燃料电池的电池组结构 【技术领域】
本发明涉及一种燃料电池，上述燃料电池通过从外部供应的燃料和空气的电化学反应产生电能；进一步说，涉及一种可以带来如下效果的燃料电池的电池组结构(STACK STRUCTURE OF FUEL CELL)：将电池组形成螺旋形，进行均匀的燃料分配。
背景技术
一般来讲，燃料电池(FUEL CELL)是将燃料所含的能量转换成电能的装置。
下面参照附图，对现有技术的燃料电池进行简要说明。
图1简要地显示出现有技术燃料电池的结构图。
如图1所示，燃料电池1的整体结构是：在产生电的电池组10的一侧设置有燃料罐2，上述燃料罐2用于储藏燃料；上述燃料罐2和电池组10地阳极通过燃料供应路线3和燃料回收路线4相连接；在上述燃料供应路线3上设置有燃料泵5，上述燃料泵5用于抽运燃料。
另外，在上述电池组10的阴极设置有空气供应路线6和空气排出路线7。其中，在上述空气供应路线6上设置有空气泵8，上述空气泵8用于抽运供应的空气。
图2简要地显示出现有技术电池组结构的斜视图。
如图2所示，上述电池组10由产生电化学反应的多个电池C连续叠层，并将上述叠层体通过螺栓(附图中没有显示出)组装在一起而构成。在上述每个电池C上沿着相互对角线方向设置有燃料供应管路11和燃料排出管路12以及空气供应管路13和空气排出管路14，通过上述各管路(Manifold)将燃料、空气供应给上述每个电池C，或从每个电池C将反应物排出。
图3显示出现有技术电池组的电池结构的剖面图。
如图3所示，上述单电池C由膜-电极结合体25和双极板(BIPOLAR PLATE)27以及集电板28构成。上述膜-电极结合体(MEA：MEMBRANE-ELECTRODE ASSEMBLY)25的构成部件包括：电解质膜21、在上述电解质膜21两侧的阳极23和阴极24，上述阳极23和阴极24支撑用于扩散气体的白金触媒层；上述双极板(BIPOLAR PLATE)27紧贴着组装在上述膜-电极结合体25的两侧，并在上述阳极23和阴极24上形成燃料气体流路29和含氧气体流路26。
在具有上述结构的现有技术的燃料电池中，导通机器的工作开关，则上述燃料泵5抽运储藏在上述燃料罐2内的燃料，将上述燃料罐2内的燃料通过上述燃料供应路线3供应给上述燃料供应管路11，并通过上述燃料供应管路11将上述燃料罐2内的燃料依次供应给上述电池组10的单电池C，沿着形成在上述阳极23外侧的流路29进行流动。
另外，在上述燃料的供应同时，启动上述空气泵8，通过上述空气供应路线6将空气供应给上述空气供应管路13，上述供应的空气沿着形成在上述电池组10的单电池C的阴极24外侧的流路26进行流动。
通过上述结构，沿着上述流路29流动的燃料在上述阳极23的表面扩散，进行氢气的电化学氧化反应；沿着上述流路26流动的空气在上述阴极24的表面扩散，进行氧气的电化学还原反应；这时，上述阳极23和阴极24将上述电解质膜21至于中间，通过电的移动产生电能，上述产生的电能集电在上述集电板28上，作为能源使用。
但是具有上述结构的现有技术的燃料电池却存在如下问题：
也就是说，发电时，通过上述燃料供应路线3将上述燃料罐2内的燃料供应给上述电池组10的燃料供应管路11，然后按照顺序供应给上述每个单电池C，使得最前方的单电池C1和最后方的单电池Cn在燃料的分配比上具有很大差异，降低了发电的工作效率；而且为了解决上述问题，采用增加上述燃料泵5容量的方法，但是该方法又会增加费用以及加大机器的整体大小。
另外，在上述单电池C的流路26内侧，存在气泡状态的用于发生还原反应的氢气气体。由于燃料的供应压力不足，后方侧单电池C的流路26内侧存在的气泡状态的氢气气体不能排出到外部，而由于气泡状态的氢气气体的存在，会成为阻碍流动因素，影响发电性能。
【发明内容】
本发明为了解决上述现有技术燃料电池所存在的问题而提出的，本发明的主要目的是提供一种不存在上述所有问题的燃料电池的电池组结构。
本发明的第二目的是提供可以带来如下效果的燃料电池的电池组结构：使燃料均匀地分配给每个单电池，提高发电的工作效率。
本发明的第三目的是，使存在于上述每个单电池内侧流路里的氢气气体排出到外部，提高发电性能。
为了实现上述本发明的目的，将储藏在燃料罐内的燃料供应给电池组的阳极；将空气供应给上述电池组的阴极；燃料电池从上述供应的燃料和空气的电化学反应获取电动势。对于上述燃料电池，本发明提供具有如下结构为特征的燃料电池的电池组结构：上述电池组形成螺旋形，上述螺旋形的电池组是由保持一定间距的连续形成多个的单电池构成。上述单电池是由电解质膜和阳极以及阴极构成。沿着螺旋形的双极板的下面能够形成流路的附着有电解质膜；在上述电解质膜的一侧附着有阳极；在上述电解质膜的另一侧附着有阴极。
因而，本发明燃料电池的电池组结构可以带来如下效果：沿着螺旋形的双极板的下面结合有膜-电极结合体，能够形成流路，上述膜-电极结合体使阳极附着在电解质膜的内侧、阴极附着在上述电解质膜外侧的单电池保持一定间距连续地形成有多个。通过上述结构，发电时，将燃料供应给上述流路，并在上述阳极产生电化学的氧化；在上述阴极通过空气产生电化学的还原，通过上述电化学反应产生的电子的移动产生电能。通过上述结构，燃料不经过管路，沿着流路直接供应给上述每个单电池，进行均匀地燃料分配，提高发电的工作效率，去除存在上述流路内侧的气泡状态的氢气气体，进行活跃的反应，提高发电性能。
【附图说明】
图1简要地显示出现有技术燃料电池的结构图。
图2简要地显示出现有技术电池组结构的斜视图。
图3显示出现有技术电池组的电池结构的剖面图。
图4显示出本发明燃料电池的电池组结构的斜视图。
图5显示出对图4A部分的放大剖面图。
主要部件附图标记说明
2：燃料罐 5：燃料泵
100：电池组 101：双极板
103：电解质膜 104：阳极
105：阴极 106：流路
【具体实施方式】
下面参照附图，对具有上述结构的本发明燃料电池的电池组结构进一步详细的说明。
图4显示出本发明燃料电池的电池组结构的斜视图。图5显示出对图4A部分的放大剖面图。
如图所示，本发明燃料电池的电池组100形成垂直方向的螺旋形状，在形成螺旋形的双极板101的下面结合有膜-电极结合体102。
上述膜-电极结合体102由电解质膜103、阳极(燃料极)104以及阴极(空气极)105构成，并形成一个单电池C。沿着上述螺旋形双极板101的下面附着有电解质膜103；在上述电解质膜103的内侧面附着有阳极(燃料极)104；在上述电解质膜103相反方向的外侧面附着有阴极(空气极)105。上述单电池C沿着以螺旋形附着的上述电解质膜103保持一定间距连续设置有多个。
在上述双极板101的下面沿着长度方向长长地形成有上述电解质膜103和流路槽101a，使得流路106形成在上述流路槽101a和附着在上述电解质膜103内侧的阳极104之间。燃料供应给上述流路106；空气通过风扇(附图中没有显示)沿着上述螺旋形的双极板101供应给附着在上述电解质膜103外侧的阴极105。
下面对具有上述结构的本发明燃料电池的电池组结构的作用、效果进行说明。
使用者导通燃料电池的开关，则电子控制部件(附图中没有显示出)根据预先设定的控制程序启动上述燃料泵5，储藏在上述燃料罐2内的燃料就会通过上述燃料供应路线3供应给上述电池组100，上述供应的燃料沿着形成在上述螺旋形的双极板101和电解质膜103之间的流路106进行流动。
另外，附着在上述双极板101下面的电解质膜103的外侧，空气通过上述风扇进行供应。上述供应的燃料经过上述单电池C的阳极104扩散进行电化学氧化反应的同时，通过上述风扇供应的空气在上述阴极105扩散进行电化学还原反应，通过上述进行的电化学氧化和电化学还原产生电子的移动，对上述电子的移动生成的电进行集电，作为电源使用。
另外，沿着上述螺旋形电池组100流动的燃料和空气，同时在上述每个单电池C上产生电化学反应，与现有技术燃料电池的电池组结构不同，燃料不经过管路而直接供应到上述流路106，从而供应给上述每个单电池C，使得最上方的单电池C和最下方的单电池C间获得均匀的燃料分配。
另外，如上所述，燃料不经过管路直接供应到上述流路106，上述供应的燃料沿着上述流路106向下侧的单电池C一瞬间完成供应，使得存在上述流路106内部的阳极104外侧面的气泡状态氢气气体，随着燃料的流动被去除，在整个单电池C中产生活跃的反应。
在上述实施例中，虽然举例说明了通过上述风扇(附图中没有显示出)送风的空气沿着上述螺旋形的双极板101进行流动，但不仅限于此，也可以从上述电池组100的侧面在形成螺旋形的双极板101之间进行送风。除此之外，在本发明所属技术领域内具有一般知识的人员在本发明的基本技术思想范围内可以提出很多变形。本发明的基本技术思想体现在专利请求范围内，与之同等范围内的所有差异点都应该解释为属于本发明的范围。