具有弹性内衬的燃料盒制造技术

本发明专利技术公开一种可与燃料电池相连的燃料盒(10)。上述燃料盒包括一个外盒(12)及一个内含供燃料电池使用的燃料的弹性内衬(14)。弹性内衬当中可以设置插入物(38)，以促使燃料从燃料盒传送到燃料电池，插入物可以将留在燃料盒(10)中的燃料降到最少。弹性内衬(14)也可以在没有外盒(12)的情况下使用。外盒(12)可以基本上是坚硬的或是具有弹性的。燃料盒(10)也适于接收燃料电池的副产品。燃料盒(10)还可以加压，以便将燃料推至燃料电池。本发明专利技术还公开了设置单方向释放阀门(20、74)用以防止燃料盒的内部压力变得太高或太低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃料电池的燃料盒，特别是，涉及一种可一次性使用及重复填充的燃料盒。本专利技术也涉及与多壁式燃料盒及与具有弹性内衬的燃料盒。
技术介绍
燃料电池是将反应物的化学能量，例如燃料及氧化剂直接转化为直流电流(DC) 的装置。燃料电池比传统产生电力方式，例如燃烧矿物燃料更有效率，也比可携式电力储存装置，例如锂离子电池更耐用，因此它的应用不断增加。通常，燃料电池技术包括了各种不同的燃料电池，比如碱性燃料电池、高分子膜燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固态氧化物燃料电池及酵素燃料电池等。现今较为重要的燃料电池大致可区分为三种范畴，也就是使用压缩氢(H2)做为燃料的燃料电池、使用甲醇(CH3OH)转化为氢当做燃料的质子交换膜(Proton Exchange Membrane ；PEM)燃料电池、硼氢化钠(NaBH4)、碳氢化合物(例如丁烷)或其它转化为氢燃料的燃料，以及直接使用甲醇(CH3OH)的质子交换膜燃料电池(“直接甲醇燃料电池”或DMFC)。压缩氢通常必须在高压之下保存，因此处理困难。此外，它通常需要大型的贮存罐，因此无法制作成消费性电子装置所适用的大小。传统转化燃料电池需要转化槽及其它蒸发及辅助系统，以便将燃料转化为氢气，与燃料电池内的氧化物进行反应。最近的发展让转化槽及转化燃料电池较能为消费性电子装置所接受。在直接甲醇燃料电池中，甲醇会在燃料电池中直接与氧化物进行反应，是最简单也可能是最小型的燃料电池，但是也具有相当可观的电力应用可供消费性电子装置使用。直接甲醇燃料电池应用在相对较大的设备上时，通常是以风扇或压缩机供应氧化剂(通常是空气或氧气)给阴极，一个供应水/甲醇混合物给阳极的泵，及一个膜电极组(Membrane Electrode Assembly ;MEA)。膜电极组通常包括了一个阴极、一个质子交换膜及一个阳极。在操作时，会直接对阳极供应水/甲醇燃料混合液，而对阴极则供应氧化剂。直接甲醇燃料电池每个电极的化学电气反应以及整体的反应如下所示阳极的反应CH30H+H20 — C02+6H++6e_阴极的反应02+4H.+4e — 2H20整体燃料电池反应 CH3OH+1. 502 — C02+2H20因为氢离子(H+)会透过质子交换膜从阳极移到阴极，而且因为自由电子(e_)无法穿透质子交换膜，所以电子必须透过外部电路流动，因此产生了外部电路的电流。外部电路可以是任何实用的消费性电子装置，像是移动电话、计算器、掌上电脑及笔记本电脑等等。直接甲醇燃料电池在美国专利第5，992，008及5，945，231号案中有所描述，已完整并入本文中以供参考。一般来说，质子交换膜是以聚合物，像是美国杜邦(DuPont)公司的Naf ion*所制造的，它是一种厚度约在0. 05毫米到0. 50毫米之间的全氟化材质，或其它适合的薄膜。阳极通常由含有像是钼钌的催化剂涂层的特氟隆化的碳纸所制成，并置于其上。阴极通常是一个气体挥发的电极，钼分子会在此粘合在薄膜的一侧。硼氢化钠转化燃料电池的电池反应如下所示NaBH4 (液态)+H2O —(热或催化剂)—(H2) + (NaBO2)(液态)H2 — 2H++2e_ (在阳极)2 (2H++2e ) +O2 — 2H20 (在阴极) 适合的催化剂包括钼及钌，以及其它金属。从转化硼氢化钠所制造出来的氢燃料，会在燃料电池内与氧化剂，例如氧气发生反应，以产生电流(或电子流动)及副产品-水。副产品-硼酸盐化钠(NaBO2)也是通过转化过程产生的。硼氢化钠燃料电池在美国公布的专利申请号2003/0082427中有所描述，在此并入本文中以供参考。专利文献中揭示了许多燃料电池使用的非增压式或增压式的可携式燃料槽或燃料储存装置，美国专利申请案公告号第2002/0018925 Al号案揭示一种含有孔洞的电子装置，其中储存了含燃料的可重新填充气球，这种气球是由弹性材料所制成的，美国专利申请案公告号第2003/0008193 Al号案则揭示一种包含燃料及吸收性材料的弹性内壁燃料槽。美国专利US 6，460，733 B2揭示了一种多壁式燃料槽，其中包括放置在外部容器内的内部燃料容器，内部燃料容器可以具有坚硬、半坚硬或弹性的内壁，两个容器之间的所有区域，则填充可以中和甲醇燃料的中间体材质或添加剂，以防止破损或提早发生反应。燃料是通过重力，或通过位于外部容器的增压气体而流入燃料贮存容器或直接流入阳极上。另外还设置有外部泵，协助将燃料传送至燃料电池。美国专利US6，506，513 BI中除了披露其它内容外，还揭示了燃料槽包含一种压力调整机构，以维持槽内的恒压，以及包含燃料的内箱。而美国专利公告案号第2002/0197522及2003/0082427号案则揭示一种燃料盒，包括燃料囊和用在燃料囊上的增压机构。US‘427也进一步揭示了可用来接收燃料电池的液体副产品的囊状物。美国专利申请公告案号第US 2002/0127451 Al号案揭示了一种小巧的质子交换膜燃料电池，其储存直接与PEM接触的甲醇燃料，而副产品-二氧化碳则是排出至外壳，以便对外壳增压。这种外壳还包括一个避免壳内压力过高的释压阀门，以及增加燃料的燃料入口阀门。上述文件并未揭示可分离的燃料槽或燃料盒。最近,位于美国华盛顿的Neah Power Systems of Bothell揭示一种密封的燃料槽，它能在分离的囊状物中储存燃料、水及二氧化碳副产品。但是，现有技术并未揭示具有弹性内室的燃料盒，这种燃料盒可以在内室的室壁彼此接触时，将留在内室中的残存燃料降到最少，也未揭示到具有以下所述优点及功能的燃料盒。
技术实现思路
由此，本专利技术是针对适合任何燃料电池所使用的燃料盒。本专利技术还针对适合转化燃料电池使用的燃料盒。本专利技术还针对适合直接甲醇燃料电池使用的燃料盒。本专利技术还针对多壁式燃料盒提出的。本专利技术还针对具 有弹性内衬的燃料盒。本专利技术更针对含有至少一个释放阀门的燃料盒。本专利技术的一个方面是针对可与燃料电池或燃料重新填充容器相连的燃料盒，包括一个外盒和内含燃料电池用的燃料的弹性内衬。弹性内衬当中放置插入物，以促成燃料从燃料盒流动到燃料电池。插入物可以具有弹性及/或基本上坚固的支架，支架可以与内衬整合在一起。插入物也可以是泡沫插入物或网状插入物，插入物也可以由许多细粒子组成，细微粒子可以彼此相连，也可以是散置的，内衬与燃料电池的关闭阀门相连，且燃料系由关闭阀门传送到燃料电池。燃料盒的外盒可以是坚固或是弹性的，它也可以加以密封，或是与周围的空气流通液体，外盒可以具有开放式的结构，可以使用盖子、可透气而不能渗透液体的薄膜，或是可吸收液体的填充材料加以覆盖。燃料盒也可以含有置于外盒的第一单方向释放阀门，第一释放阀门可以间歇性地让空气进入盒内，以防止盒内形成部分真空，第一个释放阀门可以覆盖有透气而不能渗透液体的薄膜，或是可吸收液体的填充材料。优选，第一释放阀门是提升型阀门。燃料盒中会制造气体及/或液体副产品，传送到介于外盒与内衬间之内部空间，燃料盒也可以具有置于外盒的第二单方向释放阀门，并与内部空间进行流体交流。第二释放阀门可间歇性地让气体由燃料盒内部排出，与空气通风。第二释放阀门可以覆盖有可透气而不能渗透液体的薄膜，或是可吸收液体的填充材料，优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种释放阀门，其具有偏压至封闭状态的密封表面和覆盖阀门的开口的液体吸收填充材料，该密封表面适于用在燃料盒上，其中燃料盒能够与燃料电池相连，并且当燃料盒的内部压力到达预定的层级时，该释放阀门打开，让燃料盒内的气体排出以降低燃料盒的内部压力，并且其中液体吸收填充材料与密封表面空间隔开，使得液体吸收填充材料与释放阀门的打开和关闭无关。

【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，
申请(专利权)人：法商BIC公司，
类型：发明
国别省市：