[发明专利]燃料盒

说明书

本发明涉及新型燃料盒，用于基于反应物系统提供氢气。因此，用于燃料电池装置的燃料盒包括：用于储存第一反应物的反应器隔室、用于储存水的水隔室。其具有含有水溶性第二反应物的混合隔室（106）和位于混合隔室（106）和反应器隔室（102）之间的流体连通器件（114），所述流体连通器件适于将溶解于水中的第二反应物传送至反应器隔室（102），其中溶解的第二反应物可与第一反应物反应以产生气体。适当地，燃料盒包括能连接到布置在盒外的水控制机构的接口，水控制机构被配置为控制水隔室和混合隔室之间的水流，使得水在混合隔室中混合并溶解第二反应物。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术并且具体涉及用于向燃料电池提供氢作为燃料的燃料盒。

背景技术

过去几年中，燃料电池在汽车技术以及小规模电力生产中对于许多应用都引起越来越多的兴趣。 一种应用是为电子设备提供充电，例如移动电话、膝上型计算机等。

过去几年中，化学氢化物系统已被开发并且已用于多数产品。

在为燃料电池加燃料的吸附式氢储存中，分子氢通过物理吸附或化学吸附与化学燃料相关联。化学氢化物，诸如氢化锂（LiH）、氢化铝锂（LiAlH4）、硼氢化锂（LiBH4）、氢化钠（NaH）、硼氢化钠（NaBH4）、以及类似物，用于不可逆地储存氢气。化学氢化物在与水反应时产生大量氢气，如下所示：

NaBH₄ + 2H₂O → NaBO₂ + 4H₂。

为了可靠地控制化学氢化物与水的反应以从燃料储存装置中释放氢气，必须使用催化剂连同控制水的pH。此外，化学氢化物通常被实施在惰性稳定液体的浆液中以防止氢化物过早释放其氢气。

在为燃料电池生产氢气的化学反应方法中，通常氢气储存和氢气释放通过化学燃料的温度或压力的适度变化而被催化。由温度催化的该化学系统的一个例子是通过以下反应从氨-硼烷生产氢气：

NH₃BH₃→NH₂BH₂ + H₂ → NHBH + H₂。

第一反应释放6.1 wt.％的氢并在约120℃发生，而第二反应释放另外6.5 wt.％的氢并在约160℃发生。这些化学反应方法不使用水作为引发剂来生产氢气，不需要严格控制系统pH，并且通常不需要单独的催化剂材料。然而，这些化学反应方法通常由于热失控的常见现象而受到系统控制问题的困扰。参见例如美国专利7682411：系统被设计为热引发从氨-硼烷的氢气产生并防止热失控。参见例如美国专利7316788和7578992：通过使用催化剂和溶剂改变热氢释放条件的化学反应方法。

另一个更近期的反应系统是使用NaSi，如WO 2015/143212中所公开。

在共同未决的申请中，本发明人公开了一种新型反应物系统，使用于为燃料电池应用生产氢气的燃料盒中。该新型系统包含水、水溶性第一反应物、和铝粉形式的第二固体反应物。当与第一反应物的水溶液接触时，铝将反应并生产氢气。

与在燃料盒中实施该反应物系统有关，存在应被满足的对盒的某些要求。

发明内容

因此，本发明人发明了一种新型燃料盒，用于基于上述类型的反应物系统提供氢气。

该新型燃料盒在权利要求1中被限定。

因此，用于燃料电池装置的燃料盒包括：用于储存第一反应物的反应器隔室、用于储存水的水隔室。其具有包含水溶性第二反应物的混合隔室（106），和位于混合隔室（106）和反应器隔室（102）之间的流体连通器件（114），其适于将溶解于水中的第二反应物传送至反应器隔室（102），其中溶解的第二反应物可与第一反应物反应以产生气体。