专利名称：燃料电池固态电解质结构的制作方法
技术领域：
本发明系一种燃料电池固态电解质结构，尤指一种可增加燃料电池的制作良率，并可延长其使用寿命的燃料电池固态电解质结构。
背景技术：
燃料电池(Fuel Cell, FC)具有较高的能源转换效率，亦不会造成任何的污染，也因此在新能源的领域中扮演着重要的角色。燃料电池主要将还原性燃料(例如氢气)与氧化性气体(例如氧气)产生的标准电位差，透过功能性电极与电解质材料所构成的回路，进行自发性氧化还原反应，藉电化学的原理，有效地将化学能转换为电能，总反应的生成物可为水或二氧化碳(CO2),并无任何造成污染的废料产生，符合环保的要求。燃料电池依电解质的不同离子传导的功能，大致上被分为五大类。其中固态氧化物燃(Solid Oxide Fuel Cell,简称SOFC)电池，亦称为陶瓷燃电池，因其高反应速、需白催化剂，可使用燃种多，经反应所产生的高温蒸汽，可进汽-电共生，效达80%以上，是最具潜力的燃电池。在燃料电池的使用过程中，含一氧化碳(CO)与氢气(H2)的燃经气体流道往阳极电极表面扩散，流道尽头若为直角，转折处容易有应力集中现象，一旦破损，燃混合氧气后容易产生爆炸，考虑存在此危险，气体压力差不能过高，同样的，阴极所在的流道亦然，脆弱点亦可能因过大的氧源压力，进而崩解或破裂。而在制作过程中，电池两电极之间夹着电解质，这种三明治结构的制作过程，若在流道尽头的转角，一般为直角，容易因各层材料间的性质差异，在干燥、烧结和热涨冷缩过程中，产生分层、裂痕和内应力，因而，在此曲线反转区是最容易产生制程缺陷。是以，要如何解决上述习用的问题与缺失，即为本发明的发明人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在者。
发明内容
故，本发明的发明人有鉴于上述缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考虑，并以从事于此行业累积的多年经验，经由不断试作及修改，始设计出此种可增加燃料电池的制作良率，并可延长其使用寿命的燃料电池固态电解质结构发明专利者。本发明的主要目的在于提供一种制作良率高、寿命长的燃料电池固态电解质结构。为了达到上述的目的，本发明包括有阳极、阴极、电解质与至少两气体流道。其中该阴极系对应于该阳极设置；该电解质系设置于该阳极与该阴极之间；该气体流道系分别设置于该阳极与该阴极旁且于该电解质的两侧，该等气体流道的末端包括有一转折部与一 相连该转折部且封闭该气体流道的末端部，且该气体流道末端处内部形成有一连续曲面。由于气体流道的末端包括有转折部与一相连该转折部且封闭该气体流道的末端部，且该气体流道末端处内部形成有一连续曲面，俾藉由上述结构，本发明燃料电池在使用过程中，当燃经气体流道往阳极、阴极电极表面扩散时，可以有效的分散应力，避免气体流道因为两边气体压力差过高，而产生过大的氧源压力，进而崩解或破裂；以及，燃料电池制作过程，在干燥、烧结和热涨冷缩过程中，可以有效避免产生分层、裂痕和降低内应力。本发明确实可以增加燃料电池的制作良率，并可延长其使用寿命
图I系为本发明较佳实施例的立体图。图2系为本发明较佳实施例的剖视图。图3系为本发明较佳实施例的实施示意图。图4系为本发明再一较佳实施例的剖视图。主要组件符号说明
101阳极
102阴极 10电解质 I气体流道 11转折部 12末端部 13连续曲面。
具体实施例方式为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及构造，兹绘图就本发明较佳实施例详加说明其特征与功能如下，俾利完全了解。请参阅图I、图2与图3所示，系为本发明较佳实施例的立体图与剖视图，由图中可清楚看出，本发明燃料电池包括有
阳极101 ；
阴极102，系对应于该阳极101设置；
电解质10，系设置于该阳极101与该阴极102之间；
至少两气体流道1，该气体流道I可流通还原性燃料(例如氢气、甲烷和瓦斯其中之一或其组合)与氧化性气体(例如氧气或空气)，系分别设置于该阳极101与该阴极102旁，且于该电解质10的两侧，该等气体流道I的末端包括有一转折部11与一相连该转折部11，且封闭该气体流道I的末端部12，且该气体流道I末端处内部形成有一连续曲面13，该气体流道I的末端部12外表面为半球状。其中该连续曲面13包括二次曲面、弧形曲面、球形曲面或是抛物球面，其曲面的斜率为连续的数值，无奇点(single point)产生。其中，燃料电池依电解质10的不同离子传导的功能，大致上被分为五大类。本发明实施例即为固态氧化物燃(Solid Oxide Fuel Cell ;简称SOFC)电池，因为阴、阳极及电解层电阻同，而各材电阻随厚增加而上升，因此，SOFC单电池组装具有下三种型态电解质支撑单电池(electrolyte supported cell)、阴极支撑单电池(cathodesupported cel I)及阳极支撑单电池(anode supported cell)。因阳极导电比阴极及电解质导电高出许多，如以阳极为支撑材，将可使电池内电阻显著低。但此型固态氧化物燃电池电解质薄膜制备困难，因此进入门坎较高。请参阅图4所示，系为本发明再一较佳实施例的剖视图，由图中可清楚看出，本发明的气体流道I可为交叉设置，其中一气体流道I为流通还原性燃料，另一气体流道I为流通氧化性气体，其余结构相同，不再赘述。请参阅全部附图所示，相较于习用技术，本发明具有以下优点
由于本发明的气体流道I末端包括有一转折部11与一相连该转折部11且封闭该气体流道I的末端部12，且该气体流道I末端处内部形成有一连续曲面13，可以有效的增加气体流道I末端的强度，在燃料电池使用过程中，藉由此结构，当燃经气体流道I往阳极 101、阴极102电极表面扩散时，可以有效的分散应力，避免气体流道I因为气体压力差过高而产生过大的氧源压力，进而崩解或破裂；而于燃料电池制作过程，在干燥、烧结和热涨冷缩过程中，藉由此结构，可以有效避免产生分层、裂痕和降低内应力，本发明确实可以增加燃料电池的制作良率，并可延长其使用寿命。再者，该末端部12外表面可为半球状，同样的可以达到增加气体流道I末端强度的效果。透过上述的详细说明，即可充分显示本发明的目的及功效上均具有实施的进步性，极具产业的利用性价值，且为目前市面上前所未见的新发明，完全符合发明专利要件，爰依法提出申请。唯以上所述着仅为本发明的较佳实施例而已，当不能用以限定本发明所实施的范围。即凡依本发明专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围内，谨请贵审查委员明鉴，并祈惠准，是所至祷。
权利要求
1.一种燃料电池固态电解质结构，包括有 一阳极； 一阴极，系对应于该阳极设置； 一电解质，系设置于该阳极与该阴极之间； 至少两气体流道，系分别设置于该阳极与该阴极旁且于该电解质的两侧，该等气体流道的末端为包括有一转折部与一相连该转折部且封闭该气体流道的末端部，且该气体流道末端处内部形成有一连续曲面。
2.如权利要求I所述的燃料电池固态电解质结构，其中该等气体流道的末端外表面为半球状。
3.如权利要求I所述的燃料电池固态电解质结构，其中该燃料电池为固态氧化物燃料电池。
4.如权利要求I所述的燃料电池固态电解质结构，其中该气体流道可流通还原性燃料与氧化性气体。
5.如权利要求4所述的燃料电池固态电解质结构，其中该还原性燃料为氢气、甲烷和瓦斯其中之一或其组合，而该氧化性气体为氧气或空气。
6.如权利要求I所述的燃料电池固态电解质结构，其中该气体流道可为交叉设置。
7.如权利要求I所述的燃料电池固态电解质结构，其中该气体流道末端处内部形成的该连续曲面为一二次曲面。
8.如权利要求I所述的燃料电池固态电解质结构，其中该气体流道末端处内部形成的该连续曲面为一弧形曲面。
9.如权利要求I所述的燃料电池固态电解质结构，其中该气体流道末端处内部形成的该连续曲面为一球形曲面。
10.如权利要求I所述的燃料电池固态电解质结构，其中该气体流道末端处内部形成的该连续曲面为一抛物球面。
全文摘要
本发明为一种燃料电池固态电解质结构，包括有阳极、阴极、电解质与至少两气体流道。其中该阴极系对应于该阳极设置；该电解质系设置于该阳极与该阴极之间；该等气体流道系分别设置于该阳极与该阴极旁且于该电解质的两侧，该等气体流道的末端包括有一转折部与一相连该转折部且封闭该气体流道的末端部，且该气体流道末端处内部形成有一连续曲面。藉此气体流道末端结构设计，本发明可增加燃料电池电解质结构的制作良率，并可延长其使用寿命。
文档编号H01M8/10GK102637888SQ20121011519
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月19日 优先权日2011年4月22日
发明者方冠荣 申请人:方冠荣