积层整合式燃料电池系统的制造方法及其燃料电池系统.pdf

本发明是一种积层整合式燃料电池系统的制造方法及利用该方法所制造的燃料电池系统，本发明方法包括下列步骤：提供一质传电解层、一阳极集电层、以及一阴极集电层，其中质传电解层、阳极集电层、以及阴极集电层的每一层系分别能够在同一层与个别的第一电力/信号传输层整合在该层中；提供一个以上的机电控制层；将质传电解层、阳极集电层、阴极集电层、第一电力/信号传输层、以及机电控制层利用积层堆栈予以接合。

1.  一种积层整合式燃料电池系统的制造方法，包括下列步骤：
提供一质传电解层、一阳极集电层、以及一阴极集电层，其中该质传电解层、该阳极集电层、以及该阴极集电层的每一层分别能够在同一层与个别的第一电力/信号传输层整合在该层中；
提供至少一个以上的机电控制层；
将该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、以及该机电控制层利用积层堆栈予以接合。

2.  如权利要求1所述的制造方法，进一步包括下列步骤：提供至少一个以上的第二电力/信号传输层；
分别将该第二电力/信号传输层利用积层堆栈在该阳极集电层的上层，以及积层堆栈在该阴极集电层的下层。

3.  如权利要求1所述的制造方法，其中该第一电力/信号传输层包含一第一基板，以及设置在该第一基板的第一电路。

4.  如权利要求2所述的制造方法，其中该第二电力/信号传输层包含一第二基板，以及设置在该第二基板的第二电路。

5.  如权利要求4所述的制造方法，其中至少一个的第二电力/信号传输层的第二基板的部份区域，是用以提供混合一阳极燃料的空间。

6.  如权利要求5所述的制造方法，进一步包括：当该阳极燃料为一液态燃料时，提供一透气防渗液体层的步骤，以及将该透气防渗液体层利用积层堆栈在该第二电力/信号传输层的第二基板的部份区域的上层。

7.  如权利要求4所述的制造方法，其中至少一个的第二电力/信号传输层的第二基板的部份区域，是用以提供混合一阴极反应物的空间。

8.  如权利要求7所述的制造方法，进一步包括：提供一吸水层的步骤，以及将该吸水层利用积层堆栈在该第二电力/信号传输层的第二基板的部份区域的下层。

9.  如权利要求1所述的制造方法，进一步包括：提供一燃料储存槽的步骤。

10.  如权利要求1所述的制造方法，其中该利用积层堆栈予以接合的步骤为利用压合予以将该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、以及该机电控制层各层接合。

11.  如权利要求1所述的制造方法，其中该利用积层堆栈予以接合的步骤为利用层积予以将该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、以及该机电控制层各层接合。

12.  如权利要求1所述的制造方法，其中该利用积层堆栈予以接合的步骤为利用粘合将该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、以及该机电控制层各层接合。

13.  如权利要求1所述的制造方法，其中该利用积层堆栈予以接合的步骤为利用螺丝锁合予以将该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、以及该机电控制层各层接合。

14.  如权利要求1所述的制造方法，其中该利用积层堆栈予以接合的步骤为利用夹合予以将该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、以及该机电控制层各层接合。

15.  如权利要求2所述的制造方法，其中该利用积层堆栈予以接合的步骤为利用压合予以将该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、该第二电力/信号传输层、以及该机电控制层各层接合。

16.  如权利要求2所述的制造方法，其中该利用积层堆栈予以接合的步骤为利用层积予以将该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、该第二电力/信号传输层、以及该机电控制层各层接合。

17.  如权利要求2所述的制造方法，其中该利用积层堆栈予以接合的步骤为利用粘合予以将该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、该第二电力/信号传输层、以及该机电控制层各层接合。

18.  如权利要求2所述的制造方法，其中该利用积层堆栈予以接合的步骤为利用螺丝锁合予以将该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、该第二电力/信号传输层、以及该机电控制层各层接合。

19.  如权利要求2所述的制造方法，其中该利用积层堆栈予以接合的步骤为利用夹合予以将该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、该第二电力/信号传输层、以及该机电控制层各层接合。

20.  如权利要求1所述的制造方法，其中该第一电力/信号传输层与另一个第一电力/信号传输层系电气性连通。

21.  如权利要求2所述的制造方法，其中该第二电力/信号传输层与另一个第二电力/信号传输层系电气性连通。

22.  如权利要求2所述的制造方法，其中该第二电力/信号传输层与该第一电力/信号传输层系电气性连通。

23.  如权利要求1所述的制造方法，其中该机电控制层与该第一电力/信号传输层系电气性连通。

24.  如权利要求1所述的制造方法，其中该机电控制层与另一个机电控制层系电气性连通。

25.  如权利要求2所述的制造方法，其中该机电控制层与该第二电力/信号传输层系电气性连通。

26.  一种积层整合式燃料电池系统，包括：一质传电解层、一阳极集电层、一阴极集电层、以及一机电控制层，其特征在于：
至少一个以上的第一电力/信号传输层，用以使该质传电解层、该阳极集电层、以及该阴极集电层的每一层分别能够在同一层与个别的该第一电力/信号传输层整合在该层中；
该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、以及该机电控制层皆利用积层堆栈予以接合。

27.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，进一步包括：
至少一个以上的第二电力/信号传输层，分别将该第二电力/信号传输层利用积层堆栈在该阳极集电层的上层，以及积层堆栈在该阴极集电层的下层。

28.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，其中该第一电力/信号传输层包含一第一基板，以及设置在该第一基板的第一电路。

29.  如权利要求27所述的积层整合式燃料电池系统，其中该第二电力/信号传输层包含一第二基板，以及设置在该第二基板的第二电路。

30.  如权利要求29所述的积层整合式燃料电池系统，其中至少一个的第二电力/信号传输层的第二基板的部份区域，用以提供混合一阳极燃料的空间。

31.  如权利要求30所述的积层整合式燃料电池系统，进一步包括：
一透气防渗液体层，用以当该阳极燃料为一液态燃料时，该透气防渗液体层利用积层堆栈在该第二电力/信号传输层的第二基板的部份区域的上层。

32.  如权利要求29所述的积层整合式燃料电池系统，其中至少一个的第二电力/信号传输层的第二基板的部份区域，用以提供混合一阴极反应物的空间。

33.  如权利要求32所述的积层整合式燃料电池系统，进一步包括：
一吸水层，其中该吸水层利用积层堆栈在该第二电力/信号传输层的第二基板的部份区域的下层。

34.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，进一步包括：
一燃料储存槽。

35.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，其中该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、以及该机电控制层皆利用压合予以接合各层。

36.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，其中该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、以及该机电控制层皆利用层积予以接合各层。

37.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，其中该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、以及该机电控制层皆利用粘合予以接合各层。

38.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，其中该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、以及该机电控制层皆利用螺丝锁合予以接合各层。

39.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，其中该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、以及该机电控制层皆利用夹合予以接合各层。

40.  如权利要求27所述的积层整合式燃料电池系统，其中该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、该第二电力/信号传输层、以及该机电控制层皆利用压合予以接合各层。

41.  如权利要求27所述的积层整合式燃料电池系统，其中该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、该第二电力/信号传输层、以及该机电控制层皆利用层积予以接合各层。

42.  如权利要求27所述的积层整合式燃料电池系统，其中该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、该第二电力/信号传输层、以及该机电控制层皆利用粘合予以接合各层。

43.  如权利要求27所述的积层整合式燃料电池系统，其中该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、该第二电力/信号传输层、以及该机电控制层皆利用螺丝锁合予以接合各层。

44.  如权利要求27所述的积层整合式燃料电池系统，其中该质传电解层、该阳极集电层、该阴极集电层、该第一电力/信号传输层、该第二电力/信号传输层、以及该机电控制层皆利用夹合予以接合各层。

45.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，其中该第一电力/信号传输层与另一个第一电力/信号传输层系电气性连通。

46.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，其中该第二电力/信号传输层与另一个第二电力/信号传输层系电气性连通。

47.  如权利要求27所述的积层整合式燃料电池系统，其中该第二电力/信号传输层与该第一电力/信号传输层系电气性连通。

48.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，其中该机电控制层与该第一电力/信号传输层系电气性连通。

49.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，其中该机电控制层与另一个机电控制层系电气性连通。

50.  如权利要求27所述的积层整合式燃料电池系统，其中该机电控制层与该第二电力/信号传输层系电气性连通。

51.  如权利要求26所述的积层整合式燃料电池系统，其中该积层整合式燃料电池系统与另一个积层整合式燃料电池系统堆栈成一体。

积层整合式燃料电池系统的制造方法及其燃料电池系统
技术领域
本发明是关于一种燃料电池系统的制造方法，其特别是关于一种利用积层堆栈的接合手段来制造积层整合式燃料电池系统的制造方法及其燃料电池系统。
背景技术
传统燃料电池设计一般为堆栈式的设计，这类设计的典型已在美国专利USP5,200,278、USP5,252,410、USP5,360,679、以及USP6,030,718等前案揭示，虽采用此公知技术所制造的燃料电池可有比较高的发电效率，但是其组成复杂，制造并不容易，成本较为高昂，对外围的配合系统的要求也较高。
另一种传统燃料电池设计为平面展开式的设计，这类设计的典型已在美国专利USP 5,631,099、USP5759712、USP6,127,058、USP6,387,559、USP6,497,975、以及USP6,465,119等前案揭示，采用此类设计的燃料电池能够适用于薄小的空间，对于小型用电产品如手机、PDA、或笔记型计算机的使用较为方便，且对于外围系统的配合要求度较低，易制造性的优点较堆栈式设计大幅提高，但是此类设计的燃料电池的发电功率较低。
美国专利USP5,631,099「表面复型燃料电池(Surface Replica FuelCell)」，已揭示可包含堆栈式及平面式设计方式的燃料电池，换言之，USP5,631,099可结合堆栈式及平面式设计的优点，提高燃料电池的发电效率，并拥有重量轻、使用方便、空间限制性低等好处。然而USP5,631,099仍存在结构复杂且制造不易、对于反应生成物(例如水份)排除不易、对于空气或氧气的供应不易等缺点。
本发明发明人有鉴于上述公知技术的缺点，乃亟思改良而发明一种燃料电池系统的制造方法，以及依据本发明方法所制造的燃料电池系统，本发明可以让燃料电池采以堆栈式及平面式的设计，换言的，可结合堆栈式及平面式设计的优点，提高燃料电池的发电效率，同时能够将控制或管理的电路整合于其间，同时本发明的燃料电池系统并拥有制造容易、成本低、重量轻、使用方便、空间限制性低等好处。
发明内容
本发明主要目的是提供一种燃料电池系统的制造方法，其利用积层堆栈的接合手段来制造积层整合式燃料电池系统，使得燃料电池系统的系统单元化(system on cell)能够易于实施。
本发明另一目的是提供一种系统单元化的积层整合式燃料电池系统。
为达成本发明上述目的，本发明提供一种积层整合式燃料电池系统的制造方法，包括下列步骤：提供一质传电解层、一阳极集电层、以及一阴极集电层，其中质传电解层、阳极集电层、以及阴极集电层的每一层系分别能够在同一层与个别的第一电力/信号传输层整合在该层中；提供一个以上的机电控制层；将质传电解层、阳极集电层、阴极集电层、第一电力/信号传输层、以及机电控制层利用积层堆栈予以接合。
再者，为达成本发明上述目的，本发明提供一种积层整合式燃料电池系统，包括：一质传电解层、一阳极集电层、一阴极集电层、以及一机电控制层，其特征在于：至少一个以上的第一电力/信号传输层，用以在质传电解层、阳极集电层、以及阴极集电层的每一层系分别能够在同一层与个别的第一电力/信号传输层整合在该层中；质传电解层、阳极集电层、阴极集电层、第一电力/信号传输层、以及机电控制层其皆利用积层堆栈予以接合。
图1显示依据本发明方法所制造的积层整合式燃料电池系统的结构图。
图2显示本发明积层整合式燃料电池系统的制造方法的流程图。
图3A显示本发明质传电解层的结构图。
图3B显示本发明阳极集电层的结构图。
图3C显示本发明阴极集电层的结构图。
图4显示本发明机电控制层的架构图。
图5显示依据本发明方法所制造的积层整合式燃料电池系统的分解图。
图6A至图6E显示本发明第二电力/信号传输层架构的各实施例图。
图7显示本发明质传电解质层的分解图。
图8显示本发明第一电力/信号传输层的结构图。
图9显示本发明各个燃料电池系统堆栈成一体的状态图。
图中
10  积层整合式燃料电池系统
11  质传电解层
13  阳极集电层
15  阴极集电层
17  第一电力/信号传输层
19  第二电力/信号传输层
21  机电控制层
23  透气防渗液体层
25  吸水层
27  燃料储存槽
30  燃料电池核心组件
40  制造方法
41、43、45、47、49、51    步骤
171  第一基板
171A 第一电路
191  第二基板
191A 部份区域
191B 第二电路
191C 气孔
191D 流场
210  机电电路
1911 机电闸门组件
1913  组件
1915  传感器
1917  组件
为使熟悉该项技术人士了解本创作的目的、特征及功效，兹藉由下述具体实施例，并配合所附的附图，对本创作详加说明如后：
图1显示依据本发明方法所制造的积层整合式燃料电池系统的结构图，以及图2显示本发明积层整合式燃料电池系统的制造方法的流程图。本发明积层整合式燃料电池系统10的制造方法40主要包括下述的诸步骤，分别说明如下。步骤(41)是提供质传电解层11、阳极集电层13、以及阴极集电层15，在这个步骤(41)所提供的质传电解层11、阳极集电层13、以及阴极集电层15的每一层，而这每一层皆分别能够在同一层与个别的第一电力/信号传输层17整合在该层中，请配合参见图3A显示本发明质传电解层的结构图、图3B显示本发明阳极集电层的结构图、以及图3C显示本发明阴极集电层地结构图。图3A的质传电解层11在同一层上与第一电力/信号传输层17整合在质传电解层11层中，同样地，图3B的阳极集电层13在同一层上与第一电力/信号传输层17整合在阳极集电层13中，图3C的阴极集电层15在同一层上与第一电力/信号传输层17整合在阴极集电层15中。
步骤(43)系提供机电控制层21，而机电控制层21能够设置例如为微控制器、保护电路、直流-直流转换器(DC-DC Converter)、以及其它主被动组件及外围电路等等机电电路210，请参见图4显示本发明机电控制层的架构图。
步骤(45)是将步骤(41)中的质传电解层11、阳极集电层13、阴极集电层15与第一电力/信号传输层17，以及步骤(43)中的机电控制层21利用积层堆栈予以接合。本发明方法透过积层堆栈予以接合的手段，至少将上述的质传电解层11、阳极集电层13、阴极集电层15、第一电力/信号传输层17以及机电控制层21等，将各层以一层接着一层堆栈在一起，亦有如三明治般，同时，接合手段可以利用压合、层积、黏合、螺丝锁合、夹合或其它接合方式等等具体实施方式达成与其它层的接合。
本发明方法40进一步包括步骤(47)，其系提供至少一个以上的第二电力/信号传输层19，以及分别将第二电力/信号传输层19利用积层堆栈在阳极集电层13的上层，以及积层堆栈在阴极集电层15的下层，使的能形成容纳阳极及阴极所需反应物的空间。
当本发明是使用液态燃料作为阳极燃料时，例如甲醇水溶液的液态燃料时，本发明方法40进一步包括步骤(49)，其系提供透气防渗液体层23在所关联的第二电力/信号传输层19的第二基板191的部份区域191A的上层，并利用积层堆栈手段予以上下接合一起，而透气防渗液体层23主要是用来分离反应后的甲醇水溶液及二氧化碳。
本发明方法40进一步包括步骤(51)，其是提供吸水层25用以吸附反应后的水份，以及将吸水层25利用积层堆栈手段在所关联的第二电力/信号传输层19的第二基板191的部份区域191A的下层接合。
从以上本发明方法40的揭露说明，依据本发明方法40所制造的燃料电池核心组件30，其能够非常方便地与其它的第一电力/信号传输层17、第二电力/信号传输层19及机电控制层21结合，再者可以依据燃料电池核心组件30发电后所产生的生成物再予进一步处理，例如增设透气防渗液体层23以及吸水层25等上述各层接合在一起，同时藉由第一电力/信号传输层17、第二电力/信号传输层19、机电控制层21等其上各设置的电路组件进行控制，并且各层17、19、21皆可以设置呈电气性相互连通，例如利用电镀贯穿孔手段来将各层17、19、21设置呈电气性相互连通，本发明方法40能够让燃料电池系统10以极为简易的制造手段予以实现系统单元化(system on cell)。
图5显示依据本发明方法所制造的积层整合式燃料电池系统的分解图。燃料储存槽27可以设置在积层整合式燃料电池系统10的上端面，当本发明所实施的燃料电池系统10是采用甲醇燃料电池系统，则燃料储存槽27用来分别储存甲醇及水，或某一预定浓度的甲醇水溶液，以备在燃料电池核心组件30在反应发电的过程当中补充所消耗掉的燃料。又当本发明所实施的燃料电池系统10是采用氢氧燃料电池系统，则燃料储存槽27用来储存氢气，以备在燃料电池核心组件30在反应发电的过程当中补充所消耗掉的氢气。
为说明方便起见，机电控制层21在图5所显示的设置位置系在最下端，然而机电控制层21并不以图5的设置位置为局限，凡熟悉该项技术人士皆能够变更设计以将机电控制层21设计至其它层的位置中，例如设计至燃料电池系统10的中间夹层的其中一层，惟此项变更亦为本发明所属的等效范畴的内。机电控制层21所包括的机电电路210，承上述所说明，其具体形态可以包含有微控制器、保护电路、直流-直流转换器(DC-DC Converter)、其它主被动组件及外围电路，最重要的是在机电控制层21此层中所布局主被动组件，如微控制器、电阻、电容、电感及晶体管等组件，例如可以形成制作为保护电路、直流-直流转换器(DC-DCConverter)等等，作为主要机电控制的主要层级，并且在机电控制层21中将依本发明实施的整组积层整合式燃料电池系统的正负极电力导出，提供外界负载使用，因此机电控制层21可以是达成构成本发明所具(systemon cell)的重要特色的关键之一。
一个或一个以上的第二电力/信号传输层19主要包括有第二基板191，以及设置在第二基板191的第二电路191B，请参见图6A至图6E显示本发明第二电力/信号传输层架构的各实施例图。本发明的燃料电池系统10可以依据实际设计要求，以将所需多少层级数量的第二电力/信号传输层19分别积层堆栈予以接合于其间，再者，第二电路191B能够依实际考量进一步设计来控制燃料电池核心组件30的发电作用，例如在积层整合式直接甲醇燃料电池系统中，透过机电闸门组件1911，请参见图5，来控制甲醇与水的输入量，可能的组件型式包括帮浦、喷嘴、电子开关及闸门等微型化组件，将该等组件作为第二电路191B的具体例。请配合参见图6B与图6C，第二电路191B可以用以控制微型组件1913(例如沈水马达)以带动阳极作用内的甲醇水溶液作为阳极燃料的循环，同时间则又对所输入的甲醇与水溶液进行充份混合的动作，使甲醇水溶液作为阳极燃料能够获至均匀的混合，使甲醇水溶液在阳极作用时能更稳定，此一情况下的第二电路191B的具体实施手段所控制的可能组件型式，其为帮浦、沈水马达等微型化组件1913，而这些组件1913会置合于第二电力/信号传输层19与阳极集电层13的间，再予说明的是所提供甲醇与水溶液进行充分混合时所须要的混合空间，其直接可以利用第二电力/信号传输层19的第二基板191的部份区域191A。再者，第二电力/信号传输层19的第二电路191B的具体实施手段可以是至少一个以上的传感器1915，例如传感器1915采用甲醇浓度传感器用以侦测甲醇水溶液的浓度，以及传感器1915采用温度传感器用以侦测反应温度，当然亦可以采用两组以上的甲醇浓度传感器，则可在得知甲醇水溶液在反应的前及反应的后的浓度，使甲醇与水的进入时机与进入量更能被精确地掌握。
同理，设置在属于阴极作用相关的第二电力/信号传输层19，在积层整合式直接甲醇燃料电池系统中，第二电力/信号传输层19的第二基板191的部份区域191A，其可以提供例如为空气或氧气的阴极反应物在阴极作用所需的流动空间，并可依所需的空气或氧气的流动空间或所夹合的微型化组件大小，增减这一层级的层数量。再者，第二电路191B用以带动阴极作用内的空气或氧气的循环，使阴极能更充份地反应，同时间则又借着蒸发作用予以排除水份，使水份不致于阻碍阴极的反应，此一情况下的第二电路191B的具体实施手段所采用的可能组件型式，其为帮浦、马达、风扇、鼓风机(blower)等微型化组件1917。
设置在属于阴极作用相关的第二电力/信号传输层19，请参见图6C与图6D，其在侧墙设置复数个气孔191C，让空气得以循环，并且让经蒸发的水汽利用气孔191C逸出外界。
再者，设置在属于阳极作用相关的第二电力/信号传输层19，在积层整合式直接甲醇燃料电池系统中，请参见图6E，直接可以利用第二电力/信号传输层19的部份区域191A设置流场191D，流场191D主要是用来提供阳极燃料依循流动的路径，藉此能够增加阳极燃料发生反应的机会。
本发明上述在图6A至图6E所显示的第二电力/信号传输层19的具体实施例，其主要用以揭露说明第二电力/信号传输层19可能的范例，而本发明不局限于图6A至图6E的第二电力/信号传输层19的形态。
藉由阳极集电层13、质传电解质层11与阴极集电层15来构成燃料电池核心组件30，而质传电解质层11的构造主要包含有五个子层次，请参见图7显示本发明质传电解质层的分解图，分别说明如下文。以依本发明所实施的积层整合式直接甲醇燃料电池系统作为范例，位于中间层为造成质传效果的电解质膜，在电解质膜的两上下侧分别为触媒层，触媒层是阳极及阴极的电化学反应的所在，在触媒层的各两侧上端则是扩散层，阳极的反应物即是透过扩散层扩散进入触媒层反应，而化学反应所生成物二氧化碳会经由阳极端的扩散层排出，而氢质子会透过电解质层进行质传，此时电子会经由的阳极集电层13收集电流的后流经负载再回到阴极，与质传后的氢质子结合，会合经由阴极端的扩散层进入的氧气在触媒层进行反应，生成物水再经由阴极端的扩散层排出，如此即完成发电的反应。
本发明在质传电解质层11同一层的第一电力/信号传输层17、阳极集电层13同一层的第一电力/信号传输层17、以及阴极集电层15同一层的第一电力/信号传输层17，由于具有此项构造特征，因此能够利用在第一基板171上设置的第一电路171A对各组发电的质传电解质层进行串联或并联的连接，使得电压或电流得以提高，请参见图8显示本发明第一电力/信号传输层的结构图。再者，第一电路171A亦可以依据实际用途需要，将其变更为其它电路。而阳极集电层13与阴极集电层15可以采用集电材料来制造，例如采用金属网、石墨板或其它的导电材料，用来收集燃料在经过反应后的电力。
当本发明使用液态燃料作为阳极燃料时，例如甲醇水溶液的液态燃料时，本发明进一步设置透气防渗液体层23在第二电力/信号传输层19的第二基板191的部份区域191A的上层，请参见图5，透气防渗液体层23主要是用来分离反应后的甲醇水溶液及二氧化碳，透气防渗液体层23可以采用透气不渗液体的材料加以制造出此层，让二氧化碳会在透过此透气防渗液体层23后逸出，而甲醇水溶液会继续停留在作用区中，且不与此材料进行反应。
本发明进一步包括吸水层25用以吸附反应后的水份，吸水层25可以采用吸水材料加以制造出此层，将吸水层25利用积层堆栈手段在第二电力/信号传输层19的第二基板191的部份区域191A的下层接合，请参见图5。
图9显示本发明各个燃料电池系统堆栈成一体的状态图。本发明的第二电力/信号传输层19的第二电路191B的具体实施手段可以为一个用以电气性连接的接口电路组件，例如为连接器，藉由接口电路组件的连接来将各个的燃料电池系统10堆栈成一体，而堆栈的型式可以是水平方向沿伸堆栈，亦可以是垂直方向沿伸堆栈，或其它方向沿伸堆栈。
本发明上述的第一基板171与第二基板191其材质可以利用高分子材料、陶瓷、复合材料、金属、表面不导电的金属或金属氧化物，压克力、木材、或石材等等来作为具体实施。
由于本发明积层整合式燃料电池系统10是利用积层堆栈予以接合上述各层，本发明可以同一层中布置复数个各个独立的燃料电池核心组件30，然后利用机电控制层21的输出正负极、或第一电力/信号传输层17的第一电路171A、或第二电力/信号传输层19的第一电路191B的串并联电路予以电气性连接各个燃料电池核心组件30，以达成所需电压及电流供应规格的要求，同时利用机电控制层21、或第二电力/信号传输层19的第二电路191B能够进一步对燃料电池核心组件30的发电品质予以控管，再者，又同一时间的机电控制层21可以整合对燃料电池核心组件30所有内部控制的相关电路，以及作为对外部电路(例如负载)的接口电路或控制电路，据此本发明方法40以及所提供的积层整合式燃料电池系统10能够轻易实现燃料电池所不易解决的系统单元化的问题。
由于本发明是利用积层堆栈予以接合的制造手段，因此对于整合式燃料电池系统10满足各种不同体积与外观形状的要求，本发明能够极轻易达成此项要求。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求的保护范围所界定者为准。