燃料電池系統的制作方法
【專利摘要】描述了一種完整的燃料電池系統（10）。所述燃料電池系統（10）包括至少兩個進行反應以產生氫的燃料前驅物（16，18）。固體燃料前驅物（18）可承載在一次性使用的燃料盒（100）中。包括計量泵（22）和壓力均衡系統（24,300,504）的無源壓控系統用于將液態燃料前驅液（16）傳送到所述燃料盒（100）中的所述固體燃料前驅物（18）。所述燃料盒的外壁可形成所述無源壓控系統的一部分。所述固體燃料前驅物可包括由其他微細的金屬粒子涂覆的較大的金屬粒子，以在所述較大的金屬粒子的表面上形成多個微原電池。
【專利說明】燃料電池系統
[0001]本申請要求以下專利申請的優先權:2011年2月11日提交的、題為“FuelCartridge”的美國臨時專利申請61/442，043，2011年2月11日提交的、題為“Fuel Pelletfor Use in Hydrogen Generation Systems，，的美國臨時專利申請 61/442，104, 2011 年 2月11日提交的、題為“Liquid Dosing Fuel Generator”的美國臨時專利申請61/442，130,2011 年 2 月 11 日提交的、題為“Method and Apparatus for Reducing Hydrogen Venting”的美國臨時專利申請61/442，098，以及2011年2月11日提交的、題為“Method andApparatus for Generating Electrical Power from a Chemical Energy Source，，的美國臨時專利申請61/441，996。通過引用的方式，將所有的5個母專利作為整體合并于此。
【技術領域】
[0002]本發明總體上涉及燃料電池系統，特別涉及一種包括燃料電池和氫產生裝置的系統。對氫進行調整，并將其輸送到燃料電池，在燃料電池中，氫被轉換成能夠用于為任何電子裝置供電或者為電池充電的電能。
【背景技術】
[0003]燃料電池是將反應物的化學能，S卩，燃料和氧化劑，直接轉換為直流(DC)電的裝置。隨著越來越多的應用，燃料電池比傳統的能量產生(例如，燃燒化石燃料，以及便攜式蓄電，例如，鋰離子電池)更加有效。特別的，燃料電池的一個應用是為消費類電子裝置(例如，蜂窩電話、個人數字助理、個人游戲裝置、全球定位裝置、充電電池等)補充電荷。
[0004]已知的燃料電池包括堿性燃料電池、聚合物電解質燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池和酶燃料電池。燃料電池一般使用氫(H2)燃料，并且它們也可消耗非純氫燃料。非純氫燃料電池包括直接氧化燃料電池，例如，使用甲醇的直接甲醇燃料電池(DMFC )，或者在高溫下使用烴類的固體氧化物燃料電池(SOFC )。氫燃料能夠以壓縮的形式存儲，或者存儲于化合物內，例如，醇類或者烴類，或者能夠重組或者轉換成氫燃料及副產品的其他含氫材料。氫還可存儲于化學氫化物中，例如，硼氫化鈉(NaBH4)，其與水或者酒精反應，從而產生氫及副產品。氫還可在第一氣壓和溫度下被吸附或者吸收在金屬氫化物中，例如，鑭鎳五(LaNi5),并在第二氣壓和溫度下，釋放到燃料電池。氫還能夠通過金屬氫化物(例如,氫化鎂(MgH2))和水之間的熱解反應來釋放。
[0005]大多數低溫氫燃料電池具有允許氫質子通過，但強制電子通過外部電路的質子交換膜或者聚合物電介質膜(PEM)，所述外部電路可有利的為蜂窩電話、個人數字助理(PDA)、計算機、電動工具，或者使用電子流或電流的任何裝置。燃料電池的反應可表示如下:
[0006]燃料電池陽極處的半反應:
[0007]H2 — 2H++2e_
[0008]燃料電池陰極處的半反應:
[0009]2 (2H++2e0 +O2 — 2H20[0010]一般來說，PEM由質子交換膜或其他合適的膜制造，所述質子交換膜作為電介質，例如，杜邦的全氣磺IT (Nafion*)，其為全氟磺酸聚合物。陽極通常由聚四氟乙烯粘結的復寫紙制造，所述復寫紙具有在其上沉淀的催化劑薄層，例如，鉬-釕。陰極通常為氣體擴散電極，其中，鉬粒子粘結到膜的一側。
[0011]現有的專利和科學文獻公開了少量完整的并且可商業化的燃料電池系統，其包括氫燃料的產生、射流控制、電場的配套設施以及電能的產生。因此，仍然需要這種燃料電池系統。
【發明內容】
[0012]本發明旨在提出一種燃料電池系統，其包括:氫產生系統和包括燃料電池的發電系統。所述燃料電池系統還可包括氣體緩沖器，當產生的氫超過所述燃料電池產生電流所要消耗的氫的數量時，所述氣體緩沖器存儲由所述氫產生系統產生的氫。所述氣體緩沖器可以是可膨脹的、有彈性的或者彈性部件，或者為吸收氫并釋放吸收的氫的金屬氫化物，或者為存儲受壓的氫的具有固定容量的緩沖器。所述氣體緩沖器可位于所述燃料電池的上游或下游。
[0013]所述氫產生系統包括與水液進行反應以產生氫的固體燃料。所述固體燃料可以是與水液進行反應生成氫的任何燃料，其包括化學氫化物或者與電解液進行電反應生成氫的金屬。在一個實施例中，第一金屬粒子由較小的第二金屬粒子涂覆，以在位于所述第一金屬粒子和所述第二金屬粒子的金屬之間的所述第一金屬粒子的表面形成多個原電池。在一個例子中，所述固體燃料包括由較小的鐵粒子涂覆的鎂粒子。硅粒子也可涂覆所述鎂粒子。鹽可包括在所述固體燃料中或者溶解在水液中。例如氯化鉀的防火劑也可加入到所述固體燃料中。在另一個實施例中，所述固體燃料可懸浮在懸浮劑中，例如，礦物油或者分散劑，以形成漿或者凝膠。優選的，所述懸浮劑為非吸濕性的。
[0014]所述固體燃料前驅物可承載在一次性使用的燃料盒中。所述燃料盒可被分割成段，并且每個段均承載至少一個單獨的燃料芯塊。當所述燃料芯塊反應時，它會膨脹，并且當它完全反應時，它禁止訪問它的段，以使所述液態燃料前驅液進入到按照順序的下一個段。
[0015]可能為一次性使用的燃料盒能夠彎曲，以便將其插入到所述燃料電池系統中。如上所述，可將所述燃料盒分割為多個段。每個段均包含預定數量的固體燃料，設置所述固體燃料的尺寸和大小，以使所述固體燃料和所述水液之間的反應的動態最小。所述燃料盒包括用于使所述水液到達所述燃料芯塊的至少一個液體通道以及用于使氫離開所述燃料盒的至少一個氣體通道。所述燃料盒可包括通常情況下為打開的閥門，該閥門位于所述液體通道和每個燃料芯塊之間，其中，當所述燃料芯塊反應時，所述閥門關閉。當所述燃料芯塊與所述水液反應時，所述燃料芯塊膨脹，并且關閉閥門。所述燃料盒可包括位于所述液體通道和每個燃料芯塊之間的、通常情況下關閉的至少一個閥門，其中，所述閥門打開，以使所述水液與所述燃料芯塊反應。所述液體通道可以是平坦的或者位于同一平面，而所述氣體通道是不平坦的或者在多個平面上擴展。
[0016]所述燃料電池系統還可包括壓力均衡裝置，其恢復或者保持容納所述固體前驅物的所述反應腔中的第一壓力和所述水液中的第二壓力之間的壓力均衡。所述壓力均衡裝置包括將在所述反應腔中的氫氣與所述水液分離的膜，并且所述膜將所述氫氣產生的壓力傳送到所述水液。在所述水液中的這種壓力使預定數量的水液進入到計量泵中。由于氫被傳送至反應腔或燃料盒的外面，所以反應腔或燃料盒內的壓力降低，從而導致所述計量泵中的所述一定量的水液進入到所述反應腔或者所述燃料盒。在上文所公開的燃料盒中，燃料盒的表面可作為該膜。
[0017]發電系統可包括輔助負載。所述輔助負載可以是:(i)消耗由過量的氫所產生的電流的電阻負載，(ii)存儲所述電流的存儲裝置，(iii)執行使用所述電流的功能的電路、或者它們的組合。在一個實施例中，當所述燃料電池系統內的壓力高于大氣壓力時，所述電路阻止進入所述燃料電池系統的內部空間，并且，當所述燃料電池系統工作時和/或當其關閉時，該電路均可工作。
[0018]與所述第一壓力流連通的、可膨脹的容量補償器可用于補償所述反應腔和所述貯液器之間的容量不均衡。脫水裝置也可用于移除氫氣中的水或者水蒸氣。
[0019]本發明還可包括一種用于操作上文中總結并且在下文中描述的所述燃料電池系統的方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]附圖作為本說明書的一部分，與本說明書相結合，其中，相同的附圖標記用于表示不同視圖中的相同元件，其中:
[0021]圖1是本發明的燃料電池系統的實施例的系統框圖；
[0022]圖2A-2D示出了本發明的燃料電池系統的其他實施例的系統框圖；
[0023]圖3是包含圖1，2A，2B，2C或者2D中示意性地示出的部件的本發明的示例性的燃料電池系統的透視圖；
[0024]圖4是本發明的示例性的燃料盒的分解圖；
[0025]圖5A-5F是圖4所示出的部件的透視圖；
[0026]圖6是本發明的另一個示例性的燃料盒的分解圖；
[0027]圖7A-7B分別是在圖6中示出的選擇的部件的前視圖和透視圖；
[0028]圖8A-8F示出了可替換的燃料盒；
[0029]圖9A示出了容納沒有反應的燃料芯塊的燃料杯；圖9B示出了可替換的燃料杯；以及圖9C示出了燃料芯塊反應后的圖9A和9B中的燃料杯；
[0030]圖1OA和IOB示出了燃料盒內的可替換的液體流動路徑；
[0031]圖1lAUlB和12是可替換的燃料盒的分解圖；
[0032]圖13A-13C是本發明的燃料的黑白電子顯微照片；
[0033]圖14是互相覆蓋的圖13A-13C的、復合的黑白電子顯微照片，其中，示出了本發明所提出的涂覆有鐵和硅的鎂粒子，以及示出了本發明所提出的在燃料粒子的表面上具有多個微原電池的混合燃料粒子；
[0034]圖15是示出對不同的燃料芯塊成分的燃燒率的條形圖；
[0035]圖16是示出不同阻燃材料的影響的條形圖；
[0036]圖17是圖3所示的以及圖1和/或圖2示例性的表示的燃料電池系統的橫截面視圖；[0037]圖18-20是用于本發明的燃料電池系統的本發明的計量泵的示意圖；
[0038]圖21A-21B是示出容量補償器的示意圖；
[0039]圖22是示出了脫水裝置的本發明的燃料電池系統的示意性的局部剖視圖；
[0040]圖23是與示出了另一個脫水裝置的圖3和圖17中示出的燃料電池系統類似的燃料電池系統的局部首I]視圖；
[0041]圖24A和24B是與圖3和圖17中示出的燃料電池系統類似的燃料電池系統的局部剖視圖，其中，圖3和圖17示出了當將燃料盒安裝到燃料電池系統中時，燃料盒的不同定向；
[0042]圖25A-25H是另一個本發明的燃料電池系統10的剖視圖。
【具體實施方式】
[0043]下面的元件列表列出了附圖中所示出的附圖標記和相應的元件。
[0044]10料電池系統
[0045]12氫產生系統
[0046]14發電系統
[0047]16液態前驅液
[0048]18固體前驅物
[0049]20過濾器
[0050]21計量容器
[0051]22計量泵
[0052]231； 232:止回閥
[0053]24壓力均衡膜
[0054]26啟動裝直/按鈕
[0055]28產生的氫的管線
[0056]30燃料電池
[0057]31流控元件
[0058]32產生的電的管線
[0059]33流控元件
[0060]34直流-直流轉換器
[0061]36 電輸出端口
[0062]37外部負載
[0063]38通/斷開關
[0064]40氣體緩沖器
[0065]42安全閥/爆破薄膜
[0066]44排氣閥
[0067]46輔助負載(電阻或蓄電瓶)
[0068]48 開關
[0069]50整個燃料電池系統10的殼體
[0070]52殼體50的基體(圓柱形)[0071]54殼體50的蓋子或者帽
[0072]56,58 止回閥
[0073]100燃料盒
[0074]102 杯層
[0075]104過濾層
[0076]105閥門層
[0077]106流歧管層
[0078]107歧管上的液體流通道
[0079]108 柱
[0080]108c柱的蓋子
[0081]109杯層102上的杯
[0082]110燃料芯塊
[0083]111容納干燥劑和清除劑的艙
[0084]112燃料芯塊上的凹陷
[0085]113濾波層上的圓頂
[0086]114 閥門
[0087]116歧管上的氫流動通道
[0088]118氫氣孔
[0089]119突出的支持物
[0090]120支持掩蔽層
[0091]121掩蔽層120上的孔
[0092]122液體通道
[0093]124阻塞物
[0094]126旋轉門
[0095]130 折疊
[0096]204基體50的側壁(圓形)
[0097]208基體52的底壁
[0098]212基體52的開口
[0099]216燃料電池系統10內部的核心部件
[0100]220核心部件216的圓盤部件
[0101]222密封條或者O型密封圈
[0102]236從泵到燃料的進水管通道
[0103]240氣體流通道
[0104]252 入口
[0105]256 出口
[0106]270核心部件216內的緩沖腔
[0107]278緩沖氣體通道
[0108]282內部的電子部件
[0109]300反應腔[0110]302壓力反饋腔
[0111]304壓力感測膜
[0112]306氣體容納腔
[0113]312套管結構
[0114]504容量補償器
[0115]506補償器腔
[0116]604脫水器
[0117]612脫水器的入口
[0118]616脫水器的出口
[0119]圖1是本發明的燃料電池系統的實施例的系統框圖。燃料電池系統10包括氫產生系統12和發電系統14。氫產生系統12包括液態前驅液16 (例如，水、食鹽水或者醇)和固體前驅物18，該固體前驅物18通常存儲于盒子或者一次性盒子中，下面會對其進行詳細的描述。固體前驅物包括但不限于:鎂、鈉、鈣、含鐵或不含鐵的鋁、銅、鎳、硅、鋅、錫、硼、鉻、磷、錳、鈦和鋯。此外，固體前驅物可包括可通過水解反應釋放氫的任何化學氫化物，例如，硼氫化鈉、或者氫化鈣。各種鹽，包括氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂也可加入到固體前驅物18。本發明的實施例所使用的用來與合適的液態前驅液接觸以產生氫的固體前驅物的例子，在下文中將對其作進一步的描述，并且在美國臨時專利申請61/442，104以及公開的國際專利申請W02011/017801也有相關論述，通過引用的方式將其整體合并于此。與液態前驅液反應時影響氫的釋放的任何合適的固體前驅物均可用于本發明的實施例中。固體前驅物18與液態前驅液16反應’以產生氫。
[0120]再次參考圖1，利用計量泵22，將液態前驅液16輸送或者泵送通過可選的過濾器
20。下文中詳細描述了合適的計量泵，并且在母美國臨時專利申請61/442，130中也有相關論述。如所示出的，計量泵22具有計量存儲部21、上游止回閥23i和下游止回閥232。計量泵22將液態前驅液16輸送到固體前驅物18。在圖1的例子中，產生的氫還對固體前驅物18的容器施加壓力，其反過來對容納液態前驅液16的容器施加壓力。在計量泵22的一些實施例中，提供可選的壓力均衡裝置(例如，膜24)，以充分均衡氫壓力和液態前驅液16的壓力。通過最初地推出或者吸出一定量的液態前驅液16來與固體前驅物18進行反應，以啟動產生最初的氫的反應，將啟動裝置，例如，啟動器26提供給主要氫產生系統12。啟動器26可以是小的波紋管、手壓泵、按鈕或者類似物，其可用于啟動新的系統，或者在很長的停機時間之后，重新啟動之前使用的系統。
[0121]管線28示出的產生的氫進入到燃料電池30的陽極側，其中，氫與氧化源(例如，空氣中包含的氧氣)進行反應，以在所述燃料電池30的陰極側產生在32示意性地示出的電流。直流-直流轉換器34將產生的電流調制為消費類電子裝置(例如，電子裝置)可接受的直流電壓和電流。調制后的直流電能夠通過輸出端口 36 (例如，USB或者USB2端口)輸出到外部負載37，例如，消費類電子裝置。可提供通/斷開關38，來激勵從燃料電池系統到電子裝置的電輸出。如圖1所示，流控制元件31置于燃料電池30和氫產生系統12之間，優選的，將其置于氫管線28中，更優選的，將其置于安全閥/爆破薄膜42的下游。流控制元件31可以是關閉閥、調壓器、限流器或者限制器、或者通/斷開關。流控制元件31可用于當它關閉或者切換到“斷”時，將燃料電池30與氫產生系統12流體隔離。并且當它打開或者切換到“通”時，通過使來自氫產生系統12的氫氣流通過管線28，來啟動燃料電池30。可將其他流控制元件33置于液態前驅液16和固體前驅物18之間的任何位置。
[0122]發電系統14中還存在氣體緩沖器40，例如當燃料電池系統10關閉，即，當開關38切換到斷時，或者當產生的氫超過燃料電池30產生電流所需的氫時，該緩沖器40存儲多余的或者不需要的氫。如圖1所示的氣體緩沖器40位于燃料電池30的上游，但是如下文所述，其可位于發電系統14的任何位置。在首次用于產生電流之后，可開始使用存儲在氣體存儲器40中的氫。氣體緩沖器40可以是固定容量的氣體緩沖器(壓力變化)、可膨脹的或者可擴展的部件(容量變化)或者氫吸附系統，例如，金屬氫化物(例如，LaNi5)0
[0123]燃料電池系統10可具有多個壓控元件。第一壓控元件是如上所述的用于存儲多余的氫的氣體緩沖器40，下面將對其進行更加詳細的描述。第二壓控元件是電排放系統，其可用于消耗或者管理多于的氫，而不將氣體排放到大氣中。電排放系統包括通過開關48連接到燃料電池30的內部輔助電力負載46。輔助負載46可以是消耗電能的電阻負載、存儲負載(例如，電池)、電容或者超高電容、當消耗過量的氫時將會衰弱的燈或者LED、或者執行諸如關閉順序、維護軟件、寫入到存儲裝置等功能的電路。該電路的其他功能可以是當燃料電池系統10中的氫壓超過標準大氣壓或者超過任何預定的氣壓水平時，該電路阻止接入該燃料電池系統10中的內部部件，并且該電路可在多余的氫轉換為電流運行，或者在正常運行期間由燃料電池系統10產生氫和電流運行。
[0124]氣體緩沖器40中的或者系統中任何地方的多余的氫連接到開關48，并且氣體緩沖器40的擴張或者壓力會觸發開關48將輔助負載46連接到燃料電池30，以消耗多余的氫產生的電流。此外，當通/斷開關38切換到斷時，系統中殘留的氫所產生的電流會被引導到輔助負載46。第三壓控元件是沿管線28設置或者設置在氫流動的任何地方的安全閥和/或爆破薄膜42，其用于當達到預定的壓力水平時排放氣體。當調壓器或者限制器用作流控制元件31時，調壓器可以是控制燃料電池30的氫壓力的另一個壓控元件。
[0125]提供的排氣閥44用于允許排放氣體，例如，燃料電池內的沒有使用的燃料、或者通過燃料電池滲透進來的大氣氣體、或者其他副產品氣體。如所示出的，來自氣體緩沖器40和/或排氣閥44的壓力傳送到開關48，以自動地啟動輔助負載46。可選的，可將壓力傳感器設置在氣體緩沖器40/排氣閥44之間，以觸發開關48來啟動輔助負載46。優選的，按照第一、第二、第三的順序來啟動壓控元件。然而，也可采用其他的啟動順序。
[0126]圖2A-2D示出了本發明其他實施例的系統框圖。給出的圖2A顯示了圖1的替換的例子。僅為了清楚起見，圖2A省略了圖1中示出的多個部件，并且可容易地將省略的部件包括到圖2A示出的實施例中。與圖1示出的類似，圖2A示出了位于燃料電池30上游的氣體緩沖器40。然而，氫氣并不通過氣體緩沖器40流向燃料電池30。相反，氣體緩沖器40通過可選的壓力傳感器連接到開關38，48。另外一個可替換的地方是，將圖1中的開關38和48合并為用于啟動輔助負載46和外部負載37 二者的一個單獨的開關。此外，示出的安全閥42取代了爆破薄膜42。
[0127]圖2B示出了另外一個可替換的實施例，其中，氣體緩沖器40置于燃料電池30的下游。這樣配置的優點是:在操作期間，可將多余的氫氣與聚集在燃料電池30內部的其他大氣氣體一起存儲，以最小化排放氣體的頻率。大氣氣體可保存在氣體緩沖器40中，或者可將其排放到大氣中。此外，需要的話，存儲在下游的氣體緩沖器中的氫氣可重新進入到燃料電池30中。
[0128]在圖2C中，可將可選的止回閥56置于燃料電池30和位于燃料電池30下游的氣體緩沖器40之間，這樣氫氣就不會回流到燃料電池中，除此之外，圖2C與圖2B類似。此夕卜，存儲在位于該位置的氣體緩沖器40中的氫氣可被傳送回燃料電池30的入口側以被消耗。另一個可選的止回閥58可置于燃料電池30的入口側和氣體緩沖器40之間，以阻止回流。除了來自氣體緩沖器40的氫可能會被傳送回容納固體前驅物18的盒子外，圖2D與圖2C類似，其中，在所述盒子處發生氫的產生過程。
[0129]如圖1和2所示的燃料電池系統10可容納在最佳的如圖3所示的單個殼體50中，以將調制后的電流(例如，1V、5V或者12V的直流)提供給消費類電子裝置，可對電流進行調制，以提供與USB標準(例如，USB、USB2.0、USB3.0或者USB-1F定義的任何其他協議，)兼容的電壓和電流，例如，或者提供與電子裝置制造商指定的協議兼容的電壓和電流。殼體50可包括基體52和帽或蓋子54，但是其可具有多種配置或者形狀。如本發明的附圖所示，燃料電池系統10還能夠在任何方向運行。
[0130]圖4和圖5A-5G示出了包在燃料盒100中的固體前驅物18的例子，并且美國臨時母專利申請61/442，043也公開了上述內容。燃料盒100包括多個分段的燃料室或者燃料艙，每個燃料室或者燃料艙中均含有燃料芯塊。分段的燃料室與沒有分段的燃料室相比，具有多個優點。一個優點是:副產品或者廢燃料的產生延長了在沒有分段的燃料室中液態前驅液16到達新鮮的或者沒有反應的燃料的流通路徑。在下文中描述的燃料盒100的各種實施例中，在分段室充分反應之后，液態前驅液16繞過該室，并且進入按順序的下一個室。此外，燃料的副產品可能會保留在液態前驅液16中，并且如果不與保留的沒有反應的燃料分離或者隔離，聚集的液態前驅液可能會移動到新鮮的固體前驅物18，因此當燃料電池系統100關閉時，也會繼續產生氫。
[0131]盒子100的實施例涉及分段的燃料盒，其向分離的燃料元件或者燃料部分提供反應液的流量控制。液體與分離的燃料部分反應以產生氫氣。隨著液體-燃料反應的進行，會產生固體和液體廢料，并提供了反饋機制來減少或者阻止反應的液體流進入到按順序的下一個燃料部分。
[0132]如圖4所示，盒子100包括杯層102、過濾層104、閥門層105和流歧管層106。提供了端口 108 ;—個端口是液態前驅液16 (例如，水)的液體入口，另一個端口是氫出口。杯層102包括多個袋或者杯109。設置每個杯的尺寸和大小以能夠接收燃料芯塊110。在與水或者其他液態前驅液反應之后，燃料芯塊可能會膨脹到多達其原體積的300%或者更多。因此，優選的，杯109的體積容量能容納所述膨脹，并且更優選的，還能節省空間。杯層102優選的由彈性材料(例如，硅橡膠或者熱塑性聚氨酯(TPU))以及其他合適的材料制造，以使得所述杯層可擴展來容納膨脹的燃料。杯層102和杯109還能夠由非彈性體的柔性材料或者可折疊的材料制造。應對杯層102擴展的方向和數量進行平衡，以使得盒子100內的流通道和閥門不會受到不利的影響。由于液態前驅液16和固體前驅物18之間的反應會發熱的性質，合適的材料還應當能夠適應期望的溫度上升。
[0133]提供分離的單個燃料芯塊110的優點是:分離的燃料芯塊能夠對產生的氫的數量和速度進行控制。每個燃料芯塊的尺寸應當足夠大，從而能夠以期望的速度產生氫，并且每個燃料芯塊的尺寸還應足夠小，以使得系統的動態變化最小，并且可將產生不需要的或者過量的氫的可能性降低到可接受的水平。換句話說，燃料芯塊應當足夠大，以生成足夠數量的氫，并且還應足夠小，以使得第一劑和最后一劑液態前驅液16到達同一個燃料芯塊110內的新鮮的、沒有反應的固體前驅物18時間大概相同。當不再需要氫時，殘留的液態前驅液16可能會繼續與單個燃料芯塊體110，18反應，并且會在該單個燃料芯塊上進行上述反應。多余的氫隨后會存儲在氣體緩沖器40內，并由輔助負載46使用或者存儲的燃料電池30將其轉換為電流。圖5B示出了單個燃料芯塊110，其中，在其朝向閥門層105的底部表面上形成有凹陷112。設置凹陷112的尺寸和大小，以容納閥門層105上的閥門114，下面將對其進行描述。
[0134]杯層102還具有覆蓋對應的端口 108的蓋子108c，圖5C也示出了該相應的端口108。優選的，蓋子108c是能夠刺穿的或者易碎的，以使得用戶可以穿透蓋子108c，進入用于液態前驅液16進入到盒子并使得氫從盒子100出來的端口。杯層102還具有容納干燥齊U、氨的吸氣劑/滌氣劑或者類似物的艙，以去除水分/水蒸氣、氨或者其他污染物。在沒有使用時，聚集在盒子100中的水分或者水蒸氣將會與燃料芯塊110反應產生對盒子100施加壓力的氣體。對于某些固體前體來說，它們在惰性氮氣的環境中制造，從而殘留的氮可能會在盒子100中形成氨。氨會對燃料電池產生不利影響，因此如果存在氨，則可將其從產生的氣體流中移除。合適的干燥劑包括燥石膏，其以硫酸鈣、分子篩和硅膠的形式存在。諸如這些干燥劑的某些干燥劑也可吸收氨。基于使用的燃料的類型，其他類型的清除劑化合物可包括在艙111中。已公布的美國專利申請2007/0077480和美國專利7，655，331公開了合適的清除劑。通過引用的方式，將這些參考文獻作為整體合并于此。
[0135]杯層102和燃料芯塊110的下方是可選的過濾層104，其將容納來自燃料芯塊或者由反應的燃料芯塊產生的副產品的碎片。優選的，過濾層104是薄的并且是適合的。過濾層104優選的為具有親水性，并朝向燃料芯塊110吸收液態前驅液16。與燃料芯塊110上的凹陷112類似，過濾層104也具有容納閥門114的圓頂113。在可選的實施例中，燃料芯塊110具有摻入其中的芯吸元件，例如，纖維，以吸收和分散燃料芯塊內的液體。在另一個可替換的實施例中，省略了過濾層104，并且利用類似的過濾材料對每個燃料芯塊110進行單獨的包裹。
[0136]燃料芯塊110下面是閥門層105，其包括與燃料芯塊110的數量相對應的多個閥門114。所示出的閥門114是開放的結構，并且允許液態前驅液16進入杯109，以與燃料芯塊110進行反應。當燃料芯塊膨脹，直到300%時，所述膨脹關閉閥門114，以不準液態前驅液的進入。優選的，閥門114是擋板閥，并且閥114和閥門層105由不滲透液體的材料制造。
[0137]閥門層105下面是流歧管層106，在該實施例中，最佳的如圖5F所示，所述流歧管層106包含連續的液體通道107和基本上在液體通道107的任一側交替的多個分離的氣體通道116。需要指出的是，液體通道107和分離的氣體通道116被蝕刻或者切割到流歧管層106中，但是不穿過層106。在該實施例中，液體通道107位于閥門114下方，并且其具有蛇形的形狀以及4個分支107a-d。分支107a位于燃料芯塊110的行“a”的正下方，分支107b位于燃料芯塊110的行“b”的正下方，以此類推。圖4中最好地示出了燃料芯塊110的行“a” 到 “d”。
[0138]下面結合圖5E和5F不出的閥門層105和流歧管層106，描述液態前驅液和氫氣流情況。閥門層105上的虛線重疊了杯層102上的一行杯109的大概位置。液體通道107的頭端IOT1與液體端口 108對齊。液態前驅液16被泵送或者以其他方式傳送到頭端IOT1并流入到分支107a。液體通道107優選的為疏水性的以阻礙液體的流動。液體通道107的疏水性增加了液態前驅液和液體通道107的內壁之間的表面張力，從而增強了推動液態前驅液向前所需的力。
[0139]當液體在第一燃料芯塊110的下方到達杯10%中時，至少由于濾波層104的親水性和特定類型的燃料芯塊(例如，鎂、添加劑(例如，鐵、硅和鹽))的親水性，通過第一閥門114和濾波層104的流徑是親水性的。與液體通道107相比該路徑的親水性呈現出的對液體的阻礙較少，并且液體優選地進入到杯1g1以與燃料芯塊110進行反應。如上所述，反應后的燃料芯塊110膨脹，并關閉閥門114以阻止液體進入到杯1g1中的反應的燃料芯塊。此外，對于某些燃料來說，例如，鎂、添加劑(例如，鐵、硅和鹽)和水，消耗的或者反應的燃料變得更加疏水，從而進一步阻止液體進入到杯1g1中。因此，液態前驅液優選的進入到按照順序的下一個杯1092中的燃料芯塊，以與該芯塊反應，以此類推。在杯1097中的燃料芯塊反應后，液體支路107a轉變方向，并變成液體支路107b，以將液態前驅液16傳送到行“b”中的燃料芯塊，以此類推。
[0140]產生的氫在與液態前驅液不同的路徑中流動。再次參考圖5E和5F，杯10%中的氫通過孔Iis1輸出到流歧管層106上的氫通道116i。從氫通道Iiei，氫通過孔1182Λ進入到杯1092中，并且如果該反應已經開始，則進入到杯1092中的氫與在杯1092中產生的氫混合。氫隨后通過位于杯1092中的孔1182Λ斜對面的孔1182，2，從杯1092中輸出到氫通道1162。
[0141]從氫通道1162，氫通過孔1183Λ進入到杯1093中。氫隨后通過位于杯1093中的孔1183;1斜對面的孔1183，2，從杯1093中輸出到氫通道1163。該氫流徑重復，直到所有的燃料芯塊110已經反應，或者直到用戶終止該過程。在此所使用的孔118上的下標(x，y)表示:X與杯109的下標相同，而y是單個杯109中的第一或者第二個孔。如上所述以及如圖5E和5F所示，氫通道116以交替的方式位于連續的液體通道117的任一側上，而孔118x，y位于單個杯109中的相互之間的斜對面。這種交替的方式為氫和液態前驅液16創建了曲折的流動路徑。由于氫是氣體，所以這種曲折的流徑不存在障礙。然而，由于液態前驅液16具有較高的密度和粘度，所以這種曲折的流徑阻礙了液體在其中的流動，并且有助于限制液體在液體通道107內流動。
[0142]在末端的杯109n，氫通過氫通道116n，并向上通過孔118ηΛ直到艙111，這樣氫就會通過干燥劑和清除劑，以移除雜質。氫隨后通過孔118η，2從艙111中輸出到最后的氫通道116η+1，通過柱108離開盒子100，并到達如圖1和2所示的燃料電池30或者氣體緩沖器40。
[0143]有利的是，反應的固體前驅物18或者燃料芯塊110能夠作為液體反應物的海綿狀物，這樣殘留在系統中的液態前驅液16的數量會與消耗的、反應的固體前驅物的數量成比例。通過將盒子分段以及使用描述的閥門布置來隔離芯塊，可阻止聚集在消耗的芯塊110中的液態前驅液16移動并與未消耗的芯塊緩慢的反應。
[0144]通過熱密封、超聲波焊接或者粘合劑，可將層102、燃料芯塊110、干燥劑/清除劑、過濾層104、閥門層105以及流歧管層106結合到一起，并置于單個盒100中。優選地，如果層包括TPU，那么可通過溶劑粘合法來結合所述層，并且如果層包括硅橡膠，則可將未固化的硅橡膠用作粘結劑，并隨后固化。優選地，將盒100插入到密封的袋中或者將其真空密封。
[0145]圖6和7A-7B示出了燃料盒100的另一個實施例。本實施例與圖4和圖5A-5G中示出的實施例的主要區別是:省略了閥門114并且已經簡化了曲折的氫通道。如圖6所示，燃料盒100包括:具有容納燃料芯塊110的杯109的杯層102、可選的過濾層104、沒有閥門的層105和流歧管層106。由于沒有閥門114，所以燃料芯塊100不包含凹陷112，并且過濾層104沒有圓頂113。流歧管層106包含連續的液體通道107，與前面的實施例類似，該連續的液體通道107沿著燃料芯塊110的行通過。該流歧管層106具有兩個連續的氫通道116 -在液體通道107的每側各有一個-最佳的如圖7A所示。層105包含允許液態前驅液16和氫氣通過的多個孔118。在該實施例中，最佳的如圖7B所示，以3X3矩陣排列的孔118位于一個杯109的下方。通過泵22的泵送率、液體通道107的疏水性、沒有反應的燃料芯塊110的親水性、反應的燃料芯塊110的膨脹堵塞每個杯109中的以3X3矩陣排列的孔118、以及某些類型的反應的燃料芯塊的相對疏水性，來控制液態前驅液16的流通過流歧管層106。
[0146]盒100可具有其他的實施例和配置。圖4-7示出了具有位于流歧管層106 —側上的、以4X6陣列排列的燃料芯塊110的盒100。然而，如圖8A-8B所示，盒100可具有任何以“mXn”形式排列的燃料芯塊110，其中，“m”和“η”可以是任意整數。可以減小盒100的尺寸，并可減少盒100中的燃料芯塊的數量，以減小燃料電池系統10的尺寸。另外，最佳的如圖SB所示，可將燃料芯塊110的一個陣列與層105 —起配置在流歧管層106的每側，其中，將圖8Α中的2X6X1陣列減少到了 2X3X2陣列。此外，不需要將燃料芯塊110 —定以二維陣列的形式定位，而是能夠以任何布局方式來設置，例如，菊花輪、螺旋線、同心圓等。圖8C和8D分別示出了具有6個和5個杯109的盒子100，其中，杯109環繞容納干燥劑/清除劑和柱108的艙111。圖8C和8D示出的不同數量的杯109 (5對6)顯示了:5個杯子的配置中的燃料數量多與6個杯子的配置中通過降低燃料芯塊的尺寸來更好的控制氫的產生之間的平衡。除了端口 108與艙111分離之外，圖8Ε和8F分別與圖8C和80類似。本發明不限于燃料芯塊110的任何特定的布置。
[0147]如上所述，在與水或者其他液態前驅液反應之后，燃料芯塊110可能會膨脹到它原體積的300%或者更多，如圖9Α和9C所示，杯109和杯層102可由彈性或者可膨脹的材料來制造，以適應所述膨脹。隨著燃料的膨脹，其膨脹的能量的一些可用于拉伸彈性杯109或者層102，并且拉伸的彈性材料又將會反過來對燃料芯塊110施加反作用力。該反作用力可能會過早的關閉圖5Ε示出的閥門114，或者可能會過早的關閉圖7Β示出的孔108。在可替換的實施例中，最佳的如圖9Β所示，杯109和杯層102可具有一個或者多個折疊。當消耗的燃料芯塊IlOa膨脹時，折疊130會伸直，以吸收消耗的燃料的膨脹。由于杯109沒有被拉伸，所以它不會對閥門114或者孔108施加力，從而能夠及時地關閉閥門114和孔108。折疊杯109可有利地由對氫氣或者其他氣體的滲透性較差的非彈性材料制造，或者由更耐高溫的材料制造，或由具有較高的玻璃軟化溫度或者熔點的材料制造。
[0148]在另一個可替換的實施例中，圖1OA和IOB示出了用在燃料盒子100中的正常關閉的閥門。最佳的如圖5Ε所示，閥門層105上的閥門114是通常狀況下為打開的閥門。換句話說，顯示為擋板閥的閥門114對液體流打開，直到它們被正在反應的/已經反應的燃料芯塊110的膨脹關閉。這可能會使得液態前驅液16流入下一個杯109中，從而會過早地與按照順序的下一個燃料芯塊110反應。
[0149]參考圖10A，其中示出了圖8C-8F示出的盒子100的菊花輪配置，通過液體通道122將每個杯109連接到主歧管。在每個液體通道122內，設置了臨時堵塞物124，以阻止液體流流向杯109，直到將阻塞物124被移除。在一個實施例中，阻塞物124由蠟或者通過施加熱、電或者類似物而融化的其他材料制造。如所示出的，在將阻塞物124移除的情況下，與消耗的燃料芯塊IlOa相關的液體通道122已經打開。可提供與所有的阻塞物124接觸的控制器，從而當需要進入對應于所述阻塞物的杯109時，能夠通過向阻塞物發送電流來直接移除每個單獨的阻塞物，在可替換的實施例中，在任何時候都不會阻塞一個通道122，這樣一旦液態前驅液的流被激發，所述流就會被允許進入一個杯109中，以啟動反應。由于這種反應是放熱反應，因此熱量在杯109中積聚。由導熱材料(例如，金屬)制造的熱導體可將反應中的燃料芯塊連接到要進行反應的、按照順序的下一個燃料芯塊上的阻塞124。設計所述熱導體，以使得當反應中的燃料芯塊中達到最高溫度時，將熱能傳導到按照順序的下一個燃料芯塊上的阻塞物124，以融化所述阻塞物。以這種方式，當一個燃料芯塊耗盡或者基本耗盡時，下一個芯塊準備好接收液態前驅液以進行反應，從而保持產生的氫是令人滿意的流。可將熱導體置于盒子100內或者盒子100的外表面上，或者置于上述二者。
[0150]圖1OB是具有正常關閉的閥門的盒子100的另一個實施例。除了阻塞物124由旋轉門126取代外，該實施例與圖1OA的實施例類似。如所示出的，旋轉門126具有開口，所述開口的大小和尺寸被設置為與單個液體通道122 —致。為了啟動反應，門126最初與一個液體通道122對齊。隨著反應中的燃料芯塊的膨脹，它也對它的杯109的壁施加壓力。轉換為移動的這種膨脹可用于觸發分度裝置。此外，壓力還可用于旋轉或者分度門126，以使其與按照順序的下一個燃料芯塊110的液體通道122對齊。已公布的美國專利申請2008/0206113公開了能夠旋轉或者移動旋轉門126的多個壓力傳感分度裝置。通過引用的方式將該參考文獻作為整體合并于此。以這種方式，與圖1OA示出的實施例類似，每個杯109及其燃料芯塊110按照順序進行反應。
[0151]圖1lAUlB和12示出了盒子100的其他實施例。在圖1lA中，盒子100還包括可與層105分離的閥門114，所述層105包括允許液體和氣體通過的孔108。杯109比燃料芯塊110相對較大，這樣杯109就具有用于容納燃料芯塊膨脹的空間。過濾層104具有突出的支撐物119，以提供圍繞閥門的間隙。過濾層104設置在兩個可選的粘合層120之間，所述粘合層120具有與突出的支撐物119相對應的孔121。該實施例中的流歧管層106包括多個層，所述多個層包括將所有層結合到一起的粘合層。該盒子100還可具有容納干燥劑和清除劑的艙111，或者艙111可包含脫水裝置，下面將該脫水裝置描述為元件604。
[0152]除了沒有過濾層104，并且閥門層105具有設置在其上的閥門114，以及流孔在分離的層105’上之外，圖1lB示出的實施例與圖1lA的實施例類似。圖12示出了具有集群的閥114的盒子100的另一個實施例，圖12示出了其中的一個閥。
[0153]優選的燃料是鎂，其與水電解質反應，以腐蝕鎂并形成氫加上氫氧化鎂。
[0154]Mg+2H20 — Mg (OH) 2 (aq) +H2 (g)
[0155]然而，當鎂與鹽水反應時，產生氫的速度較低，并且隨著反應的進行，它使得溶液的PH值升高到反應有效地停止的點。不需要與任何特定的理論結合，可以認為，硅可從堿性溶液中生成氫。當硅(優選的晶體型的硅)加入到鎂鹽溶液中時，所述溶液能夠產生額外的氫。可以認為，在一定等級的堿溶液中(PH值大于7)，硅與氫氧基化合物反應，可降低PH值，并推動在鹽溶液中對鎂的繼續腐蝕。通過與氫氧化鎂反應，硅本身也可從水中釋放額外的氫，以形成硅酸鎂和額外的氫氣。晶體硅具有足夠的結晶度，這樣晶體硅在中性水溶液中(PH值約為7)基本不反應。
[0156]本發明人還發現，當將特定尺寸的鐵粒子加入到鎂粒子或者鎂/硅混合物中時，產生氫的速度會增加。如下面報告的試驗結果所示，當鎂粒子的尺寸明顯大于鐵粒子的尺寸和/或硅粒子的尺寸時，能夠實現反應速度或者腐蝕速度的增加。不需要與任何特定的理論結合，可以認為，增加的速度是鐵和鎂粒子彼此緊密接觸，從而創建了歸因于金屬的不同電極電位的原電池的結果。反應速度可取決于有多少鐵粒子能夠與單個鎂粒子接觸。鎳、銅和鈷粒子可與鐵一起使用，或者可替代鐵。
[0157]本發明人還發現，鐵粒子的尺寸會影響氫產生的速度。利用包含鎂和硅的混合物，對通過325目篩孔(0.044mm開口)并通過200目篩孔(0.075mm開口)的鐵粒子進行了測試。當與鹽溶液反應時，通過較細的325目篩孔的較小的鐵粒子產生了較好的氫生成速度。
[0158]對鎂、硅和鐵粒子的混合物進行研磨也對氫產生速度起到積極效果。可以認為，研磨(例如，球磨和超微磨碎機研磨)增強了較小的鐵粒子與較大的鎂粒子之間的接觸。可進一步的認為，研磨使得鎂、鐵和硅之間緊密接觸，特別是使鎂和鐵之間緊密接觸，這樣會發生容易的電驅動的水解。通過球磨，會使較大的鐵粒子更多的受益；然而，較小的鐵粒子可能會對氫產生速度更有利。
[0159]例子1:
[0160]
【權利要求】
1.一種燃料電池系統(10),包括: 氫產生系統(12), 包括燃料電池(30)的發電系統(14)，以及 氣體緩沖器(40)，當產生的氫超過所述燃料電池產生電流所要消耗的氫的數量時，所述氣體緩沖器(40)存儲由所述氫產生系統產生的氫。
2.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中，所述氫產生系統(12)包括與水液進行反應以產生氫的固體燃料，其中，所述固體燃料包括由較小的第二金屬粒子涂覆的第一金屬粒子，以在位于所述第一金屬粒子和所述第二金屬粒子中金屬之間的所述第一金屬粒子的表面上形成多個原電池。
3.根據權利要求2所述的燃料電池系統，其中，所述氫產生系統(12)包括與水液進行反應以產生氫的固體燃料，其中，所述固體燃料包括由較小的鐵粒子涂覆的鎂粒子。
4.根據權利要求3所述的燃料電池系統，其中，在位于鎂和鐵之間的所述鎂粒子的表面上形成多個原電池。
5.根據權利要求2所述的燃料電池系統，其中，所述第一金屬粒子進一步被較小的第三粒子覆蓋，其中，所述第三粒子與所述固體燃料和PH值大于7的所述水液之間反應的產物進行反應，以產生氫。
6.根據權利要求3、4或5所述的燃料電池系統，其中，硅進一步的涂覆在鎂粒子上。
7.根據權利要求2或3所述的燃料電池系統，其中，所述固體燃料包括阻燃劑，并且所述固體燃料包括燃料芯塊。
8.根據權利要求7所述的燃料電池系統，其中，所述阻燃劑包括氯化鉀。
9.根據權利要求2或3所述的燃料電池系統，其中，所述固體燃料包括鹽。
10.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中，所述氫產生系統(12)包括與水液進行反應以產生氫的固體燃料，并且所述固體燃料包括放置在燃料盒(100)中的燃料芯塊(110)，其中，每個燃料芯塊(110)位于杯(109)中。
11.根據權利要求10所述的燃料電池系統，其中，當所述燃料芯塊與所述水液反應時，所述燃料芯塊膨脹，并且所述燃料盒(100)的表面(102)是有彈性的。
12.根據權利要求11所述的燃料電池系統，其中，在所述燃料盒內產生的氫所形成的壓力通過所述有彈性的表面(102)傳遞到所述水液。
13.根據權利要求12所述的燃料電池系統，其中，所述壓力使一定量的水液進入到計量泵(22)中。
14.根據權利要求13所述的燃料電池系統，其中，由于氫被傳送至所述燃料盒的外面，所以所述燃料盒內的壓力降低，從而導致所述計量泵中的所述一定量的水液進入到所述燃料盒(100)。
15.根據權利要求13所述的燃料電池系統，其中，所述計量泵包括放置在兩個止回閥(231； 232)之間的計量容器(21)，并且，其中所述計量容器由彈性部件形成或者由彈簧支撐，或者，所述計量容器由彈性部件形成同時由彈簧支撐。
16.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中，所述氫產生系統(12)包括與水液進行反應以產生氫的固體燃料，并且所述固體燃料被放置在反應腔(300，109)中，并且所述水液被計量到所述反應腔中。
17.根據權利要求16所述的燃料電池系統，其中，所述氫產生系統(12)進一步包括壓力均衡裝置(24)，其恢復或者保持所述反應腔中的第一壓力和所述水液中的第二壓力之間的壓力均衡。
18.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其進一步包括與所述第一壓力流連通的、可膨脹的容量補償器(504)。
19.根據權利要求17或18所述的燃料電池系統，其中，所述壓力均衡裝置進一步包括所述第一壓力和第二壓力之間的彈性膜(300，102)。
20.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其進一步包括用于移除氫氣中的液體的集液器(604)。
21.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中，所述集液器(604)包括置于兩個氫氣管道之間的腔室。
22.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中，所述發電系統(14)包括輔助負載(46)。
23.根據權利要求22所述的燃料電池系統，其中，所述輔助負載(46)包括消耗由過量的氫所產生的電流的電阻負載，用于存儲所述電流的存儲裝置、或者執行使用所述電流的功能的電路、或者它們的組合。
24.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中，所述氣體緩沖器(40)是可膨脹的。
25.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中，所述氣體緩沖器(40)包括金屬氫化物。
26.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中，所述氣體緩沖器(40)位于所述燃料電池(30)的上游或者下游。
27.根據權利要求2、3、4或5所述的燃料電池系統，其中，所述固體燃料懸浮在非吸濕性的懸浮劑中。
28.根據權利要求27所述的燃料電池系統，其中，所述非吸濕性的懸浮劑是礦物油或者丙烯酸類分散劑。
29.根據權利要求1所述的燃料電池系統，其中，所述氫產生系統(12)包括與水液進行反應以產生氫的固體燃料，其中，所述固體燃料包括化學氫化物和氧化物及它們的鹽。
30.根據權利要求10所述的燃料電池系統，其中，所述燃料盒(100)是一次性使用的。
31.根據權利要求10所述的燃料電池系統，其中，所述燃料盒(100)是可彎曲的，以便能夠插入到所述燃料電池系統的殼體(50)中。
32.根據權利要求10所述的燃料電池系統，其中，所述燃料盒(100)被分割成多個段(109)，并且每個段(109)均包含預定數量的固體燃料，設置所述固體燃料的尺寸和大小，以使所述固體燃料和所述水液之間的反應的動態最小。
33.根據權利要求10所述的燃料電池系統，其中，所述燃料盒包括用于使所述水液到達所述燃料芯塊(110)的至少一個液體通道(107)以及用于使氫離開所述燃料盒(100)的至少一個氣體通道(116)。
34.根據權利要求33所述的燃料電池系統，其中，所述燃料盒進一步包括位于所述液體通道和每個燃料芯塊(110)之間的至少一個閥門(114)，其中，當所述燃料芯塊(110)反應時，所述閥門(114)關閉。
35.根據權利要求34所述的燃料電池系統，其中，當所述燃料芯塊(110)與所述水液反應時，所述燃料芯塊(110)膨脹，并且關閉閥門(114)。
36.根據權利要求33所述的燃料電池系統，其中，所述燃料盒進一步包括位于所述液體通道和每個燃料芯塊(110)之間的至少一個閥門(122，126)，其中，所述閥門(122，126)打開，以使所述水液與所述燃料芯塊(110)反應。
37.根據權利要求33所述的燃料電池系統，其中，所述液體通道(107)是平坦的，而所述氣體通道(I 16)是不平坦的。
38.根據權利要求23所述的燃料電池系統，其中，當所述燃料電池系統內的壓力高于大氣壓力時，所述電 路阻止進入所述燃料電池系統的內部空間。
【文檔編號】H01M8/22GK103477488SQ201280018075
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年2月10日 優先權日:2011年2月11日
【發明者】G·F·麥克萊恩, 勞拉·吉爾, 讓-路易·亞科尼斯, J·施魯特恩, 米哈伊爾·古林, 譚煥宏, 薩莉·希曼, 約爾格·齊默爾曼 申請人:法商Bic公司