本发明专利技术提供了一种用于为燃料电池组提供氢气的氢气发生装置。所述装置包括包含固体反应物成分的可扩大的反应腔室和包含液体反应物成分的可收缩容器，以及外壳。所述反应腔室包括由可移动隔板限定的、可扩大的反应物区域，从而使反应物和反应产物保留在反应腔室内。所述装置还包括液体输送控制系统和用于将液体反应物成分从所述可收缩容器输送到反应腔室的反应物区域的流体通道，在所述反应腔室内所述液体和固体反应物成分反应生成氢气。由于液体反应物成分被使用，所述容器随着反应腔室的相应膨胀而收缩，因反应产物体积的增加施加在可移动隔板上的压力，使反应物区域在所述反应腔室内扩大。可扩大的反应腔室、可扩大的反应物区域和可收缩容器之间的体积交换，使得能够由有限体积的氢气发生装置提供大体积的氢气。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于燃料电池的燃料供给装置，更具体地，涉及ー种产生氢气的燃料电池燃料盒。
技术介绍
在氢气燃料电池中，氢气被输送到阳极，氧气被输送到阴极。在阳极，氢气被氧化为H+离子，H+离子到达阴扱。氧化反应产生的电子穿过连接至阴极电源的外电路到达与燃料电池相连的装置。在阴极，所述电子将氧气还原，然后与氢离子反应生成水分子。在阳极H2 — 2H.+2e在阴极2H++2e+l/202 — H2O由于氢气燃料电池生成水作为废产物，所以使用这些燃料电池与蓄电池相比产生的环境问题更少，蓄电池通常含有重金属和酸或强碱。此外，燃料电池仅消耗所需的供应至燃料电池的燃料。因此，至少在理论上，燃料电池的寿命是无限的，因为燃料电池仅需要来自外源的燃料，而所述燃料可以定期补充。ー种燃料电池类型为质子交換膜(PEM)燃料电池，所述燃料电池比某些其他类型的燃料电池相比，需要在更低的温度和压カ范围内工作。在PEM燃料电池中，氢气在膜电极组件的阳极ー侧被催化裂解为质子和电子。新产生的质子穿过隔膜到达阴极ー侧。电子沿外部负载电路到达膜电极组件的阴极ー侧，以形成燃料电池的电流输出。输送至膜电极组件阴极ー侧的氧气与穿透聚合物电极膜的质子和通过外电路到达的电子发生反应生成水。PEM燃料电池可用于需要清洁、安静和小型的应用领域，比如用于便携式电子装置。
技术实现思路
本专利技术的ー个方面，提供了ー种氢气发生装置，包括具有固定的内部体积的外壳；设置于所述外壳内的可扩大的反应腔室，包括限定了可扩大的反应物区域的可移动隔板和位于所述反应物区域内的固体反应物成分；以及所述外壳内的含有液体反应物成分的可收缩容器。所述氢气发生装置还包括用于将所述液体反应物成分从所述可收缩容器输送至所述反应腔室的反应物区域的流体通道，和液体反应物成分输送控制系统。所述液体反应物成分与所述固体反应物成分在所述反应腔室内发生反应生成氢气。在一个实施方式中，所述流体通道包括连到所述可收缩容器上的多个管状部件，每个部件都具有延伸至所述反应腔室的反应物区域的自由端。在一个实施方式中，所述管状部件的自由端可随着所述可收缩容器而移动，以将液体反应物成分输送至位于所述反应物区域中的未反应的固体反应物成分处。所述管状部件的自由端最初可置于所述反应区域的相对于所述可移动隔板的远端部分，并可以向所述反应区域的相对于所述可移动隔板的近端部分移动。在一个实施方式中，所述液体反应物控制系统控制着所述液体反应物成分的输送，所述系统包括阀门，可以进一歩包括连在所述阀门上的压カ调节器。所述压カ调节器可以设置于所述可收缩容器内。在一个实施方式中，所述可移动隔板包含多孔材料。在一个实施方式中，所述固体反应物成分包括化学氢化物,所述液体反应物成分包括水。所述化学氢化物可以包括硼氢化钠。所述液体反应物成分可以进一歩包括功能性添加剤。在另ー个实施方式中，所述固体反应物成分包括娃化钠,所述液体反应物成分包括水。 在一个实施方式中，所述可移动隔板为在所述反应腔室内滑动的可滑动隔板。附图说明图I为根据本专利技术的氢气发生装置的一种实施方式的截面示意图。图2为所述氢气发生装置被激活之前的弾性部件的实施方式的截面示意图。图3为根据本专利技术的氢气发生装置的从动件的实施方式的截面示意图。图4为氢气发生装置的阀门组件和压カ调节器的实施方式的截面示意图。图5为氢气发生装置的液体阀门组件的实施方式的截面示意图。图6为氢气发生装置的压カ调节器的实施方式的截面示意图。具体实施例方式如附图所示和下文详细描述的，本专利技术涉及ー种配置为与燃料电池可拆卸地连接的燃料供给装置。本文使用的术语“燃料供给装置”包括但不限于一次性燃料盒、可再填装的燃料盒、可重复使用的燃料盒、容器、置于以燃料电池供能的电子装置内部的燃料盒、可移动燃料盒、位于电子装置或燃料电池的内部或外部的燃料盒、燃料箱、燃料再填充箱、其他储存燃料的容器和连接至燃料箱和容器的管子。当下文以本专利技术的示例性实施例描述燃料盒时，应当注意这些实施方式也可应用于其他燃料供给装置，本专利技术不限于任何特定的燃料供给装置类型。本专利技术设计简单且体积效率高。本专利技术可通过成分之间的体积交换提供较高的产生氢气的能力，所述成分的体积随着燃料供给装置的使用而改变，从而使得由ー种成分变小所得的体积被变大的成分占据。例如，随着反应物被消耗，体积减小，产生的体积由反应产物扩张占据。本文描述的氢气燃料电池可以为本领域公知的任何类型的氢气燃料电池组，例如选自质子交換膜(PEM)燃料电池、磷酸燃料电池、碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池和熔融碳酸盐燃料电池。所述燃料供给装置可以为产生氢气的氢气发生装置，所述燃料电池消耗氢气以生成电能用于电子装置。所述燃料供给装置可以包括燃料，比如化学氢化物、碱金属硅化物、含有碱金属的硅胶组合物和其他可用于生成氢气的化学品。所述燃料供给装置可具有合适的尺寸，以便在更换或再填充之前向燃料电池组提供所需量的氢气。其形状可以为在燃料电池组或使用燃料电池组的装置上或内部与其相配的和/或相适应的形状。例如，所述燃料供给装置可以为圆柱形，或可以为截面为圆形、椭圆形、矩形、方形或其他形状的柱形。本专利技术的氢气发生装置可以包括包含第一反应物的反应腔室和包含第二反应物的储存室。所述第一反应物可以采用固体或凝胶形式，作为固体反应物成分的一部分。所述第二反应物采用液体形式，作为液体反应物成分的一部分。所述氢气发生装置还另外包括用于控制第二反应物从储存室向反应腔室输送的装置或系统。在一个实施方式中，所述反应腔室和/或储存室内部的工作条件，比如反应腔室内的压力和温度以及氢气流速，可用于控制所述储存室内的第二反应物向所述反应腔室的输送。例如，当反应腔室内的压力低于预定值，优选地低于储存室内的压力，更优选比储存室压力低一个预定量时，储存室内的第二反应物可被引入反应腔室。优选地，所述第二反应物从储存室向反应腔室的流动是自调节的。因此，当反应腔室达到预定压力，优选为达到高于储存室的预定压力时，从储存室流入反应腔室的第二反应物的流动可停止，以阻止氢气的产生。类似地，当反应腔室的压力减少到低于储存室的压力，优选比储存室的压力低一个预定量时，第二反应物可以从储存室流入反应腔室。 所述反应腔室与储存室具有体积交换关系，因此，当液体反应物成分从储存室输送出去时，储存室变小，反应腔室可以膨胀到先前由储存室占据的区域。例如，反应腔室可直接与储存室相邻，或者可以由所述装置的一个或多个其他部件，比如阀门组件，将反应腔室与储存室分隔开，其可随储存室变小而替换。反应腔室包括一个限定了反应物区域的可移动隔板，所述反应物区域初始时包含了固体反应物成分。所述隔板将反应物区域与反应腔室的其他部分分离开来。所述隔板可通过例如滑动、旋转或变形而移动。当液体反应物成分进入反应物区域并与固体反应物成分发生反应时，生成氢气和其他反应产物。反应物区域内生成的氢气穿过位于通向出口途中的隔板，到达需供应氢气的燃料电池，而固体和液体反应产物和未反应的固体反应物成分和液体反应物成分被隔板保留在反应物区域内。由于固体和液体反应产物和未反应的固体和液体反应物成分的总体积大于初始的固体反应物成分的体积，因此隔板发生移动以扩大反应区域。由于储存室变小可得到的体积可能小于反应物区域增大的体积，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：R·巴顿，郑广宏，
申请(专利权)人：永备电池有限公司，
类型：发明
国别省市：
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