制氢燃料电池盒制造技术

气体产生装置包括具有第一反应剂的反应腔、具有可选的第二反应剂的存储器和自调解流量控制设备。当反应腔压力到达预定水平时，反应腔压力自调解流量控制设备阻止反应剂流从存储器流入反应腔。气体产生装置和自调解流量控制设备的操作方法包括气体产生装置的关断阀的循环和自调解流量控制设备的循环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
燃料电池是一种将反应剂，如燃料和氧化物的化学能直接转换成直流(DC)电的设备。对于越来越多的应用场合来说，燃料电池比常规的发电装置如矿物燃料的燃烧以及便携式的电能存贮装置如锂离子电池具有更高的效率。
技术介绍
一般来讲，燃料电池技术中包括有多种不同类型的燃料电池，如碱性燃料电池、聚合物电解型燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融型碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池以及酶燃料电池。现如今那些最为重要的燃料电池可被分成几个大类，即：(i)采用压缩的氢(H2)作为燃料的燃料电池；(ii)质子交换膜(Proton exchange membrane----PEM)燃料电池，其采用的是醇类如甲醇(CH3OH)、金属氢化物如硼氢化钠(NaBH4)、碳氢化合物或者是其它能转换成氢燃料的燃料；(iii)能够直接消耗非氢燃料的PEM燃料电池或者是直接氧化燃料电池；以及(iv)固体氧化物燃料电池(SOFC)，其能在很高的温度下直接将碳氢化合物燃料转换成电力。压缩的氢通常处于高压状态，因此其操作非常困难。此外，其通常需要很大的贮盒，因此很难把消费类的电子设备做得很小。常规的转换型燃料电池需要转换剂以及其它的蒸发和辅助系统来将燃料转换成氢从而与燃料电池中的氧化剂反应。最新的进展使转换剂或转换型燃料电池很有希望用于消费类电子设备。最常用的直接氧化燃料电池是直接采用甲醇的燃料电池或DMFC。其它的直接氧化燃料电池包括直接乙醇燃料电池和直接四甲基原碳酸盐燃料电池。DMFC，其中甲醇与燃料电池中的氧化剂直接反应，是一种最简单并且有可能做到最小的燃料电池，其很希-->望成为消费类电子设备的电源应用。SOFC在很高的温度下将碳氢化合物燃料如丁烷进行转换从而产生电力。SOFC需要1000℃范围相对高温使燃料电池发生反应。用来生成电力的化学反应对每一类燃料电池来说都是不同的。对于DMFC来说，每一个电极处的化学-电学反应以及直接甲醇燃料电池的整个反应均可描述如下：阳极的半反应：CH3OH+H2O→CO2+6H++6e-阴极的半反应：1.5O2+6H++6e-→3H2O整个燃料电池的反应：CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O由于氢离子(H+)穿过PEM从阳极迁移到阴极，并且由于自由电子e-不能穿过PEM，因此这些电子必须流过一个外部电路，从而形成一个电流。该外部电路可用来给许多有用的消费类电子设备提供电力，如移动电话或蜂窝电话、计算器、个人数字助理、膝上电脑以及动力工具等。美国专利文献US5992008和US5945231均对DMFC进行了描述，这两篇文献以引用的方式全文并入这里。通常来讲，PEM由一种聚合物制成，如DuPont公司的Nafion或者是其它合适的膜，前者是一种厚度在0.05mm到0.50mm之间的全氟化聚合物磺酸材料。阳极通常由一张用聚四氟乙烯处理的碳纸制成，其上支撑并沉积有很簿的一层催化剂，如铂-钌。阴极通常是一种气体扩散电极，其中有铂颗粒粘接到该膜的一侧上。在另一种直接氧化燃料电池中，硼氢化物燃料电池(DBFC)的反应如下：阳极的半反应如下：BH4-+8OH-→BO2-+6H2O+8e--->阴极的半反应如下：2O2+4H2O+8e-→8OH-在化学金属氢化物燃料电池中，通常来说液态硼氢化钠经改性并反应如下：NaBH4+2H2O→(加热或催化)→4(H2)+NaBO2阳极的半反应：H2→2H++2e-阴极的半反应：2(2H++2e-)+O2→2H2O适合于该反应的催化剂包括铂和钌以及其它的金属。硼氢化钠转换中产生的氢燃料在燃料电池中与氧化剂如O2进行反应从而产生电力(或者是电子流)和副产品水。转换过程中还会产生副产品硼酸钠(NABO2)。硼氢化钠燃料电池在美国专利文献US4261956中进行了描述，其以引用的方式并入这里。燃料电池的一个最重要的特征是燃料的存贮。另一个重要特征是对燃料从燃料盒取出并送到燃料电池的操作进行调节。为了能够应用于商业，燃料电池如DMFC或PEM系统必须能够存贮不同的燃料从而满足消费者的正常使用。例如，对于移动电话或蜂窝电话，对于笔记本电脑以及对于个人数字助理(PDA)来说，燃料电池至少应能给这些设备提供像当前所使用电池那样长的电力，并且作为优选地是越长越好。此外，燃料电池应更换方便或者是具有可重装的燃料罐从而减少或避免现今充电电池那样长时间地充电。公知的氢气产生装置的缺点是一旦反应启动，气体产生装置盒不能控制反应。因此，反应将持续直至反应剂的供给耗尽或反应源被手动切断。因此，需要获得能够自调节至少一种反应剂到反应腔的流量的氢气产生装置。-->
技术实现思路
本专利技术涉及具有寿命明显延长且高效率产生氢气的燃料系统/气体产生装置。在一个实施例中，本专利技术涉及包括至少一个反应腔、存储器和自调节流量控制设备或系统气体产生装置。当反应腔中的压力到达预定压力值时，自调解流量控制设备/系统阻止反应剂从存储器流入反应腔。在另一实施例中，本专利技术的气体产生装置包括反应腔盒含有至少一种反应剂的存储器。反应剂从存储器传输到反应腔产生氢气。通常，当反应腔中的压力超出预定压力时，装置开关从操作状态转至非开关状态，并且当压力降低到低于预定值时，装置开关从非操作状态转至操作状态。优选地，反应腔含有另一反应剂或催化剂，或被加热促进氢气的产生。从存储器中的反应剂可以通过毛细作用或泵传输。存储器还可以被不同的方法加压以将存储器中的反应剂传输到反应腔。可选择地，反应腔中重整再反应产生的压力可以连通返回存储器以传输反应剂到反应腔。自调节流量控制设备可以是压力敏感隔板、止回阀、活塞或推动器、阻挡毛细流量路径的方法或其它或它们的组合。操作气体产生装置的方法和自调解流量控制设备的操作方法，包括气体产生装置的关断阀的循环和自调节流量控制设备的循环。公知的本专利技术的上述两种方式和下述具体细节是示例性的，仅仅为了进一步解释本专利技术，如权利要求。附图说明在形成说明书一部分的附图中，其应该结合来理解，其中在不同的图中相同的附图标记表示相同的部分：图1(a)是具有操作状态中的自调节流量控制设备的气体产生装置的截面图；图1(b)是图1(a)处于非操作状态下的气体产生装置的截-->面图；图1(c)是用于图1(a)所示的气体产生装置的可选的自调节流量控制设备的示意图；图1(d)是图1(c)中可选择的自调解流量控制设备处于操作状态下的示意图；图2(a)是另一个具有自调节流量控制设备的气体产生装置的截面图；图2(b)-(d)是不同的圆片和喷雾附件适于用于图2(a)的气体产生装置的示意图；图3是具有启动初始反应的推动器的气体产生装置的截面图。图4(a)是另一种气体产生装置的截面图；图4(b)和4(c)表示图4(a)中气体产生装置中的装置分别处于开启和关闭状态；图5(a)和5(b)表示图4(a)中各种实施例的变化；图6是另一种气体产生装置的截面图；图7是具有用于启动反应的旋转杆的另一种气体产生装置的截面图；图8(a)是具有启动反应的按钮的另一种气体产生装置的截面图；图8(b)-8(d)是表示用于图3和8(a)的气体产生装置的不同的启动机制的部分切除示意图；图9(a)是具有带隔板的自调节流量控制设备的另一种气体产生装置的截面图；图9(b)是图9(a)的流量自调节控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体产生装置包括：　　　　反应腔；　　　　包括至少一种反应剂的存储器；和　　　　将存储器与反应腔相连接的流量控制设备，其中所述至少一种反应剂从存储器通过所述流量控制设备到该反应腔是可传输的，以便反应产生气体，并且当该反应腔的压力超出预定停止压力时，流量控制设备阻止所述至少一种反应剂的传输。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-2-25 11/067,1671.一种气体产生装置包括：反应腔；包括至少一种反应剂的存储器；和将存储器与反应腔相连接的流量控制设备，其中所述至少一种反应剂从存储器通过所述流量控制设备到该反应腔是可传输的，以便反应产生气体，并且当该反应腔的压力超出预定停止压力时，流量控制设备阻止所述至少一种反应剂的传输。2.如权利要求1所述的气体产生装置，其中该反应腔含有第一反应剂。3.如权利要求1所述的气体产生装置，其中存储器含有第二反应剂。4.如权利要求1所述的气体产生装置，其中所述至少一种反应剂通过毛细作用传输到反应腔。5.如权利要求4所述的气体产生装置，其中流量控制设备包括，芯给导管与位于反应腔中的芯给元件可移除地相连接，并且其中反应腔中含有第一反应剂。6.如权利要求5所述的气体产生装置，其中芯给导管包括与存储器中的第二反应剂相接触的第一终端，和能够与所述芯给元件相接触的第二终端，从而建立从存储器到反应腔的流动路径。7.如权利要求6所述的气体产生装置，其中芯给导管的第二路径向着接触芯给元件偏压。8.如权利要求6所述的气体产生装置，进一步包括一个重块，可连接的接近芯给导管的第一终端。9.如权利要求6所述的气体产生装置，其中当反应腔中的压力大约为或大于预定停止压力时，该压力推动芯给导管的第二终端远离反应腔中的芯给元件以中断该流动路径。10.如权利要求6所述的气体产生装置，其中第二终端通过不可渗透的元件来支持。11.如权利要求6所述的气体产生装置，其中将第二终端增大。12.如权利要求1所述的气体产生装置，其中所述至少一种反应剂在压力下被传输到反应腔。13.如权利要求12所述的气体产生装置，其中使存储器不断地加压。14.如权利要求13所述的气体产生装置，其中存储器被液化的碳氢化合物加压。15.如权利要求13所述的气体产生装置，其中至少一种反应剂储存在球胆中。16.如权利要求15所述的气体产生装置，其中该球胆被偏压元件加压。17.如权利要求13所述的气体产生装置，其中流量控制设备包括第一阀，该阀适于在存储器中的压力高于反应腔压力时开启，以便将反应剂从存储器中传输到反应腔中。18.如权利要求17所述的气体产生装置，其中所述第一阀在反应腔压力处于小于存储器中的压力预定差值以内时关闭。19.如权利要求13所述的气体产生装置，其中流量控制设备包括隔板，该隔板适于在存储器中压力大于反应腔中的压力时开启，以便将反应剂从存储器传输到反应腔。20.如权利要求19所述的气体产生装置，其中所述隔板在反应腔压力位于小于存储器中的压力预定差值以内时关闭。21.如权利要求19所述的气体产生装置，进一步包括密封元件，可操作地连接到该隔板，以密封将存储器与反应腔相连接的流动路径。22.如权利要求21所述的气体产生装置，进一步包括将隔板与密封元件相连接的杆。23.如权利要求21所述的气体产生装置，其中该流动路径是非直线的。24.如权利要求21所述的气体产生装置，其中流动路径是直线的。25.如权利要求21所述的气体产生装置，其中隔板被至少一个偏压元件偏压。26.如权利要求18所述的气体产生装置，其中预定的停止压力实质上与小于预定差值的存储器压力相同。27.如权利要求26所述的气体产生装置，其中该预定差值小于约2psi。28.如权利要求12所述的气体产生装置，其中反应腔中的压力有选择地与存储器连通。29.如权利要求28所述的气体产生装置，其中反应腔通过第二阀与存储器相连接，当反应腔中压力位于自预定停止压力的预定差值以内时，该第二阀有选择地开启，以便在反应腔和存储器之间传递压力。30.如权利要求29所述的气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦娄森茲威格，保罗亚当斯，安德鲁J库瑞罗，佛洛伊德菲尔班克斯，安东尼史格洛依二世，康士坦士R斯蒂芬，
申请(专利权)人：法商BIC公司，
类型：发明
国别省市：FR[]