燃料匣的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明關(guān)于一種燃料匣，尤其涉及一種可提供氣體給燃料電池發(fā)電的燃料匣。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池具有高效率、低噪音、低污染等優(yōu)點(diǎn)，是符合時(shí)代趨勢(shì)的能源技術(shù)，因此目前已有許多有關(guān)于燃料電池的專利，例如美國(guó)專利第7323148、7666386、7914652號(hào)，美國(guó)公開專利第 20110076225、20040120889、20070020172、20080116063、20030165727、20120045388號(hào)的專利申請(qǐng)案，日本公開專利第2006-160454號(hào)的專利申請(qǐng)案，中國(guó)臺(tái)灣公開專利第200809125 (對(duì)應(yīng)美國(guó)公開專利第20080233462號(hào))、200302596號(hào)(對(duì)應(yīng)美國(guó)公開專利第20030138679號(hào))的專利申請(qǐng)案，以及中國(guó)臺(tái)灣專利第1328620 (對(duì)應(yīng)美國(guó)公開專利第 20030235724 號(hào))、1372485、1369812 號(hào)。
[0003]已知技術(shù)中，燃料匣用以提供氫氣至燃料電池，以供燃料電池發(fā)電。燃料匣包括儲(chǔ)存容器及固態(tài)反應(yīng)物，其中固態(tài)反應(yīng)物包括了硼氫化鈉(NaBH4)以及觸媒。當(dāng)儲(chǔ)存容器中的液態(tài)反應(yīng)物例如水提供至固態(tài)反應(yīng)物使水、硼氫化鈉及觸媒三者接觸時(shí)，即發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。
[0004]然而，當(dāng)水從儲(chǔ)存容器抽出打入固態(tài)反應(yīng)物以發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多氣泡，這些氣泡易經(jīng)由燃料匣的出氫口進(jìn)入燃料電池內(nèi)，造成燃料電池?fù)p壞。此外，當(dāng)燃料匣倒置時(shí)，固態(tài)反應(yīng)物中混有溶解的固態(tài)反應(yīng)物與液態(tài)反應(yīng)物的混合液體會(huì)順著重力方向而經(jīng)由出氫口進(jìn)入燃料電池內(nèi)，造成燃料電池?fù)p壞。因此，有必要提供一種燃料匣以解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種燃料匣，以防止反應(yīng)生成的氣泡經(jīng)由燃料匣的通氣孔進(jìn)入燃料電池內(nèi)而導(dǎo)致燃料電池?fù)p壞。
[0006]為達(dá)上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供一種燃料匣，包括外殼體、儲(chǔ)存容器、固態(tài)反應(yīng)物、輸送裝置、軟性薄膜以及彈性防水膜。外殼體包括頂壁、底壁以及連接于頂壁與底壁之間的多個(gè)側(cè)壁，且有通氣孔設(shè)置于外殼體上。儲(chǔ)存容器儲(chǔ)存有液態(tài)反應(yīng)物，固態(tài)反應(yīng)物具有頂面。輸送裝置連接于儲(chǔ)存容器與固態(tài)反應(yīng)物之間，以將液態(tài)反應(yīng)物輸送至固態(tài)反應(yīng)物并與固態(tài)反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)以產(chǎn)生氣體。軟性薄膜具有透氣性及不透水性，配置于頂壁與底壁之間，且位于固態(tài)反應(yīng)物的頂面上方。軟性薄膜于固態(tài)反應(yīng)物的頂面所在平面的正投影完全覆蓋頂面。彈性防水膜連接于外殼體的這些側(cè)壁，且位于儲(chǔ)存容器與軟性薄膜之間。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的軟性薄膜連接于側(cè)壁，以于外殼體內(nèi)部分隔出第一腔室與第二腔室，第一腔室位于頂壁與軟性薄膜之間，第二腔室位于底壁與軟性薄膜之間。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的通氣孔設(shè)置于所述側(cè)壁其中之一，并位于彈性防水膜與軟性薄膜之間。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的儲(chǔ)存容器位于第一腔室，固態(tài)反應(yīng)物位于第二腔室。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的軟性薄膜包覆固態(tài)反應(yīng)物的所有表面。
[0011 ] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的燃料匣還包括框架，固態(tài)反應(yīng)物設(shè)置于框架內(nèi)，且軟性薄膜固定于框架，以利于軟性薄膜包覆固態(tài)反應(yīng)物的所有表面。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的液態(tài)反應(yīng)物包括水，固態(tài)反應(yīng)物包括固體氫化物及固體催化劑。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的液態(tài)反應(yīng)物包括氫化物水溶液，固態(tài)反應(yīng)物包括固體催化劑。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的軟性薄膜的厚度介于0.1微米至5000微米之間。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的軟性薄膜的厚度介于8微米至50微米之間。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的軟性薄膜具有多個(gè)微孔，每一微孔的孔徑介于0.01微米至100微米之間，且軟性薄膜的孔隙率介于50%至97%之間。
[0017]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的軟性薄膜具有多個(gè)微孔，每一微孔的孔徑介于0.03微米至30微米之間，且軟性薄膜的孔隙率介于80%至97%之間。
[0018]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的軟性薄膜的材質(zhì)包括聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene, PTFE)薄膜、聚氨基甲酸酯(Polyurethane, PU)薄膜、纖維編織布、聚酯纖維編織布、聚酯纖維與棉纖維混合編織布、或不織布(Nonwoven Geotextile)。
[0019]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的彈性防水膜的材質(zhì)包括橡膠膜、不透氣塑膠膜或其它軟性不透氣膜。
[0020]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的儲(chǔ)存容器包括可變形袋體。
[0021]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的可變形袋體的材質(zhì)包括鋁箔袋、塑膠袋或尼龍袋。
[0022]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的液體輸送裝置包括輸送泵、輸出管以及輸入管。輸送泵位于外殼體外，輸出管連接于儲(chǔ)存容器與輸送泵，而輸入管連接于固態(tài)反應(yīng)物與輸送栗。
[0023]本發(fā)明的燃料匣設(shè)置有軟性薄膜與彈性防水膜，其中彈性防水膜可防止儲(chǔ)存容器中漏出的液態(tài)反應(yīng)物流出燃料匣的外殼體，以避免造成燃料電池?fù)p壞。此外，軟性薄膜可過濾反應(yīng)生成的氣泡，以防止氣泡進(jìn)入燃料電池中，從而避免燃料電池?fù)p壞。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的燃料匣的剖面示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的燃料匣的剖面示意圖。
[0026]圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的燃料匣的剖面示意圖。
[0027]圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的燃料匣的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下配合參考圖式的一較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實(shí)施例中所提到的方向用語，例如:上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明。
[0029]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的燃料匣的剖面示意圖。請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例的燃料匣Ia用以提供反應(yīng)氣體至燃料電池(圖未示出)。此燃料匣Ia包括外殼體10、儲(chǔ)存容器20、固態(tài)反應(yīng)物30、輸送裝置40、軟性薄膜50以及彈性防水膜60。外殼體10具有頂壁11、底壁12以及連接于頂壁11與底壁12之間的多個(gè)側(cè)壁13，且通氣孔15設(shè)置于外殼體10上。儲(chǔ)存容器20內(nèi)儲(chǔ)存有液態(tài)反應(yīng)物22。固態(tài)反應(yīng)物30具有頂面31。輸送裝置40連接于儲(chǔ)存容器20與固態(tài)反應(yīng)物30之間，用以將液態(tài)反應(yīng)物22輸送至固態(tài)反應(yīng)物30并與固態(tài)反應(yīng)物30發(fā)生反應(yīng)以產(chǎn)生氣體。此外，軟性薄膜50具有透氣性及不透水性，并配置于頂壁11與底壁12之間，且位于固態(tài)反應(yīng)物30的頂面31上方。軟性薄膜50于固態(tài)反應(yīng)物30的頂面31所在平面的正投影完全覆蓋頂面31。彈性防水膜60連接于外殼體10的多個(gè)側(cè)壁13，且位于儲(chǔ)存容器20與軟性薄膜50之間。
[0030]上述的軟性薄膜50例如連接于所述多個(gè)側(cè)壁13，以于外殼體10內(nèi)部分隔出第一腔室Rl與第二腔室R2，第一腔室Rl位于頂壁11與軟性薄膜50之間，第二腔室R2位于底壁12與軟性薄膜50之間。儲(chǔ)存容器20例如位于第一腔室Rl，而固態(tài)反應(yīng)物30例如位于第二腔室R2。在另一實(shí)施例中，也可將儲(chǔ)存容器20設(shè)置于第二腔室R2，而將固態(tài)反應(yīng)物30設(shè)置于第一腔室Rl。此外，通氣孔15例如設(shè)置于上述多個(gè)側(cè)壁13其中之一，并位于軟性薄膜50與彈性防水膜60之間。氣體穿透軟性薄膜50后，可經(jīng)由通氣孔15排出以進(jìn)入燃料電池。
[0031]上述的燃料匣Ia中，輸送裝置40可包括輸送泵41、輸出管42以及輸入管43。輸送泵41位于外殼體10外，輸出管42連接于儲(chǔ)存容器20與輸送泵41，而輸入管43連接于固態(tài)反應(yīng)物30與輸送泵41。輸入管43可伸入固態(tài)反應(yīng)物30內(nèi)并可選擇性地設(shè)置多個(gè)出水孔(圖未示出)以幫助反應(yīng)進(jìn)行，在另一實(shí)施例中，輸入管43也可位于固態(tài)反應(yīng)物30旁。輸送泵41用以將儲(chǔ)存容器20中的液態(tài)反應(yīng)物22輸送至固態(tài)反應(yīng)物30，使液態(tài)反應(yīng)物22與固態(tài)反應(yīng)物30于第二腔室R2發(fā)生反應(yīng)以產(chǎn)生氣體。
[0032]在本實(shí)施例中，儲(chǔ)存容器20例如為可變形袋體，但不限于此。可變形袋體的材質(zhì)包括鋁箔袋、塑膠袋或尼龍袋等，但不限于此。液態(tài)反應(yīng)物22例如但不限于選用水、含釕、鈷、鎳、銅、鐵的鹽類水溶液、酸性水溶液、堿性水溶液、醇類水溶液、或所述水溶液的混合溶液。由于軟性薄膜50與彈性防水膜60具有柔軟特性且易于變形，因此，當(dāng)固態(tài)反應(yīng)物30發(fā)生反應(yīng)而膨脹時(shí)，軟性薄膜50與彈性防水膜60可提供固態(tài)反應(yīng)物30體積膨脹的空間。再者，由于儲(chǔ)存容器20具可變形性，當(dāng)輸送裝置40將液態(tài)反應(yīng)物22輸送至固態(tài)反應(yīng)物30時(shí)，儲(chǔ)存容器20的體積即逐漸變小，且固態(tài)反應(yīng)物30發(fā)生反應(yīng)而膨脹，軟性薄膜50與彈性防水膜60恰可隨著儲(chǔ)存容器20與固態(tài)反應(yīng)物30的體積消長(zhǎng)而變化，達(dá)到調(diào)整空間的目的，因此外殼體10不需額外預(yù)留膨脹空間，以縮減燃料匣Ia的體積，減少燃料匣Ia所占用的使用空間且易于攜帶。
[0033]在本實(shí)施例中，固態(tài)反應(yīng)物30例如為多孔隙結(jié)構(gòu)。固態(tài)反應(yīng)物30例如但不限于選用由固體氫化物或固體氫化物混合固體催化劑所組成者。固態(tài)反應(yīng)物30的氫化物可選用硼氫化物、氮?dú)浠铩⑻細(xì)浠?、金屬氫化物、硼氮?dú)浠?、硼碳?xì)浠?、氮碳?xì)浠?、金屬硼氫化物、金屬氮?dú)浠?、金屬碳?xì)浠?、金屬硼氮?dú)浠铩⒔饘倥鹛細(xì)浠?、金屬碳氮?dú)浠?、硼氮碳?xì)浠铩⒔饘倥鸬細(xì)浠?，或所述氫化物的組合物。具體而言，氫化物可選用硼氫化鈉(NaBH4)、氫化鈉(NaH)、鋰氫硼化物(LiBH4)、氫化鋰(LiH)、氫化鈣(CaH2)、鈣氫硼化物(0&?!14)2)、鎂氫硼化物(1%8!14)、硼氫化鉀(1?!14)、硼氫化鋁(41(8!14)3)，或所述氫化物的組合物。再者，固態(tài)反應(yīng)物33的氫化物亦可選用具有實(shí)驗(yàn)式BxNyHz的化學(xué)氫化物及實(shí)驗(yàn)式BxNyHz的各種不同化合物，氨硼烷(H3BNH3)、二氨乙硼烷、&8(順3)郝4、聚-(氨基硼烷)、環(huán)硼氮烷(B3N3H6)、嗎硼烷、硼烷-四氫呋喃復(fù)合物、乙硼烷和同類。固態(tài)反應(yīng)物30的催化劑可選用固態(tài)酸、含釕、鈷、鎳、銅、鐵的鹽類、利用其離子態(tài)所制成的固態(tài)催化劑、利用其離子