基于燃料电池的充电器系统及其燃料产生器技术方案

本发明专利技术涉及用于基于燃料电池的充电器系统的燃料产生器（12）、以及包含充电器（10）和燃料产生器的系统。产生器包括：包含铝的隔室（20'）；用于提供水和水溶化合物的溶液的机构（18'，20'，21，FW），该化合物在溶解到水中且与铝接触时能够与铝反应以生成氢气；以及用于将所述溶液传递到包含铝的隔室中的机构（FS）。本发明专利技术还提供操作系统的方法。其包括提供燃料产生器和基于氢驱动的燃料电池的充电器装置，该装置具有用于容纳产生器的机构。产生器和充电器具有可配合以提供在产生器和充电器之间的流体连通的共同接口。通过将产生器插入充电器中、由此接口打开在系统的选定部分之间的流体连通，而将系统准备好。启动反应溶液的流动以使其与铝接触，由此氢开始产生，氢被馈送到燃料电池组件中的燃料电池，由此电力产生。

Fuel cell based charger system and its fuel generator

The invention relates to a fuel generator (12) for a charger system based on a fuel cell, and a system comprising a charger (10) and a fuel generator. Generator includes: the compartment contains aluminum (20'); solution for providing water and water soluble compounds (18', 20', the mechanism of 21, FW), the compound into the water and contact with aluminum in solution can react with aluminum to produce hydrogen; and to transfer the solution into the compartment containing aluminum the Agency (FS). The invention also provides an operating system method. It includes a fuel generator and a charger device based on a hydrogen driven fuel cell, which has an mechanism for holding the generator. The generator and charger have a common interface that can be cooperated to provide fluid connectivity between the generator and the charger. The system is ready by inserting the generator into the charger, and opening the fluid between the selected parts of the system by this interface. The flow of the reaction solution is activated to contact it with aluminum, so that hydrogen begins to generate, and hydrogen is fed to the fuel cell in the fuel cell assembly, thereby generating electricity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于燃料电池的充电器系统及其燃料产生器
本专利技术涉及基于燃料电池的系统，并且特别地涉及用于此类系统的充电器和燃料产生器。
技术介绍
燃料电池技术在最近十年间快速发展，并且现今用于大量应用。一个示例是微型燃料电池被用于小型便携充电器系统，以便为诸如移动电话、计算机等的电子设备产生电力。此类系统的共同燃料是例如甲醇和氢。在后一情况下，氢通常由氢化物生成，该氢化物与水反应以产生氢气，该氢气被传递到燃料电池以用于转变成电力。此类系统的示例被公开于大量专利和专利申请中，例如使用氢的US-8,632,928（Signa）和使用甲醇作为燃料的EP1747588B1（BIC）。氢最通常地是由氢化物和水之间的反应生成，但是存在利用Al和碱之间的反应的系统，例如，如ES-2,321,793（Soler等人）、US-7,074,509（Rosenfeld等人）和US-8,071,242（Rosenfeld等人）所公开的。
技术实现思路
本专利技术人计划提供一种改进的充电器系统，其包括用于燃料电池系统、特别地用于充电器系统的燃料产生装置，其中燃料产生装置能够在使用后被丢弃，该新颖的装置体积较小且较便宜。因此，根据本专利技术的系统基于气体产生器单元，该气体产生器单元是用完即丢弃类型的，即，一旦其已经被使用来给例如移动手机充电，则其就被丢弃。在交付时产生器处于被动模式，即氢生成所涉及的各个化学成分被分离，并且产生器仅在被插入且联接到充电器时被启动。在一个方面，本专利技术提供了一种能够被插入充电器中的薄且平的氢产生器。借助权利要求1所述的装置来实现这个目标，该装置是用于基于燃料电池的充电器系统的燃料产生器，其包括：包含铝的隔室；用于提供水和水溶化合物的溶液的机构，该水溶化合物在溶解到水中且与铝接触时能够与铝反应以生成氢气；以及用于将所述溶液传递到包含铝的隔室中的机构。本专利技术还提供一种用于电子设备的充电器，其包括：能够通过转化氢来生成电力的燃料电池组件；以及被构造成生成氢气以便为燃料电池组件提供燃料的燃料生成器。充电器的特征在于：燃料产生器被设置为具有<15毫米、优选地<10毫米、更优选地<8毫米的厚度的构件，并且充电器具有用于接收所述燃料产生器的槽，其中充电器和燃料产生器包括相互配合的接口，所述接口被构造成，当燃料产生器被插入到充电器中的槽中时，能够启动氢气的生成。在另一方面，本专利技术提供操作充电器的方法。方法包括：提供燃料产生器，其包括铝和化合物的水溶液，该水溶液构成反应流体，其在与铝接触时能够产生氢；提供基于氢驱动的燃料电池的充电器装置，该装置具有用于容纳产生器的机构，所述产生器和充电器具有可配合以便提供在产生器和充电器之间的流体连通的共同接口；通过将产生器插入到充电器中、由此接口打开在系统的选定部分之间的流体连通，而将系统准备好；启动反应溶液的流动，以便使其与铝接触，由此氢开始产生；以及将氢馈送到燃料电池组件中的燃料电池，由此电力产生。附图说明根据下文给出的详细描述以及附图，本专利技术的适用性的进一步的范围将变得显而易见，附图仅通过图示的方式给出并且因此不应被认为是对本专利技术的限制，并且其中图1a示意性示出在产生器被插入到充电器中之前根据本专利技术的充电器装置和燃料产生器装置；图1b示意性示出在充电器通过被插入到专用槽中而被连接到充电器时根据本专利技术的充电器装置和燃料产生器装置；图2a是根据本专利技术的氢产生器的实施例的示意图；图2b是根据本专利技术的氢产生器的另一实施例的示意图；图3a示出包括被联接在一起之前的两个部分的产生器的优选实施例；图3b示出图3a的产生器的组装状态；图4a-d示出根据本专利技术的产生器中的水隔室的实施例；图5a示出在本专利技术中使用的铝箔的实施例；图5b示出容纳铝的隔室的优选实施例；图6是包含碱的单独部分和用于提供部分之间的流体连通的机构的横截面；图7a示意性示出在组装前的充电器系统；图7b是组装的系统的示意性局部剖切视图；图8是示出更多细节的组装的系统的示意性局部剖切视图；图9是示出系统的操作的流程图；图10是由处于未连接状态的两个可连接部分构成的产生器的立体图；以及图11示出处于连接状态的图10的产生器。具体实施方式定义为了本专利技术的目的，下文中的术语和表述被定义如下：“准备”意思是在不开始生成动力（电力）的情况下设立系统来使用；“燃料电池组件”意思是适于生成电动力的至少一个燃料电池；“充电器”意思是适于递送适当输出以便给电子设备充电的装置，该电子设备诸如移动电话、计算机、刮胡刀、电动牙刷、游戏装置；“激活”意思是开始生成氢且从而生成电动力的过程。图1a示意性示出处于分离状态的充电器10和燃料产生器12，该充电器10具有适于接收燃料产生器的插入槽14，并且图1b示出被插入到充电器10中的插入槽14中的燃料产生器12。本系统的新颖性一方面是燃料产生器的实际构成，且另一方面是充电器10和燃料产生器12的配合组合。在图2a中，示意性示出根据本专利技术的产生器的大体原理。产生器12包括外壳16，其中设有至少两个隔室，在优选实施例中是三个隔室。图2a示出两隔室实施例并且图2b示出三隔室实施例。因此，在图2a中第一隔室18包含水和NaOH的溶液，但是可以使用多种其他的碱性化合物，例如KOH、LiOH、Ca(OH)2，并且第二隔室20包含金属铝。适当地，铝的量适于待生成的动力的量，并且通常是1g，但是能够根据应用而明显变化。溶液中碱性化合物的量优选的是0.1–3g。设有机构22（下文将公开其实施例和细节），在附图中由箭头示意性示出，以用于提供从第一隔室18到第二隔室20的受控溶液流动，以便启动生成氢气的化学反应：2Al+6OH-(aq)→3H2+2Al(OH)3应该注意，箭头虽然被示为提供跨过两个隔断之间的接口的流体连通，但是不应该被看作是具体例证并且因此不限制本专利技术。事实上，在本专利技术原理中存在提供更复杂的流体连通结构的多种可能。产生器作为单独物品被提供给使用者，并且包含所涉及的化学品的隔室彼此隔离，使得在不使用时不能够发生生成氢的化学反应。当产生器通过下文将详细描述的机构插入到充电器装置中时，用于提供在隔室18、20之间的流动的机构22被准备，即被设立以便使用。在图2b中，第一隔室18'包含水，第二隔室20'包含铝，并且第三隔室21包含固体NaOH（或者其他的碱性化合物，例如KOH、LiOH、Ca(OH)2）。溶液中碱性化合物的量优选的是0.1–3g。在该实施例中，当产生器通过插入到充电器中而被准备时，生成水和碱性化合物的溶液。从而，设置机构，以用于能够实现从第一隔室18'到第三隔室21的水的自发和/或辅助流动（箭头FW），由此，例如NaOH被溶解并且溶液被传递（箭头FS）并进入包含铝的第二隔室20'中，由此开始氢生成反应。同样，箭头不应该被看作是具体例证，而仅仅是符号性质。实际的机构在各个实施例之间能够变化。在图3a中，示出了产生器装置12的当前优选实施例。在此，产生器12被设置为两个可连接部分，分别是单独的第一部分24和单独的第二部分26。单独的第一部分24适当地包括第一和第二隔室18'、20'，其分别包含水和铝，并且单独的第二部分26包括第三隔室21a，其包含碱性化合物（例如NaOH）。在该实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基于燃料电池的充电器系统的燃料产生器（12），包括：包含铝的隔室（20）；用于提供水和水溶化合物的溶液的机构（18），该水溶化合物在溶解到水中且与铝接触时能够与所述铝反应以生成氢气；以及用于将所述溶液传递到包含铝的所述隔室中的机构（22）；其中用于提供溶液的所述机构包括：包含水的隔室（18'）和包含所述水溶化合物的隔室（21；21a），所述水溶化合物在处于溶液中时能够与铝反应；以及通道系统（FW，FS），其用于使得所述水进入包含所述水溶化合物的所述隔室中以便溶解所述化合物，并且用于将所溶解的化合物传递到包含铝的所述隔室。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.07 SE 1550580-31.一种用于基于燃料电池的充电器系统的燃料产生器（12），包括：包含铝的隔室（20）；用于提供水和水溶化合物的溶液的机构（18），该水溶化合物在溶解到水中且与铝接触时能够与所述铝反应以生成氢气；以及用于将所述溶液传递到包含铝的所述隔室中的机构（22）；其中用于提供溶液的所述机构包括：包含水的隔室（18'）和包含所述水溶化合物的隔室（21；21a），所述水溶化合物在处于溶液中时能够与铝反应；以及通道系统（FW，FS），其用于使得所述水进入包含所述水溶化合物的所述隔室中以便溶解所述化合物，并且用于将所溶解的化合物传递到包含铝的所述隔室。2.根据权利要求1所述的燃料产生器，其中用于提供溶液的所述机构包括容纳所述溶液的隔室（18）。3.根据权利要求1所述的燃料产生器，其中所述产生器由可彼此连接的两个单独部分（24，26）构成，其中第一部分（24）包含铝，并且第二部分（26）包含所述水溶化合物的所述溶液。4.根据权利要求3所述的燃料产生器，其中包含能够与铝反应的所述水溶化合物的所述隔室被设置为单独的第一部分（26），其可连接到单独的第二部分（24），该单独的第二部分（24）包括处于单独的隔室中的水和铝。5.根据权利要求1所述的燃料产生器，包括：包含水的第一隔室（18'）；包含铝的第二隔室（20'）；包含水溶化合物的第三隔室（21a），该水溶化合物在溶解到水中且与铝接触时，能够与所述铝和NaOH反应以生成氢气。6.根据权利要求5所述的燃料产生器，还包括以下这样的机构：其被构造成，启动来自所述第一隔室的水流以溶解所述第二隔室中的所述化合物来提供溶液，且将所述溶液传递到所述第三隔室中来启动氢生成反应。7.根据权利要求5所述的燃料产生器，其中所述产生器由可彼此连接的两个单独部分（24，26）构成，其中第一部分（24）包含水和铝，并且第二部分（26）包含所述水溶化合物。8.根据权利要求5所述的燃料产生器，其中所述第一和第二隔室（18'，20'；40，50）被设置在单独的第一部分（24）中，并且所述第三隔室（21a）被设置为单独的第二部分（26），所述单独的第一和第二部分可连接以形成所述产生器（12）。9.根据权利要求5所述的燃料产生器，其中所述第一隔室中的所述水被设在包含水的柔性袋（42）中。10.根据权利要求9所述的燃料产生器，其中在所述第一隔室（40）内设置元件（44；45；46，47；48），该元件压抵包含水的所述柔性袋（42）以提供所述袋内部的过压力。11.根据权利要求10所述的燃料产生器，其中所述第一隔室（18'；40）包括用于中空针（76）的进入点，在所述产生器的操作中所述中空针被联接（78，79）到所述第三隔室，使得所述含水袋（42；75）可被所述针（76）刺透以释放所述袋（42；75）中的所述过压力，由此水流能够被启动而通过所述针（76）到所述第三隔室（21a）。12.根据权利要求5所述的燃料产生器，其中在所述第二隔室中的所述铝被设置为箔的网状物。13.根据权利要求12所述的燃料产生器，其中所述网状物是拉伸的金属结构的形式。14.根据权利要求12所述的燃料产生器，其中所述铝被设置为多层箔，优选地1-50层，优选地达20层。15.根据权利要求12所述的燃料产生器，其中铝的总量是至少1g。16.根据权利要求7所述的燃料产生器，其中所述第三隔室中的水溶化合物的量是0.1-3g。17.根据权利要求5所述的燃料产生器，其中所述第二隔室（50）还包括分隔构件（53），其将所述第二隔室划分为下部空间（51）和上部空间（52），在所述下部空间（51）中设有所述铝（48），所述上部空间（52）用于在所述燃料产生器的操作期间容纳所述化合物的溶液，其中所述定位构件是多孔的以便使得所述溶液能够进入包含所述铝的所述空间。18.根据权利要求17所述的燃料产生器，其中所述分隔构件（53）是箔，该箔优选地是聚合体材料，诸如PET或者PC，并且具有0.05–0.15毫米的厚度，其中所述箔...

【专利技术属性】
技术研发人员：M格兰茨，B维斯特霍尔姆，H奥尔斯森，S麦吉，
申请(专利权)人：MYFC股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE