氧電極板53和空氣流通路形成板54的相對(duì)配置，空氣流通路形成板54和模塊保持板55的相對(duì)配置，它們與氫電極板1和氫氣流通路形成板6的相對(duì)配置，氧電極板21和空氣流通路形成板26的相對(duì)配置，以及空氣流通路形成板26和模塊保持板40的相對(duì)配置分別相同。
在燃料電池的本實(shí)施例中，第一和第二單元燃料電池51和52可以可選擇的方式彼此相連，通過(guò)選擇地切斷或保留完整的用于電極互連的在氧電極板21，氧電極板62和氫電極板1，氫電極板60中形成的針A-H，從而形成一種燃料電池。
如果用于電極互連的在氧電極板21，氧電極板62和氫電極板1，氫電極板60中形成的針A-H按照表1所示被選擇地切斷或保留不動(dòng)
表1
則第一和第二單元燃料電池相互串聯(lián)。
在表1中，
表示相關(guān)的用于電極互連的針保留不動(dòng)而不被切斷。
即，在形成第一單元燃料電池51的氧電極板21中，只留下用于電極互連的針E，而用于電極互連的針A，B，C，D，F(xiàn)，G和H都被切斷，而在形成第二單元燃料電池52的氫電極板60中，用于電極互連的針C，D和E留下，而用于電極互連的針A，B，F(xiàn)，G，和H被切斷。在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21中形成的用于電極互連的針E被向下彎，而在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氫電極板60中形成的用于電極互連的針E被向上彎，并連接到在氧電極板中形成的用于電極互連的針E。
結(jié)果，第一和第二單元燃料電池51，52相互串聯(lián)。
在另一方面，在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氫電極板1中，用于電極互連的針A，C和D被留下，用于電極互連的針B，E，F(xiàn)，G和H被切斷，而在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氧電極板62中，只有用于電極互連的針B被留下，用于電極互連的針A，C，D，E，F(xiàn)，G，和H被切斷。在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氫電極板1中形成的用于電極互連的針A，以及在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氧電極板62中形成的用于電極互連的針B被分別和輸出端相連。
如在氧電極板21或氧電極板62以及在氫電極板1或氫電極板60中形成的用于電極互連的針A-H分別按表2所示被選擇地切斷或保留不動(dòng)
表2
則第一和第二單元燃料電池51，52相互并聯(lián)。
即，在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21中，只留下用于電極互連的針F，用于電極互連的針A，B，C，D，E，G和H被切斷，而在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氫電極板60中，用于電極互連的針B和F被留下，用于電極互連的針A，C，D，F(xiàn)，G和H被切斷。在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21中形成的用于電極互連的針F被向下彎，而在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氧電極板62中形成的用于電極互連的針F被向上彎，并和在氧電極板中形成的用于電極互連的針F相連。
此外，在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氫電極板1中，用于電極互連的針A，C，D，和E被留下，用于電極互連的針B，F(xiàn)，G和H被切斷，而在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氫電極板60中，用于電極互連的針C，D和E被留下，用于電極互連的針A，B，F(xiàn)，G和H被切斷。在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氫電極板1中形成的用于電極互連的針F被向下彎，而在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氫電極板60中形成的用于電極互連的針E被向上彎，并和在氧電極板中形成的用于電極互連的針F相連。
其結(jié)果是，第一和第二單元燃料電池51，52相互并聯(lián)。
在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氫電極板1中形成的用于電極互連的針A和構(gòu)成第二單元燃料電池52的氧電極板62中形成的用于電極互連的針B分別和輸出端相連。
由于在上述的燃料電池中，氫氣通路由氫電極板1，氫氣流通路形成板6和氫電極板60固定，使得氫氣由氫氣供應(yīng)部分17提供到由氫電極板1、氫氣流通路形成板6和氫電極板60限定的氫氣通路中。因而，氫氣通過(guò)所述氫氣通路流通，使得按其圖12所示的箭頭Z沿兩維方向散布，并且反復(fù)地和氫電極板1接觸，如上所述，直到其通過(guò)氫氣排出部分19排放到燃料電池外部。
在另一方面，通過(guò)模塊保持板64提供的空氣提供給氧電極板62，其通過(guò)空氣流通路形成板63沿兩維方向散布，如同通過(guò)模塊保持板40提供的空氣那樣。
利用上述結(jié)構(gòu)，可以可選擇的互連方式，通過(guò)互連第一單元燃料電池51和第二單元燃料電池52構(gòu)成燃料電池，其中選擇地切斷或保留在氧電極板21或氧電極板62中以及在氫電極板1或氫電極板60中形成的用于電極互連的針A-H。
此外，在本發(fā)明的燃料電池中，氫電極板1和氫氣流通路形成板6疊置并緊密地結(jié)合在一起，使得形成氫電極板11的方形開(kāi)口2和三角形開(kāi)口3的格柵4的交叉點(diǎn)15和在氫氣流通路形成板6中形成的方形開(kāi)口9的中心一致，并使得形成氫氣流通路形成板6中的方形開(kāi)口9、小尺寸的方形開(kāi)口12和矩形開(kāi)口13的格柵10的交叉點(diǎn)16和在氫電極板1中形成的方形開(kāi)口2的中心一致，如圖3所示。
在按照本發(fā)明的燃料電池中，空氣流通路形成板26疊置在氧電極板21上，并和氧電極板21緊密相連，使得如圖7所示，形成氧電極板21的方形開(kāi)口22和三角形開(kāi)口23的格柵24的交叉點(diǎn)35和在空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29的中心一致，并使得形成在空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29的格柵30的交叉點(diǎn)36和在氧電極板21中形成的方形開(kāi)口22的中心一致。此外，模塊保持板40緊密地和空氣流通路形成板26結(jié)合在一起，使得在模塊保持板40中形成的每個(gè)圓孔41的中心和形成空氣流通路形成板26的方形開(kāi)口29的格柵30的交叉點(diǎn)36一致，并使得形成模塊保持板40的圓孔41的格柵42的交叉點(diǎn)43和在空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29的中心一致，如圖10所示。
此外，構(gòu)成第二單元燃料電池52的氫電極板60和氫氣流通路形成板6以和構(gòu)成第一單元燃料電池51的氫電極板1以及氫氣流通路形成板6的相對(duì)位置相同的位置相互疊置并緊密地結(jié)合在一起，同時(shí)構(gòu)成第二單元燃料電池52的氧電極板62和空氣流通路形成板63以和構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21與空氣流通路形成板26的相對(duì)位置相同的位置疊置并緊密地結(jié)合在一起。
利用上述結(jié)構(gòu)，施加于第一單元燃料電池51的模塊保持板40上的力以一種分散的形式傳遞到空氣流通路形成板26上，并因而也以分散的形式傳遞到氧電極板21上。傳遞到氧電極板21上的力通過(guò)密封件46傳遞到氫電極板1上，而且再以分散的形式傳遞到氫氣流通路形成板6上。在另一方面，施加于第二單元燃料電池52的模塊保持板64上的力以一種分散的形式傳遞到空氣流通路形成板63上，并因而也以分散的形式傳遞到氧電極板62上。傳遞到氧電極板62上的力通過(guò)密封件65傳遞到氫電極板60上，而且再以分散的形式傳遞到氫氣流通路形成板6上。因此，施加到模塊保持板40，模塊保持板64上的力被分散并均勻地施加到整個(gè)燃料電池1上，使得質(zhì)子導(dǎo)體膜45可以均勻地和氫電極板1以及氧電極板21接觸，從而改善發(fā)電效率。
下面參照

本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
參見(jiàn)圖13，本實(shí)施例的燃料電池由第一單元燃料電池51，第二單元燃料電池52，第三單元燃料電池53和第四單元燃料電池54構(gòu)成。第一單元燃料電池51包括氫氣流通路形成板6，氫電極板1，質(zhì)子導(dǎo)體膜45，氧電極板21，未示出的空氣流通路形成板和模塊保持板，按照這個(gè)順序從下開(kāi)始層疊，而第二單元燃料電池52包括氫氣流通路形成板6，氫電極板60，質(zhì)子導(dǎo)體膜61，氧電極板62，未示出的空氣流通路形成板和模塊保持板，按照這個(gè)順序從上開(kāi)始層疊。第三單元燃料電池53包括氫氣流通路形成板76，氫電極板70，質(zhì)子導(dǎo)體膜71，氧電極板72，未示出的空氣流通路形成板和模塊保持板，按照這個(gè)順序從下開(kāi)始層疊，如同在第一單元燃料電池51中那樣，同時(shí)第四單元燃料電池54包括氫氣流通路形成板76，氫電極板80，質(zhì)子導(dǎo)體膜81，氧電極板82，未示出的空氣流通路形成板和模塊保持板，按照這個(gè)順序從上開(kāi)始層疊，如同第二單元燃料電池52中那樣。
相對(duì)于第一單元燃料電池51的氧電極板21安裝第三單元燃料電池53的氧電極板72，以相對(duì)于通過(guò)相鄰部分的直線按線對(duì)稱(chēng)地，使其前面和后面顛倒，使得其用于電極互連的針E，F(xiàn)，G和H面對(duì)第一單元燃料電池51的氧電極板21的用于電極互連的針E，F(xiàn)，G和H，如圖14所示。
雖然沒(méi)有示出，在形成第三單元燃料電池53的氫電極板70和形成第一單元燃料電池51的氫電極板1之間的關(guān)系和上述的相同，形成第四單元燃料電池54的氫電極板80和氧電極板82之間的關(guān)系和形成第二單元燃料電池52的氫電極板60和氧電極板62之間的關(guān)系一樣。
在圖13所示的燃料電池中，4個(gè)單元燃料電池51-54可以可選擇的連接方式在內(nèi)部相互連接，其中選擇地切斷或保留提供給形成4個(gè)單元燃料電池51-54的氧電極板21，62，72，82和氫電極板1，60，70以及80的針A-H。
如果提供給形成各個(gè)單元燃料電池51-54的氧電極板和氫電極板的針A-H按照表3所示被選擇性地切斷
表3
則構(gòu)成所述燃料電池的4個(gè)單元燃料電池中的兩個(gè)相互串聯(lián)，而其余兩個(gè)相互并聯(lián)。
即，在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21中，只有用于電極互連的針E，F(xiàn)保持不動(dòng)，其余的針A，B，C，D，G和H被切斷，而在構(gòu)成第三單元燃料電池53的氧電極板72中，只有用于電極互連的針E保留不動(dòng)，其余的針A，B，C，D，F(xiàn)，G，和H被切斷。在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氫電極板1中，用于電極互連的針A，C，D和F保留不動(dòng)，其余的針B，E，G和H被切斷，在構(gòu)成第三單元燃料電池53的氫電極板70中，用于電極互連的針C，D和F保留不動(dòng)，其余的針A，B，E，G和H被切斷。應(yīng)當(dāng)注意，在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21和氫電極板1中，以及在構(gòu)成第三單元燃料電池53的氧電極板72和氫電極板70中，在用于電極互連的面對(duì)的針A-H當(dāng)中的被保留而未被切斷的針相互鄰接，從而實(shí)現(xiàn)電氣連接。因此，形成第一單元燃料電池51的氧電極板21和形成第三單元燃料電池53的氧電極板72由用于電極互連的針E進(jìn)行電氣互連，而形成第一單元燃料電池51的氫電極板1和形成第三單元燃料電池53的氫電極板70由用于電極互連的針F電氣互連。
此外，在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氫電極板60中，只有用于電極互連的針C，D，F(xiàn)和G保留不動(dòng)，其余的針A，B，C，E和H被切斷，在構(gòu)成第四單元燃料電池54的氫電極板80中，用于電極互連的針C，D和G保留不動(dòng)，其余的針A，B，E，F(xiàn)和H切斷。在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氧電極板62中，只有用于電極互連的針B和H保留不動(dòng)，其余的針A，C，D，E，F(xiàn)和G被切斷，在構(gòu)成第四單元燃料電池54的氧電極板82中，只有用于電極互連的針H保留不動(dòng)，其余的針A-G被切斷。應(yīng)當(dāng)注意，在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氫電極板60和氧電極板62以及構(gòu)成第四單元燃料電池54的氫電極板80和氧電極板82中，在用于電極互連的針A-H的面對(duì)的針當(dāng)中被保留未被切斷的針相互鄰接，從而實(shí)現(xiàn)電氣連接。因此，構(gòu)成第二單元燃料電池52的氫電極板60和構(gòu)成第四單元燃料電池54的氫電極板80由用于電極互連的針H電氣互連。而構(gòu)成第二單元燃料電池52的氧電極板62和構(gòu)成第四單元燃料電池54的氧電極板82由用于電極互連的針H電氣互連。
其結(jié)果是，第一單元燃料電池51和第三單元燃料電池53相互并聯(lián)，而第二單元燃料電池52和第四單元燃料電池54相互并聯(lián)。
形成在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21上的用于電極互連的針F被向下彎曲，而形成在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氫電極板60上的用于電極互連的針F向上彎曲，并被連接到在氧電極板21上形成的針F上，其結(jié)果是，第一單元燃料電池51和第三單元燃料電池53的并聯(lián)連接和第二單元燃料電池52以及第四單元燃料電池54的并聯(lián)連接串聯(lián)。
在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氫電極板1上形成的用于電極互連的針A和在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氧電極板62上形成的用于電極互連的針B分別和輸出端相連。
表4表示在4個(gè)單元燃料電池51-54全部串聯(lián)，從而構(gòu)成燃料電池的情況下，用于可選擇地切斷在氧電極板和在氫電極板中形成的用于電極互連的針A-H的方法
表4
即，在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21中，只有用于電極互連的針E保留不動(dòng)，其余的針A，B，C，D，F(xiàn)，G和H被切斷，而在構(gòu)成第
單元燃料電池53的氫電極板70中，用于電極互連的針C，D和E保留不動(dòng)，其余的針A，B，F(xiàn)，G和H被切斷。在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21上形成的用于電極互連的針E被向下彎曲，而在氫電極板70上形成的用于電極互連的針E向上彎曲，并連接到在氧電極板21上形成的針E上，其結(jié)果是，第一單元燃料電池51和第三單元燃料電池53相互串聯(lián)連接。
在另一方面，在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氫電極板60中，只有用于電極互連的針C，D和G保留不動(dòng)，而其余的針A，B，C，D，F(xiàn)，G和H被切斷，在構(gòu)成第四單元燃料電池54的氧電極板82中，只有用于電極互連的針G保留不動(dòng)，其余的針A，B，C，D，E，F(xiàn)和H被切斷。在構(gòu)成第四單元燃料電池54的氧電極板82上形成的用于電極互連的針G被向下彎曲，而在氫電極板70上形成的用于電極互連的針G向上彎曲，并和在氧電極板82上形成的針E相連，其結(jié)果是，第二單元燃料電池52和第四單元燃料電池54相互串聯(lián)。
此外，在構(gòu)成第三單元燃料電池53的氧電極板72中，只有用于電極互連的針F保留不動(dòng)，其余的針A，B，C，D，E，F(xiàn)，G和H被切斷，而在構(gòu)成第四單元燃料電池54的氫電極板80中，只有用于電極互連的針C，D保留不動(dòng)，其余的針A，B，E，G和H被切斷。在構(gòu)成第三單元燃料電池53的氧電極板72上形成的用于電極互連的針F被向下彎曲，而在構(gòu)成第四單元燃料電池54的氫電極板80上形成的用于電極互連的針F被向上彎曲，并和在氧電極板72上形成的針F相連。這樣，第三單元燃料電池53和第四單元燃料電池54相互串聯(lián)連接，其結(jié)果是，4個(gè)單元燃料電池51-54相互串聯(lián)。
表5表示在4個(gè)單元燃料電池51-54全部并聯(lián)，從而構(gòu)成燃料電池的情況下，用于選擇地切斷在氧電極板和在氫電極板中形成的用于電極互連的針A-H的方法
表5
即，在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21中，只有用于電極互連的針E，G保留不動(dòng)，其余的針A，B，C，D，F(xiàn)，和H被切斷，而在構(gòu)成第三單元燃料電池53的氧電極板72中，只有用于電極互連的針E和G保留不動(dòng)，其余的針A，B，C，D，F(xiàn)和H被切斷。在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氫電極板1中，用于電極互連的針C，D，F(xiàn)和H保留不動(dòng)，其余的針A，B，E和G被切斷，而在構(gòu)成第三單元燃料電池53的氫電極板70中，用于電極互連的針C，D，F(xiàn)，和H保留不動(dòng)，其余的針A，B，E和G被切斷。應(yīng)當(dāng)注意，在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21和氫電極板1中，以及在構(gòu)成第三單元燃料電池53的氧電極板72和氫電極板70中，在用于電極互連的針A-H面對(duì)的針當(dāng)中被保留而不被切斷的針彼此鄰接，從而實(shí)現(xiàn)電連接。這樣，構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21和構(gòu)成第三單元燃料電池53的氧電極板72由用于電極互連的針E電氣互連，而構(gòu)成第一單元燃料電池51的氫電極板1和構(gòu)成第三單元燃料電池53的氫電極板70由用于電極互連的針F電氣互連。
此外，在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氫電極板60中，只有用于電極互連的針C，D和F保留不動(dòng)，其余的針A，B，E，G和H被切斷，用于電極互連的針F被向上彎曲，形成在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氫電極板1上的用于電極互連的針被向下彎曲，從而連接氫電極板60的用于電極互連的針F。在構(gòu)成第二單元燃料電池52的氧電極板62中，只有用于電極互連的針B和G保留不動(dòng)，其余的針A，C，D，E，F(xiàn)，和H被切斷，用于電極互連的針G被向上彎曲，形成在構(gòu)成第一單元燃料電池51的氧電極板21上的用于電極互連的針G被向下彎曲，以便和氧電極板62的用于電極互連的針G相連。這樣，第一單元燃料電池51和第二單元燃料電池52便通過(guò)用于電極互連的針F和G并聯(lián)在一起。
此外，在構(gòu)成第四單元燃料電池54的氫電極板80中，只有用于電極互連的針C，D和F保留不動(dòng)，其余的針A，B，E，G和H被切斷，用于電極互連的針F被向上彎曲，形成在構(gòu)成第三單元燃料電池53的氫電極板70上的用于電極互連的針F向下彎曲，以便和氫電極板80的用于電極互連的針F相連。在構(gòu)成第四單元燃料電池54的氧電極板82中，只有用于電極互連的針G保留不動(dòng)，其余的針A，B，C，D，E，F(xiàn)和H被切斷，用于電極互連的針G被向上彎曲，形成在構(gòu)成第三單元燃料電池53的氧電極板72上的用于電極互連的針G被向下彎曲，以便和氧電極板82的用于電極互連的針G相連。這樣，第三單元燃料電池53和第四單元燃料電池54便通過(guò)用于電極互連的針F和G被并聯(lián)在一起。
這樣，4個(gè)單元燃料電池51-54便被相互并聯(lián)在一起而形成一個(gè)燃料電池。
具有上述結(jié)構(gòu)的燃料電池可以?xún)H以選擇連接的方式通過(guò)互連4個(gè)單元燃料電池51-54構(gòu)成，其中通過(guò)選擇地切斷形成在構(gòu)成單元燃料電池51-5 4的氧電極板和氫電極板上的用于電極互連的針A-H，而留下未選擇的針保留不動(dòng)，不需要提供用于連接的導(dǎo)體。
本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改。
例如，氫電極板1和氫氣流通路形成板6疊置并緊密地結(jié)合在一起，使得形成氫電極板1的方形開(kāi)口2和三角形開(kāi)口3的格柵4的交叉點(diǎn)15和在氫氣流通路形成板6中形成的方形開(kāi)口9的中心一致，并使得形成方形開(kāi)口9，小尺寸的方形開(kāi)口12，以及矩形開(kāi)口13的格柵10的交叉點(diǎn)16和形成在氫電極板1中的方形開(kāi)口2的中心一致。不過(guò)，使氫電極板1和氫氣流通路形成板6以這種方式緊密地結(jié)合在一起并不是強(qiáng)制性的，因?yàn)橹灰獨(dú)潆姌O板1和氫氣流通路形成板6緊密地結(jié)合在一起，使得在氫電極板1中形成的多個(gè)開(kāi)口和在氫氣流通路形成板6中形成的多個(gè)開(kāi)口中的兩個(gè)或兩個(gè)以上連通，從而使在氫氣流通路形成板6中形成的多個(gè)開(kāi)口的每一個(gè)和在氫電極板1中形成的多個(gè)開(kāi)口中的兩個(gè)或兩個(gè)以上連通便足夠了。
雖然在氫電極板1中形成有13個(gè)方形開(kāi)口2和8個(gè)三角形開(kāi)口3，但是方形開(kāi)口2和三角形開(kāi)口3的數(shù)量可以任意地設(shè)置。此外，開(kāi)口的形狀不限于方的或三角形的，可以是多邊形的，例如可以是矩形的或圓形的。
此外，雖然在氫氣流通路形成板6中形成有12個(gè)方形開(kāi)口9，4個(gè)小尺寸的方形開(kāi)口，和8個(gè)三角形開(kāi)口13，但是在氫電極板1中形成和方形開(kāi)口2相同尺寸的方形開(kāi)口9不是強(qiáng)制性的，這樣，方形開(kāi)口9、小尺寸單獨(dú)方形開(kāi)口和三角形開(kāi)口13的數(shù)量可以選擇地設(shè)置，同時(shí)開(kāi)口的形狀也不限于是方形的，可以是多邊形的或矩形的或圓形的。
應(yīng)當(dāng)注意，氧電極板21和空氣流通路形成板26疊置并相互緊密地結(jié)合在一起，使得形成氧電極板21的方形開(kāi)口22和三角形開(kāi)口23的格柵24的交叉點(diǎn)35和在空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29的中心一致，并使得形成方形開(kāi)口29的格柵30的交叉點(diǎn)36和在氧電極板21中形成的方形開(kāi)口22的中心一致。不過(guò)，使氧電極板21和空氣流通路形成板26以這種方式緊密地結(jié)合在一起并不是強(qiáng)制性的，因?yàn)橹灰蹼姌O板21和空氣流通路形成板26緊密地結(jié)合在一起，使得形成在氧電極板21中的多個(gè)方形開(kāi)口22和三角形開(kāi)口23中的每一個(gè)和形成在空氣流通路形成板26中的多個(gè)方形開(kāi)口29中的兩個(gè)或兩個(gè)以上連通，從而使在空氣流通路形成板26中形成的方形開(kāi)口29的每一個(gè)和在氧電極板21中形成的多個(gè)方形開(kāi)口22和三角形開(kāi)口23中的兩個(gè)或兩個(gè)以上連通便足夠了。
雖然氧電極板21以和氫電極板1相同的方式成形，并且在氧電極板21中形成13個(gè)方形開(kāi)口29和8個(gè)三角形開(kāi)口23，但是方形開(kāi)口22和三角形開(kāi)口23的數(shù)量可以任意地設(shè)置。此外，開(kāi)口的形狀也不限于是方的或是三角形的，它們可以是多邊形的，例如是矩形的或圓形的。此外，氧電極板21可以和氫電極板1類(lèi)似地成形。
雖然在空氣流通路形成板26中形成和在氧電極板21中形成的方形開(kāi)口22尺寸相同的16個(gè)方形開(kāi)口29以及切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d，但是提供和在氧電極板21中形成的方形開(kāi)口22相同尺寸的方形開(kāi)口29不是強(qiáng)制性的。此外，形成在空氣流通路形成板26中的方形開(kāi)口29的數(shù)量和切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d的數(shù)量可以任意地設(shè)置。形成在空氣流通路形成板26中的開(kāi)口的形狀不限于是方形的，它們可以是多邊形的例如矩形的或三角形的，或者是圓形的，同時(shí)提供圖6所示的切口27a，28a，27b，28b，27c，28c，27d，28d也不是強(qiáng)制性的。
模塊保持板40緊密地和空氣流通路形成板26結(jié)合，使得在模塊保持板40中形成的圓孔41的中心和形成空氣流通路形成板26的方形開(kāi)口29的格柵的交叉點(diǎn)36一致，并使得形成模塊保持板40的圓孔41的格柵42的交叉點(diǎn)43和空氣流通路形成板26的方形開(kāi)口29的中心一致，如圖9所示。不過(guò)，使模塊保持板40和空氣流通路形成板26以這種方式緊密地疊置在一起并不是強(qiáng)制性的，因?yàn)橹灰K保持板40和空氣流通路形成板26緊密地結(jié)合在一起，使得在模塊保持板40中形成的多個(gè)圓孔41以及在氧電極板21中形成的三角形開(kāi)口23中的每一個(gè)和在空氣流通路形成板26中形成的多個(gè)方形開(kāi)口29中的兩個(gè)或兩個(gè)以上連通，從而使得在空氣流通路形成板26中形成的多個(gè)方形開(kāi)口29中的每一個(gè)和在模塊保持板40中形成的多個(gè)圓孔41中的兩個(gè)或兩個(gè)以上連通便足夠了。
雖然在模塊保持板40中形成有21個(gè)圓孔41，如圖8所示，但是，在模塊保持板40中形成的圓孔41的數(shù)量可以任意地設(shè)置。在模塊保持板40中形成的開(kāi)口不限于是圓形的，可以在模塊保持板40中形成方形、矩形的或三角形的開(kāi)口。
雖然氫電極板1由不銹鋼制成，但這不是強(qiáng)制性的，例如可以由耐蝕鎳基合金，鎳，鉬，銅，鋁，鐵，銀，金，鉑，鉭或鈦，或者這些材料的兩種或幾種的合金制成。
雖然氫氣流通路形成板6由聚碳酸酯制成，但是并不限于此，例如氫氣流通路形成板6可以用丙烯酸樹(shù)脂，陶瓷，碳，耐蝕鎳基合金，不銹鋼，鎳，鉬，銅，鋁，鐵，銀，金，鉑，鉭或鈦，或者這些材料中的一種或幾種合金制成。
雖然氧電極板21由不銹鋼制成，但這不是強(qiáng)制性的，例如氧電極板21可以用耐蝕鎳基合金，鎳，鉬，銅，鋁，鐵，銀，金，鉑，鉭或鈦，或者這些材料中的一種或幾種合金制成。
雖然空氣流通路形成板26由聚碳酸酯制成，但這不是強(qiáng)制性的，其可以由丙烯酸，陶瓷，碳，耐蝕鎳基合金，不銹鋼，鎳，鉬，銅，鋁，鐵，銀，金，鉑，鉭或鈦，或者這些材料中的一種或幾種合金制成。
雖然在氧電極板21，62，72，82的每一個(gè)上以及在氫電極板1，60，70或80的每一個(gè)的4個(gè)側(cè)部形成有8個(gè)用于電極互連的矩形針A-H，但是所述用于電極互連的針A-H的數(shù)量、形狀和形成位置可以選擇，并以可選擇的方式確定。在氫電極板1，60，70或80的每個(gè)的4個(gè)側(cè)部以及在氧電極板21，62，72，82的每一個(gè)上形成8個(gè)用于電極互連的針A-H不是強(qiáng)制性的。
工業(yè)應(yīng)用
如上所述，本發(fā)明的燃料電池能夠產(chǎn)生通過(guò)內(nèi)部連接產(chǎn)生所需的電動(dòng)勢(shì)，使得可以實(shí)現(xiàn)小的尺寸和厚度。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池，包括
至少一個(gè)單元燃料電池，所述單元燃料電池包括具有多個(gè)開(kāi)口的氫氣通路形成板，具有質(zhì)子導(dǎo)體膜和多個(gè)開(kāi)口的氧電極板以及具有多個(gè)開(kāi)口的空氣流通路形成板，所述氫氣通路形成板，氧電極板和空氣流通路形成板按照這個(gè)順序?qū)盈B在一起；
至少兩個(gè)可以選擇地切斷的互連針，它們形成在所述氫電極板的周邊部分上和所述氧電極板的周邊部分上。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中所述氫電極板和氧電極板基本上是矩形的，并且其中所述互連針形成在所述氫電極板和氧電極板的至少一例上。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料電池，其中所述氫電極板和氧電極板基本上是矩形的，并且其中所述互連針形成在所述氫電極板和氧電極板的4個(gè)側(cè)部上。
4.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中，所述形成在氫電極板的周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針和形成在所述氧電極板的周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針在這樣的情況下形成，其中所述單元燃料電池中的兩個(gè)并置在一起，形成在所述氫電極板的周邊部分上的以及形成在所述氧電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針被選擇地切斷，使得形成在一個(gè)所述單元燃料電池中的所述氫電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)所述單元燃料電池的所述氫電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針電氣相連，以及形成在一個(gè)所述單元燃料電池所述氧電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)所述單元燃料電池的所述氧電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針電氣相連。
5.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中所述形成在所述氫電極板周邊部分上和所述氧電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針可選擇地切斷并選擇地彎曲。
6.如權(quán)利要求5所述的燃料電池，其中，所述形成在氫電極板的周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針和形成在所述氧電極板的周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針在這樣的情況下形成，其中所述單元燃料電池中的兩個(gè)并置在一起，形成在所述氫電極板的周邊部分上的以及形成在所述氧電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針被選擇地切斷或彎曲，使得形成在一個(gè)所述單元燃料電池中的氫電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)所述單元燃料電池的所述氫電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針電氣相連，以及形成在一個(gè)所述單元燃料電池中的所述氧電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)所述單元燃料電池的所述氧電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針電氣相連。
7.如權(quán)利要求5所述的燃料電池，其中，所述形成在氫電極板的周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針和形成在所述氧電極板的周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針在這樣的情況下形成，其中利用共用的所述氫氣流通路形成板將所述單元燃料電池中的兩個(gè)疊置在一起，，形成在所述氫電極板的周邊部分上的以及形成在所述氧電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針被選擇地彎曲，使得形成在一個(gè)所述單元燃料電池中的氫電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)所述單元燃料電池的所述氫電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針電氣相連，以及形成在一個(gè)所述單元燃料電池中的所述氧電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針和形成在另一個(gè)所述單元燃料電池的所述氧電極板周邊部分上的所述至少兩個(gè)互連針電氣相連。
8.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，還包括
具有多個(gè)開(kāi)口的模塊保持板，相對(duì)于所述氧電極板，所述模塊保持板提供在構(gòu)成所述單元燃料電池的所述空氣流通路形成板的相反側(cè)。
9.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中所述氫氣流通路形成板具有0.01mm到1mm的厚度。
10.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中所述氫電極板具有0.01mm到1mm的厚度。
11.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中所述空氣流通路形成板具有0.01mm到0.5mm的厚度。
12.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中所述氧電極板具有0.01mm到1mm的厚度。
13.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中所述氫氣流通路形成板由從以下材料構(gòu)成的組中選擇的材料制成聚碳酸酯，丙烯酸樹(shù)脂，陶瓷，碳，耐蝕鎳基合金，不銹鋼，鎳，鉬，銅，鋁，鐵，銀，金，鉑，鉭和鈦。
14.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中所述氫電極板由從以下材料構(gòu)成的組中選擇的材料制成耐蝕鎳基合金，不銹鋼，鎳，鉬，銅，鋁，鐵，銀，金，鉑，鉭和鈦，以及這些材料的兩種或幾種的合金。
15.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中所述空氣流通路形成板由從以下材料構(gòu)成的組中選擇的材料制成聚碳酸酯，丙烯酸樹(shù)脂，陶瓷，碳，耐蝕鎳基合金，不銹鋼，鎳，鉬，銅，鋁，鐵，銀，金，鉑，鉭和鈦。
16.如權(quán)利要求1所述的燃料電池，其中所述氧電極板由從以下材料構(gòu)成的組中選擇的材料制成耐蝕鎳基合金，不銹鋼，鎳，鉬，銅，鋁，鐵，銀，金，鉑，鉭和鈦，以及這些材料的兩種或幾種的合金。
全文摘要
一種燃料電池，包括形成有多個(gè)開(kāi)口(9，12，13)的氫氣通路形成板(6)、形成有多個(gè)開(kāi)口(2，3)、質(zhì)子導(dǎo)體膜(45)的氫電極板(1)、形成有多個(gè)開(kāi)口(22，23)的氧電極板(21)以及形成有多個(gè)開(kāi)口(21)的空氣流通路形成板(26)，這些組成部分按照所述順序?qū)盈B在一起構(gòu)成一單元燃料電池。氫電極板(1)和氧電極板(21)的周邊部分上形成有可以選擇地切斷的互連針(A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，和H)。適當(dāng)?shù)厍袛嗄承┗ミB針，通過(guò)其它互連針內(nèi)部連接多個(gè)單元燃料電池，因此形成產(chǎn)生所需電動(dòng)勢(shì)的燃料電池。
文檔編號(hào)H01M8/24GK1398435SQ0180462
公開(kāi)日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2001年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月2日
發(fā)明者官腰光史, 官澤弘, 渡邊富一 申請(qǐng)人:索尼公司