[发明专利]一种用储氢合金作负极的燃料电池

说明书

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种用储氢合金作负极的燃料电池，它包括空气压缩机、加湿器、燃料电池堆三大部分，燃料电池堆包括由上盖板、底板、左封板、右封板及两块后封板组成封闭腔体，腔体内设有但不限于三组单体电池，单体电池紧密安装于腔体内部且依次串联，中间单体电池包含储液双极集流板，两侧的单体电池分别设有独立的正极集流板与储液负极集流板，每个单体电池内还包括储氢合金块、质子交换膜支撑板、质子交换膜、扩散材料、弹簧片，储氢合金块、弹簧片共同安装于储液双极集流板或储液负极集流板与质子交换膜支撑板、质子交换膜围成的长方体腔中，同时腔中填充有盐溶液电解质，质子交换膜与扩散材料通过Nafion溶液连接并压合。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种用储氢合金作负极的燃料电池。

背景技术

质子交换膜燃料电池被公认为汽车动力的终极解决方案，但目前普及量还不高，究其原因之，一是因为其内部反应需要铂作为催化剂，而铂全球储存量不高，满足不了汽车的需要；二是作为燃料的氢气储存、运输及使用安全性要求高，人们普遍对其泄漏爆炸有一种恐惧感，从而影响了其普及。

储氢合金的发现，为解决后一问题提供了可能，目前燃料电池汽车用的质子交换膜燃料电池，其燃料供给要求是氢气体，即使用储氢合金运输和储存氢气，但到质子交换膜燃料电池前还需要加热储氢合金而得到氢气然后才能进入燃料电池堆进行反应，这一方面增加了氢气泄漏的机会，影响安全性，同时也增加了设备的复杂性及提高了使用成本。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种用储氢合金作负极的燃料电池，利用储氢合金金属的导电性，直接将储氢合金作为燃料电池的负极，将其浸在盐溶液电解质中，避免燃料电池工作时使用气体的氢，增加了氢气使用的安全性，同时节省了成本；另一方面，由于储氢合金是整体浸透在电解质溶液中，使得有足够多的储氢合金中的氢原子接触电解质溶液，所以不需要铂作为催化剂来加速反应。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用储氢合金作负极的燃料电池，它包括空气压缩机、加湿器、燃料电池堆三部分；

所述燃料电池堆包括上盖板、底板、左封板、右封板、两块后封板，所述上盖板、底板、左封板、右封板、两块后封板组成封闭腔体；

所述腔体内设有电池组，所述电池组包括但不限于三个单体电池，且电池紧密安装于腔体内部，所述电池组从左至右依次包括第一单体电池、第二单体电池、第三单体电池，所述第一单体电池、第二单体电池、第三单体电池填充满腔体内的空间，所述第一单体电池、第二单体电池、第三单体电池依次串联，所述第一单体电池、第二单体电池、第三单体电池中依次包含储液负极集流板、储液双极集流板、正极集流板；

所述电池组内还包括储氢合金块、质子交换膜支撑板、质子交换膜、扩散材料、弹簧片；

所述储液双极集流板安装在腔体内部，所述弹簧片连接于储氢合金块的底部，所述储氢合金块、弹簧片共同安装于储液双极集流板、储液负极集流板凹槽的底部，且弹簧片底部与储液双极集流板充分接触；

所述质子交换膜支撑板安装于对应储液双极集流板负极集流部的一侧与储液负极集流板凹槽一侧，所述质子交换膜、扩散材料依次设于质子交换膜支撑板一侧，所述质子交换膜与扩散材料通过Nafion溶液连接并压合，所述质子交换膜支撑板与双极集流板、储液负极集流板所围成的长方体腔中填充有盐溶液电解质；

所述左封板的外侧安装有进空气管接头，所述进空气管接头的远端固定安装有加湿器，所述加湿器的另一端安装有空气压缩机。

进一步地，所述储液双极集流板包括负极集流部、正极集流部，所述负极集流部为两面设有开口的长方体腔，所述正极集流部为蛇形导气槽，所述蛇形导气槽的顶端为斜向布置，其除顶端的部分均为横向、纵向交替均衡连续布置，且纵向间隔相等。

进一步地，所述上盖板左端靠近第一单体电池处安装有负接线螺钉，所述上盖板右端靠近第三单体电池处安装有正接线螺钉。