生成氢的燃料电池盒制造技术

一种气体生成装置(10)，包括一容纳固体燃料成分(24)的反应室(18)和一通过一流体通道如管，喷嘴或阀引入反应室的液体燃料成分(22)。液体燃料箱固体燃料的流动是自调节的。还公开了气体生成装置的其他实施方式。

【技术实现步骤摘要】
生成氢的燃料电池盒本申请是申请号为200680029332.6、申请日为2006年6月12日、专利技术名称为“生成氢的燃料电池盒”的PCT国际专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求题为“生成氢的燃料电池盒”，于2005年6月13日提交的申请号为60/689，539的美国临时专利申请的优先权，并且是题为“生成氢的燃料电池盒”，于2005年2月25日提交的申请号为11/067，167的同时待审的专利申请的部分继续申请。这些专利申请中公开的内容在此经引用全文并入本申请。
技术介绍
本专利技术一般涉及用于燃料电池的燃料源。特别地，本专利技术涉及用于根据需要产生燃料气的燃料电池的燃料盒。燃料电池是一种将反应物，如燃料和氧化物的化学能直接转换成直流(DC)电的设备。对于越来越多的应用场合来说，燃料电池比常规的发电装置如矿物燃料的燃烧以及便携式的电能存贮装置如锂离子电池具有更高的效率。一般来讲，燃料电池技术中包括有多种不同类型的燃料电池，如碱性燃料电池、聚合物电解型燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融型碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池以及酶燃料电池。现今更重要的燃料电池可大致划分为几种类型，即:(i)采用压缩的氢(H2)作为燃料的燃料电池；(ii)质子交换膜(PEM)燃料电池，其采用的是醇类如甲醇(CH3OH)、金属氢化物如硼氢化钠(NaBH4)、碳氢化合物或者是其它能转换成氢燃料的燃料；(iii)能够直接消耗非氢燃料的PEM燃料电池或者是直接氧化燃料电池；以及(iv)能在很高的温度下直接将碳氢化合物燃料转换成电力的固体氧化物燃料电池(SOFC)。 压缩的氢通常处于高压状态，因此其操作非常困难。此外，其通常需要很大的贮备盒，因此对于消费类电子设备而言无法做到足够小。常规的转换型燃料电池需要转换剂以及其它的蒸发和辅助系统来将燃料转换成氢从而与燃料电池中的氧化剂反应。最新的进展使转换剂或转换型燃料电池很有希望用于消费类电子设备。最常用的直接氧化燃料电池是直接甲醇燃料电池或DMFC。其它的直接氧化燃料电池包括直接乙醇燃料电池和直接原碳酸四甲酯燃料电池。以甲醇直接与氧化剂在燃料电池中进行反应的DMFC有望在消费类电子设备中作为电源应用。SOFC在高热下转换碳氢化合物燃料如丁烷而产生电力。SOFC需要在1000°C范围内的相对高温来使燃料电池反应发生。用来生成电力的化学反应对每一类燃料电池来说都是不同的。对于DMFC来说，每一个电极处的化学-电学反应以及直接甲醇燃料电池的总反应可描述如下:阳极的半反应:CH30H+H20 — C02+6H++6e_阴极的半反应:1.502+6H++6e_ — 3H20总燃料电池的反应:CH30H+1.502 — C02+2H20由于氢离子(H+)穿过PEM从阳极迁移到阴极，并且由于自由电子(e_)不能穿过PEM，因此电子流过外部电路，从而通过外部电路产生电流。该外部电路可用来给许多有用的消费类电子设备提供电力，如移动电话或蜂窝电话、计算器、个人数字助理、膝上电脑以及动力工具等。美国专利US5，992，008和US5，945，231均对DMFC进行了描述，这两篇专利以引用的方式全文并入这里。通常来讲，PEM由聚合物制成，如DuPont公司的Nafion 或者是其它合适的膜，前者是厚度范围约在0.05mm到0.50mm之间的全氟化磺酸聚合物。阳极通常由用聚四氟乙烯处理的碳纸制成，其上支撑并沉积有很簿的一层催化剂，如钼-钌。阴极通常是气体扩散电极，其中有钼颗粒粘接到该膜的一侧上。在化学金属氢化物燃料电池中，通常重新形成硼氢化钠并反应如下:NaBH4+2H20 —(热或催化剂)—4 (H2) + (NaBO2)阳极的半反应:H2 — 2H++2e-阴极的半反应:2 (2H++2e0 +O2 — 2H20适合于该反应的催化剂包括钼和钌以及其它的金属。硼氢化钠转换中产生的氢燃料在燃料电池中与氧化剂如O2进行反应，产生电(或者是电子流)，副产品水。该过程中还会产生副产品硼酸钠(NaBO2)。硼氢化钠燃料电池在美国专利US4，261，956中进行了描述，其以引用的方式并入这里。燃料电池的一个最重要的特征是燃料的储存。另一重要特征是对从燃料盒运送出燃料至燃料电池进行调节。为了能够应用于商业，燃料电池如DMFC或PEM体系应当能够存贮足够的燃料以满足消费者的正常使用。例如，对于移动电话或蜂窝电话，笔记本电脑以及个人数字助理(PDA)来说，燃料电池至少应能给这些设备提供像当前所使用电池那样长的电力，并且越长越好。此外，燃料电池应具有更换方便或者可再填充的燃料罐，从而减少或避免现今充电电池那样长时间的充电。已知的氢气产生器的一个缺点是一旦反应开始，气体生成器盒不能控制反应。因此，反应将继续进行，直到反应物供给耗尽或手动切断反应物的供给。因此，就需要提供一种氢气产生装置，能够自调节进入反应室中的至少一种反应物的流动。
技术实现思路
本专利技术的一方面涉及的是一种气体生成装置，其包括一个容纳固体燃料成分的反应室和一个容纳流体燃料成分的贮液器。提供了一条将流体燃料成分引入反应室中的液体通道。对流体燃料成分的引入响应反应室中的压力而进行。本专利技术的另一方面涉及的是一种气体生成装置，其中液体反应物向反应室中的流动是自调节的。附图 说明当参考结合附图来阅读以下的详细说明时，将更容易理解本专利技术的这些以及其他特征、方面和优点，附图中的相同标记代表相同的部件。附图说明图1是根据本专利技术的气体生成装置的截面示意图；图2是图1中的气体生成装置的替代实施方式的截面示意图；图3是根据本专利技术的气体生成装置的替代实施方式的截面示意图；图4是图3中的气体生成装置的替代实施方式的截面示意图；图5是根据本专利技术的另一气体生成装置的替代实施方式的截面示意图，该装置采用了一个被吸收卷覆盖的流动管道；图6是图5中的气体生成装置吸收卷的替代实施方式的截面示意图；图7是根据本专利技术的气体生成装置的另一替代实施方式的截面示意图，该装置具有一个可膨胀本体；图8是图7中所示的气体生成装置的截面示意图，其中可膨胀本体处于膨胀的形状；图9是根据本专利技术的气体生成装置的另一替代实施方式的截面示意图，该装置具有溶液贮液器和包括阻隔元件的分隔反应室；图10是图9中所示的气体生成装置的截面示意图，其中阻隔元件伸进反应室内；图11是根据本专利技术 的气体生成装置的另一替代实施方式的截面示意图，该装置具有一个带有多个不同直径的流动通道的多支管；图12是根据本专利技术的气体生成装置的另一替代实施方式的截面示意图，该装置具有一个带有多个压力启动阀的多支管；图13是根据本专利技术的气体生成装置的另一个替代实施方式的截面示意图，其中液体流动成分室为一个加载了弹簧的可形变囊，且图13A是一种替代的液体导管透视图；以及图14是根据本专利技术的气体生成装置的另一替代实施方式的截面示意图，该装置具有一个小孔压力调节管，将流体燃料成分贮液器与一个固体燃料片相连。具体实施例方式如附图及下面内容所详细描述的那样，本专利技术涉及燃料源，其存贮了燃料电池的燃料如甲醇和水、甲醇/水的混合物、不同浓度的甲醇/水的混合物、纯的甲醇、和/或描述于美国专利5，364，977和6，512，005B2中的甲基笼形包合物，这两篇专利在此经引用而全文并入。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体生成装置，包括：容纳燃料的反应室，其中该燃料反应以形成氢气，其中该氢气传输到消耗氢气的第一设备并且其中该气体生成装置还包括消耗氢气的第二设备，其中所述第二设备与反应室接触。

【技术特征摘要】
2005.06.13 US 60/689,5391.一种气体生成装置，包括: 容纳燃料的反应室，其中 该燃料反应以形成氢气，其中该氢气传输到消耗氢气的第一设备并且其中该气体生成装...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·J·库瑞罗，佛洛伊德·菲尔班克斯，康士坦士·R·斯蒂芬，安东尼·史格洛依，迈克尔·居里娄，
申请(专利权)人：法商BIC公司，
类型：发明
国别省市：