[发明专利]一种具有直角梯形多孔电极的微流体燃料电池

说明书

本发明公开了一种具有直角梯形多孔电极的微流体燃料电池，属于燃料电池技术领域，由隔板与覆盖在隔板上下的上盖板和下盖板通过热压封装而成，隔板内开设有流体流道，上盖板上设置有阳极液入口、阴极液入口和反应液出口，上盖板的内表面上沉积有金属层的阳极电流收集器和阴极电流收集器，阳极电流收集器和阴极电流收集器分别与外导线相连用以引出燃料电池内产生的电能供外电路负载使用，下盖板底面设有凹槽，直角梯形多孔电极设置在凹槽内。本发明采用的下底板凹槽设计可在有效固定多孔电极的同时避免增大电池尺寸，采用的直角梯形电极设计可均衡多孔电极内的流场分布。

技术领域

本发明涉及一种微流体燃料电池，特别是涉及一种具有直角梯形多孔电极的微流体燃料电池，属于燃料电池技术领域。

背景技术

微流体燃料电池利用微流动的层流特性使燃料与氧化物流体自然分层，无需使用质子交换膜，结构简单，成本低，在便携式电子设备中具有巨大的应用潜力，目前所发展的多种微流体燃料电池当中，具有多孔电极的微流体燃料电池展现了良好的性能优势，在这些具有多孔电极的微流体燃料电池中，多孔电极普遍采用矩形，并通过延伸电极长度将电极延伸端卡在隔板卡槽中的方式固定在电池中，然而相关研究发现，这些矩形多孔电极内的流场分布并不均衡，靠近出口侧的流速较大，且延伸电极长度的固定方法增大了电池的整体尺寸，对微流体燃料电池在便携式电子设备中的应用带来了不利影响。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种具有直角梯形多孔电极的微流体燃料电池，采用的下底板凹槽设计可在有效固定多孔电极的同时避免增大电池尺寸，采用的直角梯形电极设计可均衡多孔电极内的流场分布。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种具有直角梯形多孔电极的微流体燃料电池，由隔板与覆盖在所述隔板上下的上盖板和下盖板通过热压封装而成，所述隔板内开设有流体流道，所述上盖板上设置有阳极液入口、阴极液入口和反应液出口，所述上盖板的内表面上沉积有金属层的阳极电流收集器和阴极电流收集器，所述阳极电流收集器和所述阴极电流收集器分别与外导线相连用以引出燃料电池内产生的电能供外电路负载使用，所述下盖板底面设有凹槽，所述直角梯形多孔电极设置在所述凹槽内。

优选的，所述的隔板、所述上盖板和所述下盖板的材料均为PMMA聚甲基丙烯酸甲酯，其厚度均为0.3mm。

优选的，所述隔板内的流体流道为通槽。

优选的，所述上盖板上的所述阳极液入口和所述阴极液入口均为通孔；所述反应液出口为通孔，作为阳极液和阴极液的共同出口。

优选的，所述阳极液为溶解了二价钒的硫酸溶液，所述阴极液为溶解了五价钒的硫酸溶液。

优选的，所述上盖板内表面上沉积的金属层材料为金和/或铂，所述金属层的厚度为100nm。

优选的，所述直角梯形多孔电极的上底位于入口侧，下底位于出口侧，直角边位于中间流道侧，材料为碳纸，厚度为隔板厚度与下底板凹槽深度之和。

优选的，所述下盖板底面的凹槽包括阳极凹槽和阴极凹槽，所述阳极凹槽和所述阴极凹槽的平面形状尺寸与嵌入的直角梯形多孔电极的平面形状尺寸一致。

优选的，所述直角梯形多孔电极包括多孔阳极和多孔阴极，所述多孔阳极设置在所述阳极凹槽内，所述多孔阴极设置在所述阴极凹槽内。

优选的，所述阳极凹槽和所述阴极凹槽的深度均为0.1mm。

本发明的有益技术效果：按照本发明的具有直角梯形多孔电极的微流体燃料电池，本发明提供的具有直角梯形多孔电极的微流体燃料电池，采用的下底板凹槽设计可在有效固定多孔电极的同时避免增大电池尺寸，采用的直角梯形电极设计可均衡多孔电极内的流场分布。

附图说明