氢产生筒和便携式氢发生器制造技术

一种氢产生筒最好包括弹壳、该壳体内的氢产生化学反应物和释放壳体内产生氢的出口。便携式氢发生器最好包括接收多个氢产生筒的腔室和有选择地操作腔室内的氢产生筒的电子控制装置。筒在控制电子装置的控制下单独产生氢。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

在过去的世纪之中，能量的需要成指数增长。特别是，已经普及了使用电能的装置。用于这种装置的能量传统上由燃烧碳氢化合物来产生，从而产生随后通过地区或局部电力网分配。但是燃烧碳氢化合物产生污染。
技术介绍
另外，现在制造的许多电子装置是便携式或无线的。这种装置需要紧凑和便携式的电源。通常使用电池组为这种便携式电子装置供电。但是，电池组在用完之后必须丢弃或重新充电。如果使用的电池组是可重新充电的，该电池组通常连接在充电器上。该充电器接着插入固定的出口并从局部电网中获得电力以便充电电池组。随着对于更干净或更方便的电源的兴趣的增加，燃料电池已经变得更广泛并更先进。对于燃料电池的研究和开发已经继续到某种推测，在供电方面燃料电池将与电池组竞争以用于不同的大型或小型的便携式装置。燃料电池使用氢和氧之间的电化学反应来产生电和热。燃料电池可与电池组类似地制成，但它们可在始终供电的同时进行“充电”。燃料电池提供可以用来驱动马达、灯和任何电气装置的DC(直流)电压。质子交换膜(PEM)燃料电池由于其低操作温度和便携应用的适应性特别实用。不幸的是，与传统燃料相比，使用在燃料电池中的主要反应物的氢传统上难以储存和分配。以前试图从不同反应物中产生氢已经面临许多挑战，例如反应中的沉淀物、反应的活性、低产量和缺乏效率。一旦产生，氢通常压缩并储存在罐中。但是，这种氢罐具有低的重量储存效率并处于高压之下。因此，氢最好在燃料电池附加某处产生，而不在集中化的生产设施中产生。因此，为了有效，燃料电池的氢产生最好是简单、紧凑、可以携带并相对便宜。另外，用于燃料电池的氢发生器最好与该燃料电池形成整体使得该燃料电池控制该氢发生器。由于氢的需要随着燃料电池需要产生的能量输出的变化而变化，这是有用的。
技术实现思路
在许多可能的实施例之一中，本专利技术提供一种氢产生筒，该筒最好包括弹壳、壳体内的氢产生化学反应物和释放壳体内产生的氢的出口。在另一实施例中，本专利技术提供一种便携式氢发生器，该发生器包括容纳多个氢产生筒的腔室以及用于有选择地操作腔室内的氢产生筒的控制电子装置。该筒在控制电子装置的控制下单独产生氢。附图说明附图表示本专利技术的不同实施例，并作为说明书的一部分。所示的实施例是本专利技术的实例并不限制本专利技术的范围。图1是传统PEM燃料电池装置的未组装的透视图；图2是按照本专利技术的实施例的氢产生筒的分解视图；图3是按照本专利技术的实施例的氢产生筒供能的燃料电池系统的透视图；图4是按照本专利技术的实施例的氢产生筒供能的燃料电池系统的剖视图；图5是表示按照本专利技术的实施例操作图4所示系统的方法的流程图。在附图中，相同的参考标号表示类似(不需要相同)的元件。具体实施例方式燃料电池通常由使用的电解质的类型来分类。该电解质是特殊处理的致密材料，它只传导离子并不传导电子。当前认为PEM燃料电池是最有前途的便携式燃料电池技术之一，并使用任何燃料电池的最不复杂反应之一。参考图1，PEM燃料电池通常包括四个基本元件阳极20、阴极22、电解质(PEM)24、布置在电解质24每侧上的催化剂26。阳极20是燃料电池的负极接线柱并传导从氢分子释放的电子，使得电子可作为外部电路21中的电流。阳极20包括在其中蚀刻的通道28以便将氢气尽可能均匀地分布在催化剂26的表面上。通过释放电子，氢分子变成氢离子。阴极22是燃料电池的正极接线柱并具有在其中蚀刻的通道30以便将氧(通常是空气)分配在催化剂26的表面上。阴极22还将电子从外部电路21传导到催化剂26，其中电子与氢离子和氧重新组合形成水。在理想的条件下，水是PEM燃料电池的唯一副产品。催化剂26通常是薄薄地涂覆在碳素纸或织物上的铂颗粒。催化剂26通常是粗糙和多孔的，以便增加暴露于氢或氧的铂的表面面积。但是，希望是进一步增加催化剂的表面面积而不增加催化剂的尺寸。催化剂26有助于氧和氢进行反应。在操作燃料电池中，PEM24夹在阳极20和阴极22之间。燃料电池的操作将在下面进行描述。加压的氢气H2进入阳极20的一侧的燃料电池。当H2分子与铂催化剂26接触时，它分成两个H+离子和两个电子e-。电子传导通过阳极20，此处它们通过外部电路21，该电路可以通过电路去作有用的工作(例如转动马达和点亮灯泡23)并返回燃料电池的阴极22的一侧。同时，在燃料电池的阴极22的一侧，氧气O2被迫通过催化剂26。在有些PEM燃料电池系统中，O2源可以是空气。当O2被迫通过催化剂26时，它形成两个氧原子，每个原子具有强的负电荷。该负电荷通过PEM24吸引两个H+离子，此处它们与氧原子和来自外部电路的两个电子组合以便形成水分子H2O。刚刚描述的PEM燃料电池反应只产生大约0.7伏的电压；因此，为了将电压升高到更有用的水平，经常组合许多单独的燃料电池以便形成燃料电池组。PEM燃料电池特别在相对低的温度(大约80℃/176°F)下操作，使得它们快速加热，并且由于它们不需要能够抵抗与产生电力相关的高温的任何特殊材料，使得它们容纳在便宜的容纳结构中。图2时氢产生筒110的分解视图。氢产生筒110容纳在壳体中。最好是，该壳体是标准弹壳101。如这里和权利要求中使用的那样，弹壳限定为通常用来制造弹药的壳体或弹夹，即用于枪支的子弹的一部分。可用来容纳氢产生筒的弹壳101的实例是0.223步枪的弹壳，它是军事人员最常使用的弹药的类型。出于一致、实用和方便，0.223弹壳经常使用在军队中。用于容纳氢产生筒的非常普通和实用的其他弹壳包括9mm、50BMG以及45ACP口径弹壳。在典型的弹夹中，壳体101用来容纳以特定量加载的火药颗粒以便提供特定冲力。位于筒底部的底火用来点燃火药。壳体101通过弹心或弹头密封在顶部或减缩端上，弹头通常由铅或类似材料制成。通过在弹壳101中制造氢产生筒110，可以完全利用现有装备和技术，因此降低总体成本并减少氢产生筒的开发和制造时间。例如，可以使用壳体的制造设备、制造方法、工具、机床和分配网络用于氢产生筒。用来制造标准弹壳的现有制造技术、材料和机床可以用来制造氢产生筒的壳体。熟知弹壳制造的雇员可以使用其经验来制造用于氢产生筒的壳体。可以使用弹壳的包装和分配渠道来包装和分配氢产生筒。熟知弹壳的使用者可以帮助使用者使用这里描述的氢产生筒。用来保持和载有弹夹的背心或皮带上的弹带可以用来制造氢产生筒。此外，几乎所有情况下，用过的弹壳便于收集并再次使用。因此，图2所示的氢产生筒110最好使用并制在弹壳101中。筒110还包括加热元件100。加热元件100可以是加热氢产生筒110内容物的任何元件。在一个实施例中，加热元件100是化学激活的化合物或加热芯。在另一实施例中，该加热元件是机械驱动的底火。在另一实施例中，加热元件100是电阻元件。采用该电阻元件，电流通过产生热的电阻元件100。使得壳体101的内容物达到点燃温度的加热足以开始所需的化学反应以便产生氢。壳体101最好容纳任何一种热激活并产生氢的化合物，例如胺硼烷。如这里使用和所附权利要求中那样，用来在氢产生筒110内产生氢的任何化学化合物将称为反应物。该反应物通常压制成小粒以便增加单位容积的氢产生量。这使得从单个高度致密的小粒中产生大量的氢。小粒(未示出)接着放置在筒壳体101中。在一个实施例中，小粒围绕加热元件100形成以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氢产生筒，其包括：弹壳；所述壳体内的氢产生化学反应物；以及释放所述壳体内产生氢的出口。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AR阿瑟，P哈丁，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]