FR2901060A1

FR2901060A1 - "pile a combustible integree a couches laminees"

Info

Publication number: FR2901060A1
Application number: FR0755054A
Authority: FR
Inventors: Tsang Ming Chang; Chih Jung Kao; Chun Wei Pan; Wei Li Huang
Original assignee: Antig Technology Co Ltd
Current assignee: Antig Technology Co Ltd
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2007-11-16
Also published as: GB0709172D0; DE102007021560A1; GB2438240A; KR100863869B1; TW200743246A; JP2007311344A; KR20070110800A; GB2438240B; US20070264559A1

Abstract

La présente invention concerne une pile à combustible intégrée à couches laminées.La pile (10) comprend deux couches de panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face (101, 102), une couche de panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces (105), une couche de panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces (104) et une couche de panneau de pile à combustible bipolaire (103), où les deux couches (101, 102) sont configurées sur les deux côtés d'extrémité de la pile. Les panneaux (105, 104 et 103) sont configurés entre la pile à combustible en des couches séparées. Les surfaces latérales avec la cathode sur les deux couches d'extrémité des panneaux (103) sont étroitement liées à deux couches de panneaux (101, 102), et les surfaces latérales avec la cathode en couches sur les autres panneaux de la pile bipolaire sont étroitement liées à chaque couche du panneau (105), et les surfaces latérales avec l'anode pour ces piles bipolaires en couches sont étroitement liées à chaque couche de panneau (104).La présente invention est applicable en particulier dans le domaine des piles à combustible.

Description

La présente invention se rapporte à une pile à combustible, et

particulièrement à une pile à combustible intégrée à couches laminées. La pile à combustible classique du type à plaques est limitée de par sa structure, comme la pile à combustible classique où le méthanol est directement oxydé, et s'il est nécessaire d'augmenter la puissance de production électrique, elle doit changer de structure interne et non seulement augmenter le nombre d'ensembles d'électrodes en membrane pour la pile à combustible où le méthanol est directement oxydé, mais encore les autres composants associés, comme le champ d'écoulement, tous devant être changés d'une manière correspondante. Ainsi, le moindre changement dans une pièce se répercutant sur toute la situation était le défaut majeur. Un autre procédé consiste à avoir une connexion en série/parallèle des pôles positifs et négatifs de chaque pile à combustible classique indépendante. Bien que ce procédé ait permis d'atteindre une augmentation de la puissance de la production électrique totale, chaque pile à combustible classique indépendante a sa propre composition initiale, comme un réservoir de stockage de combustible, où le volume total des piles à combustible connectées en série/parallèle est évidemment trop grand, ce qui devient le défaut majeur de ce procédé. Pour surmonter les défauts évoqués ci-dessus des procédés classiques, la pile à combustible empilée classique a été conçue. Les cas typiques de ces conceptions ont été divulgués dans les brevets US antérieurs n US 5 200 278, US 5 252 410, US 5 360 679, et US 6 030 718. Bien que les piles à combustible fabriquées selon ces arts antérieurs puissent avoir une efficacité de génération de puissance plus élevée, leur composition était assez compliquée, et elles n'étaient pas facile à fabriquer, étaient d'un coût plus élevée et d'une exigence plus élevée concernent les systèmes périphériques associés.

Un autre type de pile à combustible classique de type plan a également été conçu. Les cas typiques de cette conception ont été divulgués dans les brevet US antérieurs n US 5 631 099, US 5 759 712, US 6 127 058, US 6 387 559, US 6 497 975, et US 6 465 119. Les piles à combustible d'une telle conception pourraient convenir à un espace plus étroit et plus petit, ce qui est plus pratique pour un produit électronique compact, comme un téléphone cellulaire portatif, un assistant numérique personnel ou un ordinateur bloc-notes et qui est moins exigeant en ce qui concerne l'association au système périphérique. Avantageusement, la fabrication est grandement facilitée lors de la conception en pile. Cependant, la pile à combustible de cette conception possède une capacité de génération de puissance inférieure. Le brevet US n 5 631 099 intitulé "Surface Relica Fuel Cell" a divulgué la pile à combustible utilisant à la fois la conception empilée et de type plane ; en d'autres termes, le US 5 631 099 pourrait combiner les avantages de la conception empilée et du type à palettes pour augmenter l'efficacité de génération de puissance pour la pile à combustible et pour atteindre les avantages d'un poids inférieur, d'un usage pratique et d'un plus petit encombrement. Néanmoins, le US 5 631 099 présente toujours des inconvénients, comme une structure compliquée qui n'est pas facile à fabriquer, dans laquelle il n'est pas facile d'éliminer le produit de réaction (par exemple l'eau), dans laquelle il n'est pas facile d'amener l'air ou l'oxygène. La présente invention a été réalisée au vu des insuffisances de l'art antérieur et a été perfectionnée pour créer une pile à combustible intégrée à couches laminées destinée à utiliser les paramètres de conception fournissant la puissance électrique et à fabriquer la pile à combustible intégrée à couches laminées en accord avec ces paramètres ; et le système de la pile à combustible intégrée à couches laminées selon la présente invention permet d'atteindre les avantages d'une facilité de fabrication, d'un coût plus bas, d'un poids léger, d'un usage pratique et d'un plus petit encombrement.

Le premier objectif de la présente invention est la réalisation d'une pile à combustible intégrée à couches laminées, qui soit légère, fine, courte et compacte. Le second objectif de la présente invention est la réalisation d'une pile à combustible intégrée à couches laminées apte à utiliser les paramètres de conception fournissant la puissance électrique et à fabriquer la pile à combustible intégrée à couches laminées en accord avec ces paramètres. Ces objectifs sont atteints conformément à la présente invention par une pile à combustible intégrée à couches laminées qui comprend : deux feuilles ou couches de panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face qui sont configurées sur les deux côtés d'extrémité de la pile à combustible intégrée à couches laminées, respectivement ; au moins une couche de panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces structurée en plaque, qui est configurée entre la pile à combustible intégrée à couches laminées dans des couches séparées ; au moins une couche de panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces structurée en plaque, qui est configurée entre la pile à combustible intégrée à couches laminées dans des couches séparées ; au moins une couche de panneau de pile à combustible bipolaire structurée en plaque dans laquelle les surfaces latérales avec la cathode configurées sur les deux palettes de combustible doubles bipolaires d'extrémité de la pile à combustible intégrée à couches laminées sont étroitement liées aux deux couches des panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face, respectivement ; et où les surfaces latérales avec la cathode configurées sur les autres panneaux de la pile à combustible bipolaire en couches pour la pile à combustible intégrée à couches laminées sont étroitement liées à chaque couche du panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces et, les surfaces latérales avec l'anode configurées sur les panneaux de pile à combustible bipolaire en couches sont étroitement liées à chaque couche du panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces. Selon des réalisations avantageuses, l'invention 10 peut également comprendre au moins une des caractéristiques suivantes : - le panneau de pile à combustible bipolaire comprend : une plaque de recouvrement de cathode, au moins un ensemble d'électrodes en membrane et une plaque 15 de recouvrement d'anode dans laquelle les ensembles d'électrodes en membrane sont fixés en couches entre la plaque de recouvrement de cathode et la plaque de recouvrement d'anode ; - la plaque de recouvrement de cathode comprend au 20 moins une ouverture, et les ouvertures correspondent aux ensembles d'électrodes en membrane, respectivement ; - la plaque de recouvrement d'anode comprend au moins une ouverture, et les ouvertures correspondent aux ensembles d'électrode en membrane, respectivement ; 25 la plaque de recouvrement de cathode comprend : au moins un circuit configuré sur la surface de la plaque de recouvrement de cathode dans laquelle les circuits sont connectés électriquement aux cathodes des ensembles d'électrodes en membrane correspondants ; 30 - la plaque de recouvrement d'anode comprend : au moins un circuit configuré sur la surface de la plaque de recouvrement d'anode, où les circuits sont connectés électriquement aux anodes des ensembles d'électrodes en membrane correspondants ; 35 - le panneau de champ d'écoulement de cathode à une face est configuré en outre avec une entrée de combustible d'anode et une sortie de combustible d'anode, où l'entrée de combustible d'anode et la sortie de combustible d'anode sont utilisées comme entrée/sortie unique pour le combustible d'anode utilisé par la pile à combustible intégrée à couches laminées ; -le substrat pour la plaque de recouvrement de cathode est sélectionné parmi un substrat plastique technique non-conducteur protégeant contre les produits chimiques, un substrat plastique en carbone, un substrat en époxy FR4, un substrat en époxy FR5, un substrat en résine époxy, un substrat en fibres de verre, un substrat céramique, un substrat en polymère plastifié, un substrat en matériau composite, un substrat à circuit imprimé ; et - le substrat pour la plaque de recouvrement d'anode est sélectionné parmi un substrat plastique nonconducteur protégeant contre les produits chimiques, un substrat plastique en carbone, un substrat en époxy FR4, un substrat en époxy FR5, un substrat en résine époxy, un substrat en fibres de verre, un substrat céramique, un substrat en polymère plastifié, un substrat en matériau composite et une feuille de substrat à circuit imprimé. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est un schéma structurel de la pile à combustible intégrée à couches laminées selon la présente invention ; - la figure 2 est une vue éclatée de la pile à combustible intégrée à couches laminées pour un mode de réalisation selon la présente invention ; - la figure 3 est une vue éclatée d'un panneau de pile à combustible bipolaire selon la présente 35 invention ; - la figure 4 est un schéma tridimensionnel d'un panneau de champ d'écoulement de cathode à une face avec l'entrée/sortie de combustible d'anode selon la présente invention ; la figure 5 est un schéma d'assemblage tridimensionnel d'un panneau de champ d'écoulement de cathode à une face selon la présente invention ; la figure 6 est un schéma d'assemblage tridimensionnel d'un champ d'écoulement de cathode à deux faces selon la présente invention, et - la figure 7 est un schéma d'assemblage tridimensionnel d'un panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces selon la présente invention. La figure 1 est un schéma structurel d'une pile à combustible intégrée à couches laminées selon la présente invention, et la figure 2 est une vue éclatée de la pile à combustible intégrée à couches laminées pour un mode de réalisation selon la présente invention. La pile à combustible intégrée à couches laminées 10 selon la présente invention comprend : deux feuilles ou couches de panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face 101, 102 structurées en plaque, au moins une feuille ou couche de panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces structurée en plaque 104, au moins une feuille ou couche de panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces structurée en plaque 105 et au moins une feuille ou couche de panneau de pile à combustible bipolaire structurée en plaque 103, et ces éléments sont empilés et liés étroitement pour former une feuille ou couche de structure de palette unique, comme représenté sur la figure 1. On expliquera maintenant chaque élément sur la figure 1. Sur la figure 1, la présente invention définit une unité assemblée de pile à combustible 20 qui est séquentiellement constituée d'une première couche de panneau de pile à combustible bipolaire 103, d'une couche de panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104, d'une deuxième couche de panneau de pile à combustible bipolaire 103, d'une couche de panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces 105, d'une troisième couche de panneau de pile à combustible bipolaire 103. Le procédé d'assemblage de la pile à combustible intégrée à couches laminées selon la présente invention consiste à tenir compte de l'exigence de fournir de la puissance électrique pour empiler une pluralité d'unités assemblées de piles à combustible 20 répondant à l'exigence et d'empiler séparément les panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face 101, 102 sur les deux faces latérales les plus extérieures et d'utiliser le moyen de compression pour lier étroitement chaque élément empilé. La figure 3 est une vue éclatée du panneau de pile à combustible bipolaire selon la présente invention, où plusieurs couches de panneaux de pile à combustible bipolaire 103 sont configurées entre la pile à combustible intégrée à couches laminées 10 dans des couches séparées. Le panneau de pile à combustible bipolaire 103 comprend une couche de plaque de recouvrement de cathode 1033, au moins un ensemble d'électrodes en membrane 1031 et une couche de plaque de recouvrement d'anode 1035 ; et ces ensembles d'électrodes en membrane 1031 sont pris en sandwich et sont fixés entre la plaque de recouvrement 1033 de la cathode et la plaque de recouvrement 1035 de l'anode, et la plaque de recouvrement de cathode 1033 est configurée avec au moins une ouverture 1033a, et la quantité configurée de ces ouvertures 1033a est déterminée par la quantité de ces ensembles d'électrodes en membrane 1031 ; et la zone de l'ouverture 1033a est légèrement plus petite que la zone de l'ensemble d'électrodes en membrane 1031. D'une manière similaire, la plaque de recouvrement 1035 de l'anode est configurée avec au moins une ouverture 1035a, et la quantité configurée de ces ouvertures 1035a est déterminée par la quantité de ces ensembles d'électrodes en membrane 1031, et la zone de l'ouverture 1035a est légèrement plus petite que la zone de l'ensemble d'électrodes en membrane 1031. Sur la figure 3, la surface de la plaque de recouvrement 1033 de la cathode, en option sur la surface supérieure ou la surface inférieure ou sur les deux, est configurée avec des circuits 1033b, où les extrémités de ces circuits 1033b sont reliées électriquement aux cathodes de ces ensembles d'électrodes en membrane correspondants 1031, et les autres extrémités sont reliées aux coussins de cathode correspondants 1033c, et les coussins de cathode 1033c sont configurés sur le bord de la plaque de recouvrement 1033 de la cathode. D'une manière similaire, la surface de la plaque de recouvrement 1035 de l'anode, en option sur la surface supérieure ou la surface inférieure ou sur les deux, est configurée avec les circuits 1035b, où les extrémités de ces circuits 1035b sont reliées électriquement aux anodes de ces ensembles d'électrodes en membrane correspondants 1031, et les autres extrémités sont reliées aux coussins d'anode correspondants 1035c, et les coussins d'anode 1035c sont configurés sur le bord de la plaque de recouvrement 1035 de l'anode. Le substrat pour la plaque de recouvrement 1033 de la cathode et la plaque de recouvrement 1035 de l'anode peut être sélectionné parmi l'un d'un substrat plastique technique non-conducteur résistant à des produits chimiques, d'un substrat plastique en carbone, d'un substrat en époxy FR4, d'un substrat en époxy FR5, d'un substrat en résine époxy, d'un substrat en fibres de verre, d'un substrat céramique, d'un substrat en polymère plastifié, d'un substrat en matériau composite et d'un substrat à circuit imprimé. Le mode de réalisation de l'ensemble d'électrodes en membrane 1031 selon la présente invention pourrait utiliser l'art antérieur associé, par exemple utiliser l'ensemble d'électrodes en membrane à oxydation directe du méthanol réalisé à partir d'une membrane d'échange de protons. La figure 4 est une vue tridimensionnelle d'un panneau de champ d'écoulement de cathode à une face avec une entrée/sortie de combustible d'anode selon la présente invention, et la figure 5 est une vue tridimensionnelle d'un panneau de champ d'écoulement de cathode à une face selon la présente invention, où deux couches de panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face 101, 102, sont configurées sur les deux côtés d'extrémité de la pile à combustible intégrée à couches laminées 10, respectivement, et la surface des panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face 101, 102 avec la structure à canaux est étroitement liée à la surface de la cathode pour le panneau de pile à combustible bipolaire 103. Les panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face 101, 102 pourraient être configurés comme une structure en plaque, et plusieurs fentes parallèles pourraient être réalisées dans la surface du corps plat pour former les canaux pour le combustible de cathode, comme l'air. L'air extérieur pourrait être introduit suivant la flèche A (se reporter à la flèche A sur la figure 4 et la figure 5), et la zone d'admission des panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face 101, 102 pourrait être munie d'une petite zone évidée en vue d'une introduction régulière ou uniforme de l'air. L'air pourrait s'écouler dans ces fentes et entrer dans ces cathodes du panneau de pile à combustible bipolaire 103. Enfin, l'air restant ou résiduel et le produit de la cathode s'écouleront suivant la flèche B (se référer à la flèche B sur les figures 4 et 5). Sur la figure 4, la surface inférieure du panneau de champ d'écoulement de cathode à une face 101 est configurée avec une entrée de combustible d'anode 1011 et une sortie de combustible d'anode 1013. Le combustible d'anode externe, comme une solution aqueuse de méthanol, pourrait s'écouler dans la pile à combustible intégrée à couches laminées 10 à partir de l'entrée de combustible 1011 de l'anode ; ensuite le combustible de l'anode s'écoulera vers chaque couche du panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104, et enfin le combustible d'anode restant et le produit de l'anode s'écouleront de la sortie de combustible d'anode 1013. La figure 6 est une vue tridimensionnelle d'un panneaux de champ d'écoulement de cathode à deux faces selon la présente invention dans lequel plusieurs couches de panneaux de champ d'écoulement de cathode à deux faces 105 sont configurées entre la pile à combustible intégrée à couches laminées 10 en des couches séparées. La surface supérieure du panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces 105 est étroitement liée avec la surface avec la cathode pour le panneau de pile à combustible bipolaire 103, et la surface inférieure de la même couche du panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces 105 est étroitement liée avec la surface avec la cathode d'un autre panneau de pile à combustible bipolaire 103.

Le panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces 105 pourrait être configuré comme une structure de plaque, et dans la surface supérieure et dans la surface inférieure du corps de plaque sont ménagées plusieurs fentes parallèles respectivement pour former le canal pour le combustible de la cathode, comme l'air. L'air externe pourrait être introduit suivant la flèche A (se reporter à la flèche A sur la figure 6). Dans chaque zone d'entrée des surfaces supérieure et inférieure du panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces 105 est ménagée respectivement une zone évidée, une zone creuse et une zone évidée d'une manière adjacente dans le but d'une introduction régulière ou uniforme de l'air. L'air pourrait s'écouler dans ces fentes et entrer dans les cathodes du panneau de pile à combustible bipolaire 103.

Enfin l'air restant et le produit de la cathode s'écouleront suivant la flèche B (se reporter à la flèche B sur la figure 6).

Le premier trou traversant 1051 et le deuxième trou traversant 1053 du panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces 105 sont amenés à correspondre avec l'entrée de combustible d'anode 1011 et la sortie de combustible d'anode 1013 du panneau de champ d'écoulement de cathode à une face 101, respectivement, et également à correspondre à la portion de shunt 1041 et au trou de sortie 1043 du panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104. Ainsi, pour la structure de la pile à combustible intégrée à couches laminées 10 dans laquelle sont empilées des couches multiples de corps de palette selon la présente invention, une seule entrée de combustible d'anode 1011, plusieurs premiers trous traversants 1051 et plusieurs portions de shunt 1041 sont reliés en occupant un petit espace, et une seule sortie de combustible d'anode 1013, plusieurs seconds trous traversants 1053 et plusieurs trous de sortie ou d'évacuation 1043 sont reliés, en occupant un autre petit espace.

La figure 7 est une vue tridimensionnelle du panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces selon la présente invention dans laquelle plusieurs couches de panneaux de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104 sont configurées entre la pile à combustible à couches laminées 10 en des couches séparées. La surface supérieure du panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104 est étroitement liée avec la surface avec l'anode du panneau de pile à combustible bipolaire 103, et la surface inférieure du même panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104 est étroitement liée avec la surface avec l'anode d'un autre panneau de pile à combustible bipolaire 103. Le panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104 pourrait être configuré en une structure de plaque, et dans les surfaces supérieure et inférieure du corps de plaque sont ménagées plusieurs fentes et plusieurs trous en forme de barrette ou bande pour former le canal pour le combustible de l'anode, par exemple la solution aqueuse de méthanol. La portion de shunt 1041 et le trou de sortie 1043 du panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104 sont des structures creuses. Le combustible externe de l'anode de l'entrée de combustible d'anode 1011 pourrait s'écouler dans le premier trou traversant 1051 du panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces 105 sur chaque couche, et la portion de shunt 1041 du panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104 sur chaque couche, ensuite le combustible de l'anode s'écoulant dans la portion de shunt 1041 du panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104 sur chaque couche s'écoulera dans le canal interne du panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104 sur chaque couche et entre dans ces anodes du panneau de pile à combustible bipolaire 103, enfin le combustible restant de l'anode et le produit de l'anode pour le panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104 sur chaque couche s'écoulera vers le trou d'évacuation 1043 sur chaque couche et à travers le second trou traversant 1053 du panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces 105 sur chaque couche et s'écoule vers l'extérieur à travers la sortie de combustible 1013 de l'anode.

Les panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face 101, 102, le panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces 105, le panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104 sont configurés avec plusieurs couches de recueillement ou d'accumulation de courant 30, respectivement, et les couches de recueillement de courant 30 sont utilisées pour venir en contact avec la cathode ou l'anode du panneau de pile à combustible bipolaire correspondant 103, et les couches de recueillement de courant 30 sont étroitement fixées aux panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face 101, 102, au panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces 105 et au panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104, respectivement. Ces feuilles d'accumulation d'électricité 30 pourraient présenter au moins une bride 301, et ces brides 301 sont reliées électriquement aux circuits correspondants 1033b, 1035b.

Le matériau de la couche d'accumulation de courant 30 est un matériau conducteur et également un matériau résistant à des produits chimiques avec des caractéristiques antiérosion et/ou anti-acide, par exemple, sélectionné parmi la tôle d'acier inoxydable (SUS316), la feuille d'or, le métal de titane, le matériau de graphite, un matériau composite à base de carbone et de métal, une feuille d'alliage métallique et une feuille conductrice en polymère d'une impédance réduite. Le substrat pour les panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face 101, 102, le panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces 105 et le panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces 104 pourraient être sélectionnés parmi un substrat plastique technique non-conducteur résistant à des produits chimiques, un substrat en graphite, un substrat métallique, un substrat plastique en carbone, un substrat en époxy FR4, un substrat en époxy FR5, un substrat en résine époxy, un substrat en fibres de verre, un substrat céramique, un substrat en polymère plastifié et un substrat en matériau composite. La pile à combustible intégrée à couches laminées 10 selon la présente invention permet d'ajuster d'une manière flexible la quantité configurée des unités assemblées de pile à combustible 20 sur la base de la puissance électrique fournie, qui est un des avantages de la présente invention. Par ailleurs, la sortie/entrée du combustible de l'anode de la pile à combustible à couches laminées 10 selon la présente invention utilise la conception de l'entrée unique et de la sortie unique, ce qui permet de simplifier grandement la structure d'amenée du combustible de l'anode et constitue l'un des avantages de la présente invention. Etant donné que la présente invention utilise une structure à couches laminées, la présente invention permet de mettre en oeuvre facilement une pile à combustible légère, mince, courte et compacte, ce qui constitue l'un des avantages de la présente invention. Bien que les modes de réalisation selon la présente invention aient été divulgués ci-dessus, ces modes de réalisation divulgués ne sont pas destinés à limiter la présente invention. L'homme de l'art peut procéder à diverses modifications et changements sans s'éloigner de l'esprit et de l'étendue de la présente invention, et ces modifications et changements se situent tous à l'intérieur de l'étendue de la présente invention. L'étendue de protection de la présente invention devrait être basée sur les revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS

1. Pile à combustible intégrée à couches laminées, caractérisée en ce qu'elle comprend deux couches de panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face (101, 102) structurées en plaque, qui sont configurées respectivement sur les deux côtés d'extrémité de la pile à combustible intégrée à couches laminées (10), au moins une couche de panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces (105) structurée en plaque, qui est configurée entre la pile à combustible intégrée à couches laminées (10) selon des couches séparées, au moins une couche de panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces (104) structurée en plaque, qui est configurée entre la pile à combustible intégrée à couches laminées (10) selon des couches séparées, au moins une couche de panneau de pile à combustible bipolaire (103) structurée en plaque, dans laquelle les surfaces latérales avec la cathode configurées sur les deux palettes de combustible doubles bipolaires d'extrémité (103) de la pile à combustible intégrée à couches laminées (10) sont étroitement liées à deux couches des panneaux de champ d'écoulement de cathode à une face (101, 102), respectivement, et où les surfaces latérales avec la cathode configurées sur les autres panneaux de la pile à combustible bipolaire (103) en couches pour la pile à combustible intégrée à couches laminées (10) sont étroitement liées avec chaque couche du panneau de champ d'écoulement de cathode à deux faces (105), et les surfaces latérales avec l'anode configurées sur les panneaux de la pile à combustible bipolaire (103) en couches sont étroitement liées avec chaque couche de panneau de champ d'écoulement d'anode à deux faces (104).

2. Pile à combustible intégrée à couches laminées selon la revendication 1, caractérisée en ce que le panneau de pile à combustible bipolaire (103) comprend une plaque de recouvrement de cathode (1033), au moins un ensemble d'électrodes en membrane (1031) et une plaque derecouvrement d'anode (1035),où les ensembles d'électrodes en membrane (1031) sont fixés en couches entre la plaque de recouvrement de cathode (1033) et la plaque de recouvrement d'anode (1035).

3. Pile à combustible intégrée à couches laminées selon la revendication 2, caractérisée en ce que la plaque de recouvrement de cathode (1033) comprend au moins une ouverture (1033a), et en ce que les ouvertures (1033a) sont réalisées de façon à correspondre aux ensembles d'électrodes en membrane (1031), respectivement.

4. Pile à combustible intégrée à couches laminées selon la revendication 2, caractérisée en ce que la plaque de recouvrement d'anode (1035) comprend au moins une ouverture (1035a), et en ce que les ouvertures (1035a) sont réalisées de façon à correspondre aux ensembles d'électrodes en membrane (1031), respectivement.

5. Pile à combustible intégrée à couches laminées selon la revendication 2, caractérisée en ce que la plaque de recouvrement de cathode (1033) comprend au moins un circuit (1033b) configuré sur la surface de la plaque de recouvrement de cathode (1033), où les circuits (1033b) sont reliés électriquement aux cathodes des ensembles d'électrodes en membrane correspondants.

6. Pile à combustible intégrée à couches laminées selon la revendication 2, caractérisée en ce que la plaque de recouvrement d'anode (1035) comprend au moins un circuit (1035b) configuré sur la surface de la plaque de recouvrement d'anode (1035), où les circuits (1035b) sont reliés électriquement aux anodes des ensembles d'électrodes en membrane correspondants (1031).

7. Pile à combustible intégrée à couches laminées selon la revendication 1, caractérisée en ce que le panneau de champ d'écoulement de cathode à une face (101) est configuré en outre avec une entrée de combustible d'anode (1011) et une sortie de combustible d'anode(1013), où l'entrée de combustible d'anode (1011) et la sortie de combustible d'anode (1013) sont utilisées comme une seule entrée/sortie pour le combustible de l'anode utilisé par la pile à combustible intégrée à couches laminées (10).

8. Pile à combustible intégrée à couches laminées selon la revendication 2, caractérisée en ce que le substrat pour la plaque de recouvrement de cathode (1033) est sélectionné parmi un substrat plastique non- conducteur résistant à des produits chimiques, un substrat plastique en carbone, un substrat en époxy FR4, un substrat en époxy FR5, un substrat en résine époxy, un substrat en fibres de verre, un substrat céramique, un substrat en polymère plastifié, un substrat en matériau composite et un substrat à circuit imprimé.

9. Pile à combustible intégrée à couches laminées selon la revendication 2, caractérisée en ce que le substrat pour la plaque de recouvrement d'anode (1035) est sélectionné parmi un substrat plastique non- conducteur résistant à des produits chimiques, un substrat plastique en carbone, un substrat en époxy FR4, un substrat en époxy FR5, un substrat en résine époxy, un substrat en fibres de verre, un substrat céramique, un substrat en polymère plastifié, un substrat en matériau composite et une feuille de substrat à circuit imprimé.