專利名稱：用作電化學(xué)燃料電池的燃料的懸浮液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
和本發(fā)明的背景本發(fā)明涉及用于電化學(xué)燃料電池的懸浮燃料組合物，用懸浮燃料組合物產(chǎn)生電能的方法，和使用懸浮燃料組合物產(chǎn)生電能的燃料電池。
燃料電池是將化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化成電能的設(shè)備。燃料電池與其它電能來源相比的優(yōu)勢是高效率和環(huán)境友好。雖然燃料電池逐漸地被接受作為電能源，但是仍然存在技術(shù)上的困難，這些妨礙了燃料電池在許多應(yīng)用，尤其汽車和可攜帶的電器中的廣泛應(yīng)用。
通過讓燃料與催化作用的正極接觸，同時讓氧化劑與催化作用的負極接觸，燃料電池產(chǎn)生電能。當(dāng)與正極接觸時，該燃料在催化中心被氧化而產(chǎn)生電子該電子經(jīng)由連接電極的電路從正極運行到負極。同時，該氧化劑在負極處催化還原，消耗了造正極產(chǎn)生的電子。質(zhì)量平衡和電荷平衡可通過在負極或者正極的任何一種上離子的相應(yīng)產(chǎn)生以及這些離子通過電解質(zhì)(電極與它接觸)擴散到其它電極上來維持。
普通類型的燃料電池使用氫氣作為燃料和氧氣作為氧化劑。具體地說，氫氣在正極被氧化，釋放出質(zhì)子和電子，如下式1中所示(1)質(zhì)子穿過電解質(zhì)移向該負極。電子從正極出發(fā)，通過電負載和到達負極。在該負極，該氧氣被還原，與從氫氣產(chǎn)生的電子和質(zhì)子相結(jié)合而形成水，如下式2中所示(2)雖然使用氫氣作為燃料的燃料電池是簡單的、清潔和高效的，但是氫氣的極端易燃性和為了氫氣的貯存和允許所需要的龐大高壓氣瓶意味著氫動力燃料電池對于許多應(yīng)用是不合適的。
一般說來，液體的儲存、裝卸和運輸比氣體更簡單。因此，液體燃料已經(jīng)建議用于燃料電池。已經(jīng)開發(fā)了許多方法來將液體燃料如甲醇就地轉(zhuǎn)化成氫氣。這些方法不是簡單的，需要燃料預(yù)處理階段和復(fù)雜的燃料調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
直接氧化液體燃料的燃料電池是這一問題的解決方案。因為該燃料直接被輸入到燃料電池中，直接的液體-原料燃料電池是比較簡單的。最普常見的是，甲醇已經(jīng)用作在這些類型的電池中的燃料，因為它是便宜的，可以從不同的來源獲得和具有高的比能(5020安培小時每升)。
在直接-原料甲醇燃料電池中，甲醇在正極上被催化氧化，生產(chǎn)電子、質(zhì)子和一氧化碳，如下式3中所示(3)一氧化碳緊密地結(jié)合于在正極上的催化部位。供進一步氧化用的空位的數(shù)量會減少，減少了功率輸出。這一問題的一個解決方法是使用正極催化劑，如鉑/釕合金，但它們對CO吸附不太敏感。另一個解決方法是將燃料作為“正極電解液”引入到電池中，該正極電解液是甲醇與含水液體電解質(zhì)的混合物。該甲醇與水在正極反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和氫離子，如下式4中所示(4)在使用正極電解液的燃料電池中，正極電解液的組成是重要的設(shè)計考慮因素。該正極電解液必須在最佳燃料濃度下同時具有高的導(dǎo)電性和高的離子淌度。酸性溶液是最通常使用的。不幸地，酸性正極電解液在較高溫度下是最有效的，但是該溫度使得酸性被鈍化或破壞該正極。具有接近7的pH的正極電解液是正極友好的，但是具有太低的導(dǎo)電性而無法用于有效的電產(chǎn)生。因此，大多數(shù)的現(xiàn)有技術(shù)涉及使用固體聚合物電解質(zhì)(SPE)薄膜的甲醇燃料電池。
在使用SPE薄膜的電池中，該負極暴露于在空中的氧并由同時用作電解質(zhì)和物理阻隔體的質(zhì)子交換膜與正極分開，該物理阻隔體防止從容納液體正極電解液的正極室中滲漏。通常用作燃料電池固體電解質(zhì)的一種薄膜是由E.I.DuPont de Nemours(Wilmington，DE)以商標(biāo)“Nafion”銷售的全氟化碳材料。使用SPE薄膜的燃料電池具有比其它正極電解液型燃料電池更高的功率密度和更長的工作壽命。
SPE薄膜燃料電池的實際缺點來源于高濃度的甲醇溶解該薄膜并擴散通過它的趨勢。結(jié)果，供應(yīng)到電池中的較大比例的甲醇沒有用于產(chǎn)生電能，但通過蒸發(fā)而損失或在負極上直接氧化，產(chǎn)生熱量而不是電能。
薄膜被燃料穿透的問題可通過使用具有低(至多3％)甲醇含量的正極電解液來克服。低甲醇含量限制了燃料電池的效率(當(dāng)按照電能輸出作為所消耗的燃料的體積的函數(shù)來測量時)和增加了燃料運輸、自重和廢物處理的問題。進一步限制低甲醇含量正極電解液型液體原料燃料電池的應(yīng)用，尤其用于汽車和可攜帶的電器，是燃料循環(huán)，補充，加熱和脫氣的所需外圍設(shè)備的花費和復(fù)雜性。
最后，盡管具有高的比能，甲醇在室溫下是相對不起反應(yīng)的，這限制了甲醇燃料電池的比功率輸出到約15毫瓦/每平方厘米。
其它的有機化合物，主要為高級醇，烴類和乙酸酯類，已經(jīng)建議作為燃料電池的燃料。參見，例如，O.Savadogo和x.Yang，“Theelectrooxidation of some acetals for direct hydrocarbons fuelcell applications”，IIIrd International Symposium onElectrocatalysis，Slovenia(斯洛文尼亞)，1999，57頁，和C.Lamy等人，“Direct anodic oxidation of methanol，ethanol and higheralcohols and hydrocarbons in PEM fuel cells”，IIIrd InternationalSymposium on Electrocatalysis，Slovenia(斯洛文尼亞)，1999，95頁。大多數(shù)的這些選擇物都顯示了極少的前景，歸因于低的電化學(xué)活性，高成本，和，有時候，毒性。
無機水溶性的還原劑，如金屬氫化物，肼和肼衍生物也已經(jīng)建議作為燃料電池的燃料。參見，例如，S.Lel，“The characterization ofan alkaline fuel cell that uses hydrogen storage alloys”，Journalof the Electrochemical Society，149卷，no.5，第A603-A606頁(2002)，J.O’M.Bockris和S.Srinivasan，F(xiàn)uel CellsTheirElectrochemistry，MeGraw-Hill，New York，1969，第589-593頁，和N.V.Korvin，Hydrazine，Khimiya，Moscow，1980(俄國)，第205-224頁。此類化合物具有高的比能量和是高度反應(yīng)活性的。
一種此類化合物是NaBH4。在水中，NaBH4離解成Na+和BH4-。在中性溶液，BH4-在正極上氧化，根據(jù)以下反應(yīng)式5(5)含氫的無機化合物作為燃料的最大缺點是它們在酸和中性溶液中的分解。例如，BH4-根據(jù)反應(yīng)式6而分解(6)。
在堿性溶液中，BH4-在正極上氧化，根據(jù)以下反應(yīng)式7(7)氣態(tài)氧在負極上的相應(yīng)還原根據(jù)反應(yīng)式8而進行(8)質(zhì)量平衡和電荷平衡是通過羥基離子從負極經(jīng)由電解質(zhì)擴散到正極來維持。
雖然BH4-在堿性溶液中是穩(wěn)定的，但是它在與催化劑接觸時如在燃料電池的正極上存在時會分解，根據(jù)反應(yīng)式6，甚至當(dāng)燃料電池沒有電負載時。雖然由該反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣也能夠根據(jù)反應(yīng)式1在正極上被氧化，但是由反應(yīng)式7表示的半反應(yīng)在能量上比反應(yīng)式1和6的結(jié)合所表示的半反應(yīng)更有效。另外，在正極上BH4-的催化分解傾向于縮短正極的使用壽命。
這一問題是在PCT申請No.WO/02/054506(它被引入這里供參考，就象在這里完全地闡明一樣)中通過將醇類如甲醇添加到堿性NaBH4溶液中來解決。除了它本身用作燃料之外，這些醇類會抑制氫化物物質(zhì)如BH4-在正極上的分解?？梢韵嘈?，醇利用兩種機理中的至少一種來抑制在正極上氫化物物質(zhì)的分解。第一種機理是醇類分子吸附到正極催化部位上在空間上妨礙了氫化物物質(zhì)接近該催化部位。第二種機理是醇類分子使該氫化物物質(zhì)溶劑化。
憑直覺可以預(yù)計，依靠氫化物燃料運行的燃料電池的容量(以安培小時測量)是該氫化物濃度的線性函數(shù)。例如，NaBH4在3M KOH中的溶解度是1.25摩爾/每升，和NaBH4在3M NaOH中的溶解度是4摩爾/每升，因此依靠用NaBH4飽和的3M NaOH運行的燃料電池的容量預(yù)計是依靠用NaBH4飽和的3M KOH運行的燃料電池的容量的四倍。在實驗上，情況不是這樣的。


圖1用圖解法顯示了燃料電池10，它由一個在兩側(cè)上分別由負極14和正極16圈定的電解質(zhì)腔12組成和含有電解質(zhì)。顯示負極14和正極16被電負載20和安培計22所連接，后者用于測量電負載20驅(qū)動的電流。在電解質(zhì)腔12的正極16的另一側(cè)上是含有燃料溶液的燃燒室18。該氧化劑是到達在電解質(zhì)腔12的負極14的另一側(cè)的負極14的大氣氧。在用于這里報道的實驗中的特定燃料電池10中，電解質(zhì)腔12的體積是2cm3，燃燒室18的體積是15cm3，和各電極14和16的面積是4cm2。負極14是通過將20％鉑以絲網(wǎng)印刷法印刷在防水紙上的活性炭上來制備的。正極16是通過將20％鉑和10％釕以絲網(wǎng)印刷法印刷在親水性碳紙上的活性炭上來制備的。
燃料電池10的容量是通過在燃燒室18中使用在3.3M含水NaOH燃料溶液中的不同濃度的NaBH4和在電解質(zhì)腔12中使用6M含水KOH電解質(zhì)來測量的。所使用的NaBH4的有效質(zhì)量mF是使用法拉第定律作為初始NaBH4濃度的函數(shù)來測定的(9) mF＝CM/Fn其中C是以安培小時測量的容量，F(xiàn)＝26.8安培小時每摩爾是法拉第常數(shù)，M＝38g/摩爾是NaBH4的分子量，和n＝8是在反應(yīng)式7中每BH4-陰離子所釋放的電子數(shù)量。結(jié)果描繪在圖2中。mF隨著增加初始NaBH4濃度而提高，但不是線性地。初始NaBH4濃度越高，NaBH4使用效率越低。此外，當(dāng)燃料溶液的NaBH4含量超過約50克每升時，則在正極16上有增強的燃料分解。這進而導(dǎo)致活性氣體釋放和泡沫形成，正極過程脈沖以及正極16的逐漸破壞。提高NaBH4的起始濃度也促進NaBH4經(jīng)由電解質(zhì)從正極16過渡到負極14。
因此對于可允許氫化物燃料以其全容量使用的燃料電池的燃料組合物有廣泛公認的需要并且非常理想地具有該燃料組合物。
本發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，提供一種燃料組合物，它包括(a)溶劑；(b)溶于溶劑中的第一燃料的第一部分；和(c)懸浮于溶劑中的第一燃料的第二部分。
根據(jù)本發(fā)明，提供了包括以下步驟的產(chǎn)生電能的方法(a)提供包括負極和正極的燃料電池；(b)使氧化劑與負極接觸；和(c)使燃料組合物與正極接觸，該燃料組合物包括(i)溶劑，(ii)溶于溶劑中的燃料的第一部分，和(iii)懸浮在溶劑中的燃料的第二部分。
本發(fā)明是用于燃料電池的燃料組合物，其中第一燃料是以兩種形式貯存。第一燃料的第一部分是以在溶劑中的溶液形式貯存。第一燃料的第二部分的是以在溶劑中的懸浮液形式貯存。第一燃料的有效濃度是第一燃料在溶液中的濃度，和這一濃度保持足夠的低以阻止所不希望有的副作用如在正極上的第一燃料的分解和正極的破壞。隨著溶解的第一燃料耗盡，接著是懸浮的第一燃料的溶解。第一燃料的有效質(zhì)量接近于第一燃料的兩部分的總質(zhì)量。
優(yōu)選地，溶劑是極性溶劑如水。優(yōu)選，溶解的第一燃料的濃度是第一燃料在溶劑中的飽和濃度。在燃料電池的操作過程中，隨著溶解的第一燃料被消耗，懸浮的第一燃料替代在溶液中溶解的第一燃料和因此維持所溶解部分的第一燃料在它的飽和濃度下。
優(yōu)選地，第一燃料是在溶劑中的鹽(它的陰離子是還原半反應(yīng)的產(chǎn)物)，它具有比在溶劑中的氫電極的標(biāo)準(zhǔn)還原電位更負的標(biāo)準(zhǔn)還原電位。例如，BH4-，NaBH4的陰離子，是在還原半反應(yīng)中產(chǎn)生的陰離子(在水中)(10)它具有-1.24伏特的標(biāo)準(zhǔn)還原電位。
第一燃料優(yōu)選是氫化物，如LiAlH4，NaBH4，LiBH4，(CH3)3NHBH3，NaAlH4，NaCNBH3，CaH2，LiH，NaH或KH。最優(yōu)選地，第一燃料是NaBH4。其它優(yōu)選的第一燃料包括Na2S2O3、Na2HPO3、Na2HPO2、K2S2O3、K2HPO3、K2HPO2、NaCOOH和KCOOH，它們，與氫化物一樣，是鹽類，該鹽的陰離子在水中具有比氫電極在水中的標(biāo)準(zhǔn)還原電位更負的標(biāo)準(zhǔn)還原電位。一般對于溶劑來說，任何特定的溶劑的優(yōu)選的燃料包括鹽類，鹽類的陰離子在該溶劑中具有比氫電極在該溶劑中的標(biāo)準(zhǔn)還原電位更負的標(biāo)準(zhǔn)還原電位。優(yōu)選地，第一燃料構(gòu)成了燃料組合物的約0.1％-約80％(重量)。最優(yōu)選地，第一燃料構(gòu)成了燃料組合物的約5％-25％(重量)。
任選地，本發(fā)明的燃料組合物還包括醇類，例如甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，戊醇，己醇，乙二醇或甘油。優(yōu)選地，醇構(gòu)成了燃料組合物的約0.1％-約50％(重量)。最優(yōu)選地，醇構(gòu)成了燃料組合物的約1％-25％(重量)。醇可發(fā)揮四種功能1.醇是在燃料電池的正極上與第一燃料一起被氧化的第二燃料。
2.醇控制第一燃料在溶劑中的溶解度，以確保第一燃料的飽和濃度不會太高。
3.與在WO/02/054506中對于NaBH4所述一樣，醇抑制第一燃料在燃料電池的正極上的分解。
4.醇通過以一定比例存在于該第一燃料在溶劑中的溶液中而使懸浮液穩(wěn)定化，這使得溶液的密度基本上等于第一燃料的懸浮部分的密度，這樣第一燃料的懸浮部分既不沉淀也不漂浮，但保持懸浮狀態(tài)。
本發(fā)明的范圍還包括任何合適的添加劑用于這四種目的當(dāng)中的任何一種，但是醇類是優(yōu)選的添加劑。
優(yōu)選，本發(fā)明的燃料組合物包括用于使第一燃料在溶劑中的溶解部分穩(wěn)定化的添加劑。優(yōu)選，這一添加劑是堿如LiOH、NaOH或KOH，或堿式鹽。優(yōu)選，這一添加劑是以在約0.1摩爾/升和約12摩爾/升之間的濃度存在于溶劑中。最優(yōu)選地，這一添加劑是以在約0.2摩爾/升和約5摩爾/升之間的濃度存在于溶劑中。
Osborg，在US4,081,252中，教導(dǎo)了用于燃燒而不是用于燃料電池的燃料組合物，它，與本發(fā)明類似，包括“氫載體”如肼，肼衍生物或無機氫硼化物，根據(jù)該專利的摘要，它可以溶解或懸浮在基礎(chǔ)燃料中。然而由Osborg給出的全部實例屬于可溶于基礎(chǔ)燃料中的氫載體。在Osborg中沒有關(guān)于同時將氫載體溶于和懸浮于基礎(chǔ)燃料中的任何用處的指示。
本發(fā)明的范圍還包括由本發(fā)明的燃料組合物供燃料的燃料電池，以及使用該燃料電池產(chǎn)生電能的方法。
附圖的簡述本發(fā)明僅僅利用實施例，參考附圖來進行描述，其中圖1是燃料電池的示意圖；圖2是在一系列現(xiàn)有技術(shù)的燃料組合物中NaBH4的有效質(zhì)量對初始NaBH4濃度的曲線；圖3顯示了對于本發(fā)明的燃料組合物對現(xiàn)有技術(shù)的燃料組合物，圖1的燃料電池的電流和容量的曲線。
優(yōu)選實施方案的敘述本發(fā)明屬于能夠用于在燃料電池中產(chǎn)生電能的燃料組合物。具體地說，本發(fā)明允許氫化物燃料有效地被燃料電池所利用。
根據(jù)本發(fā)明的燃料電池的燃料組合物的原理和操作可以參考附圖和伴隨的敘述來更好地理解。
現(xiàn)在回到附圖，圖1，除了說明現(xiàn)有技術(shù)的燃料電池之外，還用于說明本發(fā)明的燃料電池，其中本發(fā)明的燃料組合物取代在燃料腔18中的現(xiàn)有技術(shù)燃料溶液。
本發(fā)明的燃料組合物是通過制備NaBH4在3M KOH水溶液中的飽和溶液和添加固體粉末NaBH4和用磁力攪拌器攪拌來產(chǎn)生NaBH4在NaBH4-飽和的KOH溶液中的懸浮液而制備。NaBH4平均粒度是大約10微米，和90％的該NaBH4顆粒是小于100微米。該懸浮液通過添加10體積％甘油用作分散劑來穩(wěn)定化。該10％甘油分散劑，使NaBH4-飽和KOH溶液具有1.12g/cm2的密度，也保持該NaBH4顆粒均勻地分散在懸浮液中。該甘油分散劑也保持該NaBO2反應(yīng)產(chǎn)物在懸浮狀態(tài)下，因此防止反應(yīng)產(chǎn)物在正極16上降低催化劑活性和還防止反應(yīng)產(chǎn)物降低燃料利用效率。懸浮的NaBH4與溶解的NaBH4的初始比值是1∶1。由燃料電池10產(chǎn)生的電流，以及相應(yīng)容量(整合的電流)，是用該燃料組合物供燃料的燃料電池10vs NaBH4在3M NaOH水溶液中的溶液來測量。在本發(fā)明的燃料組合物中和在現(xiàn)有技術(shù)的燃料溶液中的溶解NaBH4的濃度都是1.25M，它是NaBH4在3M KOH水溶液中的飽和濃縮。負荷20固定在0.5伏特。圖3顯示了所測量的電流，毫安(左縱坐標(biāo))，和容量，毫安小時(右縱坐標(biāo))，作為時間(小時)的函數(shù)。標(biāo)記“a”的曲線屬于現(xiàn)有技術(shù)的燃料溶液。標(biāo)記“b”的曲線屬于本發(fā)明的燃料組合物。本發(fā)明的燃料組合物提供比現(xiàn)有技術(shù)的燃料溶液更穩(wěn)定的電流和更高的容量。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參考有限數(shù)量的實施方案來進行了描述，但是應(yīng)該認識到，本發(fā)明的許多變化、改進和其它應(yīng)用都是可能的。
權(quán)利要求
1.燃料組合物，它包括(a)溶劑；(b)溶于該溶劑中的第一燃料的第一部分；和(c)懸浮于該溶劑中的第一燃料的第二部分。
2.權(quán)利要求1的燃料組合物，其中該溶劑是極性溶劑。
3.權(quán)利要求1的燃料組合物，其中該極性溶劑是水。
4.權(quán)利要求1的燃料組合物，其中第一燃料的第一部分的濃度是它的飽和濃度。
5.權(quán)利要求1的燃料組合物，其中該第一燃料是在該溶劑中的鹽，該鹽的陰離子是還原半反應(yīng)的產(chǎn)物，它具有比氫電極在該溶劑中的標(biāo)準(zhǔn)還原電位更負的標(biāo)準(zhǔn)還原電位。
6.權(quán)利要求5的燃料組合物，其中該第一燃料是選自LiAlH4，NaBH4，LiBH4，(CH3)3NHBH3，NaAlH4，NaCNBH3，CaH2，LiH，NaH，KH，Na2S2O3，Na2HPO3，Na2HPO2，K2S2O3，K2HPO3，K2HPO2，NaCOOH和KCOOH。
7.權(quán)利要求1的燃料組合物，其中該第一燃料是氫化物。
8.權(quán)利要求7的燃料組合物，其中該第一燃料是選自LiAlH4，NaBH4，LiBH4，(CH3)3NHBH3，NaAlH4，NaCNBH3，CaH2，LiH，NaH和KH。
9.權(quán)利要求8的燃料組合物，其中該第一燃料是NaBH4。
10.權(quán)利要求1的燃料組合物，其中第一燃料的第二部分是在燃料組合物的約0.1wt％與燃料組合物的約80wt％之間。
11.權(quán)利要求10的燃料組合物，其中第一燃料的第二部分是在燃料組合物的約5wt％與燃料組合物的約25wt％之間。
12.權(quán)利要求1的燃料組合物，進一步包括(d)溶于該溶劑中的第二燃料。
13.權(quán)利要求12的燃料組合物，其中該第二燃料是醇類。
14.權(quán)利要求13的燃料組合物，其中該醇類是選自甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，戊醇，己醇，乙二醇和甘油。
15.權(quán)利要求12的燃料組合物，其中第二燃料是在燃料組合物的約0.1wt％與燃料組合物的約50wt％之間。
16.權(quán)利要求15的燃料組合物，其中第二燃料是在燃料組合物的約1wt％與燃料組合物的約25wt％之間。
17.權(quán)利要求1的燃料組合物，進一步包括(d)控制第一燃料在溶劑中的溶解度的添加劑。
18.權(quán)利要求17的燃料組合物，其中該添加劑是醇類。
19.權(quán)利要求18的燃料組合物，其中該醇類是選自甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，戊醇，己醇，乙二醇和甘油。
20.權(quán)利要求17的燃料組合物，其中添加劑是在燃料組合物的約0.1wt％與燃料組合物的約50wt％之間。
21.權(quán)利要求20的燃料組合物，其中添加劑是在燃料組合物的約1wt％與燃料組合物的約25wt％之間。
22.權(quán)利要求1的燃料組合物，進一步包括用于抑制該第一燃料在燃料電池的正極上的分解的添加劑。
23.權(quán)利要求22的燃料組合物，其中該添加劑是醇類。
24.權(quán)利要求23的燃料組合物，其中該醇類是選自甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，戊醇，己醇，乙二醇和甘油。
25.權(quán)利要求22的燃料組合物，其中添加劑是在燃料組合物的約0.1wt％與燃料組合物的約50wt％之間。
26.權(quán)利要求25的燃料組合物，其中添加劑是在燃料組合物的約1wt％與燃料組合物的約25wt％之間。
27.權(quán)利要求1的燃料組合物，進一步包括(d)用于使第一燃料的第一部分在該溶劑中穩(wěn)定化的添加劑。
28.權(quán)利要求27的燃料組合物，其中該添加劑是堿。
29.權(quán)利要求28的燃料組合物，其中該堿是選自LiOH、NaOH和KOH。
30.權(quán)利要求27的燃料組合物，其中該添加劑是堿式鹽。
31.權(quán)利要求27的燃料組合物，其中在該溶劑中添加劑的濃度是在約0.1摩爾/升和約12摩爾/升之間。
32.權(quán)利要求31的燃料組合物，其中在該溶劑中添加劑的濃度是在約0.2摩爾/升和約5摩爾/升之間。
33.權(quán)利要求1的燃料組合物，進一步包括(d)使該懸浮液穩(wěn)定化的添加劑。
34.權(quán)利要求33的燃料組合物，其中該添加劑是醇類。
35.權(quán)利要求34的燃料組合物，其中該醇類是選自甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，戊醇，己醇，乙二醇和甘油。
36.權(quán)利要求33的燃料組合物，其中該添加劑是以一種比例存在，該比例足以使第一燃料的第一部分在該溶劑中的溶液具有基本上與第一燃料的第二部分的密度相等的密度。
37.包括權(quán)利要求1的燃料組合物的燃料電池。
38.產(chǎn)生電能的方法，包括以下步驟(a)提供包括負極和正極的燃料電池；(b)讓氧化劑與該負極接觸；和(c)讓燃料組合物與該正極接觸，該燃料組合物包括(i)溶劑，(ii)溶于該溶劑中的燃料的第一部分，和(iii)懸浮在溶劑中的燃料的第二部分。
39.權(quán)利要求38的方法，其中該溶劑是極性溶劑。
40.權(quán)利要求39的方法，其中該極性溶劑是水。
41.權(quán)利要求38的方法，其中該燃料的第一部分的濃度是它的至少最初基本上的飽和濃度。
42.權(quán)利要求41的方法，其中，隨著該燃料的第一部分被消耗，該燃料的第二部分溶于該溶劑中，以維持該濃度在基本上飽和的濃度。
43.權(quán)利要求38的方法，其中該燃料是在該溶劑中的鹽，該鹽的陰離子是還原半反應(yīng)的產(chǎn)物，它具有比氫電極在該溶劑中的標(biāo)準(zhǔn)還原電位更負的標(biāo)準(zhǔn)還原電位。
44.權(quán)利要求38的方法，其中該第一燃料是氫化物。
45.權(quán)利要求38的方法，其中該燃料組合物進一步包括(iv)用于抑制該燃料在正極上的分解的添加劑。
46.權(quán)利要求38的方法，其中該燃料組合物進一步包括(iv)用于使第一部分的該燃料在該溶劑中穩(wěn)定化的添加劑。
47.權(quán)利要求38的燃料組合物，進一步包括(d)使該懸浮液穩(wěn)定化的添加劑。
全文摘要
燃料電池的燃料組合物包括極性溶劑如水，以飽和濃度溶于溶劑中的第一燃料的第一部分，和懸浮于溶劑中的第一燃料的第二部分，后者在所溶解的部分被消耗時用作燃料的儲藏所。優(yōu)選，第一燃料是氫化物如NaBH
文檔編號C10L1/12GK1701113SQ03810749
公開日2005年11月23日 申請日期2003年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者G·芬克爾斯坦, Y·卡茨曼, N·菲舍爾森, Z·盧里 申請人:高能量有限公司