專利名稱：燃料電池系統(tǒng)的制作方法
燃料電池系統(tǒng)有關(guān)申請的交叉引用
本申請要求了編號為61/259，685 (代理人案號PSPIP001+)、標(biāo)題為“燃料電池”、2009年11月10日提交的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，其用于所有目的而通過引用被合并于此。
背景技術(shù)：
為生成電流，燃料電池通常需要至少氧氣和燃料。時常地，燃料是氣體(例如氫氣和甲烷)或液體(例如甲醇、乙醇、二甲醚、汽油等)，并且系統(tǒng)被涉及為用于精煉的氣態(tài)或液態(tài)燃料。由于凈化過程加到了成本上，精煉的燃料比原始或未處理的燃料更昂貴。因?yàn)楸仨殞θ剂想姵卦俟┙o并非總是容易可得的處理過的燃料，因此精煉的燃料還限制了燃料電池系統(tǒng)的使用。例如，將難以在不能進(jìn)入的或遠(yuǎn)程的區(qū)域中使用燃料電池系統(tǒng)，因?yàn)榫珶挼娜剂媳仨毐粠С龅竭@些遠(yuǎn)程位置。在一些情況下，可能沒有道路、道路可能處于糟糕的狀況、或可能有限制了處理過的燃料的運(yùn)輸?shù)钠渌蛩?例如，穿越邊界、強(qiáng)盜等)。將期望開發(fā)新 的燃料電池系統(tǒng)，該燃料電池系統(tǒng)不限于精煉的氣態(tài)或液態(tài)燃料。相比于其它燃料電池系統(tǒng)，這種燃料電池系統(tǒng)可更廉價(jià)地操作和/或可被用于更多的地方。


在隨后的詳細(xì)描述和附圖中公開了本發(fā)明的各種實(shí)施例。圖I是示出了能夠?qū)腆w燃料進(jìn)行操作并生成電力的燃料電池系統(tǒng)的實(shí)施例的示圖。圖2是說明了用于構(gòu)造能夠使用固體燃料和/或未精煉的燃料進(jìn)行操作的燃料電池系統(tǒng)的過程的實(shí)施例的流程圖。圖3A是示出了以永久方式附著到燃料存儲容器的燃料電池的一些實(shí)施例的示圖。圖3B是示出了以可移除方式附著到燃料存儲容器的燃料電池的一些實(shí)施例的示圖。圖4是示出了將電連接(例如電線)附著到燃料電池的一些實(shí)施例的示圖。圖5是示出了蓋子的一些實(shí)施例的示圖。圖6A和圖6B是示出了在燃料電池系統(tǒng)中連接在一起的兩個燃料電池的一些實(shí)施例的示圖。圖7是示出了具有可移除燃料電池卡的燃料電池系統(tǒng)的實(shí)施例的示圖。圖8是示出了圓柱形的燃料存儲容器的實(shí)施例的示圖。圖9是示出了以同心圓柱體形狀的燃料存儲容器的實(shí)施例的示圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明可以通過許多方式來實(shí)現(xiàn)，包括如過程；裝置；系統(tǒng)；和/或物質(zhì)的合成。在本說明書中，這些實(shí)現(xiàn)方式，或本發(fā)明可采取的任何其它形式，可被稱為技術(shù)。一般而言，公開的過程的步驟順序可在本發(fā)明的范圍內(nèi)被改變。除非以其它方式陳述，描述為被配置成執(zhí)行任務(wù)的部件可被實(shí)現(xiàn)為被臨時配置成在給定時間執(zhí)行任務(wù)的通用部件或被制造來執(zhí)行任務(wù)的特定部件。在以下連同說明了本發(fā)明的原理的附圖一起提供了本發(fā)明的一個或多個實(shí)施例的詳細(xì)描述。結(jié)合這些實(shí)施例來描述本發(fā)明，但本發(fā)明不限于任何實(shí)施例。本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求所限制，并且本發(fā)明包括許多替代、修改和等效方式。許多特定的細(xì)節(jié)在隨后的描述中被闡述，以便提供本發(fā)明的全面理解。這些細(xì)節(jié)出于示例的目的而被提供，并且可根據(jù)沒有這些特定細(xì)節(jié)中的一些或全部特定細(xì)節(jié)的權(quán)利要求來實(shí)踐本發(fā)明。出于清楚的目的，與本發(fā)明有關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域中已知的技術(shù)材料尚未被詳細(xì)地描述，使得本發(fā)明沒有不必要地含糊。圖I是示出了能夠?qū)腆w燃料進(jìn)行操作并生成電力的燃料電池系統(tǒng)的實(shí)施例的示圖。在各種實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)可以是各種大小或尺寸。在一些情況下，燃料電池系統(tǒng)是相對小的設(shè)備(例如IOcmX6cmX 2. 5cm),并且該燃料電池系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為對相對小的負(fù)載(例如LED燈或手機(jī))進(jìn)行供電。在一些實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)是相對大的設(shè)備(例如，約 為幾十到幾百厘米)，并且該燃料電池系統(tǒng)被配置為對相對大的負(fù)載(例如房屋)進(jìn)行供電。在示出的示例中，燃料電池系統(tǒng)100包括燃料存儲容器102。該燃料存儲容器具有內(nèi)側(cè)和外偵U。該燃料存儲容器被配置為允許熱量從容器的外側(cè)上的熱源傳導(dǎo)到容器中。熱源可以來自燃燒過程，例如(以明火、烹飪用爐、燃燒室、內(nèi)燃機(jī)或其它手段)燃燒生物量或化石燃料，或來自的任何其它手段，包括集中的太陽熱或來自核反應(yīng)的廢熱。在燃料存儲容器內(nèi)側(cè)的燃料104被熱源所加熱，并提供用于在容器中發(fā)生反應(yīng)的能量。該熱量還將燃料電池帶到用于熱活性電化學(xué)過程的必要的操作溫度。在一些實(shí)施例中，將燃料104成批地(例如，與連續(xù)地相反)加載到燃料存儲容器102中。例如，如果燃料104是固體燃料，則可添加一批固體燃料，并且當(dāng)燃料104已經(jīng)被至少部分地消耗時添加下一批燃料。在一些實(shí)施例中，燃料104是固體燃料，并且是諸如木頭、稻草、稻殼、草、木炭、或(人或動物的)固體廢棄物之類的生物量(從活著的或最近活著的有機(jī)體中得到的生物材料，諸如植物材料和動物廢棄物)，或從諸如紙張之類的生物量中得到。也可以使用煤或其它化石燃料。在一些實(shí)施例中，通過將粉末或其它相對小的固體(例如，諸如木炭粉的碳細(xì)屑)與液體(諸如水)相混合來將液體添加到固體燃料中以作為載體，并且將液體混合物引入(例如，通過使用注射器、漏斗等來灌注)到燃料存儲容器102中。在各種實(shí)施例中，燃料可在仍處于“熱區(qū)”的同時或在從熱量中被移除之后被加進(jìn)燃料存儲容102中。如以上所描述的，燃料電池系統(tǒng)100能夠通過使用用于燃料104的固體燃料來操作，并且不必使用諸如精煉的氣體或液體之類的燃料。在這個特定的示例中，燃料存儲容器102是類似立方體的，但可以使用任何形狀，包括(但不限于)多面體、矩形棱柱、球形、圓柱形或圓錐形。盡管在這個示例中未示出，在一些實(shí)施例中，燃料存儲容器包括將燃料加載到燃料存儲容器102中的一個或多個開口。在一些實(shí)施例中，燃料存儲容器102具有蓋子；在一些實(shí)施例中，燃料存儲容器沒有蓋子。在一些實(shí)施例中，燃料存儲容器由柔性或可彎曲的材料所制造，并且具有卷曲或翻轉(zhuǎn)的開口(例如，像咖啡袋)。附著到燃料存儲容器102的是具有兩側(cè)的燃料電池106。燃料電池的一側(cè)暴露于燃料存儲容器的外側(cè)，并且燃料電池的一側(cè)暴露于燃料存儲容器的內(nèi)側(cè)。進(jìn)一步詳細(xì)描述示出了如何將燃料電池連接到燃料存儲容器的一些實(shí)施例。燃料電池106的陽極面向燃料存儲容器102的內(nèi)部，而燃料電池106的陰極背對燃料存儲容器102的內(nèi)部。在一些實(shí)施例中，將燃料電池附著到與外側(cè)相反的燃料存儲容器的內(nèi)側(cè)(如在這幅圖中所示的)。燃料電池的“陽極”和“陰極”包括在操作期間發(fā)生氧化或還原的電化學(xué)活動區(qū)域，以及用于機(jī)械支撐、電收集、氣體擴(kuò)散管理等的附加材料或?qū)?。在一些?shí)施例中，使用的燃料電池是固體氧化物燃料電池(SOFC)。SOFC是一種燃料電池，在這種燃料電池中，電解質(zhì)是在操作溫度下傳導(dǎo)離子的固體。典型的SOFC電解質(zhì)是氧離子(也可使用其它離子傳導(dǎo)電解質(zhì))導(dǎo)電陶瓷，諸如摻雜氧化鋯或摻雜氧化鈰。在一些實(shí)施例中，使用的燃料電池是金屬支撐的SOFC ；一些示例金屬支撐的SOFC在編號為2010/0143824的美國公開，以及編號為6，767，662的美國專利中被描述，這些專利用于所有目的而通過引用被合并于此。金屬支撐的SOFC包括機(jī)械支撐在金屬支架上的薄電解質(zhì)層。也可以存在在電解質(zhì)和金屬支架之間的介入電化學(xué)活動電極層。金屬支架通常是多孔或有孔的，以允許氣體通向電極。在電極處開發(fā)的電流在通過外部電連接離開燃料電池之前穿過金屬支架。在一些實(shí)施例中，燃料電池是對稱結(jié)構(gòu)的燃料電池。在這種情況下，陽極和陰極的厚度、孔隙度、分層結(jié)構(gòu)、粒子大小、尺寸、和/或其它特征是相同或不顯著不同的。例如，陽極和陰極均可包括薄的多孔陶瓷層和更厚的 多孔金屬層，其中陶瓷層和金屬層的厚度和孔隙度對于陽極和陰極均是相同的。在一些實(shí)施例中，燃料電池是對稱的催化劑合成物燃料電池。在這種情況下，陽極和陰極電催化劑的合成物是相同或不顯著不同的。在一個實(shí)施例中，燃料電池既具有對稱結(jié)構(gòu)又具有對稱催化劑合成物。在一些實(shí)施例中，燃料電池是薄膜電解質(zhì)燃料電池。薄膜電解質(zhì)燃料電池具有在陰極和陽極之間的薄電解質(zhì)層。陽極、陰極或支架中的至少一個比電解質(zhì)要厚得多，并且提供用于電解質(zhì)的機(jī)械支撐。薄膜電解質(zhì)小于100微米，并且通常小于50微米厚。薄膜電解質(zhì)厚度的特定有用的范圍是5-30微米。相比具有更厚電解質(zhì)的燃料電池，薄膜燃料電池通常在給定操作溫度下提供更多的電力，或在更低的操作溫度下提供相似的電力。在一些實(shí)施例中，在燃料電池的陽極上具有保護(hù)層，并且在燃料電池的陰極上具有另一個保護(hù)層。換句話說，在一些實(shí)施例中，具有覆蓋陰極和/或陽極的附加的外部層，該外部層未在該圖中示出。在一些實(shí)施例中，這些附加層有助于使燃料電池免受物理震動或熱震動的影響。電連接提供對由燃料電池所生成的電力的訪問。在圖I中，將第一電連接連接到燃料電池106的陽極，而將第二電連接連接到燃料電池106的陰極。電連接可以是電線、條帶、接頭、網(wǎng)孔或任何其它結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，將燃料電池106的陽極或陰極電連接到燃料存儲容器102，例如通過焊接、銅焊、機(jī)械連接、或?qū)щ娒芊鈩?。在這種情況下，連接到負(fù)載108的機(jī)械連接可以被可選地連接到燃料存儲容器102或被直接連接到燃料電池106的陽極或陰極。熱量、燃料104和空氣的組合引起燃料電池106生成電壓和電流，該電壓和電流轉(zhuǎn)而穿過電連接并使負(fù)載108被供電。負(fù)載108可以是任何負(fù)載，包括可再充電電池、手機(jī)、燈、收音機(jī)、電視、電冰箱、傳感器、發(fā)射機(jī)等。在一些實(shí)施例中，具有插頭、連接器或插孔，使得期望的負(fù)載可以被臨時耦合到電連接(例如，插入和然后拔出)。在其它實(shí)施例中，電連接將多個燃料電池系統(tǒng)以串聯(lián)和/或并聯(lián)方式相連接。在此描述的燃料電池系統(tǒng)具有各種應(yīng)用。在發(fā)達(dá)國家中，其中在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)具有電的和/或精煉的燃料的基礎(chǔ)設(shè)施，當(dāng)一個人“脫離電網(wǎng)”時可使用燃料電池系統(tǒng)。例如，娛樂的用戶可在露營、打獵或釣魚時使用該系統(tǒng)來提供光、對收音機(jī)供電、對電池充電等等。還可在電網(wǎng)故障或緊急響應(yīng)情形的時期期間將該系統(tǒng)用作后備電力。在一些情況下，人們“脫離電網(wǎng)”地生活，并且必須生成他們自己的電力。在一些實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)被用于對“脫離電網(wǎng)”的家中的電視、電冰箱、凈水機(jī)、燈、電池、以及其它電氣設(shè)備進(jìn)行供電。在另一個示例性應(yīng)用中，在此描述的燃料電池系統(tǒng)在電力熄滅(go out)時被用作緊急設(shè)備。該燃料電池系統(tǒng)可在風(fēng)暴或其它電氣中斷期間來對手電、手機(jī)、收音機(jī)或其它電氣設(shè)備進(jìn)行充電或供電。在欠發(fā)達(dá)的國家中，因?yàn)榭赡軟]有基礎(chǔ)設(shè)施或者在特定時間期間電源可能是不穩(wěn)定和/或不可用的，所以在此描述的燃料電池系統(tǒng)是有用的。在欠發(fā)達(dá)的國家中的用戶的一些示例包括農(nóng)村或半城市居住者、援助/NGO工人、軍隊(duì)人員等。在以上的示例應(yīng)用中，精煉的燃料可能不便于使用。例如，露營者將經(jīng)常遠(yuǎn)足到一個地區(qū)，攜帶他們所有的補(bǔ)給并且必須攜帶(通常在重的、金屬的容器中的)氣態(tài)或液態(tài)燃料跨越崎嶇的地形，這會是不方便的。在欠發(fā)達(dá)的國家中，對精煉的燃料的訪問被嚴(yán)格限 制。在此描述的燃料電池系統(tǒng)的一個好處是可以使用未精煉的和/或固體燃料。在一些實(shí)施例中，使用的燃料是生物量或從生物量中得到的，該生物量具有的好處是對于露營者或生活在欠發(fā)達(dá)的地區(qū)中的人們是容易可得到的。一些示例包括人和/或動物的固體廢棄物(例如，牛糞)、木炭、木頭、草、干草、垃圾或副產(chǎn)品(例如、稻殼或玉米殼、紙張、舊食品等)、藻類、從有機(jī)物中得到的沼氣等。因?yàn)槿剂显词强沙掷m(xù)的、與其它電力生成技術(shù)(例如燃燒化石燃料或煤)相比具有更小的碳足跡、是容易可得的、和/或是便宜的，所以這會是吸引人的。在一些實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)100擱在熱源的固體燃料源之上、或安置在熱源的固體燃料源之內(nèi)、或在熱源的固體燃料源之下。例如，燃料電池系統(tǒng)可以被埋在火中的熱煤之下、或被火中的熱煤圍繞、或安放在火中的熱煤的頂部。以那樣的方式將燃料電池系統(tǒng)放置在火或其它熱源之內(nèi)可導(dǎo)致施加到燃料電池106的相對恒定的溫度，這轉(zhuǎn)而導(dǎo)致了更穩(wěn)定和/或更大的電流。例如，在溫度上相對大的擺動會導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)不產(chǎn)生或產(chǎn)生很少電流的時期。當(dāng)燃料電池系統(tǒng)處于火焰中或處于熱源的熱空氣區(qū)域中(即，在火焰之上)時，會發(fā)生這種在溫度上的擺動。在一些實(shí)施例中，用于提供熱量的燃料是與放到燃料存儲容器102中的燃料相同類型的燃料。例如，可將燃料電池系統(tǒng)100安置在由燃燒的木炭所生成的火中，而將相同類型的燃料(即，木炭)放到燃料存儲容器102中作為燃料104。在一些其它實(shí)施例中，燃料是不同的。例如，可將牛糞放到燃料存儲容器102中作為燃料104，而將燃料電池系統(tǒng)100放到由燃燒的木炭所生成的火中。在發(fā)展中國家中，烹飪用爐是常見的熱源，并且燃料電池系統(tǒng)可操作地附著到烹飪用爐、放置在烹飪用爐內(nèi)或安裝到烹飪用爐。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100中的一些或全部部件被涂覆，例如用陶瓷、玻璃、或玻璃陶瓷來涂覆。涂覆系統(tǒng)100中的一些或全部部件可提高部件的可用壽命，防止燃料和部件之間的不需要的相互作用，并對設(shè)備提供有吸引力的外表。該涂覆還可以防止鄰近的金屬部件之間的短路。在一些實(shí)施例中，設(shè)計(jì)了外部金屬套管來安裝在燃料存儲容器102和燃料電池106周圍，并保護(hù)系統(tǒng)。這種金屬套管允許熱量穿過它到達(dá)燃料電池系統(tǒng)，但防止了對燃料存儲容器102和燃料電池106的損壞。例如，在大火中，大的圓木會被投到火中，或者某個人可能使用金屬撥火棒來攪火，以及這兩者之一可損壞燃料存儲容器和/或燃料電池。圖2說明了用于構(gòu)造能夠使用固體燃料和/或未精煉的燃料進(jìn)行操作的燃料電池系統(tǒng)的過程的實(shí)施例的流程圖。在200，確定是否需要在燃料電池區(qū)域處理燃料存儲容器。如在此所使用的，燃料電池區(qū)域是連接到燃料電池或在燃料電池附近的部分燃料存儲容器。在一些實(shí)施例中，燃料存儲容器以必要的形式來制造(例如，澆鑄、拉伸或沖壓以具有期望的孔、洞等)，使得燃料電池的陰極暴露于空氣，或使得陽極已經(jīng)充分地暴露于來自燃料存儲容器的燃料(取決于將燃料電池如何連接到燃料存儲容器)。在一些其它實(shí)施例中，燃料存儲容器在沒有洞或孔的情況下被制造，并且燃料存儲容器需要被處理以創(chuàng)建需要的形式。如果在200確定了需要處理，則在202，在燃料電池區(qū)域按需要處理燃料存儲容器。一些示例包括切、鋸、刺等。在203，將電連接附著到燃料電池。例如，可將第一電連接焊接到陽極，而可將第二電連接焊接到陰極。電連接轉(zhuǎn)而將燃料電池系統(tǒng)連接到負(fù)載(盡管在那時將電連接附著， 但可能沒有被連接的負(fù)載)。可將各種材料和技術(shù)用于將電連接附著到燃料電池；以下進(jìn)一步詳細(xì)描述一些實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，將燃料電池的一側(cè)電連接到燃料存儲容器(即，通過焊接、銅焊、導(dǎo)電密封劑等)。在這種情況下，電連接可直接接觸燃料電池的該側(cè)，或可選地被附著到燃料存儲容器。在204，將具有電連接的燃料電池附著到燃料存儲容器。在一些實(shí)施例中，首先將燃料電池附著到另一個材料或表面(例如，金屬網(wǎng)或薄板)，以及然后將該材料和燃料電池一起附著到燃料存儲容器。在一些實(shí)施例中，將燃料電池以可移除方式附著到燃料存儲容器。這在一些應(yīng)用中是期望的，因?yàn)槿剂想姵氐男阅軐㈦S著使用而下降，而以可移除方式附著燃料電池允許了用新電池來替換舊電池(例如，因?yàn)橄啾扔谌剂想姵叵到y(tǒng)的其余部分，燃料電池的成本是相對小的，或者因?yàn)槿剂想姵叵到y(tǒng)是大的、重的或另外是難以移動的)。在一些實(shí)施例中，將燃料電池以永久方式附著到燃料存儲容器。在這樣的實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)可以是一次性的，并且一旦燃料電池耗盡，燃料電池被丟棄。在各種實(shí)施例中，各種技術(shù)(包括各種材料和/或五金件)可被用于將燃料電池附著到燃料存儲容器(包括永久地，如果需要)。以下進(jìn)一步詳細(xì)描述一些實(shí)施例。在206，確定是否需要附著蓋子。在一些實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)沒有蓋子，并且也不需要附著蓋子。例如，一些燃料電池系統(tǒng)可被設(shè)計(jì)成豎直站立在火的中間(例如，安置在火的木頭或木炭之內(nèi))并且蓋子對于防止燃料從燃料存儲容器中掉出來是沒有必要的。在一些其它實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)具有蓋子，但容器被制造有或以其它方式帶有已經(jīng)被附著的蓋子。例如，在一些實(shí)施例中，具有鉸接的蓋子(例如，與薄荷糖罐類似)的盒子被用作燃料存儲容器，并且該盒子已經(jīng)帶有被附著的蓋子。在其它實(shí)施例中，將燃料電池以可移除的方式附著，并且該蓋子也是這樣。如果需要，在208，將蓋子附著到容器。用于附著蓋子的特定技術(shù)可隨所使用的特定蓋子而變化；一些示例蓋子在以下被進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖3A是示出了以永久方式附著到燃料存儲容器的燃料電池的一些實(shí)施例的示圖。在一些實(shí)施例中，在圖2的步驟204使用示出的技術(shù)來制造一次性的燃料電池系統(tǒng)。為清楚起見，燃料電池系統(tǒng)的一些其它部件(例如電導(dǎo)線)未被示出。 示圖350示出了通過使用密封劑(304 )附著到燃料存儲容器的燃料電池(300 )。在各種實(shí)施例中，使用各種陶瓷或玻璃密封材料，諸如由3M所生產(chǎn)的防火密封劑FB 136 ;由Schott、SEM-COM> Kerafol等所生產(chǎn)的玻璃密封材料；來自Aremco (諸如Ceramabond 552和503)、Cotix)niCS等的包含陶瓷的粘合劑和罐封化合物等。這種材料會是吸引人的，因?yàn)樗鼈兪墙Y(jié)實(shí)的并且能夠抵擋重復(fù)的熱震動和機(jī)械震動而不出故障。在一些實(shí)施例中，密封劑具有將燃料電池300粘合到燃料存儲容器302的物理屬性和/或具有使燃料電池300的陽極側(cè)與容器302電絕緣的電氣屬性。在密封劑304是電絕緣體的這種實(shí)施例中，燃料存儲容器302將不與陽極電接觸。在密封劑304是電導(dǎo)體的這種實(shí)施例中，燃料存儲容器302將與陽極電接觸。在這種情況下，提供電連接到陽極的電導(dǎo)線可以被附著到燃料存儲容器302，而不是直接附著到陽極。在一些實(shí)施例中，電池300被焊接、銅焊或以其它方式接合到燃料存儲容器302。如果接合區(qū)域是多孔的或者以其它方式未氣密的，則密封劑可被添加到接合區(qū)域來改善密封。在這個示例中，燃料存儲容器的壁具有比燃料電池300稍微小的洞或開口。該洞可以在容器被制造之后形成(例如，通過將其切除、沖孔、沖壓、鉆孔等)或該容器可與孔一起被制造(例如，通過對其鑄造、沖壓或拉伸來具有孔)。在這個示例中，將燃料電池300附著到容器的外側(cè)，其中陰極面向外面而陽極面向里面。盡管在此描述的一些示例可能示出 了被附著到燃料存儲容器的內(nèi)側(cè)(外側(cè))的燃料電池，但燃料電池可按期望被附著到燃料存儲容器的外側(cè)(內(nèi)側(cè))。示圖351示出了被附著到燃料存儲容器的內(nèi)側(cè)的燃料電池(300)，其中該燃料電池的陰極面向外面而陽極面向里面。在這個示例中，容器302的燃料電池區(qū)域具有氣孔。該氣孔可在制造之后通過刺或切來產(chǎn)生，或在制造過程本身期間產(chǎn)生。在一些其它配置中，該孔可被稱為“燃料孔”，因?yàn)樵摽自试S燃料傳遞到燃料電池的陽極(與允許空氣傳遞到燃料電池的陰極相對)。示圖352示出了通過使用網(wǎng)狀物306被附著到燃料存儲容器302的燃料電池300。在一些實(shí)施例中，該網(wǎng)狀物是多孔的并且允許燃料從燃料存儲容器302的內(nèi)側(cè)到達(dá)燃料電池300的陽極。在一些實(shí)施例中，該網(wǎng)狀物是不銹鋼網(wǎng)狀物(例如，AISI 300系列或AISI400系列的不銹鋼)。在一些應(yīng)用中，因?yàn)殇摽扇萑谈邷夭⑶铱沙惺艽痔幚?，所以鋼是在網(wǎng)狀物中使用的吸引人的材料。在此示出的示例僅是示例性的并且可按需要被組合。例如，在一些實(shí)施例中，使用密封劑來將燃料電池300附著到網(wǎng)狀物306和/或?qū)⒕W(wǎng)狀物306附著到容器302。圖3B是示出了以可移除方式附著到燃料存儲容器的燃料電池的一些實(shí)施例的示圖。在一些實(shí)施例中，在圖2的步驟204使用示出的技術(shù)來制造具有可替換燃料電池的燃料電池系統(tǒng)。由于成本和/或便攜性原因(例如，因?yàn)槿剂想姵叵到y(tǒng)是重的、體積大的和/或昂貴的)，這在一些應(yīng)用中會是期望的。為清楚起見，燃料電池系統(tǒng)的一些部件(例如，電連接)未被示出。示圖353示出了通過使用滑入式固定器308被附著到燃料存儲容器302的燃料電池300。在各種實(shí)施例中，通過使用諸如焊接、密封劑等的各種材料和/或技術(shù)來將滑入式固定器308附著到容器302。在另一個實(shí)施例中，固定器可以從與燃料存儲容器相同的主體中被制造，例如通過拉伸、卷曲、沖壓等。在示出的示例中，將固定器308附著到容器302的外側(cè)，并且燃料電池300被插入到固定器中，其中陰極面向外面而陽極面向里面。在這個示例中，容器302的燃料電池區(qū)域具有比燃料電池300稍微小的洞。如以上所描述的，圖中所示出的技術(shù)可按期望被組合。例如，滑入式固定器可與氣孔(與如353中所示的孔相對)相組合，和/或可將滑入式固定器附著到容器302的內(nèi)側(cè)(與如353中所示的外側(cè)相對)。在一些實(shí)施例中，制造滑入式固定器308使得在燃料電池300和滑入式固定器308之間有一些空隙。這可允許燃料電池的更容易的插入，和/或防止燃料電池和/或固定器由于刮削而被損壞。在一些實(shí)施例中，該間隙被部分地或完全地充滿電絕緣體，諸如陶瓷棉或絕緣密封劑，以防止燃料電池300的陽極和陰極之間的短路。示圖354示出了通過使用螺母和螺釘310被附著到容器302的燃料電池300。在這個示例中，該螺母是翼形螺母，其允許將螺母容易地收緊或松開。松開該翼形螺母以移除燃料電池300并且收緊該翼形螺母以固定燃料電池。在一些實(shí)施例中，使用柔性和/或防火材料來對燃料電池300加襯墊，使得五金件不損壞該燃料電池。例如，可(例如，在螺母和螺釘310會產(chǎn)生接觸的燃料電池300的邊緣周圍，或整個燃料電池的周圍)包裝非導(dǎo)電、耐熱的材料，然后通過使用螺母和螺釘310，將其包裝中的燃料電池附著到容器302。在一些其它實(shí)施例中，除了示出的五金件之外，或作為示出的五金件的替代，可使用諸如螺桿、墊圈、系桿或夾子之類的其它五金緊固件。在一些實(shí)施例中，將諸如陶瓷棉或絕緣密封劑之類的電絕緣體插入在五金件和燃料電池300之間以防止燃料電池300的陽極和陰極之間的短路。該絕緣體可既接觸陽極又接觸陰極，使得燃料電池300與燃料存儲容器相隔離，或僅接觸陽極或陰極之一，使得一個電極被電連接到燃料存儲容器?；胧焦潭ㄆ?08以及螺母和螺釘310是五金件的一些示例。五金件的一些其它示例包括釘子、螺桿、夾子、彈簧和閂鎖。圖4是示出了將電連接(例如電線)附著到燃料電池的一些實(shí)施例的示圖。在一些實(shí)施例中，在圖2中的步驟203使用示出的技術(shù)。為簡單起見，示圖450和452被示出具有直接在容器302中的洞上附著的燃料電池300。這里示出的技術(shù)可以與在此描述的其它技術(shù)(例如，在容器的內(nèi)側(cè)上附著燃料電池、用氣孔代替單個孔、使用密封劑和/或網(wǎng)狀物來將燃料電池附著到容器等)相組合。在示圖450中，通過焊接406將電連接404附著到燃料電池400的陰極和陽極。在一些實(shí)施例中，在將燃料電池400附著到容器402之前，將電連接連接到燃料電池。在各種實(shí)施例中，可將電連接404直接焊接到燃料電池400，或通過提供電連接到燃料電池400的一個或多個中間部件焊接到燃料電池400。遠(yuǎn)離焊接406，電連接均通過被卷繞柄部而各自附著到螺母/螺釘對(408)。在一些實(shí)施例中，在將電連接器卷繞螺釘之前，對至少一個螺釘涂覆諸如陶瓷、玻璃或密封劑之類的電絕緣體(以防止電短路)。在這樣的實(shí)施例中，其它螺釘可被相似地涂覆或被任之未涂覆。為清楚起見，在這幅圖中的螺母和螺釘408被示出一個在另一個之上。實(shí)際上，螺母和螺釘408不一定限于任何特定位置(例如，相對于彼此或相對于容器或燃料電池)。在一些其它實(shí)施例中，諸如螺桿、釘子、栓釘、銷、接頭或鉤子之類的其它五金件可代替螺母和螺釘而被用來固定電連接。電連接404之一也可以被焊接、銅焊或以其它方式直接連接到燃料存儲容器402。如果燃料電池借助焊接、銅焊、導(dǎo)電密封、機(jī)械連接等與燃料存儲容器402電接觸，則這是尤其有用的。在示圖452中，通過在電連接和陰極或陽極上施加密封劑402來將電連接404附 著到燃料電池400。如在示圖450中的，將電連接404卷繞螺母和螺釘410，但在這個示例中，螺母和螺釘對之一從容器內(nèi)側(cè)向外側(cè)插入。在將電連接404卷繞螺釘?shù)谋恐?，在螺釘?shù)念^部之上施加密封劑(410)。按在此所示的來固定電連接可能是期望的，因?yàn)橐恍┤藭ㄟ^電連接來挑選燃料電池系統(tǒng)；以固定方式來附著電連接可能是期望的，使得設(shè)備不破裂。圖5是示出了蓋子的一些實(shí)施例的示圖。在一些實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)包括蓋子(例如，為防止燃料從燃料存儲容器中掉出來)，并且示出了一些示例蓋子。示出的蓋子僅是示例性的，并且可(例如)被附著到任何形狀的容器。蓋子可包含一個或多個燃料電池區(qū)域，并且可使用燃料電池卡來代替蓋子。示圖550示出了附著有銷的旋轉(zhuǎn)式蓋子。蓋子的平面與蓋子所附著的容器的表面平面相平行(在蓋子打開和蓋子關(guān)閉時)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)蓋子在關(guān)閉位置時，使用卡環(huán)、鎖、或其它機(jī)構(gòu)來固定蓋子。在其它實(shí)施例中，通過壓配合、扭鎖或?qū)⑸w子擰到螺紋上來 將蓋子附著到容器。在另一個實(shí)施例中，將蓋子簡單地放置在容器上，并通過重力在原位固定。示圖552示出了打開的蓋子。通過穿過蓋子和容器的桿來將蓋子附著到容器。在一些實(shí)施例中，容器具有蓋子鎖到上面的小的突出部或“凸緣”，使得當(dāng)蓋子處于關(guān)閉位置時，不會自由地打開。在一些其它實(shí)施例中，可使用一些其它的機(jī)構(gòu)來保持蓋子關(guān)閉。示圖544示出了滑入和滑出固定器的蓋子。在示出的示例中，固定器包括多個部分，但在一些實(shí)施例中，固定器是單個固定器(例如，沿開口的左側(cè)延伸、在開口下面、以及卷繞開口的右側(cè))。在一些情況下，相比于材料，勞動力是廉價(jià)的，以及可期望使用節(jié)省材料的多個零件(如554中所示)。在一些其它情況下，相比于材料，勞動力是昂貴的，以及可為固定器使用單個零件。如在先前的示例中，如果期望將蓋子固定在關(guān)閉位置中，則可使用鎖、卡環(huán)、閂鎖或其它機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，電負(fù)載需要壓超出了單個燃料電池所能夠產(chǎn)生的電壓的最小電壓。例如，負(fù)載可能需要2V，而燃料電池可能僅能夠提供IV。為克服這個，在一些實(shí)施例中，將多個燃料電池串聯(lián)連接在單個燃料電池系統(tǒng)中。例如，如果將兩個IV的燃料電池串聯(lián)連 接在一起，則該系統(tǒng)將能夠產(chǎn)生期望的2V。在一些實(shí)施例中，將多個燃料電池系統(tǒng)(每個系統(tǒng)具有一個或多個串聯(lián)的燃料電池)串聯(lián)地彼此連接。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括并聯(lián)連接在一起的燃料電池。并聯(lián)連接燃料電池對于冗余或可靠性原因和/或?yàn)榱嗽黾铀峁┑碾娏髁繒怯杏玫?。在一些?shí)施例中，將燃料電池系統(tǒng)并聯(lián)連接到另一個燃料電池系統(tǒng)。隨后的附圖示出了在燃料電池系統(tǒng)中可如何將兩個或更多個燃料電池連接在一起(并聯(lián)或串聯(lián)二者之一)的一些不例。圖6A和6B是示出了在燃料電池系統(tǒng)中連接在一起的兩個燃料電池的一些實(shí)施例的示圖。為清楚起見，示出的連接全部是串聯(lián)連接，但如果期望，示出的技術(shù)可被用于并聯(lián)連接燃料電池。在一些實(shí)施例中，三個或更多燃料電池被串聯(lián)(并聯(lián))組合。為清楚起見，對對由燃料電池所生成的電力提供訪問的電連接未被示出。在示圖650中，使用網(wǎng)狀物604來將燃料電池600和602連接在一起。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)狀物604是不銹鋼網(wǎng)狀物(例如，AISI 300系列或AISI 400系列的不銹鋼)?？梢酝ㄟ^諸如焊接、銅焊、接合等的各種方式來將燃料電池600和602連接到網(wǎng)狀物604。在一些實(shí)施例中，在燃料電池600的陰極和燃料電池602的陽極之間由網(wǎng)狀物來產(chǎn)生電連接。在其它實(shí)施例中，將燃料電池600和602接合到網(wǎng)狀物，但與網(wǎng)狀物電絕緣，并且必須在燃料電池600的陰極和燃料電池602的陽極之間產(chǎn)生電連接(未示出)。例如，在一些實(shí)施例中，將電線的一端連接到燃料電池600的陰極，而將電線的另一端連接到燃料電池602的陽極。在一些實(shí)施例中，一旦將燃料電池連接到網(wǎng)狀物并且將兩個燃料電池串聯(lián)電連接，則具有附著的燃料電池的網(wǎng)狀物例如通過焊接、銅焊或接合被連接到容器。接著，密封劑606被施加到燃料電池600和602的邊緣，與燃料電池600和602產(chǎn)生接觸，并穿透到網(wǎng)狀物604中，使得系統(tǒng)中的部件被進(jìn)一步牢固地附著。在一些實(shí)施例中，密封劑606是用于防止電短路的電絕緣體。在一些實(shí)施例中，由于制造技術(shù)生產(chǎn)了結(jié)實(shí)的產(chǎn)品和/或組裝技術(shù)是相對簡單和/或低成本的(例如，其可以由低成本勞動力供應(yīng)源來手工完成)，因此以上所描述的技術(shù)是吸引人的。示圖652示出了通過使用凹凸部連接器(608)被連接在一起的處于相同平面中的兩個燃料電池。在這個示例中的凹凸部連接器608是以立方體的形狀，并包括將燃料電池600的陰極連接到燃料電池602的陽極的內(nèi)部電連接(以黑色示出)。在一些實(shí)施例中，凹凸 部連接器608同時或與燃料電池600和602 —起被制造，使得凹凸部連接器608與燃料電池602的陽極和燃料電池600的陰極排成一行。在一些實(shí)施例中，凹凸部連接器608與燃料電池分離地被制造(例如，基于陽極和陰極的標(biāo)稱或預(yù)期尺寸)，并且凹凸部連接器608在組裝到燃料電池600和602期間被連接。示圖654示出了用電連接(610)連接在一起的處于相同的平面的燃料電池600和602。電連接610將燃料電池600的陰極連接到燃料電池602的陽極。在各種實(shí)施例中，通過諸如焊接、密封劑等之類的各種手段將電連接610連接到燃料電池600和602。將電連接610連接到兩個燃料電池，并接著在電連接610上施加密封劑612，并(至少在這個示例中)密封劑612觸及燃料電池600和燃料電池602的邊緣。示圖656示出了使用具有用于燃料電池的洞或開口的薄板614連接在一起的燃料電池600和602。在一些實(shí)施例中，薄板614是不銹鋼(例如，AISI 300系列或AISI 400系列不銹鋼)。燃料電池600和602可通過諸如焊接、銅焊、接合等的各種方式被連接到薄板614。在一些實(shí)施例中，在燃料電池600的陰極和燃料電池602的陽極之間由該薄板產(chǎn)生電連接。在其它實(shí)施例中，燃料電池600和602被接合到薄板，但與該薄板電絕緣，并且必須在燃料電池600的陰極和燃料電池602的陽極之間產(chǎn)生電連接(未示出)。例如，在一些實(shí)施例中，將金屬帶或電線的一端連接到燃料電池600的陰極，而將金屬帶或電線的另一端連接到燃料電池602的陽極。在一些實(shí)施例中，一旦將燃料電池連接到薄板并且將兩個燃料電池串聯(lián)電連接，則具有附著的燃料電池的薄板例如通過焊接、銅焊或接合被連接到容器。在一些實(shí)施例中，將電絕緣密封劑施加到燃料電池600和602的邊緣(未示出)。示圖676示出了通過使用具有用于燃料電池的洞或開口的成形的容器624而不是平薄板來如示圖656中電連接在一起的燃料電池600和602。附加的幾何結(jié)構(gòu)和電連接是可能的，并且我們不希望被示出的幾何結(jié)構(gòu)和電連接所限制。在另一個實(shí)施例中，一個電池的陽極直接接觸相鄰電池的陰極。電池之間的電氣和機(jī)械接觸可通過施加壓力、焊接、銅焊等來增強(qiáng)。如以上所描述的，多個示圖示出了示例性的布置，并可以與這個或其它附圖中所示出的其它技術(shù)相組合或修改。例如，盡管示圖650示出了將燃料電池600和602放置在網(wǎng)狀物的不同側(cè)上，但在一些其它實(shí)施例中，將燃料電池放置在網(wǎng)狀物的相同側(cè)上(盡管或許與所示的不同地定向)。可替代地，如果負(fù)載需要超出了單個燃料電池或串聯(lián)的多個燃料電池所能夠產(chǎn)生的電壓的最小電壓，則可將電壓倍增器電路附著到電連接。以這種方式，相比可被用來充電手機(jī)、LED燈或充電電池，可將單個燃料電池或串聯(lián)連接的兩個燃料電池與電壓倍增器電路一起連接到燃料電池系統(tǒng)中?？赏ㄟ^圖3B中所示的可移除方式來將燃料電池附著到燃料存儲容器，或者可將燃料電池(或多個燃料電池)附著到具有用于燃料電池的洞或開口的平薄板，以促進(jìn)燃料電池區(qū)域的移除和插入。一種可移除燃料電池區(qū)域是“燃料電池卡”，該可移除燃料電池區(qū)域包括具有一個或多個開口的平薄板，該一個或多個開口附著有一個或多個燃料電池。如果有多于一個的燃料電池附著到薄板，則可將燃料電池以串聯(lián)或并聯(lián)連接。燃料電池卡可作為蓋子，或者蓋子可包括該卡。
圖7是示出了具有可移除燃料電池卡的燃料電池系統(tǒng)的實(shí)施例的示圖。在示出的示例中，蓋子700包括8個氣孔(702)。當(dāng)燃料電池卡706被插入到蓋子700中或以其它方式緊接蓋子700放置時，這些氣孔被放置成與燃料電池卡706中的燃料電池708排成一行。在這個示例中，氣孔701是圓形的，但可使用任何形狀或類型的氣孔。在這個示例中，蓋子700還包括用于電連接從電池卡706脫落的電連接通路704。在各種實(shí)施例中，電連接通路704是蓋子中的凹槽或洞，使得在燃料電池卡被插入并且蓋子被關(guān)閉時，電連接不被彎曲。在這個示例中，燃料電池卡706具有串聯(lián)連接的8個燃料電池，因此，如果(作為示例)每個燃料電池生成IV，則這里所示的燃料電池系統(tǒng)將生成8V輸出?？蓪⑷剂想姵乜ㄖ械娜剂想姵匾匀魏纹谕姆绞竭B接。在另一個示例中，有兩組4個電池，其中將4個電池串聯(lián)連接在一起(例如，在左列和右列中的四個電池各自被串聯(lián)連接)，并且將兩組4個電池并聯(lián)連接在一起，產(chǎn)生4V輸出(再一次使用每燃料電池IV作為示例)。在一些應(yīng)用中，使燃料電池并聯(lián)連接是期望的，因?yàn)檫@產(chǎn)生了冗余，因此，即使一個或多個電池出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)仍可操作。燃料電池系統(tǒng)710示出了具有關(guān)閉的蓋子700和在適當(dāng)位置的燃料電池卡706的系統(tǒng)。在這個示例中，存在單個燃料電池卡，而在其它實(shí)施例中，可使用兩個或更多個燃料電池卡。在一些實(shí)施例中，存在用于燃料存儲容器底部和/或任何其它表面或壁的燃料電池卡。在一些實(shí)施例中，燃料電池卡706具有消息、指令或警告以幫助用戶將具有蓋子700的燃料電池卡706正確地插入或?qū)?zhǔn)，使得燃料電池的陰極面向外面而燃料電池的陽極面向里面。在一些實(shí)施例中，燃料電池卡的陰極側(cè)表達(dá)了“錯誤路線”，使得如果用戶用陰極側(cè)面向里面(這是不正確的)來插入該卡使，則用戶將看見警告并倒轉(zhuǎn)該卡。在其它實(shí)施例中，可使用其它警告、消息或指令。在一個示例中，可將第一圖標(biāo)(例如，圓圈)印到或壓到蓋子中，并且將第二圖標(biāo)(例如，方塊)放在燃料存儲容器的底部上。燃料電池卡的一側(cè)將具有第一圖標(biāo)而另一側(cè)將具有第二圖標(biāo)，使得當(dāng)圖標(biāo)相匹配時(例如圓圈對圓圈和方塊對方塊)，燃料電池卡被正確地定向。在一些實(shí)施例中，可使用物理或視覺提示來幫助用戶正確地定向燃料電池卡。在一些實(shí)施例中，蓋子和燃料電池卡均是凸起的，并且僅有一條邏輯路線來用于燃料電池被插入。在一些實(shí)施例中，存在將蓋子連接到燃料電池卡的某種夾子或閂鎖，并且設(shè)計(jì)該連接，使得燃料電池卡可僅以一種方式被連接。在其它實(shí)施例中，以指示了將燃料電池卡706插入到燃料存儲容器中的正確方向的方式來成形燃料電池卡706。例如，該卡可具有洞、穿孔等，這些洞、穿孔等安裝在燃料存儲容器中的配準(zhǔn)銷或接頭周圍。可替代地，燃料電池卡706和燃料存儲容器均可被如此成形，使得將在正確方向上僅將燃料電池卡安裝到燃料存儲容器中。不對稱的形狀是尤其有用的。例如，燃料電池卡和燃料存儲容器兩者可以是具有一個圓角和三個方角的矩形。在一些實(shí)施例中，燃料電池是對稱的催化劑燃料電池，并且因此當(dāng)插入燃料電池卡時，不需要在陰極側(cè)和陽極側(cè)之間進(jìn)行區(qū)分。圖8是示出了圓柱形的燃料存儲容器的實(shí)施例的示圖。為清楚起見，在這個示例中未示出燃料電池系統(tǒng)的其它部件(諸如燃料電池、電連接等)。在示出的示例中，燃料存儲容器800是以圓柱體的形狀，并且燃料802被包含在圓柱體的主體中。在各種實(shí)施例中， 燃料電池被連接到圓柱體的各種表面，諸如圓柱體的(平的)頂面或底面，或者沿圓柱體的曲面而被連接。在各種實(shí)施例中，一些或全部圓柱形壁包括管狀燃料電池。例如，圓柱形壁的上部可以是管狀燃料電池，而下部可以是熱傳導(dǎo)區(qū)域。在電池間具有或不具有熱傳到區(qū)域的情況下，圓柱形壁也可包括串聯(lián)連接的多個管狀燃料電池。在這些配置中，管狀燃料電池的陽極是在圓柱形壁的內(nèi)側(cè)上，面對燃料。圖9是示出了以同心圓柱體形狀的燃料存儲容器的實(shí)施例的示圖。如在先前的圖中，這里未示出燃料電池系統(tǒng)的一些部件(諸如燃料電池、電連接等)。燃料存儲容器900包括以圓柱體形狀的內(nèi)表面和同樣以圓柱體形狀的外表面。將燃料902存儲在燃料存儲容器的內(nèi)表面和外表面之間，以及內(nèi)表面內(nèi)的圓柱形空間是用于氣流的開口。在各種實(shí)施例中，將燃料電池連接到諸如內(nèi)表面、外表面、或(平的)頂部或底部表面的各種表面。在各種實(shí)施例中，一些或全部圓柱形內(nèi)表面或外表面包括管狀燃料電池。在一個實(shí)施例中，一些或全部內(nèi)圓柱形表面包括管狀燃料電池。例如，內(nèi)圓柱形表面的下部可以是管狀燃料電池，而上部可以是熱傳導(dǎo)區(qū)域。在電池間具有或不具有熱傳導(dǎo)區(qū)域的情況下，內(nèi)圓柱形表面也可包括串聯(lián)連接的多個管狀燃料電池。在這些配置中，管狀燃料電池的陽極在內(nèi)圓柱形表面的外側(cè)上,面對燃料。燃料存儲容器和蓋子可包括任何耐熱材料。包括但不限于陶瓷、粘土、玻璃、耐熔材料、以及金屬。電連接和網(wǎng)狀物包括金屬。在熱區(qū)外側(cè)，金屬可以是銅或銅合金。包括燃料存儲容器、蓋子、電連接、網(wǎng)狀物和燃料電池卡的將被暴露于熱量的金屬系統(tǒng)部件由耐熱金屬所制造。可使用的金屬包括合金，該合金包括鎳、銅、鉻或鐵。示例包括基于鐵鉻的合金、基于鎳鉻的合金、不銹鋼以及鎳超合金。諸如AISI 300系列或AISI 400系列的不銹鋼由于它們的低成本和在高溫下的卓越的機(jī)械和氧化屬性而尤其有用。盡管出于清楚理解的目的已經(jīng)相當(dāng)詳細(xì)地描述了前述的實(shí)施例，但本發(fā)明不限于所提供的細(xì)節(jié)。存在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的許多替代方式。公開的實(shí)施例是說明性的而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于生成電力的系統(tǒng)，包括 具有內(nèi)側(cè)和外側(cè)的燃料存儲容器，包括 壁，包括 熱傳導(dǎo)區(qū)域，配置成允許熱量從外部熱源傳導(dǎo)到燃料存儲容器中；以及燃料電池區(qū)域，與具有兩側(cè)的燃料電池相關(guān)聯(lián)，該燃料電池的一側(cè)暴露于該燃料存儲容器的外側(cè)，以及該燃料電池的一側(cè)暴露于該燃料存儲容器的內(nèi)側(cè)，其中該壁被配置成將該燃料存儲容器的內(nèi)側(cè)與在該燃料存儲容器外側(cè)的環(huán)境相隔離；以及開口，用于接收用于在該燃料存儲容器中存儲的燃料負(fù)載； 具有兩側(cè)的燃料電池；以及 電連接，提供對由該燃料電池所生成的電力的訪問。
2.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中該燃料電池包括以下的一個或多個 固體氧化物燃料電池、金屬支撐固體氧化物燃料電池(SOFC )、對稱結(jié)構(gòu)燃料電池、對稱催化劑合成物燃料電池、或薄膜電解質(zhì)燃料電池。
3.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)被配置成對以下的一個或多個進(jìn)行操作固體燃料、生物量、從生物量中得到的燃料、動物或人的固體廢棄物、木炭、木頭或煤。
4.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中通過使用以下的一個或多個來將該燃料電池連接到該燃料存儲容器密封劑、焊接、銅焊、緊固件或五金件。
5.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括蓋子，配置成覆蓋用于接收燃料負(fù)載的開口。
6.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括串聯(lián)連接在一起的第一組的一個或多個燃料電池和第二組的一個或多個燃料電池。
7.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括電并聯(lián)連接在一起的第一組的一個或多個燃料電池和第二組的一個或多個燃料電池。
8.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中該燃料電池是可移除的。
9.權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中該燃料電池是可移除燃料電池卡的部分。
10.權(quán)利要求8的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括蓋子。
11.權(quán)利要求I的系統(tǒng)，其中該燃料電池是第一燃料電池，以及該系統(tǒng)進(jìn)一步包括 具有兩側(cè)的第二燃料電池，以及 金屬薄板，用于安裝該第一燃料電池和第二燃料電池，其中如此安裝該第一燃料電池和該第二燃料電池使得該第一燃料電池和該第二燃料電池的兩側(cè)均被暴露，其中 將該第一燃料電池電串聯(lián)連接到該第二燃料電池。
12.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中將該第一燃料電池連接到該金屬薄板的一側(cè)，以及將該第二燃料電池連接到該金屬薄板的另一側(cè)。
13.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中該燃料電池卡包括與將該燃料電池卡正確插入到燃料電池系統(tǒng)中相關(guān)聯(lián)的圖形和/或文本。
14.權(quán)利要求11的系統(tǒng)，其中該燃料電池卡被成形以正確地對準(zhǔn)到燃料電池系統(tǒng)中。
15.一種用于組裝燃料電池系統(tǒng)的方法，包括 使用處理器來將具有兩側(cè)的燃料電池連接到電連接，該電連接提供對由該燃料電池所生成的電力的訪問； 使用處理器來將該燃料電池連接到燃料存儲容器，其中該燃料存儲容器具有內(nèi)側(cè)和外偵牝該燃料存儲容器包括 壁，包括 熱傳導(dǎo)區(qū)域，配置成允許熱量從外部熱源傳導(dǎo)到燃料存儲容器中；以及燃料電池區(qū)域，與具有兩側(cè)的燃料電池相關(guān)聯(lián)，該燃料電池的一側(cè)暴露于該燃料存儲容器的外側(cè)，以及該燃料電池的一側(cè)暴露于該燃料存儲容器的內(nèi)側(cè)，其中該壁被配置成將該燃料存儲容器的內(nèi)側(cè)與在該燃料存儲容器外側(cè)的環(huán)境相隔離；以及開口，用于接收用于在該燃料存儲容器中存儲的燃料負(fù)載。
全文摘要
一種用于生成電力的系統(tǒng)，包括具有內(nèi)側(cè)和外側(cè)的燃料存儲容器，該燃料存儲容器包括壁，該壁包括配置成允許熱量從外部熱源傳導(dǎo)到燃料存儲容器中的熱傳導(dǎo)區(qū)域。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括與具有兩側(cè)的燃料電池相關(guān)聯(lián)的燃料電池區(qū)域，該燃料電池的一側(cè)暴露于該燃料存儲容器的外側(cè)，以及該燃料電池的一側(cè)暴露于該燃料存儲容器的內(nèi)側(cè)，其中該壁被配置成將該燃料存儲容器的內(nèi)側(cè)與在該燃料存儲容器外側(cè)的環(huán)境相隔離。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于接收用于在該燃料存儲容器中存儲的燃料負(fù)載的開口、具有兩側(cè)的燃料電池、以及提供對由該燃料電池所生成的電力的訪問的電連接。
文檔編號H01M8/22GK102714332SQ201080050646
公開日2012年10月3日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者C.P.雅各布森, M.C.塔克, T.Z.肖爾克拉珀 申請人:點(diǎn)源動力公司