[發(fā)明專利]氫氣產(chǎn)生裝置及具有該氫氣產(chǎn)生裝置的燃料電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010002980.0
• 申請日: 2010-01-15
• 公開（公告）號: CN102130351A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 王正;周柏圭;吳岳璋
• 申請（專利權(quán)）人: 揚光綠能股份有限公司
• 主分類號: H01M8/06
• 分類號: H01M8/06;C01B3/06;H01M8/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 苗征;于輝

【技術領域】

本發(fā)明涉及一種氫氣產(chǎn)生裝置及具有該氫氣產(chǎn)生裝置的燃料電池，且特別涉及一種使用固態(tài)燃料的氫氣產(chǎn)生裝置及具有該氫氣產(chǎn)生裝置的燃料電池。

【背景技術】

燃料電池(Fuel?Cell，F(xiàn)C)是一種利用化學能直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電裝置，與傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，燃料電池具有低污染、低噪音、高能量密度以及較高的能量轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點，是極具未來前瞻性的干凈能源，可應用的范圍包括攜帶式電子產(chǎn)品、家用發(fā)電系統(tǒng)、運輸工具、軍用設備、太空工業(yè)以及小型發(fā)電系統(tǒng)等各種領域。

各類燃料電池依其運作原理及操作環(huán)境之不同而有不同的應用市場，在可移動式能源上的應用主要是以氫氣質(zhì)子交換膜燃料電池(ProtonExchange?Membrane?fuel?Cell，PEMFC)及直接甲醇燃料電池(DirectMethanol?Fuel?Cell，DMFC)為主，兩者皆屬于使用質(zhì)子交換膜進行質(zhì)子傳導機制的低溫啟動型燃料電池。以此類質(zhì)子交換膜燃料電池操作原理，為氫氣在陽極觸媒層進行氧化反應，產(chǎn)生氫離子(H⁺)以及電子(e^-)(PEMFC原理)，或甲醇與水在陽極觸媒層進行氧化反應，產(chǎn)生氫離子(H⁺)、二氧化碳(CO₂)以及電子(e^-)(DMFC原理)，其中氫離子可以經(jīng)由質(zhì)子傳導膜傳遞至陰極，而電子則經(jīng)由外部電路傳輸至負載作功之后再傳遞至陰極，此時供給陰極端的氧氣會與氫離子及電子于陰極觸媒層進行還原反應并產(chǎn)生水。上述陽極所需的燃料氫氣可通過固態(tài)硼氫化鈉(NaBH₄)儲氫技術而得，其系將水加入固態(tài)硼氫化鈉以反應產(chǎn)生氫氣。

相關專利例如美國專利公告號US6746496、US7306780及US7427302。

固態(tài)硼氫化鈉與水的反應為一次性反應，也就是一旦反應開始進行，需待固態(tài)硼氫化鈉或水完全消耗，反應才會停止。因此如何實現(xiàn)分段反應為待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明提出一種氫氣產(chǎn)生裝置，其固態(tài)燃料可與水緩慢反應以穩(wěn)定釋放氫氣。

本發(fā)明提出一種燃料電池，其氫氣產(chǎn)生裝置的固態(tài)燃料可與水緩慢反應以穩(wěn)定釋放氫氣。

本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所揭示的技術特征中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本發(fā)明的一個實施例提供一種氫氣產(chǎn)生裝置，適用于燃料電池。氫氣產(chǎn)生裝置包括容器、毛細結(jié)構(gòu)及彈性袋體。毛細結(jié)構(gòu)配置于容器與可撓性固態(tài)燃料之間。其中容器適于容納液態(tài)水，容納于容器內(nèi)的液態(tài)水適于被毛細結(jié)構(gòu)傳遞至可撓性固態(tài)燃料，而與可撓性固態(tài)燃料反應產(chǎn)生氫氣。

為達上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本發(fā)明的一個實施例提供一種燃料電池，包括氫氣產(chǎn)生裝置、電池堆及導引結(jié)構(gòu)。氫氣產(chǎn)生裝置包括容器、毛細結(jié)構(gòu)及彈性袋體。毛細結(jié)構(gòu)配置于容器與可撓性固態(tài)燃料之間。其中容器適于容納液態(tài)水，容納于容器內(nèi)的液態(tài)水適于被毛細結(jié)構(gòu)傳遞至可撓性固態(tài)燃料，而與可撓性固態(tài)燃料反應產(chǎn)生氫氣。導引結(jié)構(gòu)連接于氫氣產(chǎn)生裝置及電池堆之間，且適于將固態(tài)燃料與液態(tài)水反應產(chǎn)生的氫氣導引至電池堆。

基于上述，在本發(fā)明的上述實施例中，液態(tài)水可持續(xù)地透過毛細結(jié)構(gòu)被傳遞至可撓性固態(tài)燃料，以使可撓性固態(tài)燃料與液態(tài)水緩慢反應而穩(wěn)定釋放氫氣。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

【具體實施方式】

有關本發(fā)明的前述及其它技術內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式的多個實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而非用來限制本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明一實施例的氫器產(chǎn)生裝置的示意圖。請參考圖1，本實施例的氫氣產(chǎn)生裝置100適用于燃料電池，用以提供燃料電池陽極反應所需的氫氣。氫氣產(chǎn)生裝置100包括容器110、毛細結(jié)構(gòu)120及彈性袋體130。毛細結(jié)構(gòu)120將液態(tài)水50傳遞至固態(tài)燃料140，而彈性袋體130可隨液態(tài)水50體積的改變而脹縮以保持液態(tài)水50與毛細結(jié)構(gòu)120的接觸。在本實施例中，固態(tài)燃料140例如為可撓性的固態(tài)硼氫化鈉，且其直徑例如大于或大致上等于1mm，以適于成為能與毛細結(jié)構(gòu)120均勻接觸的結(jié)構(gòu)，然本發(fā)明不以此為限，固態(tài)燃料140亦可為其它種類的可撓性固態(tài)燃料。