[发明专利]用于产生氢气的装置以及具有该装置的燃料电池发电系统

说明书

相关申请的参考

本申请要求于2008年4月21日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2008-0036468号的优先权，其披露的全部内容以引用方式结合于本文。

技术领域

本发明涉及一种用于产生氢气的装置以及具有该装置的燃料电池发电系统。

背景技术

燃料电池执行通过电化学反应将燃料如氢气、LNG、LPG、甲醇等和空气的化学能直接转化成电和热的功能。虽然常规的发电技术采用燃料燃烧、蒸汽发生、涡轮机驱动方法以及发电机驱动方法，但燃料电池既没有燃烧过程也没有驱动装置。因此，燃料电池是一种新的高效、环境友好的发电技术。

研究用于小型便携式电子装置的燃料电池包括高分子电解质膜燃料电池(PEMFC)，其使用氢气作为燃料，以及直接液体燃料电池，如直接甲醇燃料电池(DMFC)，其使用液体燃料。在这里，高分子电解质膜燃料电池，其使用氢气作为燃料，具有高功率密度但需要分开的装置来供给氢气。

产生氢气作为用于高分子电解质膜燃料电池的燃料的方法使用铝氧化反应、金属硼氢化物的水解或金属电极反应，其中金属电极反应方法可以有效地控制氢气产生。利用导线将由镁电极电离成Mg²⁺离子而获得的电子连接于另一金属体，由此进行水分解反应产生氢气，该金属电极反应方法可以借助于连接导线的连接/断开、所用电极之间的间隙以及电极尺寸来控制氢气的发生。

然而，取决于如上所述的产生氢气的方法，氢气发生可以引起电解质溶液反向地流动到燃料电池堆并引起电解槽被翻转以致电解质溶液可以泄漏。

发明内容

本发明提供了一种用于产生氢气的装置以及一种燃料电池发电系统，当产生氢气时其可以防止电解质溶液反向地流动，以及当电解槽移动时可以防止电解质溶液泄漏到外部。

本发明的一个方面的特点在于产生氢气的装置。根据本发明的一种实施方式的装置可以包括：电解槽，其中注入了电解质溶液；阳极，放置在电解槽内并构造成产生电子；阴极，放置在电解槽内并构造成通过接受来自阳极的电子而产生氢气；以及胶凝剂，容纳在电解槽内并构造成使该电解质溶液凝胶化从而降低电解质溶液的流动性。

胶凝剂可以由包括高吸湿性树脂的材料制成。

胶凝剂可以由这样一种材料制成，该材料包括选自由聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺共聚物、乙烯马来酸酐共聚物、交联羧甲基纤维素、聚乙烯醇共聚物、交联聚环氧乙烷以及聚丙烯腈的淀粉接枝共聚物组成的组中的任意一种。

可以将胶凝剂涂布在选自由电解槽、阳极以及阴极组成的组中的任何一个的表面上。

阳极和阴极的至少之一可以包括在其中形成的通孔以致电解质溶液可以被均匀填充在电解槽内。

本发明的另一个方面的特点在于燃料电池发电系统。根据本发明的一种实施方式的系统可以包括：电解槽，其中注入了电解质溶液；阳极，放置在电解槽内并构造成产生电子；阴极，放置在电解槽内并构造成通过接受来自阳极的电子而产生氢气；胶凝剂，容纳在电解槽内并构造成使该电解质溶液凝胶化从而降低电解质溶液的流动性；以及燃料电池，构造成通过转化产生自阴极的氢气的化学能而产生电能。

胶凝剂可以由包括高吸湿性树脂的材料制成。

胶凝剂可以由这样一种材料制成，该材料包括选自由聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺共聚物、乙烯马来酸酐共聚物、交联羧甲基纤维素、聚乙烯醇共聚物、交联聚环氧乙烷以及聚丙烯腈的淀粉接枝共聚物组成的组中的任意一种。

可以将胶凝剂涂布在选自由电解槽、阳极以及阴极组成的组中的任何一个的表面上。

阳极和阴极至少之一可以包括在其中形成的通孔以致电解质溶液可以被均匀填充在电解槽内。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个方面的用于产生氢气的装置的一种实施方式的示意图。

图2是示出根据本发明的另一个方面的燃料电池发电系统的一种实施方式的示意图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的用于产生氢气的装置以及燃料电池发电系统的一种实施方式。在参照附图的描述中，相同的标记数字将被指定给相同或相应的元件，并且将略去其重复描述。

图1是示出根据本发明的一个方面的用于产生氢气的装置的一种实施方式的示意图。图1示出的是用于产生氢气的装置100、阳极110、阴极120、通孔112和122、电解槽130、电解质溶液135、控制器140以及胶凝剂170。