本发明专利技术公开了用于燃料电池的燃料供应装置。燃料供应装置可以是用于燃料电池的加压或非加压式盒，包括但并不限于直接甲醇燃料电池或重整燃料电池。一方面，燃料供应装置可以包含用以将燃料转化成氢气的反应室。燃料供应装置也可以包含泵。燃料供应装置可以具有阀用以连接燃料到燃料电池中，通气孔使气体从燃料供应装置中排放出去。本发明专利技术还涉及形成各种燃料供应装置的方法。
Fuel supply device for fuel cell
A fuel supply device for a fuel cell is disclosed. The fuel supply device may be a pressurized or non pressurized cartridge for a fuel cell, including, but not limited to, a direct methanol fuel cell or a reforming fuel cell. On the one hand, the fuel supply device may contain a reaction chamber for converting fuel to hydrogen. The fuel supply device may also include a pump. The fuel supply device may have a valve for connecting fuel to a fuel cell that vents gas from the fuel supply device. The invention also relates to a method of forming various fuel supply devices.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种供应燃料到不同燃料电池的燃料盒和盒上元件。
技术介绍
燃料电池是一种直接将例如燃料和氧化剂的反应物的化学能量，转换成直流电 (DC)的装置。由于应用数量的增多，燃料电池较例如化学燃料燃烧的其它发电机构，以及例 如锂离子电池的便携式存储电源更有效率。通常，燃料电池技术包括多种不同的燃料电池，例如碱性燃料电池、聚合物电解 质燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固态氧化物燃料电池和酶燃料电池。 较重要的燃料电池可以分成三大类别，即使用压缩氢气作为燃料的燃料电池；使用甲醇 (CH3OH)、硼氢化钠(NaBH4)、碳氢化合物(例如丁烷)或其他燃料重整成氢气燃料的质子交 换膜(PEM)燃料电池；以及直接使用甲醇(CH3OH)作为燃料的PEM燃料电池(“直接甲醇燃 料电池”或DMFC)。压缩氢气通常要被保持在高压下，因而很难处理。此外，它通常需要大 容量存储箱因而无法制作成用于消费电子装置所需的足够小型。传统的重整燃料电池需要 重整器以及其它蒸发和辅助系统来将燃料转化成氢气来和氧化剂在燃料电池中发生反应。 最近的进步使得重整器或重整燃料电池有希望应用于消费性电子装置。甲醇与氧化剂在燃 料电池中直接发生化学反应的DMFC是最简单且有可能最小的燃料电池，也有希望应用于 消费性电子装置。在相对大型的应用上，典型的DMFC包括一个风扇或压缩机供应氧化剂到阴极上， 氧化剂通常为空气或氧气，泵供应水/甲醇混合物到阳极和膜电极组件(MEA)上。膜电极 组件通常包括阴极、PEM和阳极。操作过程中，水/甲醇混合液体燃料直接供应到阳极上， 氧化剂供应到阴极上。每个电极上发生电化学反应，直接甲醇燃料电池的整体反应描述如 下阳极上发生的反应CH30H+H20 — C02+6H++6e"阴极上发生的反应02+4H++4e" — 2H20燃料电池的整体反应 CH3OH+1. 502 — C02+2H20 由于氢离子(H+)透过PEM由阳极移动到阴极，而自由电子(e_)不能透过PEM，所以 电子必须流经外部电路因而产生流经外部电路的电流。外部电路可以是任何可以的消费性 电子装置，例如移动或蜂窝电话、计算机、个人数码助手(personal digital assistants), 笔记本电脑、和其它电源工具。DMFC已在美国专利5992008和5945231中讨论过，并通过参 考将其整体并入文本。通常，PEM由例如杜邦公司的Nafion薄膜之类的聚合物制成，它是一种含氟材料，厚度范围由大约0. 05mm到大约0. 5mm,或是其它合适的薄膜。阳极一般由特 氟纶碳纸担载催化剂薄层例如钼-钌沉积其上制备。阴极通常为气体扩散电极，钼粒子粘 结在薄膜的一边。硼氢化钠重整燃料电池的电池反应如下NaBH4 (水状)+2H20 —(热或催化剂)一4 (H2) +NaBO2 (水状)H2 — 2H++2e_ (在阳极)2 (2H++2e0 +O2 — 2H20 (在阴极)合适的催化剂包括除了别的金属之外的钼和钌。在燃料电池中由硼氢化钠转换产 生的氢气燃料与例如氧气的氧化剂反应以产生电流(或电子流)以及水副产物。在重整过 程中同时产生四硼酸钠(NaBO2)副产品。硼氢化钠燃料电池已在美国公开的专利申请号为 2003/0082427的专利中有所讨论，并通过参考并入文本。燃料电池应用上一个最重要的特点就是燃料储存。燃料供应装置应该非常容易地 被内置于燃料电池或电子装置(device that the fuel cellpower)中。此外，燃料供应装 置也应该容易更换或再充填。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及适用于任何燃料电池的燃料供应装置。同时，本专利技术涉及适用于直接甲醇燃料电池的燃料供应装置。 同时，本专利技术涉及适用于重整燃料电池的燃料供应装置。本专利技术的实施例涉及的燃料供应装置包括由外壳装着并内装燃料的燃料箱、反 应物箱和反应室。燃料会由燃料箱传输到反应室，并发生反应形成包含氢气和液体的反应 物。然后反应物被传输到反应物箱，液体反应物保留在反应物箱，而氢气通过反应物箱到达 燃料电池中。反应物箱具有一个气体可穿透、液体不可穿透的薄膜，其允许氢气穿过。燃料供应装置还包括可选择地允许氢气通过燃料电池。燃料供应可以具有泵来将 燃料从燃料箱传输到反应物箱。燃料箱和反应物箱的壁可以是整体形成并用形成密闭的壁 的可活动壁来隔离。每个箱都可以具有衬套来容纳燃料和反应物。另一实施例中，液体反应物被传输到反应物箱而氢气反应物被传输到燃料电池 中。另一实施例涉及燃料供应装置，上述燃料供应装置包括一个外壳和至少两个内 衬套。在两个内衬套之间放置一个吸收材料，其中一个内衬套含有燃料且通过阀与燃料电 池液体连通。另外一个内衬套可以包含燃料电池产生的副产品。优选，至少一个势能储存 元件作用于燃料的衬套上。另一实施例涉及燃料供应装置，上述燃料供应装置包括一个弹性的外壳、一个包 含燃料的弹性内衬套。燃料供应装置的大小和尺寸可容纳在电子装置中的一个间隔间内， 且内衬套通过阀与电子装置内部的燃料电池液态连通。另一实施例涉及适合插入电子装置内部的燃料供应装置。上述燃料供应装置包括 安装在燃料供应装置上的可旋转引导臂。在燃料电池插入电子装置之前，可旋转的引导臂 由原始位置移动到插入位置。优选，引导臂是弹簧负载式。在插入位置上，引导臂与电子装 置中相对应的通道对准。引导臂在安装时可以与控制阀同轴或分隔开，上述控制阀连接燃料供应装置和电子装置中的燃料电池。燃料供应装置插入后，引导臂转向原始位置来将燃 料供应装置保持在电子装置中。另一实施例涉及燃料供应装置，上述燃料供应装置包括外壳、至少一个内衬套和 一个势能存储元件，其中衬套含有燃料并和燃料电池通过阀液体连通。外壳包括内肋来引 导当燃料传输到或流出燃料电池时衬套和势能存储元件的移动。另一个实施例涉及燃料供应装置，上述燃料供应装置包括外壳、至少一个内衬套 和势能存储泡沫材料，其中衬套含有燃料并和燃料电池通过阀液体连通。泡沫材料可以包 含多个不同多孔性的区域。优选，多孔性最高的区域与衬套以最远的空间分隔开来。泡沫 材料还可能具有通风孔用以蒸发吸收到泡沫材料中的液体。本申请还涉及一种形成燃料供应装置的方法。一种方法包括如下步骤(1)提供 一个上层，( 在上层上形成至少一个泡罩，( 将支撑层叠层到上层，并在上层和支撑层 之间至少形成一个泡罩燃料储存，以及(4)连接阀在上述至少一个燃料储存泡罩上。上述 方法还可以包括除了别的步骤以外的步骤(5)围绕上述至少一个燃料储存泡罩划出孔线， 以及(6)从支撑层到上层形成导引片。另一种方法包括步骤(1)提供适合用于燃料供应装置的多种材料，(2)由多种材 料共同挤压出一条无接缝管子，( 在无接缝管子的一段上附加至少一个具有预定形状的 端盖用以形成燃料供应装置，以及(4)在燃料供应装置上附加一个阀。另一种方法包括步骤(1)提供适于包含燃料的内衬套，( 在内衬套上附加阀， (3)提供一个外壳，包括两部分，(4)将外壳的一部分附加在阀最近的内衬套的颈部，以及 (5)将外壳的另一部分附加在内衬套的颈部，以及将外壳的两部分结合在一起。附图说明在形成说明书的一部分并与说明书一起理解的附图中，其中相同的附图标记本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于燃料电池的燃料供应装置包括：一个外壳，其包裹一个含有燃料的燃料供应装置、一个反应物间隔间和一个反应室；其中被传输到反应室并发生反应形成反应物的燃料包括氢气和液体反应物，然后氢气被传输到燃料电池中，而液体反应物被传输到反应物间隔间；其中液体反应物进一步与附加反应物发生反应产生气体，增加了反应物间隔间中的压力。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·亚当斯，安德鲁·J·库瑞罗，佛洛伊德·菲尔班克斯，盖伊·勒费弗尔，亚恩·勒费弗尔，雷内·弗莱吉尔，米歇尔·杜塞特，
申请(专利权)人：法商BIC公司，
类型：发明
国别省市：FR
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