便携被动式直接甲醇燃料电池系统技术方案

本发明专利技术公开了一种便携被动式直接甲醇燃料电池系统，包括第一、第二装配体、膜电极、吸水树脂组件和开关机构，第一装配体具有安装面，安装面上排布有网孔，膜电极安装于安装面的内侧处，并使膜电极的阴极端朝向网孔；吸水树脂组件包括吸水树脂和收纳盒体，收纳盒体的前侧面为多孔结构，收纳盒体及开关机构安装于第一、第二装配体组成的装配空间内，开关机构能够驱动收纳盒体朝向膜电极移动，使吸水树脂透过多孔结构贴紧膜电极的阳极端，开关机构能够使吸水树脂与膜电极脱离开，吸水树脂用于不断提供满足膜电极发电要求的甲醇燃料。本发明专利技术优化了燃料电池系统的结构，大大降低了产品体积，且便于携带，能够很好的作为充电宝使用。

【技术实现步骤摘要】
便携被动式直接甲醇燃料电池系统
本专利技术涉及燃料电池
，具体是涉及一种便于携带的小型化的被动式直接甲醇燃料电池系统。
技术介绍
直接甲醇燃料电池具有能量密度高，结构简单和燃料容易补充等优势，因而被看作最有潜力应用于便携式电源领域的新能源之一。数十年来经历数家公司的开发，已经可以稳定运行数千小时。但是，电池运行温度低，使用大载量贵金属催化剂和厚全氟磺酸型质子交换膜，阴极排水结构繁复等，导致成本居高不下，运行期间性能下降明显，维护间隔时间短等问题，严重制约其推广应用。被动式直接甲醇然料电池(被动式DMFC)以其能量密度高、可靠性好、便携性好等优点，成为目前广泛研究用作笔记本电脑电源的燃料电池技术。CN108615919A公布了一种被动式直接甲醇燃料电池系统，采用优良金属材料进行腐蚀成多孔网格结构作为直接甲醇燃料电池的阳极板和阴极板，并在阴极板、阳极板内部嵌入超波的第二热管；采用溅射方法在阴极板和阳极板表面镀金、镀铂(或其他合金材料)，这样不仅有较佳亲水性，而且可以降低内阻，提高了被动式直接甲醇燃料电池系统的性能；将甲醇腔、膜电极、阴极集流板、传质阻拦层、温控阀通过ODMS等材料的键合技术封装成被动式直接甲醇燃料电池，最后再将催化剂加热系统与保温壳体集成到被动式直接甲醇燃料电池系统上，构成基于甲醇燃烧催化供热的被动式直接甲醇燃料电池系统；这种系统提高了被动式直接甲醇燃料电池系统的输出性能和动态响应特性；但也因其结构的复杂性推高了燃料电池的体积和成本。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种便携被动式直接甲醇燃料电池系统，优化了燃料电池系统的结构，大大降低了产品体积，且便于携带，能够很好的作为充电宝使用。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种便携被动式直接甲醇燃料电池系统，包括第一装配体、第二装配体、膜电极、吸水树脂组件和开关机构，所述第一装配体具有安装面，所述安装面上排布有多个用于改善膜电极的阴极端供气的网孔，所述膜电极安装于所述安装面的内侧处，并使膜电极的阴极端朝向所述网孔；所述吸水树脂组件包括吸水树脂和收纳盒体，所述吸水树脂定位容置于所述收纳盒体内，所述收纳盒体的前侧面为多孔结构，所述第一装配体与所述第二装配体组装在一起，形成一个具有装配空间的外壳体，所述收纳盒体及所述开关机构安装于所述装配空间内，所述开关机构能够驱动所述收纳盒体朝向所述膜电极的阳极端移动，使所述收纳盒体内的吸水树脂透过所述多孔结构贴紧所述膜电极的阳极端，且所述开关机构能够驱动所述收纳盒体远离所述膜电极的阳极端，使所述收纳盒体内的吸水树脂与所述膜电极的阳极端脱离开，所述吸水树脂用于不断提供满足膜电极发电要求的甲醇燃料。进一步的，所述开关机构包括滑块、驱动件和复位弹簧，所述滑块包括滑块本体和形成于滑块本体的外端的凸缘环组成，所述第二装配体朝向所述收纳盒体的后侧壁上形成有阶梯槽孔，所述滑块滑动设于所述阶梯槽孔内，所述复位弹簧定位设于所述滑块的凸缘环和所述阶梯槽孔的台阶之间，所述收纳盒体滑动设于所述装配空间内，并与所述滑块本体的内端固定连接，所述驱动件安装于所述阶梯槽孔内，并能够驱动所述滑块本体的外端向内移动。进一步的，所述开关机构包括滑块、驱动件和复位弹簧，所述装配空间内形成有隔板，所述隔板上形成有过孔，所述第二装配体朝向所述过孔的侧壁上形成有导套，所述滑块包括滑块本体和形成于滑块本体的外端的凸缘环组成，所述滑块滑动设于所述过孔内，并使所述凸缘环位于所述隔板与所述导套之间，所述复位弹簧套设于滑块本体上，并设于所述凸缘环和隔板之间，所述收纳盒体滑动设于所述装配空间内，并与所述滑块本体的内端固定连接，所述驱动件安装于所述导套内，并能够驱动所述滑块本体的外端向内移动。进一步的，所述开关机构包括固定杆、拨动杆、滑杆和连接件，所述固定杆的顶端安装于所述装配空间的顶壁上，并与所述收纳盒体平行，所述滑杆垂直所述收纳盒体设置，所述滑杆一端固接于所述固定杆靠近顶端的位置，所述滑杆另一端滑动穿设于所述拨动杆上靠近顶端的通孔内；所述连接件一端通过第一销轴与所述收纳盒体转动连接，所述连接件另一端通过第二销轴枢接于所述固定杆的底端，所述连接件中部形成有腰形滑槽，所述腰形滑槽内穿设有第三销轴，所述拨动杆的底端与所述第三销轴固定连接，所述拨动杆的顶端穿出所述装配空间的顶壁外。进一步的，所述外壳体上形成有用于给电子产品充电的电输出接口和用于控制所述膜电极电输出的电流电压控制单元。进一步的，所述外壳体上形成有燃料入口，所述燃料入口通过燃料流道连接所述吸水树脂，所述燃料入口内安装有塞子。进一步的，所述装配空间内设有甲醇桶，所述吸水树脂通过管路连接所述甲醇桶，所述外壳体上形成有加料口，所述加料口通过燃料流道连接所述甲醇桶，所述加料口内安装有密封塞。进一步的，所述吸水树脂为丙烯酸、丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚氧乙烯、淀粉接枝丙烯酸盐聚合交联物和丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物中的一种。进一步的，所述吸水树脂的吸水率在30～70％。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出了一种便携被动式直接甲醇燃料电池系统，通过将膜电极直接贴装在第一装配体的安装面的内侧处，并在第一装配体的安装面上形成网孔，利用氧气浓度梯度驱动的自流动实现供气，形成了一种被动开放式阴极结构，无需再设置阴极板，从而简化了燃料电池的阴极端结构；通过将吸水树脂设置在一个收纳盒体内，并由开关机构驱动收纳盒体往复移动，可以使吸水树脂透过收纳盒体的多孔结构贴紧第一装配体上安装的膜电极的阳极端，这样，吸水树脂可以用于不断提供满足膜电极发电要求的甲醇燃料，形成一种被动式的阳极端，无需再设置阳极板，从而简化了燃料电池的阳极端结构；相比现有技术，本专利技术燃料电池阴极端和阳极端都设计为被动式，不仅简化了燃料电池的结构，大大降低了产品体积，且便于携带，也大幅度降低了燃料电池的成本，进而能够很好的作为充电宝使用。附图说明图1为本专利技术便携被动式直接甲醇燃料电池系统优选实施例1(吸水树脂与膜电极接触状态)的结构示意图；图2为本专利技术便携被动式直接甲醇燃料电池系统优选实施例1(吸水树脂与膜电极不接触状态)的结构示意图；图3为图2中A处放大的结构示意图；图4为本专利技术便携被动式直接甲醇燃料电池系统优选实施例1的立体图；图5为本专利技术便携被动式直接甲醇燃料电池系统优选实施例2(吸水树脂与膜电极接触状态)的结构示意图；图6为本专利技术便携被动式直接甲醇燃料电池系统优选实施例2(吸水树脂与膜电极不接触状态)的结构示意图；图7为本专利技术便携被动式直接甲醇燃料电池系统优选实施例3(吸水树脂与膜电极接触状态)的立体图；图8为本专利技术便携被动式直接甲醇燃料电池系统优选实施例3(吸水树脂与膜电极接触状态)的正视图；图9为图8中A-A向剖面视图；图10为本专利技术便携被动式直接甲醇燃料电池系统优选实施例3(吸水树脂与膜电极接触状态)的内部结构示意图；具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的
技术实现思路
，特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携被动式直接甲醇燃料电池系统，其特征在于，包括第一装配体(1)、第二装配体(2)、膜电极(3)、吸水树脂组件(4)和开关机构(5)，所述第一装配体具有安装面(11)，所述安装面上排布有多个用于改善膜电极的阴极端供气的网孔(12)，所述膜电极安装于所述安装面的内侧处，并使膜电极的阴极端朝向所述网孔；所述吸水树脂组件包括吸水树脂(41)和收纳盒体(42)，所述吸水树脂定位容置于所述收纳盒体内，所述收纳盒体的前侧面为多孔结构(421)，所述第一装配体与所述第二装配体组装在一起，形成一个具有装配空间(6)的外壳体，所述收纳盒体及所述开关机构安装于所述装配空间内，所述开关机构能够驱动所述收纳盒体朝向所述膜电极的阳极端移动，使所述收纳盒体内的吸水树脂透过所述多孔结构贴紧所述膜电极的阳极端，且所述开关机构能够驱动所述收纳盒体远离所述膜电极的阳极端，使所述收纳盒体内的吸水树脂与所述膜电极的阳极端脱离开，所述吸水树脂用于不断提供满足膜电极发电要求的甲醇燃料。/n

【技术特征摘要】
1.一种便携被动式直接甲醇燃料电池系统，其特征在于，包括第一装配体(1)、第二装配体(2)、膜电极(3)、吸水树脂组件(4)和开关机构(5)，所述第一装配体具有安装面(11)，所述安装面上排布有多个用于改善膜电极的阴极端供气的网孔(12)，所述膜电极安装于所述安装面的内侧处，并使膜电极的阴极端朝向所述网孔；所述吸水树脂组件包括吸水树脂(41)和收纳盒体(42)，所述吸水树脂定位容置于所述收纳盒体内，所述收纳盒体的前侧面为多孔结构(421)，所述第一装配体与所述第二装配体组装在一起，形成一个具有装配空间(6)的外壳体，所述收纳盒体及所述开关机构安装于所述装配空间内，所述开关机构能够驱动所述收纳盒体朝向所述膜电极的阳极端移动，使所述收纳盒体内的吸水树脂透过所述多孔结构贴紧所述膜电极的阳极端，且所述开关机构能够驱动所述收纳盒体远离所述膜电极的阳极端，使所述收纳盒体内的吸水树脂与所述膜电极的阳极端脱离开，所述吸水树脂用于不断提供满足膜电极发电要求的甲醇燃料。


2.根据权利要求1所述的便携被动式直接甲醇燃料电池系统，其特征在于：所述开关机构包括滑块(511)、驱动件(512)和复位弹簧(513)，所述滑块包括滑块本体(5111)和形成于滑块本体的外端的凸缘环(5112)组成，所述第二装配体朝向所述收纳盒体的后侧壁上形成有阶梯槽孔(211)，所述滑块滑动设于所述阶梯槽孔内，所述复位弹簧定位设于所述滑块的凸缘环和所述阶梯槽孔的台阶之间，所述收纳盒体滑动设于所述装配空间内，并与所述滑块本体的内端固定连接，所述驱动件安装于所述阶梯槽孔内，并能够驱动所述滑块本体的外端向内移动。


3.根据权利要求1所述的便携被动式直接甲醇燃料电池系统，其特征在于：所述开关机构包括滑块(521)、驱动件(522)和复位弹簧(523)，所述装配空间内形成有隔板(524)，所述隔板上形成有过孔(5241)，所述第二装配体朝向所述过孔的侧壁上形成有导套(221)，所述滑块包括滑块本体(5211)和形成于滑块本体的外端的凸缘环(5212)组成，所述滑块滑动设于所述过孔内，并使所述凸缘环位于所述隔板与所述导套之间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟凤霞，刘家和，
申请(专利权)人：素水能源科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32