[发明专利]具导流垫的燃料电池流场板

说明书

技术领域

本发明是关于一种具导流垫的燃料电池流场板，尤其指一种适用于流体燃料的燃料电池的流场板。

背景技术

燃料电池是一种能够将储存在燃料和氧化剂中的化学能，直接转化为电能的装置。其具有转换效率高、零污染、噪声低、寿命长...等等优点。因此，只要可以源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂，它就可以持续发电。其中，依据电解质的不同，燃料电池可分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)及质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。

然而，燃料电池和一般常用的电池不同之处在于，它并不储存能源，而是转换能源。燃料电池利用催化剂启动氧化还原反应，使其不必经过剧烈燃烧即可产生能源。且燃料电池直接由燃料氧化产生电能，其放电电流可以随着燃料供应量增加而增大，因此燃料电池没有电力衰竭及充电的问题，只要持续供给燃料及氧气，便可持续发电。倘若再将其串联成电池堆(fuel cell stack)，则可以提供较高电压，而具有超高的能源密度。因此，在燃料电池中，空气和氢气的流动就显得非常重要，必须要尽量地使气体能均匀流过每个单电池的反应面。

据此，目前燃料电池中提供气体流动的管道，是由流场板的流道做为气体的流通渠道。请一并参阅图11A、及图11B，图11A是公知流场板的示意图，图11B是公知流场板剖视图。如图中所示，公知流场板8的两面均开设有复数条迂回流道81，两面主要分别用以提供燃料、及氧气流通。然而，以目前技术而言，公知流场板8的蛇行迂回流道81是以一金属块材经过机械加工如铣削而形成。

据此，为保持公知流场板8的强度，其本身须具备相当的厚度，当然也伴随具有相当的重量，因此对于燃料电池不断追求减少体积、降低重量的发展趋势下，会变的相当不利。再且，公知流场板8当组装后，两两夹合膜极组(Membrane Electrode Assembly，MEA)时，因其蛇行迂回流道81无法完全对应、对称夹合，特别是弯折处无法对应，如此会导致无对称处出现接触阻抗，进而影响燃料电池的效率。

由此可知，如何达成一种可大幅减少厚度体积、及重量、又可维持强度，更能有效简化制造程序、及成本的燃料电池流场板，实在是产业上的一种迫切需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具导流垫的燃料电池流场板，以克服公知技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的具导流垫的燃料电池流场板，包括：一平板、及一导流垫。平板包括有一正面、及一反应区。反应区设置于正面上，且反应区内设有相互平行的复数条凸条、及复数条凹槽。其中，复数条凸条是分别穿插分隔于复数条凹槽之间。且每一凹槽包括有一入口端、及一出口端。又平板还于反应区之外贯设有一入气孔、及一出气孔。而导流垫盖设于平板的正面上。导流垫中央镂空设有一镂空区，其对应于平板的反应区并具有相同形状。而导流垫还镂空设有一入气槽、及一出气槽。其中，平板的入气孔是通过入气槽以连通至镂空区与复数条凹槽的入口端，而平板的出气孔是通过出气槽以连通至镂空区与复数条凹槽的出口端。据此，本发明能大幅减少流场板的板厚与体积、及降低重量，又可精简制造程序、降低成本。此外，本发明的流道变化更具弹性，仅需由变更导流垫即可改变流道分布，进而改变发电效率。

其中，本发明的平板的复数条凹槽区可分成至少二组流道，且每一组流道内各凹槽的入口端是位于同侧。每一组流道内各凹槽的出口端与其相邻但不同组流道内各凹槽的入口端是位于同侧。再且，导流垫还镂空设有至少一导流槽，至少一导流槽是连通于上述其中一组流道内各凹槽的出口端与其相邻但不同组流道内各凹槽的入口端之间。据此，由导流槽位置的变化再搭配流道，即可形成如迂回、蛇行等各式流体流道的分布，进而促使发电效率的改变或搭配更具弹性。

再者，本发明可还包括有另一导流垫，而平板还包括有一背面其位于正面的相对背侧。背面上设有另一反应区，另一反应区内设有相互平行的复数另一凸条、及复数另一凹槽。复数另一凸条是分别穿插分隔于复数另一凹槽之间。每个另一凹槽包括有一入口端、及一出口端。平板还贯设有另一入气孔、及另一出气孔。且另一导流垫是盖设于平板的背面上。另一导流垫中央镂空设有一镂空区。镂空区是对应于平板的另一反应区并具有相同形状。另一导流垫还镂空设有另一入气槽、及另一出气槽。其中，平板的另一入气孔是通过另一入气槽以连通至镂空区与复数另一凹槽的入口端，平板的另一出气孔是通过另一出气槽以连通至镂空区与复数另一凹槽的出口端。因此，本发明的平板两面可皆包括有反应区，以同时进行反应，进而减少整体体积。