專利名稱：氫氣產(chǎn)生裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種氫氣產(chǎn)生裝置，且特別是有關于一種使用固態(tài)反應物的氫氣產(chǎn)生裝置。
背景技術：
燃料電池(Fuel Cell,FC)是一種利用化學能直接轉換為電能的發(fā)電裝置，與傳統(tǒng)發(fā)電方式比較之下，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)境之不同而有不同之應用市場，在可移動式能源上之應用主要是以氫氣質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane fuel Cell, PEMFC)及直接甲醇燃料電池(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)為主，兩者皆屬于使用質子交換膜進行質子傳導機制之低溫啟動型燃料電池。以此類質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(C02)以及電子(e_) (DMFC 原理)，其中氫離子可以經(jīng)由質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液態(tài)反應物與固態(tài)反應物反應而得。例如 利用固態(tài)硼氫化鈉(NaBH4)儲氫技術而得，其將水加入固態(tài)硼氫化鈉以反應產(chǎn)生氫氣。舉例來說，可將固態(tài)硼氫化鈉及水袋置于殼體內(nèi)，使用者可按壓配置于殼體上的按鍵來刺破水袋，使水袋內(nèi)的水流出而與固態(tài)硼氫化鈉反應產(chǎn)生氫氣。此種方式的缺點在于，按鍵與殼體為相互組裝的不同構件，因此當按壓按鍵時，按鍵與殼體之間易產(chǎn)生間隙而無法維持結構的氣密性，降低氫氣產(chǎn)生效率。此外，當刺穿水袋時，由于破口的大小有限，部分的水會因水袋的阻隔仍留在水袋中，僅部分的水流出與固態(tài)硼氫化鈉反應，亦降低了氫氣的產(chǎn)量。中國臺灣專利編號TW200640070及美國專利編號US20090029209、US20040M3184 揭露了與燃料電池相關的技術。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種氫氣產(chǎn)生裝置，具有較佳的氣密性而可提升固態(tài)反應物與液態(tài)反應物反應產(chǎn)氫的效率。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所揭露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他目的，本發(fā)明之一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)生裝置包括殼體、按鍵、固態(tài)反應物、袋體及至少一彈性件。殼體具有容納空間及開口。按鍵一體成形地連接于殼體而密封開口。固態(tài)反應物配置于殼體內(nèi)。袋體配置于殼體內(nèi)，液態(tài)反應物容納于袋體內(nèi)。彈性件連接于殼體且位于容納空間內(nèi)，彈性件包括彎折端，其中彈性件對位于按鍵且位于按鍵與袋體之間，當按壓按鍵時，按鍵推動彈性件使彎折端刺破袋體，液態(tài)反應物流出而與固態(tài)反應物反應產(chǎn)生氫氣。所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于按鍵為熱塑性彈性體。所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于殼體的材質為高分子塑膠。所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于按鍵與殼體以雙料射出方式制作。所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于彈性件為金屬彈片。所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于彈性件的數(shù)量為兩個，分別從殼體相對的兩內(nèi)壁延伸出。所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于彎折端包括一鋸齒結構、一針狀結構或一刀狀結構，當按壓按鍵時，按鍵推動彎折端朝向袋體移動以刺破袋體。所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于殼體具有一排氣口，通該容納空間。所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于更包括一吸水材，包覆固態(tài)反應物或與固態(tài)反應物混合。所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于固態(tài)反應物為固態(tài)硼氫化鈉。所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于彎折端往該袋體的一方向延伸?；谏鲜觯诒景l(fā)明的一實施例中，按鍵是以一體成形的方式配置于殼體而密封殼體的開口。藉此，當按壓按鍵推動彈性件刺破袋體時，按鍵與殼體之間不會產(chǎn)生間隙，而使整體結構具有較佳的氣密性，以提升氫氣產(chǎn)生的效率。另外，彈性件包括彎折端，在按鍵的推動下，彎折端刺穿袋體。于彎折端刺破袋體后，彎折端還可持續(xù)受到按鍵的推動而拉扯袋體，使袋體的破口增大，以避免液態(tài)反應物滯留在袋體中而降低氫氣的產(chǎn)量。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，并配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1為本發(fā)明一實施例的氫氣產(chǎn)生裝置的立體圖。圖2為圖1的氫氣產(chǎn)生裝置的爆炸圖。圖3為圖1的氫氣產(chǎn)生裝置的剖面圖。圖4為圖3的氫氣產(chǎn)生裝置的作動示意圖。圖5為圖1的彈性件的局部示意圖。圖6A至圖6C為圖3的彈性件的作動流程圖。50 液態(tài)反應物100 氫氣產(chǎn)生裝置110:殼體IlOa:容納空間IlOb:開口112 排氣口114:內(nèi)壁120 按鍵130:固態(tài)反應物
140 袋體150 彈性件150a 彎折端160 吸水材
具體實施方式有關本發(fā)明的前述及其他技術內(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)明一實施例的氫氣產(chǎn)生裝置的立體圖。圖2為圖1的氫氣產(chǎn)生裝置的爆炸圖。圖3為圖1的氫氣產(chǎn)生裝置的剖面圖。請參考圖1至圖3，本實施例的氫氣產(chǎn)生裝置100例如適用于燃料電池，用以提供燃料電池發(fā)電所需的氫氣。氫氣產(chǎn)生裝置100包括殼體110、按鍵120、固態(tài)反應物130、袋體140及至少一彈性件150 (本實施例繪示為兩個)。殼體110具有容納空間IlOa及開口 110b。按鍵120 —體成形地連接于殼體110 而密封開口 110b。本發(fā)明不對開口 IlOb及按鍵120的形式加以限制，在其它實施例中，開口 IlOb及按鍵120可為其它適當之形狀而為密封狀態(tài)。固態(tài)反應物130及袋體140配置于殼體110內(nèi)，液態(tài)反應物50容納于袋體140內(nèi)。彈性件150連接于殼體110且位于容納空間IlOa內(nèi)，彈性件150包括彎折端150a (以虛線圈示)，其中彈性件150對位于按鍵120 且位于按鍵120與袋體140之間。于本實施例中，彈性件150 —端連接于殼體110的內(nèi)壁， 而另一端朝向袋體140彎折而形成彎折端150a，且彎折端150a為受按鍵120推動的自由端。另外，本實施例中的固態(tài)反應物130例如為固態(tài)硼氫化鈉，而液態(tài)反應物50例如為水。 然本發(fā)明不以此為限，固態(tài)反應物130及液態(tài)反應物50亦可為其它適于相互反應產(chǎn)生氫氣的物質。圖4為圖3的氫氣產(chǎn)生裝置的作動示意圖。使用者可按壓按鍵120，以通過按鍵 120推動彈性件150從圖3所示狀態(tài)變形為圖4所示狀態(tài)，并藉由彎折端150a刺破袋體 140，使袋體140內(nèi)的液態(tài)反應物50流至容納空間1 IOa而與固態(tài)反應物130反應產(chǎn)生氫氣。在此配置方式之下，由于按鍵120是以一體成形的方式配置于殼體110而密封殼體Iio的開口 110b，因此當使用者按壓按鍵120推動彈性件150，使得彎折端150a朝向袋體140移動并刺破袋體140時，按鍵120與殼體110之間不會產(chǎn)生間隙，使整體結構具有較佳的氣密性，而可提升氫氣產(chǎn)生的效率。詳細而言，本實施例的按鍵120例如為熱塑性彈性體(thermoplastic elastomer，TPE)，殼體110的材質例如為高分子塑膠，且按鍵120與殼體110可通過雙料射出的方式制作，使按鍵120與殼體110為一體成形的結構而具有良好的氣密性。圖5為圖1的彈性件的局部示意圖。請參考圖5，本實施例中，彎折端150a朝袋體 140的方向延伸，且彎折端150a具有鋸齒結構，以使彈性件150適于通過彎折端150a的鋸齒結構來刺破并拉扯袋體140。然本發(fā)明不以鋸齒結構為限，可將彎折端150a設計成其他可用來刺破袋體140的結構，如針狀結構、刀狀結構、鉤狀結構或其他結構。請參考圖1，在本實施例中，殼體110具有排氣口 112，排氣口 112連通容納空間IlOa(標示于圖3)，以使固態(tài)反應物130與液態(tài)反應物50反應產(chǎn)生的氫氣適于透過排氣 112被排出，供燃料電池利用。本實施例的氫氣產(chǎn)生裝置100可包括吸水材160，吸水材160包覆固態(tài)反應物 130。當袋體140被彈性件150的彎折端150a刺破而使液態(tài)反應物50流至容納空間IlOa 時，液態(tài)反應物50會被吸水材160吸收而與固態(tài)反應物130反應產(chǎn)生氫氣。然本發(fā)明不以此為限，在其它實施例中，吸水材160亦可由多個吸水粒子所組成并與固態(tài)反應物130混
I=I O以下通過圖式詳細說明彈性件150的作動方式。圖6A至圖6C為圖3的彈性件的作動流程圖。請參考圖3及圖6A，本實施例的彈性件150可為金屬彈片，且兩彈性件150分別從殼體110相對的兩內(nèi)壁114延伸出。當使用者按壓按鍵120時，需抵抗彈性件150的彈性力來推動彈性件150，使得彈性件150從圖6A所示的狀態(tài)變形至圖6B所示的狀態(tài)。當彈性件150處于圖6B所示狀態(tài)時，若使用者繼續(xù)通過按鍵120施力于彈性件150，可趨使彈性件150變形從圖6B所示狀態(tài)變形至圖6C所示狀態(tài)，而利用朝向袋體140彎折的彎折端 150a刺破袋體140。此外，值得注意的是，在彈性件150從圖6B所示狀態(tài)變形至圖6C所示狀態(tài)的過程中，由于兩彈性件150由殼體110內(nèi)壁延伸而出。故兩彈性件150分別以延伸自殼體110內(nèi)壁的一端為支點沿順時針及逆時針方向朝袋體140移動。藉此，彎折端150a 不但刺破袋體140，還可以在按鍵120持續(xù)的推動下繼續(xù)分別朝左右位移而拉扯袋體140， 使袋體140的破口變大，而讓袋體140內(nèi)的液態(tài)反應物50可更快速地流至容納空間IlOa 內(nèi)，并降低液態(tài)反應物50留在袋體140的機會。綜上所述，在本發(fā)明的一實施例中，按鍵是以一體成形的方式配置于殼體而密封殼體的開口。藉此，當按壓按鍵推動彈性件刺破袋體時，按鍵與殼體之間不會產(chǎn)生間隙，而使整體結構具有較佳的氣密性，以提升氫氣產(chǎn)生的效率。此外，彈性件包括彎折端，在按鍵的推動下，彎折端刺破袋體。于彎折端刺破袋體后，若使用者持續(xù)按壓按鍵，將使彎折端受到按鍵的推動而拉扯袋體，而讓袋體的破口增大，以使袋體內(nèi)的液態(tài)反應物可更快速地流出，藉此避免液態(tài)反應物滯留在袋體中而降低氫氣的產(chǎn)量。以上所述，僅為本發(fā)明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發(fā)明實施之范圍，即大凡依本發(fā)明權利要求書及說明書內(nèi)容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋之范圍內(nèi)。另外，本發(fā)明的任一實施例或權利要求不須達成本發(fā)明所揭露之全部目的或優(yōu)點或特點。
權利要求
1.一種氫氣產(chǎn)生裝置，適用于一燃料電池，該氫氣產(chǎn)生裝置包括 一殼體，具有一容納空間及一開口；一按鍵，一體成形地連接于該殼體而密封該開口； 一固態(tài)反應物，配置于該殼體內(nèi)；一袋體，配置于該殼體內(nèi)，一液態(tài)反應物容納于該袋體內(nèi)；以及至少一彈性件，連接于該殼體且位于該容納空間內(nèi)，該彈性件包括一彎折端，其中該彈性件對位于該按鍵且位于該按鍵與該袋體之間，當按壓該按鍵時，該按鍵推動該彈性件，使該彎折端刺破該袋體，該液態(tài)反應物流出與該固態(tài)反應物反應產(chǎn)生氫氣。
2.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于該按鍵為熱塑性彈性體。
3.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于該殼體的材質為高分子塑膠。
4.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于該按鍵與該殼體以雙料射出方式制作。
5.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于該彈性件為金屬彈片。
6.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于該彈性件的數(shù)量為兩個，分別從該殼體相對的兩內(nèi)壁延伸出。
7.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于該彎折端包括一鋸齒結構、一針狀結構或一刀狀結構，當按壓該按鍵時，該按鍵推動該彎折端朝向該袋體移動以刺破該袋體。
8.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于該殼體具有一排氣口，連通該容納空間。
9.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于更包括一吸水材，包覆該固態(tài)反應物或與該固態(tài)反應物混合。
10.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于該固態(tài)反應物為固態(tài)硼氫化鈉。
11.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于該彎折端往該袋體的一方向延伸。
全文摘要
一種氫氣產(chǎn)生裝置，適用于燃料電池。氫氣產(chǎn)生裝置包括殼體、按鍵、固態(tài)反應物、袋體及至少一彈性件。殼體具有容納空間及開口。按鍵一體成形地連接于殼體而密封開口。固態(tài)反應物配置于殼體內(nèi)。袋體配置于殼體內(nèi)，液態(tài)反應物容納于袋體內(nèi)。彈性件連接于殼體且位于容納空間內(nèi)，彈性件包括彎折端，其中彈性件對位于按鍵且位于按鍵與袋體之間，當按壓按鍵時，按鍵推動彈性件，使彎折端刺破袋體，液態(tài)反應物流出而與固態(tài)反應物反應產(chǎn)生氫氣。
文檔編號H01M8/06GK102487146SQ20101057640
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權日2010年12月2日
發(fā)明者林猷翔, 陸軒翌 申請人:揚光綠能股份有限公司