[发明专利]边缘封装燃料电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种边缘封装燃料电池模块，尤其涉及一种可有效防止燃料泄漏的边缘封装燃料电池模块。

背景技术

燃料电池(Fuel Cell)是一种利用甲醇或氢气等燃料和氧气进行氧化还原反应来产生电力的装置。为了使燃料电池产生电化学反应(或氧化还原反应)，燃料及氧气必须分别经由适当的通道进入燃料电池之中。举例来说，以氢气(H2)作为燃料的燃料电池而言，氢气(H2)及氧气会分别经由阳极气体扩散层及阴极气体扩散层被输送至膜电极组的阳极反应侧(或阳极触媒层)及阴极反应侧(或阴极触媒层)来进行氧化还原反应，以产生电力输出。在此，阳极反应侧及阴极反应侧的氧化还原反应是分别如下所示：

阳极反应侧：H₂→2H⁺+2e^-

阴极反应侧：1/2O₂+2H⁺+2e^-→H₂O

如上所述，倘若阳极反应侧的氢气(H₂)以及阴极反应侧的氧气泄漏至燃料电池的外部或阳极反应侧的氢气(H₂)以及阴极反应侧的氧气彼此泄漏混合，则可能会导致燃料电池的效能变差或甚至发生爆炸等危险情形。因此，为了确保阳极反应侧的氢气(H₂)以及阴极反应侧的氧气不会泄漏至燃料电池的外部以及不会彼此泄漏混合，边缘封装元件已经被广泛地应用于燃料电池之中。

然而，公知的燃料电池模块的边缘封装元件具有粘着力及支撑强度不足的缺点，如此容易导致燃料及氧气泄漏至燃料电池模块的外部以及发生彼此泄漏混合的现象。

发明内容

本发明基本上采用如下所详述的特征以为了要解决上述的问题。也就是说，本发明包括一膜电极组，具有一质子交换膜、一阳极触媒层及一阴极触媒层，其中，该质子交换膜位于该阳极触媒层与该阴极触媒层之间；一阳极气体扩散层；一阴极气体扩散层；一阳极边缘封装元件，连接于该膜电极组的该阳极触媒层与该阳极气体扩散层之间；以及一阴极边缘封装元件，连接于该膜电极组的该阴极触媒层与该阴极气体扩散层之间，并且于该膜电极组外缘与该阳极边缘封装元件互相粘着。

同时，根据本发明的边缘封装燃料电池模块，该阳极边缘封装元件及该阴极边缘封装元件分别具有一基材层及两粘着层，该基材层成型于所述粘着层之间，该阳极边缘封装元件借由所述粘着层连接于该膜电极组的该阳极触媒层与该阳极气体扩散层之间，以及该阴极边缘封装元件借由所述粘着层连接于该膜电极组的该阴极触媒层与该阴极气体扩散层之间。

又在本发明中，该基材层可由一纤维材料或薄膜所制成。

又在本发明中，该纤维材料包括玻纤布、尼龙布、聚酯布或克维拉纤维纸。

又在本发明中，该薄膜包括一聚酯膜或一聚碳酸酯膜。

又在本发明中，所述粘着层由一热塑性材料或一热固性材料所制成。

又在本发明中，该热塑性材料包括改性聚酯膜、聚偏氟乙烯、含氟热塑性弹性体、芳香烃高分子聚合物、改性聚乙烯、改性聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯、热塑性弹性体或芳香族聚烯胺。

又在本发明中，该热固性材料包括环氧树脂或硅树脂。

本发明可以有效避免燃料以及氧气泄漏至边缘封装燃料电池模块的外部以及彼此泄漏混合，并且可避免多个边缘封装燃料电池模块组装成一燃料电池堆时发生组装对位不良的情形。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例并配合所附附图做详细说明。

附图说明

图1显示本发明的边缘封装燃料电池模块的剖面示意图；

图2显示本发明的边缘封装燃料电池模块的阳极边缘封装元件或阴极边缘封装元件的一种制造方式示意图；

图3显示本发明的边缘封装燃料电池模块的阳极边缘封装元件或阴极边缘封装元件的另一种制造方式示意图；

图4显示本发明的边缘封装燃料电池模块的阳极边缘封装元件或阴极边缘封装元件的再一种制造方式示意图；以及

图5显示本发明的边缘封装燃料电池模块的制造方式示意图。

其中，附图标记说明如下：

100～边缘封装燃料电池模块

110～膜电极组

111～质子交换膜

112～阳极触媒层

113～阴极触媒层

120～阳极气体扩散层

130～阴极气体扩散层

140、140’～阳极边缘封装元件

150、150’～阴极边缘封装元件