[发明专利]燃料电池堆主流道设计的方法及其燃料电池堆结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池堆主流道设计的方法及其燃料电池堆结构，特别是涉及一种应用于燃料电池堆结构设计的燃料电池堆主流道设计的方法及其燃料电池堆结构。

背景技术

燃料电池是将氢气与氧气作为反应物，经过一连串的电化学反应产生电能，而其生成物只有电能、废热及纯水，因此是一种相对环保的发电装置。此外，由于单一个燃料电池单元电压低电流小，无法单独使用，所以现行是将多个燃料电池单元堆叠串接成一燃料电池堆，以提供较紧密的结构并且更易于产品化设计。

图1为现有习知的燃料电池堆的流场板11的示意图。图2A为现有习知的燃料电池堆100的U型流道示意图。图2B为现有习知的燃料电池堆100的Z型流道示意图。

如图1所示，流场板11是用以将氢气与氧气等燃料气体导入燃料电池单元中以进行电化学反应。其中，流场板11的四周设计有流道12a、12b，是燃料气体进入燃料电池单元内的入口及出口。流场板11上又分布有分流道13，分流道13连通至流道12a、12b，使燃料气体由流道12a进入，并通过分流道13引导燃料气体均匀分布于燃料电池单元内，而于电化学反应后，其副产物则可通过分流道13导回流道12b并排出。

如图2A及图2B所示，燃料电池堆100由多个燃料电池单元10堆叠而成，并且堆叠后的燃料电池堆100可使每一流道12堆叠形成主流道14，而主流道14又可进一步分为进气主流道141及出气主流道142，现有习知的技术中可依照主流道14的相关位置，又分为U型流道(如图2A所示)及Z型(如图2B所示)流道。

然而无论是何种型式的主流道14，燃料气体都难以均匀地分流至每一燃料电池单元10内，一来在主流道14宽度固定的情形下，燃料电池堆100中主流道14的头尾两端的分流道13流量多半最小，中间分流道13流量大，而使得每一燃料电池单元10无法皆达到最佳发电效率，二来每一燃料电池单元10的发电状况各自独立且难以掌控，其中许多变因不是可利用模拟推测得知的，所以若能各别提升每一燃料电池单元10的发电效率，便能促进整体燃料电池堆100效率提升。

由此可见，上述现有的燃料电池堆主流道设计的方法在方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法又没有适切的方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的燃料电池堆主流道设计的方法及燃料电池堆结构，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的主要目的在于，燃料电池堆主流道设计的方法及其燃料电池堆结构，其是借由调整控制件的位置来调控流道宽度，进而使每一燃料电池单元的发电效率达最大值。

本发明的另一目的在于，燃料电池堆主流道设计的方法及其燃料电池堆结构，其是通过控制件调控流道宽度，可取得燃料电池堆的主流道设计，又进一步将主流道设计应用于燃料电池堆，因此燃料电池堆的输出电压能使燃料电池堆的发电效率达到最大值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种燃料电池堆主流道设计的方法，其包括下列步骤：提供一燃料电池堆，其是由多个燃料电池单元堆叠而成，其中每一该燃料电池单元具有至少一流道，且该些流道堆叠后形成一主流道，而每一该流道的一侧设置有一控制件；以及取得一主流道设计，其是调整每一该控制件，独立调控该些流道的宽度，并取得其对应的该燃料电池单元的输出电压，借此调整后的该些控制件所形成的曲线结构即为该主流道设计。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的燃料电池堆主流道设计的方法，其中所述的主流道为进气主流道。

前述的燃料电池堆主流道设计的方法，其中所述的主流道为出气主流道。

前述的燃料电池堆主流道设计的方法，其中所述的控制件为一螺丝、一螺杆、一圆柱或一档板。

前述的燃料电池堆主流道设计的方法，其中所述的控制件进一步由外部调控。

前述的燃料电池堆主流道设计的方法，其中所述的输出电压能使该燃料电池堆的发电效率达到最大值。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种均匀分流燃料电池堆结构，其具有多个燃料电池单元，其中每一该燃料电池单元具有至少一流道，且该些流道堆叠后形成一主流道，该主流道具有一设计的曲线结构。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。