[发明专利]一种防钝化防堵塞提效率的超声波燃料电池

说明书

本发明涉及一种防钝化防堵塞提效率的超声波燃料电池，包括前端板、后端板、设置于前端板与后端板之间的若干个电极板、夹装于电极板与电极板之间的反应膜、将前端板、若干个电极板、后端板锁定组成电堆的螺杆螺母组件；其特点在于还包括膜边框、超声波元件；反应膜夹装于膜边框之中，超声波元件设置于膜边框中；电极板的侧面四周还设有供膜边框藏嵌的凹型环槽，反应膜通过膜边框与凹槽的相嵌装而夹装于电极板与电极板之间。本超声波燃料电池通过给每个反应膜安装上一个膜边框，并将超声波元件安装于膜边框之中，使超声波元件工作时，能直接对反应膜起作用，有效地减少了超声波能量的损耗，使反应膜受超声波能量作用更直接、效果更佳。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是一种超声波燃料电池。

背景技术

燃料电池，是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种新型发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因而效率十分高。另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少，几乎忽略不计。从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

燃料电池，目前已成功地在航天、船舶、汽车、家用电源和充电设备等领域得到了广泛的应用。然而，在燃料电池运用过程中，电池中双极板上的流体通道、以及贴服流体通道上的碳纸/碳布、催化剂片层、质子交换膜等，在燃料反应过程中，由于杂质产生及沉淀的原因，容易给流体通道、碳纸/碳布、催化剂片层、质子交换膜等造成一定堵塞与逐渐钝化，致使其电能转化效率降低，甚至失效。因此，解决燃料反应过程中杂质的沉淀，是延长燃料电池使用寿命的必经手段。

为此，本申请人在2018年12月13日向国家知识产权局提出申请了一份专利申请号为201811528683.2、名称为“一种超声波燃料电池”的技术方案，该方案包括前端板、后端板、由若干单体电池以串联方式层叠组合而成的电堆、螺杆，其中所述电堆设置于前端板与后端板之间并由螺杆紧固拴牢，所述单体电池依序由双极板、碳纸/碳布、催化剂片层、质子交换膜、催化剂片层、碳纸/碳布、双极板层叠构成。所述单体电池的外侧位于双极板的背面上还布置有若干个超声波换能器，各个超声波换能器连接有电线。利用超声波换能器工作时产生高频超声振动，来避免燃料反应过程产生的杂质沉淀在流体通道、碳纸/碳布、催化剂片层、质子交换膜等上面对它们造成堵塞，极大地延缓了燃料电池的钝化，提升了燃料电池电能转化效率，大大延长了燃料电池的使用寿命与可靠性。然而，由于这个方案是将超声波换能器设置于极板之中，使超声波能量对质子交换膜、碳纸/碳布、催化剂片层的作用是间接的，有些损耗。因此，本申请人认为超声波在燃料电池中运用还具有一定提升空间，进而能更好地发挥燃料电池的性能。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题和不足，提供一种防钝化防堵塞提效率的超声波燃料电池，该超声波燃料电池通过给每个反应膜安装上一个膜边框，并将超声波元件安装于膜边框之中，使超声波元件工作时，能直接对反应膜起作用，有效地减少了超声波能量的损耗，使反应膜受超声波能量作用更直接、效果更佳；而且通过膜边框设计，使反应膜有了较大的抓拿体积，使超声波燃料电池能够便于实现机器人智能化组装与生产，有利于提高燃料电池生产效率，降低燃料电池的生产成本，使燃料电池能得快速推广应用。

本发明的技术方案是这样实现的：一种防钝化防堵塞提效率的超声波燃料电池，包括前端板、后端板、设置于前端板与后端板之间的若干个电极板、夹装于电极板与电极板之间的反应膜、将前端板、若干个电极板、后端板锁定组成电堆的螺杆螺母组件；其特点在于还包括膜边框、超声波元件；所述反应膜夹装于膜边框之中，所述超声波元件设置于膜边框中；所述电极板的侧面四周还设有供膜边框藏嵌的凹型环槽，所述反应膜通过膜边框与凹槽的相嵌装而夹装于电极板与电极板之间。

优选地，所述凹型环槽与膜边框之间还设有密封垫圈。

优选地，所述膜边框四周还设有容纳内腔，所述超声波元件安装于容纳内腔中。