TW557601B

TW557601B - Planar type fuel cell monomer and the cell set

Info

Publication number: TW557601B
Application number: TW091116548A
Authority: TW
Inventors: Chiou-Chu Lai; Ku-Yen Kang; Ping-Yuan Shiu; Kan-Lin Hsueh
Original assignee: Ind Tech Res Inst
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2003-10-11
Also published as: US20040018415A1

Description

557601 五、發明說明（1) 改良種Π型燃料電池’其特別有關於利用形成易於生產組裝的平面型燃料電池。 =能的發…，與傳統發電方式比較之于：，直二染：Γ噪音、高能量密度以及較高的能量轉換 4坆”、、έ，疋極具未來珂瞻性的乾淨 ==!式電子產品、家用發電“、運輪Γ: 太二工業以及大型發電系統等各種領域。燃料電池的運作原理依其種類之不同會有些

Methano1 F-i"ceii,' DMF尸為例，甲醇水溶液在陽極觸媒層進行氧化反應，產生虱離子⑻、電子（e-)以及二氧化碳（c〇2)， ^^電解質傳遞至陰極，而電子靠由外部電路傳輸 2功之後再傳遞至陰極…寺供給陰極端的氧氣會與風離子及電子於陰極觸媒層進行還原反應並產生水。因為燃料電池每個基本單元所能提供的電壓很小，所以在應用時必須串聯多個單一電池’形成一個燃料電池組’才能達到所需求的操作電壓。目則燃料電池組的先前技藝中有堆疊型以及平面型兩種設計方式。其中堆疊型燃料電池組丨〇如第i圖所示，1 組成包括一個由陽極觸媒電極121、質子傳導膜122加上陰極觸媒電極123所組合而成的膜電極組12，以及作為個別電極組串聯的雙極板13 (Bip〇lar pUte)和兩端端電極板11所組合而成的電池組。其中雙極板丨3的功能除了作為 0178-8350TW(NF)iMRL-P-910023;j imy.ptd 第4頁 557601 五、發明說明（2) ^池串聯連接之外，内部還設計有流道丨3丨# A 氣的供應管道。 ,L作為燃料、氧 f 4* i λ於目刖雙極板丨3仍以石墨為最佳材料，而石黑Μ ϋ 抖與加工成本均非當 1竹而石墨的材燃料供應傳於系# κ严專、、先電池組的設計需要加上制系統:及= 傳輸系統、溫度、熱交換控增力丄邊輔助裝置’這些附加系統除了 ^ 充建置成本之外，電池本身也必須 &些功能’造成商業應用的極大挑戰。供為第Γ圖A = ”平板型燃料電池的立體分解圖，第Μ圖 2。包括=f組之剖面圖。傳統的平面型燃料電池組 21以平行排列而Ϊ組22及一具有金屬網211的電流集結板如質子值道成’而膜電極組22是由陽極觸媒電極 =1質子傳導膜222和陰極觸媒電極223所組合而成，宜中所有的陽極觸媒電極221排列在同一二觸媒電極223在質子傳導膜222的相科s十^面上而陰極的电胃鮮、# i恭得導的相對另一平面上，彼此間 2透過電流集結板21上電路的設計加以串聯，如此形成一平面或是片狀式的燃料電池組2 0。盆電電池組2〇的設計方式存在一些問題，因為二二二徑較長’而且電流集結板21與陽極觸媒電極221、陰極觸媒電極223間之電性接觸聯電阻相對較大，系統效能因而較低。使侍串另外，平面型燃料電池組20中膜電極組22的製作方法，必須使陽極觸媒電極221與陰極觸媒電極223盡量互相對準，並以熱壓合技術將陽極2 2 1、電解質膜2 2 2、陰極

55^6〇ι 五、發明說明（3)

^ Ρ Q 、這三者壓合成一膜電極組22，以降低質子傳導路徑，、。V提昇系統效能的目的。此做法使得膜電極組22的製作 ^ &困難度增加，造成量產設計的複雜度升高。此外，膜疒，組22必須經由熱壓接合的製程，當熱壓接合製程有瑕整體膜電極組22必須丟棄，而因為各電極之觸媒使 a貝金屬，如此一來會造成膜電極組Μ製作成本相對升向’經濟效益降低。 μ有鑑於此，本發明的第一個目的，即是提出一種結構的平面型燃料電池，透過重新設計的電池結構，降低男解質膜與陰、陽極組合成膜電極組時之製程困難度，以及降低瑕疵品所造成的成本效應。本發明的第二目的即是透構，提供一種取代習知的電引著度，並且降低系統複雜度。過重新設計的電池電極結出方式，增加電性接觸的密本發料電池製低燃料電為達面型燃料電解質膜極是設置有陽極觸解質膜及有電解質明的第作方法池組裝成上述電池單及一陰於第一媒；固絕緣框溶液；三目的，即是提供一，並且提供簡易的電成本與提昇系統穩定目的，本發明提供一體’包括：一絕链Μ 極。絕緣框面上並完全態電解質膜架具有一架形成一包以及一陰極性串聯方性及其商種易於組架、一陽第一面及口，且在口，使陽其中在包態電解質量組裝的燃式，可以降業價值。袭生產的平極、一固態一開口；陽陽極上敷設極、固態電圍空間内具膜上與陽極覆蓋於開抵接於開圍空間，設置於固

557601 五、發明說明（4)

相對之一側，B + A 型燃料電池單i極敷設有陰極觸媒’而構成完整平面極由實施例中，平面型燃料電池單體之陽極與陰、爿金屬所構成，其材質為鈦或是表面鍍或疋其他金屬。释顆粒ΐ τ ϊ佳實施例中’陽極與陰極之表面各具有-碳材中陽二$極觸媒及陰極觸媒是塗佈於碳材顆粒層上，其在j媒為鉑/釕合金（Pt/Ru)，陰極觸媒為鉑（pt)。八漏膠所膠Wn，固態電解質膜與絕緣框架是以防極觸媒，電解質膜及陰極是由熱壓成形’且陰、疋位於固恶電解質膜及陰極之間。絕緣i:明面型燃料電池組，其至少包括：- 極組由—降^ β 二陽極及一串聯電極，其中膜陰有^陰極及一固態電解質膜所熱磨而成。、絕緣框架具第一 Η 〇面μ第一開口、一第二開口及位於第一開口與二之間：間隔部；第一陽極，⑨置於第-面上並覆复中第二口笛第—陽極設置於第一面上並覆蓋第二開口， ",..、第一陽極均具有一陽極觸媒；第一固熊電解質開：’使第一陽極、該第-固態該第二：f 一，圍空"1;第二固態電解質膜抵接於形成=^第―陽極、第二固態電解f膜及絕緣框架化成一第二包圍空間，其中在第一、電解質溶液；第一吟極#詈於笛一匕圍二間内具有 %桎相對之-御"第二陰極設置於該第二固態電解質膜上第7頁 bl78-8350TW(NF);MRLeP.9臟3;jimy ptd 557601 五、發明說明（5) 與第二陽極相對之一側，其中第一極觸媒；以及虫碗帝4 弟一陰極均具有一陰串聯電極與第里；Γ絕緣框架之間隔部，其令陽極與第二降極接觸’用於電性連接第一一农極以構成元整平面型燃料電池組。在一較佳實施例中，上述之平 -、第二陽極及第一、第二陰極由網之第質為=是表面鍍金之銅、鎳或是其他金屬。，其材在一較佳實施例中，上述之第一、女匕：：之表面各具有一碳材顆粒層’陽：觸女=塗佈於碳材顆粒層上，其中陽極觸媒極觸 (Pt/Ru) ’陰極觸媒為鉑（pt)。在一較佳實施例中，上述之第一、第二與絕緣框架是以防漏膠所膠合，而第一、第At解質膜膜及第-、第二陰極是由熱壓成％，且陰 =電解質膜與第一陰極、第二固態電解質二= -第父極上連接’第一電極與第二陽極電性連接‘個嫉:生電池組之電流。、^丨出整個燃料在一較佳實施例中，第一電極貼附於第一第-固態電解質膜之-相卜且完全覆蓋第：極：：於二電極之材質為欽，且其貼附於第一陰極的;份具 0178-8350TW(NF);MRL-P-910023;jimy.ptd 第8頁 557601 五、發明說明（6) 本發明另提供一種平面型燃料電池組，其一絕緣框牟、-胳^ n 王夕包括· 陰極組由：心=陰；=二陽極及-串聯電極，其中膜具有-第4 :：：電所熱壓而成。絕緣框架面= ΐ間的間隔部；第一固態電解質膜設置於第-^活二覆盍苐開口，第二固態電解質膜設置於第一 & ^覆盍，二開口；第一陰極設置於第一開口内，並一固態電解質膜上；第二陰極設置於第二開口、，】貼昤搞：撤：#中第一、第二陰極均具有-π和觸媒，第一陽極貼覆於第一固態電解質膜上與極相對之一側；第二陽極貼覆於第二固態電 [: 二陰極相對之一側，其中該第一、第二陽極均= 觸媒，以及串聯電極是埋設於絕緣框架之間隔复聯電極與第一陽極、第二陰極接觸，用於電性連^ 一極與第二陰極，以構成完整平面型燃料電池組。在一較佳實施例中，上述之平面型燃料電池組一、第二陽極及第一、第二陰極由網狀金屬所成，質為鈦或是表面鍍金之銅、鎳或是其他金屬。风八材在一較佳實施例中，上述之第一、第二陽極及第一、第二陰極之表面各具有一碳材顆粒層，陽極觸媒總媒是塗佈於碳材顆粒層上，其中陽極觸媒為鉑/ = (Pt/Ru)，陰極觸媒為鉑（pt)。口在-較佳實施例中，上述之第-、第二固態與絕緣框架是以防漏膠所膝合’ @第一、第二固態電解質

/υυι 五、發明說明（7) 膜及第一、第二陰極是由熱一固態電解質膜與第—险形，且陰極觸媒是位於第極之間。农^ 、第二固態電解質膜與第二陰在一較佳實施例中，上、,、、，一第—電極及一第二電極，===面型燃料電池組更包括，第二電極與第二陽極電：：：電極與第一陰極電性電池組之電流。 ^生連接，用於弓丨出整個燃料在一較佳實施例中，一第一固態電解質膜之一側，，極貼附於第一陰極相對於一電極之材質為鈦，且凡全覆蓋第一陰極。其中第性。且其貼附於第-陰極的部份具有多；為了讓本發明之上述和苴明顯易懂，下文特舉一 ^ >的、特徵、和優點能更样細說明如下·· 、貝知例’並配合所附圖示，作實施例請參考第3A、3B圖，為了讳几θ 四個燃料電池單體串胸丄間化圖不，第3Α、3Β圖僅以所提出之結構並不型燃料電池組，但本發明如第3Α、3Β圖所；：=料電池單體。一絕緣框架31，其且^本表明平面型燃料電池組30具有電池單體了每個= 361、-陽極觸媒#^二體均具有一陰極觸媒電極觸媒電m μ電和35相隔於陰極觸媒電極361與陽極觸媒電極35之間的一固態電解質膜362 ’其中固離膜362與陰極觸媒電極361以熱Μ的方式形成—/ 、 0178-8350TW(NF) ;MRL-P.910023； j imy .ptd 第10頁 557601 五、發明說明（8) 36。另外，如箆園一絕緣框架3 1的導電之串：φ兩相鄰燃料電池單體以-穿過 3Π與下-電池的陽極串聯的目的。而二平二媒電極35作連結’以達到電性串連接第-個“電^ 2 士電池組3 〇再以一第—電極3 2 、击社田从抖電池的陰極觸媒電極361，一第二雷托” 32、：雷:固燃料電池的陽極觸媒電極35，以第-電極負極。；亟33為端點作為整個平面型燃料電池30的正、負載i ί ί ΐ ? 以此所建構的單—燃料電池以27 ω固定 mi 成的膜電極總成，在相同條件下所、:、早電池，於相同條件下所得之電壓0 · 2 1 V相去不遠因^，將陽極觸媒電極3 5與膜陰極組3 6分開的方法在直接曱，燃料電池或是其他可能的液態含水直接反應燃料電、、的糸、、先下，並不會造成糸統效能有太大的改變，而且透過改善質子傳導路徑的設計，可以進一步達到更好的電性傳導與電接觸效果。如第3 B圖所示’本發明之平面型燃料電池與習知技術之燃料電池不同，其陽極觸媒電極35並非與膜陰極組36 一同熱壓成形，而是分離的。其中陽極觸媒電極3 5貼覆絕緣框架3 1的表面上，且分別覆蓋各個開口 3丨1，在陽極觸媒電極35上具有陽極觸媒，用於使曱醇水溶液產生氫離子 (『）及電子<^-)。固態電解質膜362抵接於開口311，其與絕緣框架3 1的相鄰處必須是以防漏膠（如AB膠）加以密封，

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持：恕燃料流向陰極側，而膜陰極組36則須維陽=原接觸’使電池的還原反應能順利進行。此外，電：35、固態電解質膜3 6 2及絕緣框架3!形成-35產:0尸八具有電解質溶液，用於傳導由陽極觸媒電極之氫離子。陰極觸媒電極361設置於固 3:2上與陽極觸媒電極35相對之一側，其上具有陰=膜、，用於使外部氧氣、電子及氫離子產生水。本發明之絕緣框架之材質可以是％、ρΕ等高分子化合日以射出成形製成，陽極觸媒電極35及陰極觸媒電極36ι =由一網狀金屬所構成，如：鈦、表面鍍金之銅、表面鍍主之鎳或表面鍍金之其他金屬，並分別在陽極觸媒電極35 ^面塗佈陽極觸媒，如：鉑/釕合金（Pt/Ru)，在陰極觸媒電極361表面塗佈陰極觸媒，如；鉑（pt)，而固態電解質膜3j2可用如：杜邦公司Naf i〇n@ ，其以13〇。〇的溫度在適當的壓力下與陰極觸媒電極361熱壓成膜陰極組36。此外、’為了增加電極的反應表面積，也可在上述電極的表面先塗佈一碳材顆粒層，再將陽極觸媒及陰極觸媒塗佈於碳材顆粒層上。 ^請參考第4A圖，第4A圖為本發明平板型燃料電池組第一貫施例之剖面圖。如第4 A圖所示，絕緣框架41具有二開口及中間的間隔部412。第一陽極觸媒電極45a及第二陽極觸媒電極4 5 b分別設置於兩個開口上，而在第一、第二陽極觸媒電極45a，45b上均塗佈有陽極觸媒層451。第一陰極觸媒電極461a與第一固態電解質膜462a、第二陰極觸媒

五、發明說明（10) 電極461 b與第二固態電解質膜4625分別以熱壓方式組成膜陰極組46a，46b，在第一、第二陰極觸媒電極461a，461b 與第一、第二固態電解質膜462a， 462b之間各具有’一陰極觸媒層463，且第一固態電解質膜4 623抵接於右邊之開口，使第一陽極觸媒電極45a、第一固態電解質膜462 絕緣框架41形成一第一包圍空間411a;第二//電46Α及膜 462b抵接於左邊之開口，使第二陽極觸媒電極45b、第二固態電解質膜4 6 2b及絕緣框架41形成一第二包圍空間 4、llb，其中在此二包圍空間4Ua， 4111)内具有電溶液用於傳導氫離子。串聯電極44埋設於絕緣框架41的間隔部4120，串聯電極44與第一陽極觸媒電極— Γϊ=61】接觸，用於串聯二個燃料電池單體，二 =第：陽極觸媒電極45b電性連接成為整個電= 負極。其中上述的電性連結方式可以

第一陽極觸媒電極45a '第二陰極觸:促T 接合等方式。另外上；機！壓力儲存=燃料，供應陽極觸媒451進行氧化反卜應;。—工間以圖，本發：平板型燃料電池第二實施例之剖面極54由間隔部5 ! 2延伸至絕緣框J ^卜之緣差別其僅完在全於串聯電側之開口，並貼附於第—降力、、八兀王覆盍左態電解質膜㈣之^则b相對於 J而且串聯電極54在貼附於第二陰 557601 五、發明說明（11) ，觸媒電極561b部份具多孔性，可使氧氣通過作用 ’第4B圖中之第—電極52亦貼附於第—陰極觸媒電極， a相對於第一固態電解質膜562a之一側，並完全第一陰極觸媒電極561a，且第一電極52在貼附於第一陴二觸:電極561:部份亦具多孔性。其中上述串聯電極54 Γ第丰及第二電極53之材質可以是鈦、表面鍍金之鋼、 ; 或表面鍍金之其他金屬。此夕卜，若陰陽極對覆蓋住開口之串聯電極54接觸，亦不影響第5 Α圖為本發明平板型燃料電池第三實施例之剖面圖，如第5 A圖所示，絕緣框架6丨具有二開口及中間的間隔部612。第一、第二固態電解質膜66a， 66b各抵接於二開口的上表面。第一陰極觸媒電極67a設置於右側開口内，貼覆於第一固態電解質膜66a上；第二陰極觸媒電極設置於左側開口内，貼覆於第二固態電解質膜66b上，其中第一、第二陰極觸媒電極67a， 67b與第一、第二固態電解質膜66b，66a之間具有一陰極觸媒層671。而第一陽極觸媒電極65a貼覆在第一固態電解質膜66a上與第一陰極觸媒電極相6 7 a對之側，第二陽極觸媒電極6 5 b，貼覆於在第二固態電解質膜66b上與第二陰極觸媒電極67b相對之一側’其中第一、第二陽極觸媒電極65a， 65b與第一、第二固態電解質膜66a， 66b之間具有均具有一陽極觸媒層 651。串聯電極64埋設於絕緣框架61的間隔部612内，串聯電極64與第一陽極觸媒電極65a、第二陰極觸媒電極67b接

557601 五、發明說明（12) 二用於串聯二個燃料電池。其中上述的電性連結方式可可方式促使串聯電極64與第-陽極觸媒電極65a、 f二陰極觸媒電極67b保持最好的接觸，如電焊、錫焊、導電膠以及機械魔力接合等方式。另外在陽極端之上方， ::f 1卜$間以儲存液態燃料’供應陽極觸媒651進打氧化反應。另外，繁r:音綠也丨+、丁，，. 弟一 κ施例之千面型燃料電池組60第一電極62與弟一陰極觸媒電極67a電性連接，電極65b電性連接’作為整個平面式燃料電池組6 0的正負極。為了使第4A圖中所示之結構更薄，第三實施圖）之結構將陽極觸媒電極與膜陰極組疊合在一 μ 了-個容置電解質溶液的空間’其可以單純的疊合即置•但是這樣只適用於液態含水直接反若以傳統的熱壓的方式結合成一膜電極總成，再架6 1上’就可適用於普通的氫氧燃料電池❶ '、、、第5Β圖為本發明平板型燃料電池第四實圖，第5Β圖所示之結構與第5八圖所示之 ° 極74由間隔部712延伸至絕緣框架71外緣，i 串+聯電側之開口，並貼附於第二陰極觸媒電極77b相二二是盖f 態電解質膜76b之一側，而且串聯電極74 於:二極觸媒電極77b部份具多孔性’可使氧氣通過作用第^ = 地’第5B圖中之第一電極72亦貼附於第一陰问樣 77a相對於第一固態電解質膜76a之一側，並】 -陰極觸媒電極77a，且第-電極72在貼附覆H第

557601 五、發明說明（13) 媒電極77a部份亦具多孔性。其中上述串聯電極74、第一電極7 2及第二電極7 3之材質可以是鈦、表面鍍金之銅、表面锻金之鎳或表面鍍金之其他金屬。此外，若將陰陽極對調，使陽極與此覆蓋住開口之串聯電極74接觸，亦不影響整體效能。曰由以上可知’本發明之平面型燃料電池組將傳統的膜電極組元件（ME A )分割為二，利用此分立的陽極觸媒電極與膜陰極組的設計，加上適當的電解質溶液，可以簡化傳統膜電極組組合的精密度需求，並將不當加工所造成之損失降至最低，因此可以簡化燃料電池元件的製作，適合二里生產’且其提供簡易的電性串聯方式，可以降低燃池組裝成本與提昇系統穩定性。 “、、’电雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之= 和範圍β，當可作些許之更動與潤飾，因此本發 = 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。。 0178-8350TW(NF);MRL-P-910023;jimy.ptd 第16頁 557601 圖式簡單說明圖式簡單說明：第1圖為傳統堆疊型燃料電池的立體分解圖。第2 A圖為傳統平板型燃料電池的立體分解圖。第2B圖為第2 A圖中膜電極組之剖面’圖。第3 A圖為本發明平板型燃料電池之立體圖。第3B圖為第3 A圖中平板型燃料電池之部份剖面圖。第4 A圖為本發明平板型燃料電池第一實施例之剖面圖。第4B圖為本發明平板型燃料電池第二實施例之剖面圖。第5A圖為本發明平板型燃料電池第三實施例之剖面圖。第5B圖為本發明平板型燃料電池第四實施例之剖面圖。符號說明： 1 0〜傳統燃料電池 11〜端電極板 1 2〜膜電極組 1 2 1〜陽極觸媒電極 122〜質子傳導膜 1 2 3〜陰極觸媒電極 1 3〜雙極板 1 3 1〜流道

0178-8350頂(NF);MRL-P-910023;jimy.ptd 第17頁 557601 圖式簡單說明 2 0〜傳統平面型燃料電池 2 1〜電流集結板 2 11〜金屬網 2 2〜膜電極組 2 2 1〜陽極觸媒電極 222〜質子傳導膜 2 2 3〜陰極觸媒電極 3 0〜平面型燃料電池 3 1〜絕緣框架 3 η〜開口 3 1 2〜間隔部 3 2〜第一電極 3 3〜第二電極 3 4〜串聯電極 3 5〜陽極觸媒電極 3 6〜膜陰極組 3 6 1〜陰極觸媒電極 3 6 2〜固態電解質膜 4 0 > 5 0， 6 0， 7 0〜平面型燃料電池 41，5 1，6 1，7卜絕緣框架 411a, 511a〜第一包圍空間 411b， 511b〜第二包圍空間 4 1 2， 5 1 2， 6 1 2， 7 1 2 〜間隔部 42， 52， 62， 72〜第一電極

0178-8350T1V(NF);MRL-P-910023;jimy.ptd 第18頁 557601

43， 53， 63， 73〜第二電極 44， 54, 64， 74〜串聯電極 45a，55a，65a，75a〜第一陽極觸媒電極 45b，55b，65b，75b〜第二陽極觸媒電極 451，551，651，751〜陽極觸媒 46a，46b，56a，56b〜膜陰極組 461a，561a，661a，76 la〜第一陰極觸媒電極 461b，561b，661b，761b〜第二陰極觸媒電極 462a， 562a, 66a, 76a〜第一固態電解質膜” 462b, 562b, 66b, 76b〜第二固態電解^膜 463，563，671，771〜陰極觸媒 462〜固態電解質膜

0178-8350WNF);MRL.P-910023;jimy.ptd 第19

Claims

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六、申請專利範圍其包：平面型燃料電池單體，可利用液體燃料產生電能絕緣框架具有一第一面及一開口；一陽極觸媒電極，設置於該第一面上並覆蓋該開口， 4 1%極觸媒電極具有一陽極觸媒；柄、二固Ϊ電解質膜，抵接於該開口，使該陽極觸媒電 ° 喊固恶電解質膜及該絕緣框架形成一包圍在該土圍空間内具有電解質溶液；以1 其中觸媒；if:媒電#，設置於該固態電解質膜上與該陽極觸媒電極相對之_ ，該陰極觸媒電極具有—陰極觸媒。 _ 2 ·如申清專利範圍第1項所述之平面型燃料電池單體’其中該陽極觸媒電極及該陰極觸媒電極由一所構成。、j狀i屬 3 ·如申明專利範圍第2項所述之平面型燃料電池單 ’其中該網狀金屬之材質為鈦。 4 ·如申請專利範圍第2項所述之平面型燃料電池單 ’其中該網狀金屬之材質為表面鍍金之銅。 5·如申請專利範圍第1項所述之平面型燃料電池單，其中該陽極觸媒電極及該陰極觸媒電極之表面各具有一碳材顆粒層，該陽極觸媒及該陰極觸媒係塗佈於兮顆粒層上。、μ m 6 ·如申睛專利範圍第1項所述之平面型燃料電池單體，其中該陽極觸媒為鉑/釕合金（pt/Ru)。 7·如申請專利範·圍第1項所述之平面型燃料電池單體體體

0178-8350TW(NF);MRL-P-910023;jimy.ptd 第20頁 557601 六'申請專利範圍體’其中該陰極觸媒為鉑（Pt)。體合以：匕？圍第1項所述之平面型燃料電池單 …固怨電解質膜與該絕緣框架是以防漏膠所膠體形 9其t: ^ ί : f f第1項所述之平面型燃料電池單 L "解貝膜及該陰極觸媒電極是由熱壓成 ^0·如申請專利範圍第Ϊ項所述之平面型烬料雷冰置體’其中該陰極觸媒是位於該固態及、:：早電極之間。 u也兔解質膜及该陰極觸媒能，1包一括種平面型燃料電池組，可利用液體燃料產生電 -絕緣框架，卩有一第一面、一口口及位：該第一開口與該第二開口之間的一間隔部第-開一開口第-陽極觸媒電極，$置於該第一面上並覆蓋該第二Η 口第：：極觸媒電極，言史置於該第一面上並覆蓋該第 ;:，/、中該第一、第二陽極觸媒電極均具有一陽極觸 θ 一第一固態電解質膜，抵接於該第一開口，使該第_ 陽極觸媒電極、該第一固態電解質膜及該絕緣框架形成— 第一包圍空間； θ 一第二固態電解質膜，抵接於該第二開口，使該第二陽極觸媒電極、該第二固態電解質膜及該絕緣框架形成一

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第二包圍空間，其中質溶液； ^ 二包圍空間内具有電解

陰極觸媒電極，設置於與孩第二陽極觸媒電極相對之一側，盥該第弟：Γ極觸媒電極，言史置於該第二固態電解質膜上極觸媒；極電極相對之一側，#中該第-、第二陰、極句具有一陰極觸媒；以及電極與二該絕緣框架之該間隔部’該串聯用於電性！接“ 極、該第二陰極觸媒電極接觸，連接6亥第一％極觸媒電極與該第二陰極觸媒極陽組，^更如包申』"第利一，1項所述之平面型燃輪 • 第電極及一第二電極，其中該第一g 與該第一陰極觸媒電極電性連接，該第二電極盥 ^ 極觸媒電極電性連接。〃 μ第- 陰極 1 3·如申請專利範圍第丨丨項所述之平面型燃料電池組’其中該第一、第二陽極觸媒電極及該第一、第' 觸媒電極由一網狀金屬所構成。 1 4·如申請專利範圍第1 3項所述之平面型燃料電、、也組，其中該網狀金屬之材質為鈦。 / 1 5·如申請專利範圍第1 3項所述之平面型燃料電池組，其中該網狀金屬之材質為表面鏃金之銅。 1 6 ·如申請專利範圍第11項所述之平面型燃料電池組，其中該第一、第二陽極觸媒電極及該第一、第二陰極

557601 六、申請專利範圍觸媒電極之表面各具有一碳材顆粒層，該陽極觸媒及該陰極觸媒係塗佈於該碳材顆粒層上。 17 ·如申請專利範圍第i i項所述之平面型燃料電池組’其中該陽極觸媒為鉑/釕合金（p t / Ru )。 1 8 ·如申請專利範圍第丨丨項所述之平面型燃料電池組，其中該陰極觸媒為翻（p t )。 1 9 ·如申請專利範圍第i i項所述之平面型燃料電池組’其中該第一、第二固態電解質膜分別與該絕緣框架是以防漏膠所膠合。 20·如申請專利範圍第丨丨項所述之平面型燃料電池組’其中該第一固態電解質膜與該第一陰極觸媒電極、該第二固態電解質膜及該第二陰極觸媒電極是由熱壓成形。 21 _如申請專利範圍第11項所述之平面型燃料電池組’其中該陰極觸媒是位於該第一固態電解質膜與該第一陰極觸媒電極之間，以及該第二固態電解質膜及該第二呤極觸媒電極之間。 " 22·如申請專利範圍第11項所述之平面型燃料電池組’其中該串聯電極由該間隔部延伸完全覆蓋該第二開口 ’並貼附於該第二陰極觸媒電極相對於該第二固態電解質膜之一側。〜 23·如申請專利範圍第22項所述之平面型燃料電池組’其中該串聯電極在貼附於該第二陰極觸媒電極部份具多孔性。〃 2 4 ·如申晴專利範圍第11項所述之平面型燃料電池

0178-8350TW(NF);MRL-P-910023;jimy<ptd 第23頁 557601

六、申請專利範圍組，其中該串聯電極之材質為鈦。 25·如申請專利範圍第丨丨項所述之平面型燃料電池組，其中該串聯電極之材質為表面鍍金之鋼。 ' 26·如申請專利範圍第丨2項所述之平面型燃料電池組，其中該第一電極貼附於該第一陰極觸媒電極相對於該第一固態電解質膜之一側，並完全覆蓋該第一陰極觸媒電極0 2 7 ·如申請專利範圍第2 6項所述之平面型燃料電池組’其中該第一電極在貼附於該第一陰極觸媒電極部份具多孔性。 28·如申請專利範圍第26項所述之平面型燃料電池組，其中該第一電極之材質為銶。 2 9 · —種平面型燃料電池組，町利用液體燃料產生電能，其包括：一絕緣框架，具有一第一^面、第開口、一第二開口及位於該第一開口與該第二開口之間的一間隔部；一第一固態電解質膜，設f於該第一面上並覆蓋該第一開口；一第二固態電解質膜，設釁於該第一面上並覆蓋該第二開口；一第一陰極觸媒電極，設f於該第一開口内，貼覆於該第一固態電解質膜上；一第二陰極觸媒電極，設|於該第二開口内，貼覆於該第二固態電解質膜上，其中該第〆、第二陰極觸媒電極

0178-8350TW(NF);MRL-P-910023;jimy.ptd 557601 六、申請專利範圍均具有一陰極觸媒；第陽極觸媒電極，貼覆於該第一固態電解質腺與該^一陰極觸媒電極相對之一側；質膜上二第二陽極觸媒電極’貼覆於該第二固態電與該第二陰極觸媒電極相對之一側，&中該第一 4 i 極㈣電才^均具有-陽極觸媒；以及 % 串聯電極，埋設於該絕緣框架之該間隔部，該電極與該第一陽極觸媒電極、該第二陰極觸媒電極接觸：p 用於電性連接該第一陽極觸媒電極與該第二陰極觸媒電極0 組 3 〇 ·如申請專利範圍第2 9項所述之平面型燃料電池其更包括一第一電極及一第二電極，其中該第電極與該第一陰極觸媒電極電性連接，該第二電極與該極觸媒電極電性連接。一 ^ 31 ·如申請專利範圍第2 9項所述之平面型燃料電池、中。亥第、第一陽極觸媒電極及該第一、第二险搞觸媒電極由一網狀金屬所構成。 π 3 2 ·如申請專利範圍第3 1項所述之平面型燃料電池組，其中該網狀金屬之材質為鈦。 3 3 ·如申請專利範圍第3 1項所述之平面型燃料電池組，其中該網狀金屬之材質為表面鍍金之銅。 34·如申請專利範圍第29項所述之平面型燃料電池組，其中該第一、第二陽極觸媒電極及該第一、第二陰極觸媒電極之表面各具有一碳材顆粒層，該陽極觸媒及該陰

557601 六、申請專利範圍極觸媒係塗佈於該碳材顆粒層上。 3 5 ·如申請專利範圍第2 9項所述之平面型燃料電池組，其中該陽極觸媒為鉑/釕合金（Pt/Ru)。 3 6 ·如申請專利範圍第2 9項所述之平面型燃料電池組，其中該陰極觸媒為鉑（pt)。 3 7 ·如申請專利範圍第2 9項所述之平面型燃料電池組’其中該第一、第二固態電解質膜分別與該絕緣框架是以防漏膠所膠合。 38·如申請專利範圍第29項所述之平面型燃料電池組，其中該第一固態電解質膜與該第一陰極觸媒電極、該第一固悲電解質膜及該第二陰極觸媒電極是由熱壓成形。 3 9 ·如申請專利範圍第2 9項所述之平面型燃料電池組’其中該陰極觸媒是位於該第一固態電解質膜與該第一陰極觸媒電極之間，以及該第二固態電解質膜及該第二陰極觸媒電極之間。 "" 4〇·如申請專利範圍第29項所述之平面型燃料電池組’其中該串聯電極由該間隔部延伸完全覆蓋該第二開口 ’並貼附於該第二陰極觸媒電極相對於該第二固態電解質膜之一側。〜 41 ·如申請專利範圍第4 〇項所述之平面型燃料電池組，其中該串聯電極在貼附於該第二陰極觸媒電極部份具多孔性。 42·如申請專利範圍第29項所述之平面型燃料電池組，其中該串聯電極之材質為鈦。

557601 六、申請專利範圍 4 3.如申請專利範圍第2 9項所述之平面型燃料電池組，其中該串聯電極之材質為表面鍍金之銅。 4 4.如申請專利範圍第29項所述之平面型燃料電池組，其中該第一電極由該貼附於該第一陰極觸媒電極相對於該第一固態電解質膜之一側，並完全覆蓋該第一陰極觸媒電極。 4 5.如申請專利範圍第4 4項所述之平面型燃料電池組，其中該第一電極在貼附於該第一陰極觸媒電極部份具多孔性。 4 6.如申請專利範圍第44項所述之平面型燃料電池組，其中該第一電極之材質為鈦。

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