用于燃料电池的燃料盒制造技术

本发明专利技术公开了一种燃料盒，所述燃料盒包括：第一外壳，所述第一外壳包括：包含第一聚合物的第一层和包含第一金属的第二层，其中所述第一外壳包含醇燃料或烃燃料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及燃料电池系统，并涉及相关组件和方法。
技术介绍
燃料电池是能够由典型地发生在两个或多个反应物之间的电化学反应 提供电能的装置。 一般来讲，燃料电池包括两个电极(称为阳极和阴极) 以及设置在电极之间的固体电解质。阳极包含阳极催化剂，而阴极包含阴 极催化剂。电解质如膜电解质，典型地为离子导电而非电子导电。电极和固体电解质可设置在两个气体扩散层(GDL)之间。在燃料电池操作期间，将反应物加到合适的电极上。在阳极，反应物 (阳极反应物)与阳极催化剂相互作用并形成反应中间产物，如离子和电 子。离子反应中间产物可通过电解质由阳极流向阴极。然而，电子通过电 连接阳极和阴极的外部负载从阳极流向阴极。当电子流经外部负载时提供 电能。在阴极，阴极催化剂与其它反应物(阴极反应物)、阳极形成的中 间产物以及电子相互作用完成燃料电池反应。例如，在一类有时称为直接甲醇燃料电池(DMFC)的燃料电池中，阳极 反应物包括甲醇和水，而阴极反应物包括氧(如，来自空气)。在阳极， 甲醇被氧化；而在阴极，氧被还原<formula>formula see original document page 3</formula> (1)<formula>formula see original document page 3</formula> (2)<formula>formula see original document page 3</formula> (3)如式(l)所示，甲醇的氧化生成二氧化碳、质子和电子。质子通过电 解质由阳极流向阴极。电子经外部负栽从阳极流向阴极，从而提供电能。在阴极，质子和电子与氧反应生成水(式2)。式3示出总燃料电池反 应。专利技术概述本专利技术涉及燃料电池系统，并涉及相关组件和方法。在一个方面，本专利技术的特征在于具有外壳的盒，所述外壳包括含有聚 合物的第一层和含有金属的第二层。所述外壳包含醇燃料(例如甲醇)或 烃燃料。在另一个方面，本专利技术的特征在于具有外壳的盒，所述外壳包括金属 化聚合物和/或卣化聚合物。所述外壳包含醇燃料或烃燃料。在另外一个方面，本专利技术特征在于具有外壳的盒，所述外壳包括第一 聚合物层和接触所述第 一聚合物层的第二聚合物层。所述外壳包含醇燃料 或烃燃料。在另外一个方面，本专利技术的特征在于具有外壳的盒，所述外壳包括聚 合物和玻璃、陶瓷和/或碳。第一外壳包含醇燃料或烃燃料。 实施例可包括下列一个或多个特征。所述盒可包括至少两个外壳。在一些实施例中，所述盒的一个外壳可 设置在盒的另一个外壳内。在某些实施例中，所述盒的至少一个外壳可包 括膜排气孔。外壳可具有最多0. 13mm(0. 005英寸)的厚度。外壳可包括一个具有 最多约0. 13咖(五密耳)(例如，最多约O.lOmm(四密耳)，最多约 0. 08mm(三密耳)，最多约0. 05mm(二密耳)，最多约0. 04mm(1. 5密耳)， 最多约0.03mm(—密耳)，最多约0.013mm(0.5密耳))厚度的层。在一些 实施例中，外壳可以不包括密封剂。金属可为铝。聚合物可为塑料。聚合物可包括聚乙烯、聚丙烯或它们的组合。 外壳可包括金属化聚合物和/或面化(例如氟化)聚合物。金属化聚 合物可包括聚合物和金属。聚合物可具有最多约1.6 x l(T4 in g-cm/cm2-s和/或至少约0 n g-cm/cm2-s的曱醇渗透系数，和/或最多约5 x 10_15cm3(STP)-cm/cm2-s-Pa 和/或至少约Ocm3(STP)-cm/cm2-s-Pa的气体(例如氧、氮)渗透系数(例 如，存储一个月之后，和/或在0.44厘米的内部外壳体积对内部外壳表面 积的比率下)。外壳可包括一个含有聚合物和/或金属(例如铝)的层。外壳可包括 另一个由包括聚合物和/或金属的层支撑的层。另一层可在包括聚合物和/ 或金属的层上形成涂层。外壳可包括含有金属的第一层与含有聚合物的第二层。第二层可层压 到笫一层上和/或可与第一层共延。第二层可接触第一层。在一些实施例 中，所述盒(例如，所述盒的外壳)可包括第三层。第三层可包括聚合物 和/或金属。第三层中的聚合物和/或金属可与第二层中的聚合物和/或笫一 层中的金属相同或不同。在一些实施例中，聚合物层可为共挤出的。在某些实施例中，聚合物 层可为共延的。在一些实施例中，聚合物层可彼此层压。聚合物层中的至 少一层可包括聚偏二氯乙烯(PVDC)、乙烯-乙烯醇聚合物(EV0H)、聚偏二 氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或 它们的组合。外壳可包括含有玻璃的一层。所迷玻璃可包括氧化硅和/或氧化硼。 在一些实施例中，陶资可包括氧化物、硬质合金和/或氮化物。在某些实施 例中，陶瓷可包括珪、硼、铝、钛或它们的组合。实施例可包括下列 一个或多个优点。所述盒可存储、操作和/或使用起来相对安全。例如，所述盒可包括 对包含在外壳内的燃料基本上不可渗透的外壳。因此，所述盒不太可能渗 漏燃料。包含在所述盒内的燃料不太可能被污染。例如，所述盒可包括基本上 不可渗透至少一种气体(例如氧、氮、空气)的外壳。通过基本上不可渗 透至少 一种气体，外壳可限制或防止该气体进入外壳并接触包含在外壳内 的燃料而污染燃料和/或在燃料内形成气泡。燃料内的气泡形成可中断来自 所述盒的燃料流动，和/或可导致所述盒内的压力升高，其可造成所述盒破裂并喷射燃料。此外，如果气体进入外壳，则其可降低用于由外壳输送燃 料的燃料输送机构(例如泵)的效率。在某些实施例中，所述盒可包括至少一个不用密封剂密封的外壳。例 如，外壳可由可密封(例如可焊接)材料形成。在一些实施例中，外壳可 由两片密封在一起的可密封材料形成。在某些实施例中，不包括密封剂的 外壳内所包含的燃料可相对不太可能被污染。在一些实施例中，所述盒可包括至少一个具有较高机械强度的外壳。 例如，所述外壳可具有较高屈服强度、抗穿刺性和/或抗扯性。因此，所述 外壳可被相对容易地加工、；处理和/或存储(例如，由于外壳在加工、处理 和/存储期间不太可能被损坏)。在一些实施例中，盒外壳可由相对不太可能与包含在所述盒内的燃料 反应和/或污染燃料的材料形成。盒外壳材料与燃料之间的反应可造成例如 外壳的机械稳定性降低(例如，通过导致外壳溶胀)。在某些实施例中，所述盒可包括至少一个由相对柔韧和/或可膨胀材 料形成的外壳(例如软外壳)。这样可例如容许外壳膨胀至容纳燃料和/或 在燃料被消耗时收缩。在一些其中泵用于由所述盒抽吸燃料的实施例中， 可收缩内部外壳可帮助泵相对有效地操作(例如，通过将燃料引向泵)。在某些实施例中，所述盒可包括至少一个相对较薄的外壳。例如，所述盒可包括具有小于0.13mm(0. 005英寸)厚度的外壳(例如，当所述盒具 有约100立方厘米的体积时)。随着盒外壳的厚度减小，所述盒外壳包含 的燃料体积可增加。可使用包含较高体积燃料的盒，例如，在便携式用电 中(如在便携式电话中)。在一些实施例中，所述盒的至少一个外壳可由一种或多种相对丰富和 /或容易获得的材料形成。在某些实施例中，盒外壳可相对廉价地和/或以 相对高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盒，所述盒包括：　第一外壳，所述第一外壳包括：　包含第一聚合物的第一层；和　包含第一金属的第二层，　其中所述第一外壳包含醇燃料或烃燃料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋志平，JA德雷克，AG吉里辛斯基，MJ如拉夫，R帕夫林斯基，JP斯卡托基，J沃尔克奇科，AM波芬格尔，
申请(专利权)人：吉莱特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]