CN102142569A - 氢气产生装置及具有其之燃料电池 - Google Patents
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Abstract
一种氢气产生装置及具有其之燃料电池,所述氢气产生装置,适用于燃料电池。氢气产生装置包括主体、双金属开关、容纳槽及滑动件。双金属开关的一端连接于主体。容纳槽固定于主体上且用以容纳液态水。滑动件滑设于主体上,其中固态燃料用以被固定于滑动件上。当双金属开关受热弯曲,双金属开关的另一端推动滑动件往容纳槽滑动,而使固态燃料与容纳槽内的液态水反应产生氢气。
Description
【技术领域】
本发明是有关于一种氢气产生装置及具有其之燃料电池,且特别是有关于一种使用固态燃料的氢气产生装置及具有其之燃料电池。
【背景技术】
燃料电池(Fuel Cell,FC)是一种利用化学能直接转换为电能的发电装置,与传统发电方式比较之下,燃料电池具有低污染、低噪音、高能量密度以及较高的能量转换效率等优点,是极具未来前瞻性的干净能源,可应用的范围包括携带式电子产品、家用发电系统、运输工具、军用设备、太空工业以及小型发电系统等各种领域。
各类燃料电池依其运作原理及操作环境之不同而有不同之应用市场,在可移动式能源上的应用主要是以氢气质子交换膜燃料电池(ProtonExchange Membrane fuel Cell,PEMFC)及直接甲醇燃料电池(DirectMethanol Fuel Cell,DMFC)为主,两者皆属于使用质子交换膜进行质子传导机制的低温启动型燃料电池。以此类质子交换膜燃料电池操作原理,为氢气在阳极触媒层进行氧化反应,产生氢离子(H+)以及电子(e-)(PEMFC原理),或甲醇与水在阳极触媒层进行氧化反应,产生氢离子(H+)、二氧化碳(CO2)以及电子(e-)(DMFC原理),其中氢离子可以经由质子传导膜传递至阴极,而电子则经由外部电路传输至负载作功之后再传递至阴极,此时供给阴极端的氧气会与氢离子及电子于阴极触媒层进行还原反应并产生水。上述阳极所需的燃料氢气可借由固态硼氢化纳(NaBH4)储氢技术而得,其系将水加入固态硼氢化纳以反应产生氢气。
固态硼氢化纳与水的反应为一次化反应,意即一旦反应开始进行,需待固态硼氢化纳或水完全消耗,反应才会停止。因此如何达到分段反应为待解决的问题。
【发明内容】
本发明提出一种氢气产生装置,其固态燃料与水的反应可分段进行。
本发明提出一种燃料电池,其氢气产生装置的固态燃料与水的反应可分段进行。
本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的,本发明之一实施例提供一种氢气产生装置,适用于燃料电池。氢气产生装置包括主体、双金属开关、容纳槽及滑动件。双金属开关的一端连接于主体。容纳槽固定于主体上且用以容纳液态水。滑动件滑设于主体上,其中固态燃料用以被固定于滑动件上。当双金属开关受热弯曲,双金属开关的另一端推动滑动件往容纳槽滑动,而使固态燃料与容纳槽内的液态水反应产生氢气。
为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的,本发明之一实施例提供一种燃料电池,包括氢气产生装置、电池堆及导引结构。氢气产生装置包括主体、双金属开关、容纳槽及滑动件。双金属开关的一端连接于主体。容纳槽固定于主体上且用以容纳液态水。滑动件滑设于主体上,其中固态燃料用以被固定于滑动件上。当双金属开关受热弯曲,双金属开关的另一端推动滑动件往容纳槽滑动,而使固态燃料与容纳槽内的液态水反应产生氢气。导引结构连接于氢气产生装置及电池堆之间,且用以将固态燃料与液态水反应产生的氢气导引至电池堆。
承接上述,本发明提供一种氢气产生装置,适用于一燃料电池,该氢气产生装置包括:
一主体;
一双金属开关,该双金属开关的一端连接于该主体;
一容纳槽,固定于该主体上且用以容纳液态水;以及
一滑动件,滑设于该主体上,其中一固态燃料用以被固定于该滑动件上,当该双金属开关受热弯曲,该双金属开关的另一端推动该滑动件往该容纳槽滑动,而使该固态燃料与该容纳槽内的液态水反应产生氢气。
本发明还提供一种燃料电池,包括:
一氢气产生装置,包括:
一主体;
一双金属开关,该双金属开关的一端连接于该主体;
一容纳槽,固定于该主体上且用以容纳液态水;
一滑动件,滑设于该主体上,其中一固态燃料用以被固定于该滑动件上,当该双金属开关受热弯曲,该双金属开关的另一端推动该滑动件往该容纳槽滑动,而使该固态燃料与该容纳槽内的液态水反应产生氢气;
一电池堆;以及
一导引结构,连接于该氢气产生装置及该电池堆之间,且用以将该固态燃料与液态水反应产生的氢气导引至该电池堆。
基于上述,在本发明的上述实施例中,滑动件可借由双金属开关的带动而移近或移离容纳有液态水的容纳槽,以使固定于滑动件的固态燃料与液态水反应产生氢气或停止固态燃料与液态水的反应,借以达到分段反应的效果。
为让本发明之上述特征和优点能更明显易懂,下文特举多个实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
【附图说明】
图1为本发明一实施例的氢气产生装置的示意图。
图2为图1的双金属开关推动滑动件的示意图。
图3为图1的氢气产生装置应用于燃料电池的示意图。
50:液态水
60:固态燃料
62:燃料块
70:燃料电池
100:氢气产生装置
110:主体
120:双金属开关
122:第一金属片
124:第二金属片
130:容纳槽
132:容纳空间
140:滑动件
150:弹性件
160:吸水结构
200:电池堆
300:导引结构
D:方向
【具体实施方式】
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考图式的多个实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用来说明,而非用来限制本发明。
图1为本发明一实施例的氢气产生装置的示意图。图2为图1的双金属开关推动滑动件的示意图。请参考图1及图2,本实施例的氢气产生装置100适用于燃料电池,用以提供燃料电池阳极反应所需的氢气。氢气产生装置100包括主体110、双金属开关120、容纳槽130及滑动件140。
双金属开关120的一端连接于主体110。容纳槽130固定于主体110上且用以容纳液态水50。滑动件140沿方向D滑设于主体110上,且固态燃料60用以被固定于滑动件140上。当使用者欲让固态燃料60与液态水50反应产生氢气时,可加热双金属开关120使其弯曲,以借双金属开关120的另一端推动滑动件140往容纳槽130滑动(如图2所示),而使固态燃料60与容纳槽130内的液态水50反应产生氢气。在本实施例中,双金属开关120的数量为两个,然本发明不以此为限,在其它实施例中其可为其它适当数量。
当使用者欲停止固态燃料60与容纳槽130内的液态水50的反应时,可中断对双金属开关120的加热,而使其回复为图1所示状态,以使滑动件140可复位至图1所示位置,借以达成分段反应的效果。其中,滑动件140例如是借由连接于主体110及滑动件140之间的弹性件150的弹性力而复位。本实施例的弹性件150例如为弹簧,然本发明不以此为限,其亦可为其它适当的具有弹性的构件。
详细而言,本实施例的双金属开关120包括相贴合的第一金属片122及第二金属片124。第一金属片122的材质包括含镍34%至50%的因瓦合金,且第二金属片124的材质包括黄铜、镍、铁镍铬合金、铁镍锰合金、以及锰镍铜合金的至少其一。由于第一金属片122及第二金属片124具有不同的热膨胀系数,因此当双金属开关120被加热时,第一金属片122及第二金属片124会因膨胀程度不同而使双金属开关120产生弯曲(如图2所示),借以推动滑动件140。
此外,本实施例的容纳槽130分隔为多个彼此不连通的容纳空间132。这些容纳空间132用以容纳液态水50,而固态燃料60包括多个固定于滑动件140的燃料块62。这些燃料块62用以随滑动件140的滑动分别往这些容纳空间132移动,而分别与这些容纳空间132内的液态水50反应产生氢气。借由将固态燃料60分为多个燃料块62以分别与液态水50反应,可有效增加固态燃料60与液态水50的接触面积以提升反应效率。在本实施例中,这些固态燃料60例如为固态硼氢化钠,然本发明不以此为限,固态燃料60亦可为其它种类的适当固态燃料。
进一步而言,本实施例的氢气产生装置100更可包括多个吸水结构160。吸水结构160分别配置于这些容纳空间132内且用以吸收液态水50而形成水胶,借以将液态水50固定于容纳空间132内,避免液态水50外漏。
上述实施例中的氢气产生装置100可应用于燃料电池以提供燃料电池阳极反应所需氢气,以下借由图3对此加以举例说明。图3为图1的氢气产生装置应用于燃料电池的示意图。请参考图3,本实施例的燃料电池70由图1的氢气产生装置100、电池堆200及导引结构300所组成。导引结构300连接于氢气产生装置100及电池堆200之间,用以将固态燃料60与液态水50反应产生的氢气导引至电池堆200,以提供电池堆200阳极反应所需氢气。值得注意的是,电池堆200阴极反应所需的氧气例如是借由其它的供应源来提供,在本实施例中并未对此部分加以绘示。本实施例的燃料电池70可用于笔记型电脑或手机等电子装置,或可应用于车辆或船等交通工具。
综上所述,在本发明的上述实施例中至少具有以下其中一个优点,滑动件可借由双金属开关的带动而移近或移离容纳有液态水的容纳槽,以使固定于滑动件的固态燃料与液态水反应产生氢气或停止固态燃料与液态水的反应,借以达到分段反应的效果。此外,可将容纳槽分隔为多个分别容纳有液态水的容纳空间,并将固态燃料分为多个燃料块以分别与容纳空间内的液态水反应,借以增加反应面积来提升反应效率。
以上所述者,仅为本发明之较佳实施例而已,当不能以此限定本发明实施之范围,即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作之简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明专利涵盖之范围内。另外,本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外,摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用,并非用来限制本发明之权利范围。
Claims (10)
1.一种氢气产生装置,适用于一燃料电池,该氢气产生装置包括:
一主体;
一双金属开关,该双金属开关的一端连接于该主体;
一容纳槽,固定于该主体上且用以容纳液态水;以及
一滑动件,滑设于该主体上,其中一固态燃料用以被固定于该滑动件上,当该双金属开关受热弯曲,该双金属开关的另一端推动该滑动件往该容纳槽滑动,而使该固态燃料与该容纳槽内的液态水反应产生氢气。
2.如权利要求1所述的氢气产生装置,其特征在于:该双金属开关包括相贴合的一第一金属片及一第二金属片,该第一金属片的材质包括含镍34%至50%的因瓦合金,且该第二金属片的材质包括黄铜、镍、铁镍铬合金、铁镍锰合金、以及锰镍铜合金的至少其一。
3.如权利要求1所述的氢气产生装置,其特征在于:该容纳槽分隔为多个彼此不连通的容纳空间,该些容纳空间用以容纳液态水,该固态燃料包括多个固定于该滑动件上的燃料块,该些燃料块用以随该滑动件的滑动而分别往该些容纳空间移动。
4.如权利要求3所述的氢气产生装置,其特征在于:更包括多个吸水结构,分别配置于该些容纳空间内且用以吸收液态水。
5.如权利要求1所述的氢气产生装置,其特征在于:更包括一弹性件,连接于该主体及该滑动件之间,以提供带动该滑动件远离该容纳槽的弹性力。
6.一种燃料电池,包括:
一氢气产生装置,包括:
一主体;
一双金属开关,该双金属开关的一端连接于该主体;
一容纳槽,固定于该主体上且用以容纳液态水;
一滑动件,滑设于该主体上,其中一固态燃料用以被固定于该滑动件上,当该双金属开关受热弯曲,该双金属开关的另一端推动该滑动件往该容纳槽滑动,而使该固态燃料与该容纳槽内的液态水反应
产生氢气;
一电池堆;以及
一导引结构,连接于该氢气产生装置及该电池堆之间,且用以将该固态燃料与液态水反应产生的氢气导引至该电池堆。
7.如权利要求6所述的燃料电池,其特征在于:该双金属开关包括相贴合的一第一金属片及一第二金属片,该第一金属片的材质包括含镍34%至50%的因瓦合金,且该第二金属片的材质包括黄铜、镍、铁镍铬合金、铁镍锰合金、以及锰镍铜合金的至少其一。
8.如权利要求6所述的燃料电池,其特征在于:该容纳槽分隔为多个彼此不连通的容纳空间,该些容纳空间用以容纳液态水,该固态燃料包括多个固定于该滑动件上的燃料块,该些燃料块用以随该滑动件的滑动而分别往该些容纳空间移动。
9.如权利要求8所述的燃料电池,其特征在于:该氢气产生装置更包括多个吸水结构,分别配置于该些容纳空间内且用以吸收液态水。
10.如权利要求6所述的燃料电池,其特征在于:更包括一弹性件,连接于该主体及该滑动件之间,以提供带动该滑动件远离该容纳槽的弹性力。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110803 |