[发明专利]一种自呼吸式柔性质子交换膜燃料电池

权利要求书

1.一种自呼吸式柔性质子交换膜燃料电池，包括圆柱状燃料柱和围绕在燃料柱外表面的燃料电池主体，在圆柱状燃料柱内盛有碱性水溶液，所述燃料电池主体由膜电极、集流器与双极板粘结而成；所述双极板之间，依次为阳极极板(101)、阳极集流器(301)、阳极气体扩散层(202)、质子交换膜(201)、阴极气体扩散层(203)、阴极集流器(302)和阴极极板(103)，其特征在于：

所述阳极气体扩散层(202)、质子交换膜(201)、阴极气体扩散层(203)通过热压成膜电极；

在燃料柱外壁(401)与阳极极板(101)接触的区域，沿X轴和Y轴分别设有圆形小孔并与阳极流道(102)所在区域重合，以便燃料运输到阳极极板(101)；

在阳极极板(101)与阳极气体扩散层(202)接触的区域，设有深度与极板厚度相同，长度与阳极气体扩散层(202)长度相同，宽度≤5mm的立方体空心凹槽，每个立方体空心凹槽沿X轴方向上的间距与立方体宽度一致，便于燃料扩散到达阳极气体扩散层(202)；

在阴极极板(103)与阴极气体扩散层(203)接触区域，分别在极板首部、中部以及尾部设有深度与极板厚度相同，长度与阴极气体扩散层(203)长度相同，宽度≤5mm的空心凹槽，便于空气通过自吸的方式到达阴极气体扩散层(203)，并起到保护膜电极的作用。

2.根据权利要求1所述的自呼吸式柔性质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述气体扩散层所用的基底层为柔性多孔导电材料。

3.根据权利要求2所述的自呼吸式柔性质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述基底层为碳纸或碳布。

4.根据权利要求1所述的自呼吸式柔性质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述双极板的阴阳两极导线尾端沿电池X轴方向延伸出电池主体外部，便于连接外电路，实现电池内外电路的循环。

5.根据权利要求1所述的自呼吸式柔性质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述双极板为矩形，阴极极板X轴方向上的长度大于阳极X轴方向的长度，从而在弯曲时阴阳两极极板首尾端在Y轴方向上保持一致。

6.根据权利要求1所述的自呼吸式柔性质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述碱性水溶液，液面高度低于圆柱管壁最下层圆孔下沿，防止碱溶液泄漏；待电池组装完成后，向圆柱内加入可与碱溶液反应的金属并密封。

7.根据权利要求1所述的自呼吸式柔性质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述燃料柱由耐碱蚀的高分子材料制得。

8.根据权利要求7所述的自呼吸式柔性质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述燃料柱由PVC、PP制得。

9.根据权利要求1所述的自呼吸式柔性质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述燃料电池主体围绕在圆柱状燃料柱外表面，根据电池主体的整体长度和圆柱状燃料柱周长的相对大小确定覆盖的面积。

10.根据权利要求1所述的自呼吸式柔性质子交换膜燃料电池，其特征在于：所述质子交换膜为Nafion膜，使用前经预处理；具体为Nafion115、117、211、212等质子交换膜。