[發(fā)明專利]供氫裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910137842.0
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN101877411A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛展立;谷杰人;許雅意;蔡幸芬;太原麗子;洪劍長;陳政嚴(yán);鄭名山;曹芳海
• 申請（專利權(quán)）人: 財團法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;C01B3/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種供氫裝置，特別是關(guān)于供氫裝置于燃料電池的應(yīng)用。

背景技術(shù)

近來對于許多可攜式能源的需求如可攜式計算機、隨身聽、相機、隨身聽等各種數(shù)字裝置，都需要一種便宜、長時效供電、體積小、重量輕，且可用于各種環(huán)境的電池。雖然公知燃料電池具有經(jīng)濟而長效的特點，但受到氫燃料供應(yīng)限制，而無法廣泛使用于各類可攜式產(chǎn)品。所以，解決氫燃料供應(yīng)問題將是未來小型可攜式氫能源發(fā)電系統(tǒng)的趨勢。氫燃料的供應(yīng)須符合便宜、方便、體積小、重量輕、及供氫速率穩(wěn)定等原則。以化學(xué)儲氫材料做為氫來源，最大的優(yōu)點是儲氫密度高，目前國際的趨勢是往固態(tài)氫材料上發(fā)展。在使用固態(tài)氫燃料(催化劑加硼氫化鈉)時需要加水使其反應(yīng)以產(chǎn)生氫氣如式1所示，會遭遇兩個極大的問題：一是如何維持供氫速率穩(wěn)定？目前國際上皆是利用復(fù)雜的機械設(shè)計來達到維持供氫速率穩(wěn)定。如此一來，便會使得放氫裝置體積大增，并增加成本。

(式1)

為解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)進行材料方面的設(shè)計，在水解過程中可自行維持穩(wěn)定的放氫速率，不需要額外且復(fù)雜的機構(gòu)設(shè)計(參見中國臺灣專利申請?zhí)柕?8108205號)。另一方面，以固態(tài)氫燃料(催化劑加硼氫化鈉)加水產(chǎn)生氫氣的作法會遭遇另一問題：只能單一方向使用，無法上下左右搖晃時使用。因為當(dāng)上下左右搖晃時，液態(tài)水會被氫氣帶往燃料電池，造成燃料電池性能下降及無法攜帶使用。目前國際上所采用的解決方案是利用疏水性氣液分離膜來達到透氣擋水的目的，但其缺點為價格昂貴，造成成本增加。此外氣液分離膜并無法完全擋住液態(tài)水，氫氣產(chǎn)生時所造成的壓力亦會將少量的水?dāng)D出帶往燃料電池并降低其效率。綜上所述，目前亟需一完全固態(tài)的供氫組件以應(yīng)用于燃料電池。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種供氫裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的供氫裝置，包括吸水性材料，用以吸附水、醇類或上述的組合；以及固態(tài)氫燃料，直接接觸吸水性材料以放氫。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例中，固態(tài)放氫的示意圖；

圖2是本發(fā)明一實施例中，固態(tài)氫燃料與吸水性材料的組合示意圖；

圖3是本發(fā)明一實施例中，固態(tài)放氫的示意圖；

圖4是本發(fā)明一實施例中，供氫裝置的放氫速率與時間的關(guān)系圖；以及

圖5是本發(fā)明一實施例中，供氫裝置的放氫速率與時間的關(guān)系圖。

附圖中主要組件符號說明

10、20～供氫裝置；

11、21～容器；

13～水膠狀固體；

15～固態(tài)氫燃料；

23～片狀吸水性材料；

25～片狀固態(tài)氫燃料；

27～棒狀物。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種供氫裝置，包括吸水性材料，用以吸附水、醇類、或上述的組合；以及固態(tài)氫燃料，直接接觸吸水性材料以放氫。吸水性材料可為吸水性高分子如聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷、淀粉接枝共聚物、或橡膠共混物。少量的吸水性高分子可大量吸附水，舉例來說，1g的聚丙烯酸鈉可吸附25g以上的水。

本發(fā)明的固態(tài)氫燃料的組成含有固體催化劑、固體氫化物、及疏水性高分子彈性體。固體氫化物可為金屬硼氫化物如NaBH₄、LiBH₄、Ca(BH₄)₂、Mg(BH₄)₂、KBH₄、或Al(BH₄)₃、金屬氫化物如LiH、NaH、或CaH₂、硼氮氫化物如氨硼烷、乙硼烷、二氨乙硼烷、H₂B(NH₃)₂BH₄、聚氨基硼烷、環(huán)硼氮烷、嗎啉硼烷、硼烷-四氫呋喃、或上述任意的組合。固體催化劑是含有Ru、Co、Ni、Cu、Fe、或上述任意組合的催化劑。疏水性高分子彈性體包括硅膠、橡膠、或硅橡膠。將固體催化劑及固體氫化物高速球磨后，再加入疏水性高分子彈性基材，便形成可撓性的固態(tài)氫燃料，其詳細成份配比及作法可參考中國臺灣專利申請?zhí)柕?8108205號。