燃料电池腔制造技术

本发明专利技术关于涉及燃料电池腔的系统、装置、设备和/或方法。具体而言，公开的系统、装置、设备和/或方法涉及紧凑燃料电池腔来产生燃料电池所使用的氢气。一些示例性燃料电池腔可以包括用于储存反应物的反应器模块、用于储存水的水模块、以及偶联反应器模块和水模块的界面。界面可以允许水从水模块流向反应器模块，使得水和反应器模块中的反应物混合以形成气体(例如氢气)，气体可以通过气体出口排出。

Fuel cell cavity

The invention relates to a system, a device, a device and a method for a fuel cell cavity. In particular, an open system, device, apparatus, and / or method relates to a compact fuel cell cavity to produce hydrogen gas used in a fuel cell. A sample fuel cell chamber may include a reactor module for storing a reactant, a water module for storing water, and an interface between the coupling reactor module and the water module. The interface allows water to flow from the water module to the reactor module, allowing the water to mix with the reactants in the reactor module to form a gas, such as hydrogen, which can be discharged through the gas outlet.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年3月19日提交的名称为“燃料电池腔”的美国临时专利申请序号No.61/955,357的优先权，包括所有附图和附录的内容通过引用的方式整体并入本文。
技术介绍
燃料电池是电化学能量转化装置，其将外源燃料转化为电流。多种燃料电池使用氢气作为燃料，和氧气(通常来自空气)作为氧化剂。这种燃料电池的副产物是水，从而使燃料电池成为产生能量的非常低环境影响的装置。燃料电池和多种产生能量的其他技术竞争，例如汽油涡轮、内燃机和电池。燃料电池提供的直流(DC)，可用于多种应用中，包括固定式发电，照明，后备电源，消费电子，个人移动设备，如电动自行车，以及美化设备和其他应用电压。有使用不同的化学发电各种各样的燃料电池，每种。燃料电池根据它们的工作温度和电解质系统的，它们利用的类型通常分类。一个共同的燃料电池是聚合物交换膜燃料电池(PEMFC)，其使用氢气与氧气(通常是空气)作为其氧化剂的燃料。它具有高功率密度，并且通常低于80℃的低工作温度。这些燃料电池与适度包装和系统实施要求可靠。储氢和产生的挑战限制了广泛采用PEM燃料电池中。虽然氢分子具有在环境条件下以质量计一个非常高的能量密度，作为气体它具有由体积非常低的能量密度。用于提供氢便携式应用的技术是广泛的，包括高压和低温，但他们经常集中在可靠地释放氢气点播化合物。用于存储氢在材料三种广泛接受的机制是吸收，吸附和化学反应。在吸收氢存储加油一个燃料电池，氢气是在高压下成批量的特定晶体材料的直接吸收如金属氢化物。金属氢化物如MgH2，NaAlH4，并且LaNi5H6，可用于存储氢气可逆。然而，金属氢化物系统经常遭受差的比能量(即低氢存储到金属氢化物的质量比)，并输入差/输出流量特性。氢气流量特性由金属氢化物(除去氢时用氢再充电时的内部温度下降和上升)的吸热特性驱动。由于这些特性，金属氢化物往往是笨重和需要复杂的系统，以快速充电和/或放电它们。例如，参见美国专利7271567为设计用于存储一个系统，然后控制地释放加压氢气从含有金属氢化物或一些其它基于氢的化学燃料腔。此系统也和通过测量燃料电池的电流输出来估计氢的量/或监测由测量温度和/或所述金属氢化物燃料本身的压力其余能够被输送到燃料电池的氢的水平消耗。在吸附储氢，为推动一个燃料电池，氢分子是通过物理吸附两种化学吸附或化学燃料有关。化学氢化物，如氢化锂(LiH)，氢化铝锂(LiAlH4)，硼氢化锂(LiBH4)，氢化钠(NaH)，硼氢化钠(NaBH4)和类似物，用于存储氢气的非可逆。化学氢化物产生大量的在与水反应氢气，如下所示：NaBH4+2H2ONaBO2+4H2可靠地控制化学氢化物与水以从燃料存储装置释放氢气的反应中，催化剂必须与水的pH值的控制一起使用。此外，化学氢化物常常体现在惰性稳定液以保护氢化从其氢气的早期释放的液体.在化学反应的方法用于为燃料电池生产氢气，通常氢的储存和释放氢通过在温度或化学燃料的压力适度变化催化。此化学系统，这是由温度催化的一个例子，是从由下述反应氨-硼烷氢产生：NH3BH3NH2BH2+H2NHBH+H2第一反应释放6.1％(重量)的氢和在约120℃时发生，而第二个反应释放另6.5％(重量)的氢和在约160℃时发生。这些化学反应的方法不使用水作为引发剂，以产生氢气，不需要系统pH值的严格控制，并且通常不需要单独的催化剂材料。然而，这些化学反应的方法与通常系统控制问题所困扰，由于热失控的屡见不鲜。见，例如，美国专利7682411，用于旨在从氨硼烷热初始化制氢和热失控来保护系统。见，例如，美国专利7316788和7578992，对于采用的催化剂和溶剂来改变的热氢气释放条件的化学反应的方法。作为用于越来越多的应用燃料电池的开发，新的和改进的设计燃料电池腔，其中提供氢气至所需燃料电池系统。专利技术概述在一方面中，本专利技术公开一种燃料电池腔，可以包括：用于储存反应物的反应器模块；用于储存水的水模块；偶联所述反应器模块和所述水模块的界面。所述界面可以允许水从所述水模块流向所述反应器模块，使得水和所述反应器模块中的反应物混合，以形成气体，所述气体可以通过气体出口排出。在其他方面中，本专利技术公开一种产生氢气的方法，该方法可以包括使水模块的第一末端偶联反应器模块。所述水模块可以储存水并且所述反应器模块可以储存反应物。该方法还可以包括控制水在所述水模块和所述反应器模块之间流动，使得所述水模块中的至少一部分水和所述反应器模块中的反应物混合，从而产生氢气。在其他方面中，本专利技术公开一种氢气产生系统，可以包括：外壳、外壳中的界面、和外壳中的出口，用于使所述氢气排出。在所述外壳内部的界面可以在在所述外壳中限定反应器洞和水洞。反应器洞可以流体相连水洞，使得所述反应器洞中的反应物接触来自所述水洞中的水，从而产生氢气。附图简要说明本公开的前述和其它特征将变得从下面的描述和所附的权利要求，结合附图更充分地显而易见。理解，这些附图根据本专利技术描绘的几个实施例，因此，不应被认为是对其范围的限制，本公开将被利用附加特征和细节通过使用附图的说明。在附图中：根据本专利技术的至少一些实施例，图1A，1B，2A，2B，2C，4A，4B，5A，5B，6A，6B，7A和7B示意性表示多种示例性燃料电池腔；根据本专利技术的至少一些实施例，图3是分别示出图2A，2B和2C的示例性燃料电池腔的示例性特征的表；根据本专利技术的至少一些实施例，图8和9示意性表示例如燃料电池腔的示例性控制系统；根据本专利技术的至少一些实施例，图10是示例性燃料电池腔的示例性水模块的透视图；根据本专利技术的至少一些实施例，图11是示例性燃料电池腔的透视图；根据本专利技术的至少一些实施例，图12-13是示例性燃料电池腔的放大透视图；根据本专利技术的至少一些实施例，图14是示例性燃料电池腔的示例性反应器模块的透视图；根据本专利技术的至少一些实施例，图15A和15B是示例性燃料电池腔的示例性反应器模块末端的俯视图；根据本专利技术的至少一些实施例，图16是示例性燃料电池腔的示例性控制歧管的透视图；根据本专利技术的至少一些实施例，图17，18A和18B是示例性燃料电池腔的示例性水模块的透视图；根据本专利技术的至少一些实施例，图19是示例性燃料电池腔的示例性水模块的侧视图；根据本专利技术的至少一些实施例，图20A和20B是示例性燃料电池腔的分别示例性控制歧管和示例性水模块的透视图；以及根据本专利技术的至少一些实施例，图21A，21B，22A和22B示意性表示示例性燃料电池腔的示例性切换机构。附图中的所有编号和描述整体通过引用的方式并入本文。专利技术详述在下面详述中参照形成其一部分的附图。在附图中，类似的符号识别类似的组件，除非上下文另外指示。在详细的说明和附图描述的说明性实施方式并不意味着是限制性的，并且为了说明的目的。其他实施例可以被利用，并且其他的变化可以做出而不脱离本文中所呈现的主题的精神或范围。将容易理解，本公开中，如本文中一般描述和在附图中所示的方面中，可以布置，替换，组合和设计成多种不同的结构，其中每一个被明确设想而制成的本公开内容的一部分。本专利技术关于涉及燃料电池腔的系统、装置、设备和/或方法。具体而言，公开的系统、装置、设备和/或方法涉及紧凑燃料电池腔来产生燃料电池所使用的氢气。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池腔，包括：用于储存反应物的反应器模块；用于储存水的水模块；偶联所述反应器模块和所述水模块的界面，所述界面允许水从所述水模块流向所述反应器模块，使得水和所述反应器模块中的反应物混合，以形成气体，所述气体可以通过气体出口排出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.19 US 61/955,3571.一种燃料电池腔，包括：用于储存反应物的反应器模块；用于储存水的水模块；偶联所述反应器模块和所述水模块的界面，所述界面允许水从所述水模块流向所述反应器模块，使得水和所述反应器模块中的反应物混合，以形成气体，所述气体可以通过气体出口排出。2.权利要求1所述的燃料电池腔，还包括：设置在所述水模块中的水控制机构，所述水控制机构被构造为控制所述水模块和所述反应器模块之间的水的流动。3.权利要求2所述的燃料电池腔，其中所述水控制机构包括下列中的至少一种：弹簧、活塞、囊状物、加压水源、撞针杆、气体超压器、气体压力反馈器、阀和泵。4.权利要求3所述的燃料电池腔，其中所述水控制机构包括所述水模块外面的泵，所述泵控制水从所述水模块流出和流入。5.权利要求1所述的燃料电池腔，其中所述水模块包括从所述水模块的第一末端延伸至所述水模块的第二末端的至少一个通道，所述至少一个通道允许流体流过；以及其中所述流体通过所述至少一个通道在所述水模块和反应器模块之间流动。6.权利要求5所述的燃料电池腔，其中所述流体包括气体和液体中的至少一种。7.权利要求5所述的燃料电池腔，其中所述水模块的第一末端通过所述界面偶联所述反应器模块；以及其中所述水模块的第二末端偶联控制歧管。8.权利要求1所述的燃料电池腔，其中所述反应器模块包括储存在反应器模块外壳中的可除去的反应器模块。9.权利要求1所述的燃料电池腔，其中所述界面包括气体密封。10.权利要求1所述的燃料电池腔，其中所述气体出口流体相连所述水模块和所述反应器模块中的至少一个。11.权利要求1所述的燃料电池腔，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·华莱士，J·梅拉克，P·格彻尔，
申请(专利权)人：智慧能量有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB