專(zhuān)利名稱(chēng)：燃料盒和使用該燃料盒的燃料電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及一種具有塑料包(vinyl pack)結(jié)構(gòu)的燃料盒，更具體地講， 涉及一種燃料盒和使用該燃料盒的燃料電池系統(tǒng)，該燃料盒能夠防止當(dāng)柔性 容器中所含的燃料流出時(shí)，由于容器的在出口附近的兩側(cè)接觸而使流出的燃 料受阻的問(wèn)題。
背景技術(shù)：
由氫能產(chǎn)生電能的燃料電池是保護(hù)未來(lái)環(huán)境的新型能源。燃料電池是污 染小、效率高的發(fā)電系統(tǒng)，燃料電池可以將通過(guò)燃料的氧化所產(chǎn)生的燃料能 直接轉(zhuǎn)化為電能。可由除了氫氣之外的化石燃料(例如，甲烷和天然氣)制 成的氣體燃料以及液體燃料(諸如甲醇和肼)用作燃料電池的燃料。根據(jù)所 用的電解質(zhì)的類(lèi)型，可以將燃料電池分類(lèi)為磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳 酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、聚合物電解質(zhì)膜燃 料電池(PEMFC )和堿性燃料電池(AFC )等。這些燃料電池基本以相同的 原理進(jìn)行操作，但是這些燃料電池在燃料的類(lèi)型、操作溫度、催化劑、電解 質(zhì)等方面不同。
在燃料電池中，利用聚合物作為電解質(zhì)的聚合物電解質(zhì)膜燃料電池 (PEMFC)不存在由于電解質(zhì)而引起的腐蝕或蒸發(fā)的危險(xiǎn)，而且聚合物電解 質(zhì)膜燃料電池(PEMFC)具有每單位面積的高的電流密度。此外，由于與其 它類(lèi)型的燃料電池相比，聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(PEMFC)具有顯著的高 輸出和低操作溫度的優(yōu)點(diǎn)，所以已經(jīng)積極地將聚合物電解質(zhì)膜燃料電池 (PEMFC)開(kāi)發(fā)為移動(dòng)電源(諸如用于便攜式電子設(shè)備)或運(yùn)輸用電源(諸 如用于汽車(chē)的電源)以及作為分布式電源(諸如用于住宅和公共建筑中的固 定的電廠)等。
直接甲醇燃料電池(DMFC)是另一種利用聚合物膜作為電解質(zhì)的燃料 電池。DMFC不采用燃料重整器，而是直接采用液體燃料(諸如曱醇等)。由 于DMFC在低于IO(TC的溫度下進(jìn)行操作，所以DMFC適合于作為便攜式或小尺寸型的電源。
具有能夠容易地供應(yīng)附加的燃料的結(jié)構(gòu)的燃料盒^皮廣泛地用作聚合物電 解質(zhì)膜燃料電池和直接曱醇燃料電池的燃料供應(yīng)器。此外，為了減小小尺寸
型燃料電池的體積和重量，將塑料包用于制造燃料盒。2005年2月3日公開(kāi) 的第2005-032598號(hào)日本專(zhuān)利公開(kāi)已公開(kāi)了這種燃料盒。

發(fā)明內(nèi)容
本公開(kāi)解決了上面描述的問(wèn)題和其它問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種 燃料盒，該燃料盒能夠提高燃料的利用系數(shù)并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕且尺寸小。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用該燃料盒的重量輕、且尺寸小的燃 料電池。
例如， 一種用于燃料電池的液體燃料盒的柔性容器包括連接器，具有 開(kāi)口，燃料可通過(guò)該開(kāi)口進(jìn)行排放；通道形成結(jié)構(gòu)，設(shè)置在柔性容器的內(nèi)壁 上，通道形成結(jié)構(gòu)的一部分與連接器鄰近。多個(gè)實(shí)施例的通道形成結(jié)構(gòu)包括 形成在柔性容器的側(cè)面中的折邊、固體構(gòu)件和空心管。在不存在通道形成結(jié) 構(gòu)的情況下，因?yàn)楫?dāng)從柔性容器中排放燃料時(shí)容器皺縮，所以，如果容器的 在連接器附近的內(nèi)壁相互接觸，則會(huì)阻塞燃料流到連接器，從而防止燃料的 完全排空。通道形成結(jié)構(gòu)在柔性容器的內(nèi)部與連接器之間建立流場(chǎng)，從而使 燃料可以從容器中完全排空。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)目的的一方面提供了一種燃料盒，該燃料盒包括柔性容 器，具有內(nèi)部空間以貯存液體燃料；連接器，連接到柔性容器，并具有開(kāi)口 以排放液體燃料；通道形成裝置，設(shè)置在柔性容器的內(nèi)部空間中，并連接到 連接器，其中，為了在柔性容器的在連接器附近的兩側(cè)接觸時(shí)排放液體燃料， 通道形成裝置被設(shè)置為將連接器的開(kāi)口與內(nèi)部空間進(jìn)行互連的流場(chǎng)。
本發(fā)明的另 一 方面提供了 一種燃料電池，該燃料電池包括發(fā)電機(jī)和向發(fā) 電機(jī)供應(yīng)燃料的根據(jù)上述描述的方面的燃料盒。發(fā)電機(jī)包括電解質(zhì)膜以及位 于電解質(zhì)膜的兩側(cè)的陽(yáng)極和陰極，發(fā)電機(jī)通過(guò)在供應(yīng)到陽(yáng)極的燃料與供應(yīng)到 陰極的氧化劑之間的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能。
一些實(shí)施例提供了 一種燃料盒以及包括該燃料盒的燃料電池系統(tǒng)，該燃 料盒包括柔性容器，包括用于限定內(nèi)部空間的側(cè)面，其中，內(nèi)部空間被構(gòu) 造為貯存液體燃料；連接器，流體地連接到柔性容器，該連接器包括被構(gòu)造為排放液體燃料的開(kāi)口；通道形成結(jié)構(gòu)，設(shè)置在柔性容器的內(nèi)部空間內(nèi)，通道形成結(jié)構(gòu)的至少一部分設(shè)置為與連接器鄰近，其中，通道形成結(jié)構(gòu)被構(gòu)造 為提供將連接器的開(kāi)口與內(nèi)部空間進(jìn)行互連的流場(chǎng)，從而當(dāng)柔性容器的在連 接器附近的側(cè)面相互接觸時(shí)，液體燃料可以從柔性容器中進(jìn)行排放。在一些實(shí)施例中，通道形成結(jié)構(gòu)包括褶皺部分，褶皺部分包括在柔性容 器的側(cè)面中的折邊，其中，褶皺部分的剛性比柔性容器的側(cè)面的剛性大。在一些實(shí)施例中，通道形成結(jié)構(gòu)包括與固體構(gòu)件相鄰的側(cè)面空間，其中， 固體構(gòu)件在柔性容器的內(nèi)部附著到柔性容器的側(cè)面。在一些實(shí)施例中，固體構(gòu)件比柔性容器硬，且固體構(gòu)件具有矩形截面。在一些實(shí)施例中，通道形成結(jié)構(gòu)包括空心管，其中，空心管的至少一部分在柔性容器的內(nèi)部固定到柔性容器的側(cè)面。在一些實(shí)施例中，空心管包括 第一空心部分，形成第一流場(chǎng)；第二空心部分，形成第二流場(chǎng)，其中，第一 空心部分的長(zhǎng)度大于第二空心部分的長(zhǎng)度。在一些實(shí)施例中，柔性容器包括片狀的聚合物材料或塑料材料。在一些 實(shí)施例中，柔性容器包括透明的袋狀構(gòu)件，構(gòu)件的邊緣相互結(jié)合。一些實(shí)施例還包括外部容器，外部容器圍繞柔性容器并暴露連接器。在一些實(shí)施例中，連接器的凸緣結(jié)合并固定到柔性容器的開(kāi)口。在一些 實(shí)施例中，連接器包括連接結(jié)構(gòu)，連接結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為流體地連接到可拆卸的 輸送管。在一些實(shí)施例中，連接器包括流場(chǎng)控制結(jié)構(gòu)，流場(chǎng)控制結(jié)構(gòu)被構(gòu)造 為通過(guò)自身的彈力進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉。在一些實(shí)施例中，液體燃料包括液相烴基燃料。在一些實(shí)施例中，燃料電池系統(tǒng)還包括發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)包括電解質(zhì)膜以 及位于電解質(zhì)膜的相對(duì)側(cè)上的陽(yáng)極和陰極，其中，發(fā)電機(jī)被構(gòu)造為通過(guò)在供 應(yīng)到陽(yáng)極的燃料與供應(yīng)到陰極的氧化劑之間的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能。一些實(shí)施例還包括燃料供應(yīng)器，燃料供應(yīng)器被構(gòu)造為向燃料盒施加預(yù)定些實(shí)施例還包括氧化劑供應(yīng)器，以將氧化劑供應(yīng)到發(fā)電機(jī)。


圖1是燃料箱的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)剖視圖。 圖2A是另一實(shí)施例的燃料盒的俯視圖。圖2B是圖2A中的燃料盒的側(cè)視圖。圖3A是示出根據(jù)對(duì)比例的燃料盒的驅(qū)動(dòng)原理的側(cè)剖視圖。圖3B是示出燃料盒的實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)原理的側(cè)剖視圖。圖4A至圖4C是多個(gè)實(shí)施例的通道形成裝置的示意性剖視圖。圖5是示出另一實(shí)施例的燃料盒的示意性俯視圖。圖6A和圖6B是連接器的實(shí)施例的剖視圖。圖7是使用該燃料盒的燃料電池的實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施方式
在下文中，將參照附圖描述特定的示例性實(shí)施例。圖1是燃料箱1,燃料箱1包括袋狀分隔件5，安裝在外部容器2中的 曱醇容納空間A中；活塞3，被安裝成通過(guò)壓力彈簧7的彈力來(lái)擠壓分隔件 5，其中，壓力彈簧7設(shè)置在外部容器2的一側(cè)上；彈性體8，安裝在活塞3 與分隔件5之間；0形環(huán)6，用于將支架9固定到開(kāi)口，其中，分隔件5中 所含的液體燃料通過(guò)所述開(kāi)口流入和流出?？招倪B接器4具有穿過(guò)支架9的 空心部分4a。當(dāng)分隔件5由于其的折疊和收縮(shrink)而起皺(wrinkle )時(shí)，為了迫 使分隔件5中所含的液體燃料流出，活塞3用作通過(guò)壓力彈簧7的彈力來(lái)擠 壓分隔件5的一側(cè)的裝置，彈性體8用作通過(guò)保持合適的接觸狀態(tài)來(lái)順利地 迫使分隔件5中所含的曱醇流出的裝置。燃料箱1通過(guò)利用袋狀分隔件5、活塞3、壓力彈簧7和彈性體8來(lái)提供 利用系數(shù)。然而，在燃料箱1中，如果袋狀分隔件5為柔性容器(諸如塑料 包)，則當(dāng)分隔件5由于燃料的流出而收縮時(shí)，開(kāi)口會(huì)由于分隔件5的在開(kāi)口 附近的部分之間的相互接觸而被阻塞，其中，支架9連接到所述開(kāi)口。在這 種情況下，由于在分隔件5中剩余的燃料不能再流出，所以燃料箱中燃料的 利用系數(shù)降低。此外，為了有效地?cái)D壓貯存液體燃料的分隔件5的一側(cè)，燃 料箱1包括活塞3、壓力彈簧7和彈性體8。因此，增加了燃料箱1的體積和 重量。圖2A是另一實(shí)施例的燃料盒的主視圖。圖2B是圖2A中的燃料盒的側(cè) 視圖。參照?qǐng)D2A和圖2B,該實(shí)施例的燃料盒10包括柔性容器11，用于 貝i存液體燃料；連接器13,連接到柔性容器ll，液體燃料通過(guò)連接器13進(jìn)入柔性容器11以及流出柔性容器11;通道形成結(jié)構(gòu)或裝置15,延伸到柔性 容器11的內(nèi)部空間，并在柔性容器11皺縮(collapse)或收縮時(shí)為液體燃料 在柔性容器11的內(nèi)部提供流場(chǎng)。通道形成結(jié)構(gòu)或裝置15的一端位于與連接 器13鄰近的位置。柔性容器可包括透明的袋狀構(gòu)件，所述構(gòu)件的邊緣相互結(jié)合。通過(guò)塑料構(gòu)件12 (vinyl member)來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性容器11，在塑料構(gòu)件12 中，邊緣的部分按照這樣的方式被折疊，即，當(dāng)液體燃料貯存于塑料構(gòu)件12 的內(nèi)部空間中時(shí)，膨脹到期望的體積。如圖2A中所示，兩片塑料構(gòu)件12可 用于形成柔性容器。第一片塑料構(gòu)件12具有朝著附圖的中心向內(nèi)進(jìn)行折疊的 一對(duì)角部分12a,第二片塑料構(gòu)件12具有與角部分12a的折疊方向相對(duì)地進(jìn) 行折疊的一對(duì)角部分12b。兩片塑料構(gòu)件12的邊緣12c彼此附著，從而形成 具有袋狀的內(nèi)部空間。柔性容器11可包含任何適宜的材料，例如，可包括聚酯、聚丙烯、聚乙 烯、聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)、它們的組合、高聚 物或塑料中的至少一種。例如，柔性容器11由塑料構(gòu)件12來(lái)實(shí)現(xiàn)，塑料構(gòu) 件12由聚合物材料(polymeric material)來(lái)實(shí)現(xiàn)。連接器13連接到柔性容器11的開(kāi)口 ，連接器13是將燃料泵與柔性容器 11互連的裝置。燃料泵和柔性容器11是燃料供應(yīng)器，以通過(guò)使貯存在柔性容 器11中的液體燃料流出來(lái)將燃料供應(yīng)到發(fā)電機(jī)。連接器13的凸緣13a結(jié)合 到柔性容器11的開(kāi)口的內(nèi)邊緣。連接器13設(shè)置有用于使貯存在柔性容器11 中的液體燃料流入和流出的開(kāi)口 13b。由塑料材料來(lái)實(shí)現(xiàn)連接器13。通道形成結(jié)構(gòu)或裝置15從連接到柔性容器11的連接器13延伸到柔性容 器11的內(nèi)部空間。當(dāng)貯存在柔性容器11中的液體燃料不能被順利地排放時(shí)， 例如，當(dāng)柔性容器11皺縮且兩片塑料構(gòu)件12彼此緊密接觸時(shí)，通過(guò)在柔性 容器11的內(nèi)部空間與連接器13的開(kāi)口 Bb之間提供流場(chǎng)，通道形成結(jié)構(gòu)或 裝置15使柔性容器11中的大部分液體燃料順利地流出。圖3A是示出根據(jù)對(duì)比例的燃料盒的驅(qū)動(dòng)原理的側(cè)剖視圖。圖3B是示出 燃料盒的實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)原理的側(cè)剖視圖。如圖3A所示，根據(jù)對(duì)比例的燃料 盒10a包括柔性容器11和連接到柔性容器11的連接器13。當(dāng)通過(guò)燃料供應(yīng) 器從燃料盒10a中排放貯存在柔性容器11中的液體燃料時(shí)，由于柔性容器11 皺縮，所以?xún)蓚?cè)的塑料構(gòu)件12緊密地接觸。具體地講，如果柔性容器11的兩片塑料構(gòu)件12在連接器13附近緊密地接觸，則即使增大燃料供應(yīng)器的輸出驅(qū)動(dòng)力，貝±存在柔性容器11的內(nèi)部空間中的液體燃料也不能被排放。因此， 在柔性容器11內(nèi)有液體燃料剩余。然而，如圖3B所示，雖然柔性容器11的兩片塑料構(gòu)件12在連接器13 附近緊密地接觸，但是當(dāng)排放液體燃料時(shí)，通過(guò)通道形成結(jié)構(gòu)或裝置在兩片 塑料構(gòu)件12之間的至少一部分中形成的空間，即，通過(guò)在連接器13的開(kāi)口 和柔性容器11的內(nèi)部空間的內(nèi)部形成液體燃料的通道，在柔性容器11中剩 余的大部分的液體燃料可被順利地排放。圖4A至圖4C是多個(gè)實(shí)施例的通道形成結(jié)構(gòu)或裝置的示意性剖視圖。參 照?qǐng)D4A，通道形成結(jié)構(gòu)或裝置可包括形成或安裝在柔性容器的塑料構(gòu)件12 上的至少一個(gè)褶皺單元(wrinkle unit) 12d。即，通道形成結(jié)構(gòu)或裝置可包括 處于兩個(gè)褶皺單元12d之間的一個(gè)或多個(gè)空間，或者形成在每個(gè)褶皺單元12d 的側(cè)面上的空間15a。褶皺單元12d形成為塑料構(gòu)件中的折邊(fold),因此側(cè)近似靠近，但是由褶皺單元12d形成的至少一個(gè)連續(xù)的空間15a將內(nèi)部空 間與連接器的開(kāi)口互連，褶皺單元12d可包括各種形狀，諸如直線(xiàn)形狀、波 浪形狀或雞冠形狀。參照?qǐng)D4B，通道形成結(jié)構(gòu)或裝置可包括附著到塑料構(gòu)件12的內(nèi)部的至 少一部分的固體構(gòu)件12e。即，通道形成結(jié)構(gòu)或裝置可包括形成在固體構(gòu)件 12e的側(cè)面的空間15a。雖然當(dāng)排放液體燃料時(shí)塑料構(gòu)件12的兩側(cè)近似靠近， 但是可包括具有矩形截面的條狀構(gòu)件的固體構(gòu)件12e形成空間15a。此外，為 了形成空間15a,固體構(gòu)件12e可具有一個(gè)側(cè)面或兩個(gè)側(cè)面為凹面的結(jié)構(gòu)。例 如，固體構(gòu)件12e可包括其截面為吸鈴形狀的構(gòu)件。參照?qǐng)D4C,通道形成結(jié)構(gòu)或裝置可包括空心管12f，空心管12f的至少 一部分附著到柔性容器11的塑料構(gòu)件12的內(nèi)側(cè)?？招墓?2f包括空心部分 15b,空心管12f被安裝為通過(guò)空心部分15b在柔性容器的內(nèi)部空間與連接器 的開(kāi)口之間形成流場(chǎng)。同時(shí)，除了空心部分15b之外，空心管12f還可包括第二空心部分。在 具有多個(gè)空心部分的空心管中，多個(gè)空心部分中的一個(gè)或多個(gè)具有不同的長(zhǎng) 度。例如，空心管的第一空心部分形成第一流場(chǎng)，空心管的第二空心部分形 成第二流場(chǎng)，以使第一空心部分的長(zhǎng)度可大于第二空心部分的長(zhǎng)度。圖5是另一實(shí)施例的燃料盒的示意性俯視圖。參照?qǐng)D5，該實(shí)施例的燃 料盒10包括柔性容器11;連接器13，連接到柔性容器11;第一空心管12f 和第二空心管12g，在柔性容器11的內(nèi)部空間和連接器13內(nèi)形成液體燃料 的第一流場(chǎng)和第二流場(chǎng)；外部容器17，圍繞柔性容器11以保護(hù)并支撐柔性 容器11。第一空心管12f包括形成第一流場(chǎng)的第一空心部分，第二空心管12g包 括形成第二流場(chǎng)的第二空心部分，其中，第二空心管12g的長(zhǎng)度小于第一空 心管12f的長(zhǎng)度，從而將每根空心管的端部定位在柔性容器11的不同區(qū)域中。外部容器17輸送、保持并保護(hù)柔性容器ll，外部容器17包含任何適宜 的材料，諸如塑料、木頭和金屬。連接器13結(jié)合到并固定到外部容器17,以容易地與輸送管結(jié)合或連接， 從而輸送從柔性容器11中被排放的液體燃料，連接器被暴露在外部容器17 的外面。此外，連接器13可具有可拆卸的連接結(jié)構(gòu)，以容易地與輸送管進(jìn)行 結(jié)合。利用管連接的連接結(jié)構(gòu)是可拆卸的連接結(jié)構(gòu)。圖6A和圖6B是用于燃料盒的連接器的實(shí)施例的剖視圖。參照?qǐng)D6A和 圖6B,連接器包括第一框架30,包括凸緣13a和中空部分；第二框架31， 從第一框架30的內(nèi)側(cè)延伸，阻塞第一框架30的中空部分，并包括通孔 (penetrating hole) 3 la;第三框架32，呈啞鈴形狀，穿過(guò)第二框架的通孔31a 進(jìn)行延伸；彈性構(gòu)件34,設(shè)置在第二框架31與第三框架32之間。第一框架30穿透塑料構(gòu)件12中的開(kāi)口 ，第一框架30的凸緣13a附著并 固定到開(kāi)口的邊緣。這里，塑料構(gòu)件12是如上所述的柔性容器11的塑料構(gòu) 件。在第一框架30的端部形成連接槽30a?？梢杂闷渌B接結(jié)構(gòu)(諸如螺紋 結(jié)構(gòu))來(lái)代替連接槽30a。第三框架32包括主體32a，位于啞鈴形狀的中部；第一頭部33a，結(jié) 合到主體32a的第一端；第二頭部33b,結(jié)合到主體32a的第二端。主體32a 包括空心部分和側(cè)面開(kāi)口 33c，其中，側(cè)面開(kāi)口 33c流體地連4姿到空心部分。 第二頭部33b包括通孔33d,通孔33d流體地連接到主體32a的空心部分。第 三框架的第一頭部33a的截面或直徑比第一框架30的空心部分的截面或直徑 小。彈性構(gòu)件34被安裝為在第二框架31與第二頭部33b之間以圍繞第三框 架32的主體32a。當(dāng)安裝燃料盒時(shí)，來(lái)自連接到連接器的輸送管的突起的力F壓縮彈性構(gòu)件34。具有螺旋狀的彈簧可用于彈性構(gòu)件34。連接器的使用如下。當(dāng)將連接器與輸送管連接時(shí)，對(duì)第三框架32施加外 力F,此時(shí)，第三框架32的預(yù)定部分移動(dòng)到第二框架31的通孔31a中。并 且，第三框架32的主體32a的側(cè)面開(kāi)口 33c流體地連接到燃料盒的柔性容器 的內(nèi)部空間。因此，貯存在柔性容器中的燃料通過(guò)順序地流過(guò)第三框架32的 主體32a的側(cè)面開(kāi)口 33c、主體32a的空心部分和第三框架32的第二頭部33b 的通孔33d而被排放到外面。此外，當(dāng)將連接器與輸送管分開(kāi)時(shí)，移去施加 到第三框架32的外力F，此時(shí)，通過(guò)彈性構(gòu)件34的彈力，將第三框架32的 預(yù)定部分推出第二框架31的通孔31a。而且，由于第三框架32的第一頭部 33a阻塞第二框架31的通孔31a,所以貯存在燃料盒的柔性容器中的燃料未 被排放。連接器是通過(guò)自身的彈力進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉的流場(chǎng)控制結(jié)構(gòu)或裝置。圖7是使用該燃料盒的燃料電池的實(shí)施例的示意圖。參照?qǐng)D7,該實(shí)施 例的燃料電池包括發(fā)電機(jī)40;根據(jù)實(shí)施例中的任何一個(gè)的燃料盒10;燃料 供應(yīng)器42，排放貯存在燃料盒中的液體燃料，并向發(fā)電機(jī)40供應(yīng)被排放的 液體燃料；氧化劑供應(yīng)器44,向發(fā)電機(jī)40供應(yīng)氧化劑。發(fā)電機(jī)40包括具有陽(yáng)極和陰極的膜電極組(MEA),陽(yáng)極和陰極中的每 個(gè)位于MEA的相對(duì)側(cè)上。發(fā)電機(jī)40通過(guò)供應(yīng)到陽(yáng)極的燃料與供應(yīng)到陰極的 氧化劑之間的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能。供應(yīng)到陽(yáng)極的燃料可以為液體燃料和/ 或氣體燃料。當(dāng)發(fā)電機(jī)40采用氣體燃料時(shí)，該實(shí)施例的燃料電池還可包括燃 料重整器，以通過(guò)重整液體燃料來(lái)產(chǎn)生氣相富氫燃料。發(fā)電機(jī)40可包括聚合 物電解質(zhì)膜燃料電池堆和/或直接曱醇燃料電池堆。聚合物電解質(zhì)膜燃料電池的燃料重整器可以包括蒸氣重整器，蒸氣重整 器主要通過(guò)使處于高溫下的蒸氣和重整原材料與重整催化劑接觸來(lái)產(chǎn)生含氫 的被重整氣體，重整催化劑包括例如鎳(Ni)、銠(Rh)和釕(Ru)中的至 少一種。烴基燃料(諸如曱醇、乙醇、石油等)或液體生物燃料可用作貯存在燃 料盒10中的液體燃料。燃料供應(yīng)器42包括這樣一種裝置，即，在以預(yù)定的壓力迫使貯存在燃料 盒10中的液體燃料流出后，該裝置輸送該液體燃料。燃料供應(yīng)器42可通過(guò) 容易拆卸的輸送管連接到燃料盒。液體燃料泵可用作燃料供應(yīng)器42。氧化劑供應(yīng)器44是向發(fā)電機(jī)40的陰極供應(yīng)氧化劑的裝置。空氣、純氧等可用作氧化劑。鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和/或空氣泵可用作氧化劑供應(yīng)器44,但是由于空氣泵的輸出易于進(jìn)行控制且空氣泵可以是便宜的，所以可以?xún)?yōu)選地采 用空氣泵。回轉(zhuǎn)式滑片泵和隔膜泵可用作空氣泵。如上所述，可提高貯存在使用柔性容器的燃料盒中的液體燃料的利用系 數(shù)。因此，可減小與相等的燃料供應(yīng)量對(duì)應(yīng)的燃料盒的體積和重量。因此， 通過(guò)使用該燃料盒，提供了一種比普通的燃料電池的重量更輕、尺寸更小的 燃泮十電池。雖然已示出和描述了若干實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是， 在不脫離本公開(kāi)的原理和精神的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行修改，本公 開(kāi)的范圍限定在權(quán)利要求及其等同物中。
權(quán)利要求
1、一種燃料盒，包括柔性容器，包括用于限定內(nèi)部空間的側(cè)面，其中，內(nèi)部空間被構(gòu)造為貯存液體燃料；連接器，流體地連接到柔性容器，連接器包括被構(gòu)造為排放液體燃料的開(kāi)口；通道形成結(jié)構(gòu)，設(shè)置在柔性容器的內(nèi)部空間內(nèi)，通道形成結(jié)構(gòu)的至少一部分設(shè)置為與連接器鄰近，其中，通道形成結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為提供將內(nèi)部空間與連接器的開(kāi)口進(jìn)行互連的流場(chǎng)，從而當(dāng)柔性容器的在連接器附近的側(cè)面相互接觸時(shí)，使液體燃料從柔性容器中排放。
2、 如權(quán)利要求1所述的燃料盒，其中，通道形成結(jié)構(gòu)包括褶皺部分，褶 皺部分包括在柔性容器的側(cè)面中的折邊，其中，褶皺部分的剛性比柔性容器 的側(cè)面的剛性大。
3、 如權(quán)利要求1所述的燃料盒，其中，通道形成結(jié)構(gòu)包括與固體構(gòu)件相 鄰的側(cè)面空間，其中，固體構(gòu)件在柔性容器的內(nèi)部附著到柔性容器的側(cè)面。
4、 如權(quán)利要求3所述的燃料盒，其中，固體構(gòu)件比柔性容器硬，且固體 構(gòu)件具有矩形截面。
5、 如權(quán)利要求1所述的燃料盒，其中，通道形成結(jié)構(gòu)包括空心管，其中， 空心管的至少 一部分在柔性容器的內(nèi)部固定到柔性容器的側(cè)面。
6、 如權(quán)利要求5所述的燃料盒，其中，空心管包括第一空心部分和第二 空心部分，其中，第一空心部分形成第一流場(chǎng)，第二空心部分形成第二流場(chǎng)， 第一空心部分的長(zhǎng)度大于第二空心部分的長(zhǎng)度。
7、 如權(quán)利要求1所述的燃料盒，其中，柔性容器包括片狀的聚合物材料 或塑料材料。
8、 如權(quán)利要求1所述的燃料盒，其中，柔性容器包括透明的袋狀構(gòu)件， 所述構(gòu)件的邊緣相互結(jié)合。
9、 如權(quán)利要求1所述的燃料盒，還包括外部容器，外部容器圍繞柔性容 器并暴露連接器。
10、 如權(quán)利要求1所述的燃料盒，其中，連接器的凸緣結(jié)合到并固定柔性容器的開(kāi)口。
11、 如權(quán)利要求1所述的燃料盒，其中，連接器包括連接結(jié)構(gòu)，連接結(jié) 構(gòu)被構(gòu)造為流體地連接到可拆卸的輸送管。
12、 如權(quán)利要求1所述的燃料盒，其中，連接器包括流場(chǎng)控制結(jié)構(gòu)，流 場(chǎng)控制結(jié)構(gòu)被構(gòu)造為通過(guò)自身的彈力進(jìn)行開(kāi)啟和關(guān)閉。
13、 如權(quán)利要求1所述的燃料盒，其中，液體燃料包括液相烴基燃料。
14、 一種燃料電池系統(tǒng)，包括發(fā)電機(jī)，包括電解質(zhì)膜以及陽(yáng)極和陰極，其中，陽(yáng)極和陰極位于電解質(zhì) 膜的相對(duì)側(cè)上，發(fā)電機(jī)被構(gòu)造為通過(guò)供應(yīng)到陽(yáng)極的燃料與供應(yīng)到陰極的氧化 劑之間的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能；被構(gòu)造為將燃料供應(yīng)到發(fā)電機(jī)的如權(quán)利要求1所述的燃料盒。
15、 如權(quán)利要求14所述的燃料電池系統(tǒng)，還包括燃料供應(yīng)器，燃料供應(yīng) 器被構(gòu)造為對(duì)燃料盒施加預(yù)定的壓力，從而排放貯存在燃料盒中的燃料并將 排放的燃料供應(yīng)到發(fā)電機(jī)。
16、 如權(quán)利要求14所述的燃料電池系統(tǒng)，還包括氧化劑供應(yīng)器，用于向 發(fā)電機(jī)供應(yīng)氧化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新結(jié)構(gòu)的重量輕的燃料盒和使用該燃料盒的燃料電池。本發(fā)明的燃料盒包括柔性容器，具有內(nèi)部空間以貯存液體燃料；連接器，連接到柔性容器，并具有開(kāi)口以排放液體燃料；通道形成結(jié)構(gòu)或裝置，設(shè)置在柔性容器的內(nèi)部空間中，并連接到連接器，其中，為了在柔性容器的在連接器附近的兩側(cè)彼此接觸時(shí)排放液體燃料，通道形成結(jié)構(gòu)或裝置被設(shè)置為將內(nèi)部空間與連接器的開(kāi)口進(jìn)行互連的流場(chǎng)。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)防止這樣的問(wèn)題，即，防止當(dāng)排放貯存的液體燃料時(shí)，由于柔性容器在連接器附近的緊密附著而導(dǎo)致液體燃料的流出受阻的問(wèn)題，可以提高燃料盒的利用系數(shù)。
文檔編號(hào)H01M8/10GK101246967SQ200810005799
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者孔相畯, 曹誠(chéng)庸, 李翰奎, 韓知成 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社