BRPI0706364A2 - equipamento de gerar gás, válvula para conectar fonte de combustìvel a um dispositivo, válvula de regular pressão - Google Patents

Abstract

EQUIPAMENTO DE GERAR GáS, VáLVULA PARA CONECTAR FONTE DE COMBUSTìVEL A UM DISPOSITIVO, VáLVULA DE REGULAR PRESSãO. A presente invenção refere-se a um equipamento de gerar gás e a vários reguladores de pressão ou válvulas de regular pressão. O hidrogênio é gerado dentro do equipamento de gerar gás e é transportado a uma célula combustível. O transporte de um primeiro componente de combustível a um segundo componente de combustível para gerar hidrogênio ocorre automaticamente dependendo da pressão de uma câmara de reação dentro do equipamento de gerar gás. Os reguladores de pressão e os orificios de fluxo são providos para regular a pressão de hidrogênio e para minimizar a flutuação na pressão de hidrogênio recebido pela célula combustível. As válvulas de conexão para conectar o equipamento de gerar gás à célula combustível são também providas.

Description

EQUIPAMENTO DE CTJRAR GÁS, VÁLVULA PARA CONECTAR FONTE DECOMBUSTÍVEL A UM DISPOSITIVO, VÁLVULA DE REGULAR PRESSÃO

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

As células combustíveis são os dispositivos queconvertem diretamente a energia química dos reagentes, istoé, combustível e oxidante, em eletricidade de correntecontínua (CC). Para um número crescente de aplicações, ascélulas combustíveis são mais eficientes do que a produção deenergia convencional, tal como a combustão do combustívelfóssil, assim como o armazenamento portátil de energia, talcomo baterias de íon de lítio.

Geralmente, a tecnologia da célula combustível incluiuma variedade de células combustíveis diferentes, tais comocélulas combustíveis alcalino, células combustíveiseletrólito de polímero, células combustíveis de ácidofosfórico, células combustíveis de carbonato fundido, célulascombustíveis de óxido sólido e células combustíveis deenzima. As células combustíveis mais importantes atualmentepodem ser divididas em várias categorias gerais, a saber, íi)células combustíveis que utilizam hidrogênio comprimido (H2)como combustível; (II) células combustíveis de membrana depermuta de prótons (PEM) que utilizam álcool, por exemplo,metanol (CH3OH), hidretos de metal, por exemplo, boroidretode sódio (NaBH4), hidrocarbonetos ou. outros combustíveisreformados em combustível de hidrogênio; (III) célulascombustíveis PEM que podem consumir combustível nãohidrogênio diretamente ou células combustíveis de oxidaçãodireta; e (IV) células combustíveis de óxido sólido (SOFC)que convertem diretamente combustíveis de hidrocarboneto emeletricidade em temperatura elevada.

Hidrogênio comprimido é geralmente mantido sob altapressão e é, portanto, difícil de manipular. Além disso,grandes tanques de armazenamento são tipicamente necessários,e não podem ser feitos suficientemente pequenos paradispositivos eletrônicos de consumidor. Células combustíveisde reformar, convencionais exigem reformadores e outrossistemas de vaporização e auxiliares para convertercombustíveis em hidrogênio para reagir com oxidante na célulacombustível. Os recentes avanços tornam o reformador oucélulas combustíveis de reformar promissores paradispositivos eletrônicos de consumidor. As célulascombustíveis de oxidação direta, mais comuns, são célulascombustíveis de metanol direto ou DMFC. Outras célulascombustíveis de oxidação direta incluem células combustíveisde etanol direto e células combustíveis de ortocarbonato detetrametila direto. DMFC, onde metanol é reagido diretamentecom oxidante na célula combustível, é a célula combustívelmais simples e potencialmente menor, e também possuiaplicação de energia promissora para dispositivos eletrônicosde consumidor. SOFC converte combustíveis de hidrocarboneto,tal como butano, em calor elevado para produzir eletricidade.SOFC requer temperatura relativamente alta na faixa de IOOO0Cpara que a reação de célula combustível ocorra.

As reações químicas que produzem eletricidade sãodiferentes para cada tipo de célula combustível. Para DMFC, areação químico-elétrica em cada eletrodo e a reação totalpara uma célula combustível de metanol direto são descritascomo a seguir:

Meia-reação no anódio:

CH3OH + H2O -» CO2 + 6H+ + 6e~

Meia-reação no catódio:

1, 502 + 6H+ + 6e~ 3 H2O

A reação de célula combustível total:

CH3OH + 1, 5 O2 CO2 + 2 H2O

Devido à migração dos íons de hidrogênio (H+) através doPEM do anódio para o catódio e devido à incapacidade doselétrons livres (e~) de passarem através do PEM, os elétronsfluem através de um circuito externo, desse modo produzindouma corrente elétrica através do circuito externo. 0 circuitoexterno pode ser utilizado para acionar muitos dispositivoseletrônicos de consumidor úteis, tais como telefones móveisou celulares, calculadoras, assistentes pessoais digitais,computadores laptop e ferramentas de energia, entre outros.

DMFC é discutido nas Patentes US nos. 5.992.008 e5.945.231, as quais são aqui incorporadas por referência em suastotalidades. Geralmente, o PEM é feito a partir de um polímero,tal como Nafion® disponível de Du Pont, que é um polímero doácido sulfônico perfluorinado que tem uma espessura de cerca de0,05 milímetro a aproximadamente 0,50 milímetro, ou outrasmembranas apropriadas. O anódio é feito tipicamente a partir deum suporte de carbono Teflonizado com uma camada fina decatalisador, tal como platina-rutênio, depositado no mesmo. 0catódio é tipicamente um eletródio de difusão de gás em que aspartículas da platina são ligadas em um lado da membrana.

Em uma outra célula combustível de oxidação direta, a célulacombustível de boroidreto (DBFC) reage como segue:

Meia-reação no anódio:

BH4- + 80H- BO2- + 6H20 + 8e-

Meia-reação no catódio:

2O2 + 4H20 + 8e--► 80H-

Em uma célula combustível de hidreto de metal químico,boroidreto de sódio é reformado e reage como segue:

NaBH4 + 2H2O -» (calor ou catalisador) -» 4(H2) + (NaBO2)Meia-reação no anódio:

H2 -> 2H+ + 2e"Meia-reação no catódio:

2 (2H+ + 2e~) + O2 2H20

Os catalisadores apropriados para esta reação incluemplatina e rutênio, e os outros metais. O combustível dohidrogênio produzido a partir de boroidreto de sódio de reformaé reagido na célula combustível com um oxidante, tal como o O2,para criar eletricidade (ou um fluxo de elétrons) e o subprodutoda água. O subproduto de borato de sódio (NaBO2) é produzidotambém pelo processo de reforma. Uma célula combustível doboroidreto de sódio é discutida na patente US N0 4.261.956, queé aqui incorporada por referência em sua totalidade. Uma dascaracterísticas mais importantes para aplicação de célulacombustível é armazenamento de combustível. Outra característicaimportante é regular o transporte de combustível fora docartucho de combustível para célula combustível. Para seremcomercialmente úteis, as células combustíveis, tais comosistemas de DMFC ou de PEM, devem ter a capacidade de armazenarcombustível suficiente para satisfazer o uso normal dosconsumidores. Por exemplo, para telefones móveis ou celulares,para computadores portáteis, e para assistentes digitaispessoais (PDAs), as células combustíveis necessárias paraacionar estes dispositivos por pelo menos uma vez as bateriasatuais e, preferivelmente, por muito tempo. Adicionalmente, ascélulas combustíveis devem ter tanques de combustível facilmentesubstituíveis ou que possam ser preenchidos para minimizar ouprevenir a necessidade de longas recargas exigidas atualmentepor baterias recarregáveis.

Uma desvantagem dos geradores de gás hidrogênio conhecidosé que uma vez que a reação se inicia o cartucho do gerador degás não pode controlar a reação.

Assim, a reação continuará até que a fonte dos reagentesse realize ou que a fonte do reagente seja encerradamanualmente.

Conseqüentemente, há um desejo de obter um equipamentogerador de gás hidrogênio que seja capaz de auto-regular o fluxode pelo menos um reagente na câmara de reação e outrosdispositivos para regular o fluxo de combustível.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente aplicação é direcionada a um equipamento degerar gás e vários reguladores de pressão ou válvulas pararegular pressão. 0 hidrogênio é gerado dentro do instrumento degerar gás e transportado a uma célula combustível. O transportede um primeiro componente de combustível para um segundocomponente de combustível para gerar hidrogênio ocorreautomaticamente dependendo da pressão de uma câmara de reaçãodentro do equipamento de gerar gás. Os reguladores de pressão,incluindo orifícios de fluxo, são providos para regular apressão de hidrogênio e para minimizar a flutuação na pressão dohidrogênio recebido pela célula combustível. As válvulas deconexão para conectar o equipamento de gerar gás à célulacombustível são também providas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Nos desenhos associados, que fazem parte da especificaçãoe são para serem lidos em conjunto, e nos quais possuem numeraisde referência semelhantes, são usados para indicar partessemelhantes nas várias vistas:

A FIG. 1 é uma vista esquemática de seção transversal deum equipamento de gerar gás de acordo com a presente invenção; AFIG. IA é uma vista de seção transversal parcial ampliada de umrecipiente de combustível sólido para o uso no equipamento degerar gás da FIG. 1; A FIG. IB é uma vista de seção transversalparcial ampliada de um recipiente de combustível sólidoalternativo para o uso no equipamento de gerar gás da FIG. 1;FIG. IC é uma modalidade alternativa da FIG. 1B; A FIG. ID é umavista de seção transversal de uma modalidade alternativa de umaconduto de fluido;

A FIG. 2A é uma vista de seção transversal de uma válvulade conexão ou de encerramento para uso no equipamento de gerargás da FIG. 1 mostrada na posição desconectada e fechada; A FIG.2B é uma vista de seção transversal da válvula de encerramentomostrada na FIG. 2A mostrada na posição conectada e aberta;

A FIG. 3 é uma vista de seção transversal de uma válvulaou bocal de fluido regulado por pressão para o uso noequipamento de gerar gás da FIG. 1;

A FIG. 4A é uma vista de seção transversal de uma válvulade regular gás para o uso no equipamento de gerar gás de FIG. 1;

A FIG. 4B é uma vista em perspectiva explodida da válvula deregular pressão da FIG. 4A; A FIG. 4C é uma vista de seçãotransversal de uma válvula de regular pressão alternativa; AFIG. 4D é uma vista em perspectiva explodida da válvula deregular pressão da FIG. 4C;

A FIG. 5A é uma vista de seção transversal de outraválvula de regular pressão conectada a um primeiro componente daválvula da válvula de encerramento da FIG. 2; As FIGS. 5B a Dsão vistas de seção transversal que mostram a válvula de regularpressão e o primeiro componente de válvula com um segundocomponente de válvula da válvula de encerramento nas posiçõesdesligada, conectada/fechada e conectada/aberta;

A FIG. 6A é uma vista de seção transversal de uma válvulade regular pressão para uso no equipamento de gerar gás da FIG.1; A FIG. 6B é uma vista explodida da válvula de regular pressãoda FIG. 6A; e

As FIGS. 7A e 7B são vistas de seção transversal de umorifício de diâmetro variável para uso com as válvulas deregular pressão da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Como ilustrado nos desenhos em anexo e discutido emdetalhe abaixo, a presente invenção é direcionada a uma fonte decombustível que armazena combustíveis de célula combustível,tais como metanol e água, mistura do metanol/água, misturas dometanol/água de várias concentrações, metanol puro, e/ou osclatratos de metila descritos nas Patentes US números 5.364.977e 6.512.005 B2, que são aqui incorporadas por referência em suatotalidade. O metanol e outros álcoois são úteis em muitos tiposde células combustíveis, por exemplo, DMFC, células combustíveisde enzima e células combustíveis de reforma, entre outras. Afonte de combustível pode conter outros tipos de combustíveis decélula combustível, tais como o etanol ou álcoois; hidretos demetal, tais como boroidretos do sódio; outros produtos químicosque podem ser reformados no hidrogênio; ou outros produtosquímicos que podem melhorar o desempenho ou a eficiência decélulas combustíveis. Combustíveis também incluem eletrólito dehidróxido de potássio (KOH), que é útil com células combustíveisde células combustíveis de metal ou alcalinas, e podem serarmazenados nas fontes de combustível. Para células combustíveisdo metal, o combustível está na forma de partículas de zincotransportadas (borne) por fluido imerso em uma solução de reaçãoeletrolítica de KOH, e os anódios dentro das cavidades da célulasão anódios particulares formados de partícula de zinco. Asolução eletrolítica de KOH é descrita'no Pedido de patente USN0 US 2003/0077493, intitulado "Method of Using Fuel Cell SystemConfigured to Provide Power to One or More Loads" publicado em24 de abril de 2003, que é aqui incorporado por referência emsua totalidade. Combustíveis podem também incluir uma mistura dometanol, peróxido de hidrogênio e ácido sulfúrico, cujos fluxosapós um catalisador formaram chips de silício para criar umareação de célula combustível. Além disso, combustíveis incluemuma combinação ou uma mistura de metanol, do boroidreto desódio, de um eletrólito, e de outros compostos, tais comoaqueles descritos nas patentes US números 6.554.877, 6.562.497 e6.758.871, que são aqui incorporadas por referência em suastotalidades. Além disso, os combustíveis incluem aquelascomposições que são dissolvidas parcialmente em um solvente esuspensas parcialmente em um solvente, descrito na patente US N06.773.470 e aquelas composições que incluem combustível líquidoe combustíveis sólidos, descritas em US no pedido de patente USpublicado N0 US 2002/007 6602. Combustíveis apropriados sãodescritos também no pedido de patente US publicado de co-propriedade e co-pendente N0 60/689.572, intitulado "Fuels forHydrogen-generating Cartridges", depositado em 13 de junho de2005. Estas referências são também aqui incorporadas em suastotalidades.

Combustíveis podem também incluir um hidreto de metal talcomo boroidreto de sódio (NaBH4) e água, discutido acima.Combustíveis podem adicionalmente incluir combustíveis dehidrocarboneto, que incluem, mas não são limitados a, butano,querosene, álcool, e gás natural, como apresentado no pedido depatente US publicado N0 US 2003/0096150, intitulado "LiquidHetero-interface Fuel Cell Device" publicado em 22 de maio de2003, que é aqui incorporado por referência em sua totalidade.Combustíveis podem também incluir oxidantes líquidos que reagemcom combustíveis. A presente invenção não é, portanto, limitadaa nenhum tipo de combustíveis, soluções eletrolíticas, soluçõesoxidantes ou líquidas ou sólidas contidas na fonte ou usadas deoutra maneira pelo sistema, da célula combustível. 0 termo"combustível" como usado aqui inclui todos os combustíveis quepodem ser reagidos em células combustíveis ou em fonte decombustível, e inclui, mas não é limitado a, todos oscombustíveis adequados acima, soluções eletrolíticas, soluçõesoxidantes, gasosos, líquidos, sólidos, e/ou produtos químicosque incluem aditivos e catalisadores e misturas dos mesmos.

Como usado aqui, o termo "fonte de combustível" inclui,mas não é limitado a, cartuchos descartáveis, cartuchos quepodem ser preenchidos/reutilizáveis, recipientes, cartuchosremovíveis, cartuchos que residem dentro do dispositivoeletrônico, os cartuchos que estão fora do dispositivoeletrônico, tanques de combustível, tanques de re-preenchimentode combustível, outros recipientes que armazenam combustível e atubagem conectada aos tanques de combustível e aos recipientes.

Quando um cartucho for descrito abaixo juntamente com asmodalidades exemplares da presente invenção, nota-se que estasmodalidades são também aplicáveis a outras fontes de combustívele a presente invenção não está limitada a nenhum tipo particularde fonte de combustível.

A fonte de combustível da presente invenção pode tambémser usada para armazenar combustíveis que não são usados emcélulas combustíveis. Estas aplicações podem incluir, mas nãoser limitadas a, armazenamento de hidrocarbonetos e combustíveisde hidrogênio para micromotores de turbina a gás construído emchips de silício, discutidos em "Here Come The Microengines,"publicado em The Industrial Physicist (dez. 2001/Jan. 2002) empp. 20-25. Como usado na presente aplicação, o termo "célulacombustível" pode também incluir micromotores. Outras aplicaçõespodem incluir o armazenamento de combustíveis tradicionais parahidrocarbonetos e motores de combustão interna, tal como butanopara isqueiros de bolso e iluminadores públicos e propanolíquido.

Os equipamentos de geração de hidrogênio conhecidosapropriados são descritos no pedido de Patente US publicado, deco-propriedade e co-pendente N0 US 2005-0074643 Al e pedido dePatente US publicado N0 US 2005-0266281, e pedido de Patente USco-pendente N0 de série 11/066,573 depositado em 25 de fevereirode 2005. As descrições destas referências são aqui incorporadaspor referência em suas totalidades. 0 equipamento de gerar gásda presente invenção pode incluir uma câmara de reação, que podeincluir um primeiro reagente opcional, e um reservatóriopossuindo um segundo reagente. Os primeiro e segundo reagentespodem ser um hidreto de metal, por exemplo, boroidreto de sódio,e água. Os reagentes podem estar na forma gasosa, liquida,aquosa ou sólida. Preferivelmente, o primeiro reagentearmazenado na câmara de reação é um boroidreto de metal ou umhidreto de metal sólido com aditivos e os catalisadoresselecionados tal como rutênio, e o segundo reagente é águamisturada opcionalmente com aditivos e catalisadoresselecionados. Hidreto de metal e água da presente invençãoreagem para produzir gás hidrogênio, que pode ser consumido poruma célula combustível para produzir eletricidade. Outrosreagentes ou reativos apropriados são descritos nas principaisaplicações, incorporadas previamente acima.

Adicionalmente, o equipamento de gerar gás pode incluir umdispositivo ou um sistema que seja capaz de controlar otransporte de um segundo reagente do reservatório para a câmarade reação. As condições de operação dentro da câmara de reaçãoe/ou do reservatório, preferivelmente uma pressão dentro dacâmara de reação, são capazes de controlar o transporte dosegundo reagente no reservatório para a câmara de reação. Porexemplo, o segundo reagente no reservatório pode ser introduzidona câmara de reação quando a pressão dentro da câmara de reaçãoé menos do que um valor predeterminado, preferivelmente menos doque a pressão no reservatório, e, mais preferencialmente menordo que a pressão no reservatório por uma quantidadepredeterminada. É preferível que o fluxo do segundo reagente doreservatório para a câmara de reação seja auto-regulado. Assim,quando a câmara de reação alcança uma pressão predeterminada,preferivelmente uma pressão predeterminada acima da pressão noreservatório, o fluxo do segundo reagente do reservatório para acâmara de reação pode ser parado para parar a produção de gáshidrogênio. Similarmente, quando a pressão da câmara de reação éreduzida abaixo da pressão do reservatório, preferivelmenteabaixo da pressão no reservatório por uma quantidadepredeterminada, o segundo reagente pode fluir do reservatóriopara a câmara de reação. O segundo reagente no reservatório podeser introduzido na câmara de reação por qualquer métodoconhecido incluindo, mas não limitado a, bombeamento, osmose,ação capilar, válvulas de diferencial de pressão, outra(s)válvula(s), ou combinações dos mesmos. 0 segundo reagente podetambém ser pressurizado com molas ou líquidos, e gáspressurizado. Preferivelmente, o segundo reagente é pressurizadocom hidrocarbonetos liqüefeitos, tais como o butano liqüefeito.

Referindo-se a FIG. 1, um sistema inventivo de fonte decombustível é mostrado. 0 sistema inclui um equipamento de gerargás 12 contido dentro de uma carcaça 13 e é configurado para serconectado a uma célula combustível (não-mostrada) através de umconduto de combustível 16 e de uma válvula 34. Preferivelmente,os condutos de combustível 16 se iniciam dentro do equipamentode gerar gás 12, e a válvula 34 está em comunicação fluida com oconduto 16. O conduto de combustível 16 pode ser um tuboflexível, tal como um tubo de plástico ou de borracha, ou podeser uma parte substancialmente rígida conectada à carcaça 13.

Dentro da carcaça 13, o equipamento de gerar gás 12 incluipreferivelmente dois compartimentos principais: um reservatóriode componente de combustível fluido 44 que contém um componentede combustível fluido 22 e uma câmara de reação 18 que contém umcomponente de combustível sólido 24. 0 reservatório 44 e acâmara de reação 18 são selados totalmente até a produção de umgás combustível, tal como hidrogênio, é desejado reagircomponente de combustível fluido 22 com componente decombustível sólido 24. A carcaça 13 é dividida preferivelmentepela parede interior 19 para dar forma ao reservatório fluido 44e à câmara de reação 18.

O reservatório 44 pode preferivelmente, entretanto,incluir um revestimento, um balão ou um recipiente fluidosimilar 21 para conter o componente de combustível fluido oulíquido 22 como mostrados. O componente de combustível fluido 22inclui preferivelmente água e/ou um aditivo/catalisador ououtros reagentes líquidos. Componentes e aditivos fluidos decombustível fluidos apropriados adicionais são adicionalmentediscutidos aqui. Aditivos/catalisadores apropriados incluem, masnão são limitados a, agentes anticongelantes (por exemplo,metanol, álcool etílico, propanol e outros álcoois),catalisadores (por exemplo, cloreto do cobalto e outroscatalisadores conhecidos), pH que ajusta agentes (por exemplo,ácidos tais como ácido sulfúrico e outros ácidos comuns).

Preferivelmente, o componente de combustível fluido 22 épressurizado, tal como por molas ou gás pressurizado/liquefeito(butano ou propano), embora possa também ser não pressurizado.

Quando o hidrocarboneto liqüefeito é usado, ele é injetado noreservatório 44 e é contido no espaço entre o revestimento 21 ea carcaça 13.

O reservatório 4 4 e a câmara de reação 18 são conectadospor um conduto de transferência de fluido 88. O conduto detransferência de fluido 88 é conectado ao conduto 15, que estáem comunicação fluida com o componente de combustível líquido 22dentro do revestimento 21, e a um ou mais condutos 17, que trazo componente de combustível líquido 22 em contato com ocomponente de combustível sólido 24. O orifício 15 pode serconectado diretamente ao conduto 88, ou como mostrado na FIG. 1pode ser conectado a um canal 84 definido na superfície externado plugue 8 6 que define o conduto 88. O furo 87 conecta o canalde superfície 84 ao conduto 88. A função do plugue 86 éadicionalmente definida adiante. O conduto de transferênciafluida 88 pode também ser um canal ou um vácuo similar formadona carcaça 13, ou uma tubulação externa posicionada fora dacarcaça 13. Outras configurações são também apropriadas

A câmara de reação 18 é contida dentro da carcaça 13 eseparada do reservatório de componente de combustível fluido 44pela parede interior 19 e é feita preferivelmente de um materialimpenetrável fluido, tal como um metal, por exemplo, açoinoxidável, ou um material de resina ou de plástico. Enquanto ocomponente de combustível líquido 22 e o componente decombustível sólido 24 são misturados dentro da câmara de reação18 para produzir um gás de combustível, tal como hidrogênio, acâmara de reação 18 também inclui preferivelmente uma válvula deescape de pressão 52 situada na carcaça 13. A válvula de escapede pressão 52 é preferivelmente uma válvula de acionamento depressão, tal como uma válvula de verificação ou uma válvula debico de pato (duckbill) , na qual automaticamente aberturasproduzidas pelo gás de combustível devem pressurizar dentrode uma câmara de reação, alcançando uma pressão deacionamento específica. Outra válvula de escape de pressãopode ser instalada no reservatório de componente de combustívelfluido 44.

O componente de combustível sólido 24, que pode ser pós,grânulos, ou outras formas sólidas, um revestimento ou um sacopermeável a gás é disposto dentro de um recipiente decombustível sólido 23, que, nesta modalidade, é um balão. Ospreenchedores e outros aditivos e produtos químicos podem seradicionados ao componente de combustível sólido 24 para melhorarsua reação com o reagente líquido. Preferivelmente, aditivos quepodem ser corrosivos às válvulas e aos outros elementos dentrodo conduto de transferência fluida 88, condutos 15 e 17 devemser incluídos com combustível sólido 24. 0 componente decombustível sólido 24 é embalado dentro do recipiente decombustível sólido 23, que é preferivelmente envolvido ouapertado firmemente em torno de uns ou mais elementos fluidos dedispersão 89; por exemplo, com as faixas de borracha ouelásticas, tais como faixas da borracha ou de metal, com osenvoltórios contraídos por calor, exerça pressão sobre fitasadesivas ou similares. O recipiente de combustível sólido 23pode também ser formado por contato térmico. Em um exemplo, orecipiente de combustível sólido 23 compreende uma pluralidadede películas que são perfuradas seletivamente para controlar ofluxo de subprodutos e/ou gás de reagente líquido. Cada elementofluido de dispersão 89 está em comunicação fluida com condutos17, dentro do qual combustível líquido é transportado aocombustível sólido. 0 elemento de dispersão 89 é preferivelmenteuma estrutura oca semelhante a tubo rígida feita de um materialnão reativo que tem as aberturas 91 ao longo de seu comprimentoe em sua ponta para auxiliar na dispersão máxima do componentede combustível fluido 22 para contatar o componente decombustível sólido 24. Preferivelmente, pelo menos algumas dasaberturas 91 no elemento fluido de dispersão 89 incluem condutosfluidos capilares 90, que são extensões tubulares relativamentepequenas para dispersar mais eficazmente o líquido através detodo o componente de combustível sólido 24. Os condutoscapilares 90 podem ser preenchedores, fibras, fibrilas ou outroscondutos capilares. Cada elemento fluido de dispersão 89 ésuportado dentro da câmara de reação 18 por uma moldura 85, queé também o ponto em que o elemento fluido de dispersão 89 éconectado aos condutos 17 e ao conduto de transferência fluido 88.

O diâmetro interno do elemento fluido de dispersão 89 é deum determinado tamanho e dimensionado para controlar o volume ea velocidade que o componente de combustível líquido 22 estátransportado através do mesmo. Em determinados casos, o diâmetrointerno eficaz do elemento 89 precisa ser suficientementepequeno, tal que a fabricação de um tubo tão pequeno pode serdifícil ou onerosa. Em tais casos, um tubo maior 89a pode serusado com uma haste menor 8 9b disposta dentro do tubo maior 8 9apara reduzir o diâmetro interno eficaz do tubo maior 8 9a. 0componente de combustível líquido é transportado através doespaço anelar 89c entre o tubo e a haste interna, como mostradona FIG. 1D.

Em outra modalidade, para aumentar a permeabilidade docomponente de combustível líquido 22 através do componente decombustível sólido 24, os materiais hidrófilos, tais comofibras, espuma cortada em fibras ou outros materiais dedrenagem, podem ser misturados com o componente de combustívelsólido 24. Os materiais hidrófilos podem formar uma redeinterconectada dentro do componente de combustível sólido 24,mas os materiais hidrófilos não precisam contatar-se dentro docomponente de combustível sólido para melhorar a permeabilidade.

O recipiente de combustível sólido 23 pode ser feito demuitos materiais e pode ser flexível ou substancialmente rígido.

Na modalidade mostrada na FIG. IA, o recipiente de combustívelsólido 23 é feito preferivelmente de uma única camada 54 de ummaterial permeável a gás e impermeável a líquido tal comoCELGARD® e GORE-TEX®. Outros materiais permeáveis a gás eimpermeáveis a líquido úteis na presente invenção incluem, masnão são limitados a, fluoreto de polivinilideno (PVDF) deSURBENT®, possuem um tamanho poroso de aproximadamente 0.1 ρ aaproximadamente 0.45 μπι, disponível de Millipore Corporation. 0tamanho do poro de PVDF de SURBENT® regula a quantidade decomponente de combustível líquido 22 ou da água saindo dosistema. Os materiais tais como o material tipo aberturaeletrônico que tem 0.2 μπι de hidro, disponíveis de W.L. Gore &Associates, Inc., podem também ser usados na presente invenção.

Adicionalmente, os materiais porosos sinterizados e/ou cerâmicosque têm um tamanho de poro menor do que 10 μιη, disponíveis deApplied Porous Technologies Inc., são também úteis na presenteinvenção. Adicionalmente, ou alternativamente, materiaisimpermeáveis a líquidos e permeáveis a gás divulgados no pedidode Patente US de co-propriedade e co-pendente N0 10/356.793 étambém útil na presente invenção, todos sendo aqui incorporadospor referência em suas totalidades. Usar tais materiais permiteque o gás de combustível produzido pela mistura de componente decombustível fluido 22 e de componente de combustível sólido 24para abertura através de recipiente de combustível sólido 23 ena câmara de reação 18 para transferência à célula combustível(não-mostrada), ao restringir os subprodutos líquidos e/ou tipopasta da reação química ao interior do recipiente de combustívelsólido 23.

A FIG. IB mostra uma construção alternativa para orecipiente de combustível sólido 23. Nesta modalidade, asparedes do recipiente de combustível sólido 23 são feitas decamadas múltiplas: uma camada externa 57 e uma camada interna 56separadas por uma camada absorvente.58. A camada interna 56 e acamada externa 57 podem ser feitas de qualquer materialconhecido na área capaz de ter pelo menos uma fenda 55 formadano mesmo. As fendas 55 são aberturas na camada interna 56 e nacamada externa 57 para permitir que o gás de combustívelproduzido saia a partir do recipiente de combustível sólido 23.Para minimizar a quantidade do componente de combustível fluido-22 e/ou de subprodutos tipo pasta que pode sair através dasfendas 55, a camada absorvente 58 é posicionada entre a camadainterna 56 e a camada externa 57 para formar uma barreira. Acamada absorvente 58 pode ser feita de todo o materialabsorvente conhecida na área, mas é preferivelmente capaz deabsorver o líquido ao permitir que o gás passe através domaterial. Um exemplo de tal material é papel de seda que contémcristais de poliacrilato do sódio; tal material é de uso geralem fraldas. Outros exemplos incluem, mas não são limitados a,preenchedores, não tecidos, papéis e espumas. Como seráreconhecido por aqueles na área, o recipiente de combustívelsólido 23 pode incluir qualquer número de camadas, alternandoentre as camadas que contêm fendas 55 e camadas absorventes.

Em um exemplo mostrado na FIG. 1C, o componente decombustível sólido 24 é encaixado em quatro camadas de 54a, 54b,-54c e 54d. Estas camadas são, preferivelmente, gás permeável elíquido impermeável. Alternativamente, cada camada pode serfeita de qualquer material com uma pluralidade de furos oufendas 55, como mostrado, para permitir que o gás produzidopasse completamente. São dispostas entre as camadas adjacentes-54a a d, as camadas de absorvente 58. Nesta modalidade, opercurso do fluxo para o gás produzido e os subprodutos, setiver, são tortuosos para incentivar o componente de combustívelmais líquidos 24 a permanecer mais tempo em contacto com ocomponente de combustível sólido 24 para produzir mais gás. Comomostrado, quando a camada mais interna 54 é perfurada em ambosos lados, a camada seguinte 54b é perfurada somente em um lado.A camada seguinte 54c é perfurada também em um lado, mas opostoao lado perfurado da camada 54b. A camada 54d é perfurada em umlado, mas oposto ao lado perfurado da camada 54c, e assim pordiante. Alternativamente, em vez de usar as camadas parcialmenteperfuradas 54a a b que envolvem componente de combustível sólido24, revestimentos ou sacos feitos com uma porção permeável e umaporção não permeável podem ser usados, com a porção permeável deum revestimento localizada oposta à porção permeável da camadaexterna seguinte.

Dentro do conduto de transferência fluido 88 é dispostapreferivelmente uma válvula de transferência fluida 33 paracontrolar o fluxo de componente de combustível fluido 22 nacâmara de reação 18. A válvula de transferência fluida 33 podeser qualquer tipo de válvula pressão aberta, de sentido únicoconhecida na área, tal como uma válvula de verificação (comomostrado na FIG. 1) , uma válvula solenóide, uma válvula de bicode pato, uma válvula possuindo um diafragma responsivo dapressão, que abre quando uma pressão limite é alcançada. Aválvula de transferência fluida 33 pode ser aberta pelaintervenção do usuário e/ou ser acionada automaticamente pelocomponente de combustível fluido pressurizado 22. Ou seja, aválvula de transferência fluida 33 atua como um comutador de"ligar/desligar" para acionar transferência de componente decombustível fluido 22 para câmara de reação 18. Nestamodalidade, uma válvula de transferência fluida 33 é uma válvulade verificação que inclui uma mola de polarização 35 que empurrauma esfera 36 de encontro a uma superfície de vedação 37.Preferivelmente, um membro de vedação deformável 39 tal como umanel em 0 é incluído também para assegurar uma vedação.Mostradas como áreas sobrepostas na FIG. 1, são as porções deválvula 33 que seriam comprimidas para formar uma vedação. 0plugue 86, discutido acima, é usado em um método exemplar demontagem da válvula 33. Um canal é formado na extremidadeinferior da carcaça 13 para conduto de transferência fluido 88.

Primeiramente, a mola 35 é introduzida neste canal, seguida pelaesfera 36 e pelo membro de vedação 39. O plugue 86 é finalmenteintroduzido neste canal para comprimir a mola 35 e pressionarcontra a esfera 36 e o membro de vedação 39 para formar umavedação com a válvula 33. As partes do plugue 86, isto é, furo87 e o canal periférico 86, conectam o conduto de transferênciafluido 88 ao conduto 15 para alcançar o componente decombustível líquido 22.

Nesta modalidade, a válvula de transferência fluida 33abre quando a pressão fluida dentro do reservatório 44 excede apressão da câmara de reação 18 em uma quantidade predeterminada.

Enquanto o reservatório 44 é pressurizado preferivelmente, estapressão de acionamento é excedida imediatamente acima doreservatório de pressurização 44. Para parar a válvula detransferência fluida 33 a partir da abertura antes que o gás decombustível seja desejado ser produzido, um mecanismo de parada(não-mostrado), como uma trava ou uma aba da tração, pode serincluído, de modo que o primeiro usuário da fonte de combustível10 possa começar a transferência de componente de combustívelfluido 22 liberando o mecanismo de parada. Alternativamente, acâmara 18 é pressurizada com um gás inerte ou hidrogênio paranivelar a pressão através da válvula 33 dentro de uma quantidadepredeterminada.

O conduto de combustível 16 é unido à carcaça 13 comomostrado por qualquer método conhecido na área. Opcionalmente,uma membrana impermeável a líquido e impermeável a gás 32 podeser afixada sobre o lado da câmara de reação do conduto 16. Amembrana 32 limita a quantidade de líquidos ou de subprodutossendo transferidos do equipamento de gerar gás 12 para célulacombustível através de conduto de combustível 16. Ospreenchedores ou a espuma podem ser usados em combinação com amembrana 32 para reter líquidos ou subprodutos e para reduzirobstrução. A membrana 32 pode ser formada a partir de qualquer,material impermeável a líquido e permeável a gás conhecido porum versado na técnica. Tais materiais podem incluir, mas não serlimitados a, os materiais hidrofóbicos possuindo um grupo dealcanos. Exemplos mais específicos incluem, mas não sãolimitados: as composições de polietileno,politretafluoroetileno, polipropileno, poliglactin (VICRY®) ,dura-máter liofilizada, ou combinações dos mesmos. O membropermeável a gás 32 também pode compreender membrana impermeávela líquido / permeável a gás que cobre um membro poroso. Talmembrana 32 pode ser usada em algumas das modalidades discutidasaqui. A válvula 34 pode ser qualquer válvula, tal como umaválvula acionada por pressão (uma válvula de verificação ou umaválvula de bico de pato) ou uma válvula que regula pressão ouregulador de pressão descrito abaixo. Quando a válvula 34 foruma válvula acionada por pressão (tal como a válvula 33) , nenhumcombustível pode ser transferido até que Ρχβ alcance uma pressãolimite. A válvula 34 pode ser posicionada no conduto decombustível 16 como mostrada na FIG. 1, ou pode ser controleencontrado a partir do dispositivo de gerar gás 12.

Uma válvula da conexão ou a válvula de encerramento 27também pode ser incluída, preferivelmente em uma comunicaçãofluida com a válvula 34. Como mostrado na FIG. 2A, válvula deconexão 27 é preferivelmente uma válvula separável que tem umprimeiro componente de válvula 60 e um segundo componente deválvula 62. Cada componente de válvula 60, 62 tem uma vedaçãointerna. Adicionalmente, o primeiro componente de válvula 60 e osegundo componente de válvula 62 são configurados para formaruma vedação de intercomponente antes de ser aberta. A válvula deconexão 27 é similar às válvulas de encerramento descritas nopedido semelhante v006. A válvula de conexão 27 é formatada edimensionada para transportar gás.

O primeiro componente de válvula 60 inclui uma carcaça 61e a carcaça 61 define um primeiro percurso de fluxo 7 9 atravésde seu interior. Disposto dentro do primeiro percurso de fluxo79 está um primeiro corpo deslizante 64. O corpo deslizante 64 éconfigurado para vedar o primeiro percurso de fluxo 7 9pressionando uma superfície de vedação 69 contra um membro devedação deformável 70, tal como um anel em 0, disposto noprimeiro percurso de fluxo 79 perto de uma articulação 82formada pela configuração do primeiro percurso de fluxo 79. 0corpo deslizante 64 é inclinado em direção a articulação 82formada em uma segunda extremidade do primeiro componente deválvula 60 para fixar a vedação formada na superfície de vedação69. O corpo deslizante 64 permanecerá nesta posição inclinadaaté que o primeiro componente de válvula 62 e o segundocomponente de válvula 62 estejam acoplados. Alternativamente, ocorpo deslizante 64 é feito de um material de elastômero paraformar uma vedação e o membro de vedação 70 pode ser omitido.

Um membro alongado 65 se estende de uma extremidade docorpo deslizante 64, como mostrado. O membro alongado 65 é umaextensão semelhante à agulha que se projeta da carcaça 61. Omembro alongado 65 é . coberto preferivelmente com uma superfíciede vedação tubular 67. Um espaço ou um vácuo são formados noespaço anelar entre o membro alongado 65 e a superfície devedação tubular 67 para estender o primeiro percurso de fluxo 7 9fora da carcaça 61. A superfície de vedação tubular 67 éconectada ao membro alongado 65 com espaçadores ou ressaltosopcionais (não-mostrados) de modo a não fechar o primeiropercurso de fluxo 79. O membro alongado 65 e a superfície devedação tubular 67 são configurados para serem inseridos nosegundo componente de válvula 62.

O segundo componente de válvula 62 é similar ao primeirocomponente de válvula 60 e inclui uma carcaça 63 feita de ummaterial substancialmente rígido. A carcaça 63 define um segundopercurso de fluxo 80 através de seu interior. Disposto dentro dosegundo percurso de fluxo 80 está um segundo corpo deslizante74. O corpo deslizante 74 é configurado para vedar o segundopercurso de fluxo 80 pressionando uma superfície de vedação 75contra um membro de vedação deformável 7 3 perto de umaarticulação 83. O corpo deslizante 74 é inclinado para a posiçãoda vedação pela mola 76. O segundo componente de válvula 62então permanece selado até que o primeiro componente de válvula60 e o segundo componente de válvula 62 estejam conectadoscorretamente. Alternativamente, o corpo deslizante 74 é feito deum material de elastômero para formar uma vedação e o membro devedação 73 pode ser omitido.

Um pino 81 se estende da outra extremidade do corpodeslizante 74. O Pino 81 é uma extensão semelhante à agulha edentro da carcaça 63, e não veda segundo percurso de fluxo 80. OPino 81 é também feito sob medida e dimensionado para acoplar-secom membro alongado 65 quando o primeiro componente de válvula60 e o segundo componente de válvula 62 são acoplados. Um membrode vedação 71, tal como um anel em O, pode ser posicionado entreo pino 81 e a extremidade de interface do segundo componente deválvula 62 de modo que uma vedação é formada em torno dasuperfície de vedação tubular 67 antes e durante o período emque o primeiro componente de válvula 60 e o segundo componentede válvula 62 são acoplados.

Para abrir o primeiro componente de válvula 62 e o segundocomponente de válvula 60 para formar um único percurso de fluxo,o primeiro componente de válvula 60 é introduzido no segundocomponente de válvula 62 ou vice-versa. Enquanto os doiscomponentes de válvula 60, 62 são empurrados juntos, o membroalongado 65 se acopla com pino 81, o qual pressiona um contra ooutro para mover o primeiro corpo deslizante 64 para longe daarticulação 82 e o segundo corpo deslizante 74 para longe daarticulação 83. Como tal, os membros de vedação 70 e 7 3 sãodesacoplados para permitir fluido para o fluxo através doprimeiro percurso de fluxo 79 e do segundo percurso de fluxo 80,como mostrado na FIG. 2B.

O primeiro componente de válvula 62 e o segundo componentede válvula 60 são configurados tais que uma vedação deintercomponente é formada entre a superfície de vedação tubular67 e o membro de vedação 71, antes que preferivelmente asuperfície de vedação 69 do primeiro corpo deslizante 64 ou asuperfície de vedação 75 do segundo corpo deslizante 74 estejamdesacopladas dos membros de vedação 70 e 73, respectivamente.

Uma primeira extremidade da carcaça 61 e uma segundaextremidade da carcaça 63 incluem preferivelmente ganchos 92 e87, respectivamente, para a inserção fácil e segura no condutode combustível 16. Alternativamente, ganchos 92, 87 podem serqualquer conector seguro conhecido na área, tal como conectoresrosqueados ou conectores do ajuste de prensa. As configuraçõesadicionais para válvulas de conexão são descritas maisinteiramente no pedido v006 semelhante, também publicado comopedido de Patente US publicado US 2005/0022883 Al, incorporadospreviamente por referência.

O retentor 77 é posicionado sobre a extremidade deinterface do segundo componente de válvula 62. 0 retentor 77pode também ser um membro de vedação, tal como um anel em O, umagaxeta, um gel viscoso, ou semelhantes. 0 retentor/membro devedação 77 é configurado para acoplar a superfície de vedaçãodianteira 78 no primeiro componente de válvula 60 para forneceroutra vedação de intercomponente.

Um dos componentes de válvula 60 e 62 pode ser integradocom uma fonte de combustível, e o outro componente de válvulapode ser conectado a uma célula combustível ou a um dispositivoenergizado pela célula combustível. Um ou outro componente deválvula 60 e/ou 62 pode também ser integrado com um regulador defluxo ou de pressão ou a válvula de regular pressão, discutidoabaixo.

Antes do primeiro uso, a válvula de transferência fluida-33, como mostrada na FIG. 1, está aberta por remoção de uma abada tração ou trava ou por remoção do gás pressurizado inicial nacâmara 18. 0 componente de combustível fluido pressurizado 22 étransferido para uma câmara de reação 18 através de conduto detransferência fluido 88 para reagir com o componente decombustível sólido 24. 0 componente de combustível fluidopressurizado 22 passa através de um orifício 15 e para o condutode transferência fluido 88. Enquanto a válvula de transferênciafluida 33 é aberta, o componente de combustível fluido 22 écontinuamente alimentado para a câmara de reação 18 para criar ogás de combustível que é então transferido para a célulacombustível ou para o dispositivo através do conduto decombustível 16. Em uma modalidade, para interromper a produçãode gás adicional, a válvula de transferência fluida 33 pode sermanualmente encerrada.

Em uma outra modalidade, um dentre diversos dispositivosde regular pressão pode ser empregado dentro do equipamento degerar gás 12 para permitir o controle automático e dinâmico degeração do gás. Isto é realizado em geral permitindo que apressão da câmara de reação Pi8 controle o influxo do componentede combustível fluido 22 usando a válvula de transferênciafluida 33 e/ou uma ou mais válvulas de regular pressão 26, comodescrito abaixo.

Em uma modalidade, como mostrado na FIG. 3, a válvula deregular pressão 26 está posicionada em uma moldura 85 oucondutos 17 e geralmente atuam como uma porta de entrada entre oconduto de transferência fluido 88 e o elemento de dispersãofluido 89. A válvula de regular pressão 26 também pode serposicionada no conduto 88 ou conduto 15. Uma extremidade deelemento de dispersão de fluido 89 é conectada a um portador 99,que é disposto de forma deslizante dentro da moldura 85. Pertode onde o conduto de transferência fluido 17 termina, umaextremidade do portador 99 está em contato com uma vedação deesfera 93 circundando um cano 94. O jato 94 é fluidamenteconectado ao conduto 17, e a vedação de globo 93 é configuradapara controlar a conexão de fluido. Como mostrado na FIG. 3 aválvula 26 está em uma configuração aberta, então o fluido seriacapaz de fluir do conduto de transferência de fluido 88 para ocano 94.

A outra extremidade do portador 99 é conectada a umsistema atuado de pressão que inclui um diafragma 96 exposto àcâmara de reação 18 e pressão de câmara de reação Pi8, uma mola95 um diafragma de polarização 96 de mola 95 em direção à câmarade reação 18, e uma placa de sustentação 98. O portador 99 éacoplado com placa de suporte 98. O diafragma 96 pode serqualquer tipo de diafragma sensível à pressão conhecido na área,tal como uma borracha fina, um metal ou uma folha de elastômero.Quando a pressão de câmara de reação Pis aumenta devido àprodução de gás de combustível, diafragma 96 tende a se deformare expandir para a base de moldura 85, mas é mantido no lugarpela força F95 da mola 95. Quando a pressão de câmara de reaçãoPie excede a força de polarização F95 fornecida pela mola 95, odiafragma 96 empurra a placa de suporte 98 para a base demoldura 85. Enquanto o portador 99 é acoplado com placa desuporte 98, o portador 99 também move-se para a base de moldura85. Este movimento deforma a vedação do globo 93 para vedar aconexão entre o conduto de transferência fluido 88 e o jato 94,eliminando desse modo o fluxo do componente de combustívelfluido 22 na câmara de reação 18.

Quando a válvula 33 (mostrada na FIG. 1) estiver aberta, ofuncionamento do equipamento de gerar gás 12 podeconseqüentemente acontecer em uma forma dinâmica e cíclica parafornecer o combustível de demanda à célula combustível. Quando aválvula 33 é inicialmente aberta, a pressão da câmara de reaçãoPi8 diminui, desse modo a válvula de regular pressão 26 estáinteiramente aberta. As válvulas 33 e 26 podem ter diferenciaisde pressão substancialmente similares para abertura efechamento, e na modalidade preferida uma válvula pode atuarcomo uma reserva para a outra. Alternativamente, os diferenciaisde pressão de abertura podem ser diferentes, isto é, a pressãodiferencial para abrir ou fechar a válvula 33 pode ser maiselevada ou mais baixa do que aquela da válvula 26, para fornecermaneiras adicionais de controlar o fluxo através do conduto 88.

Enquanto o componente de combustível fluido 22 éalimentado na câmara de reação através da válvula 26 e/ou aválvula 33 e os elementos de dispersão fluidos 89, a reaçãoentre o componente de combustível fluido 22 e o componente decombustível sólido 24 começa a gerar o gás de combustível. Apressão da câmara de reação Pi8 aumenta gradualmente com oacúmulo de gás de combustível até que a pressão limite P34 sejaalcançada e a válvula 34 se abra para permitir o fluxo de gásatravés de combustível do conduto 16. 0 gás de combustível étransferido então para fora da câmara de reação 18. Quando esteprocesso puder alcançar um de estado estacionário, a produção degás pode ultrapassar a transferência de gás através da válvula34, ou, alternativamente, a válvula 34 ou outra válvula ajusante pode ser manualmente fechada por um usuário oueletronicamente fechada pelo dispositivo hospedeiro ou célulacombustível. Em tal situação, a pressão da câmara de reação Pi8pode continuar a crescer até que a pressão da câmara de reaçãoPi8 exceda a força F95 fornecida pela mola 95. Neste momento, odiafragma 96 deforma-se para a base de moldura 85, conduzindodesse modo o portador 99 para a base de moldura 85. Comodescrito acima, esta ação faz com que a vedação do globo 93 vedea conexão entre o conduto de transferência fluido 88 e o jato94. Como nenhum componente de combustível fluido adicional 22pode ser introduzido na câmara de reação 18, a produção de gásde combustível diminui e eventualmente pára. A válvula 33 podetambém ser fechada por P18, isto é, quando Pis excede P44 ouquando a diferença entre Pi8 e P44 é menor do que uma quantidadepredeterminada, por exemplo, a força exercida pela mola 35.

Se a válvula 34 estiver ainda aberta, ou se estiverreaberta, o gás de combustível é então transferido para fora dacâmara de reação 18, de modo que a pressão da câmara de reaçãoPi8 diminui. Eventualmente, a pressão da câmara de reação Pi8diminui abaixo da força F95 provida pela mola 95, que empurra osuporte 98 para a câmara de reação 18. Como o suporte 98 éacoplado ao portador 99, o portador 99 também desliza para acâmara de reação 18, o que permite que a vedação do globo 93retorne a sua configuração não vedada. Conseqüentemente, ocomponente de combustível fluido adicional 22 começa a fluiratravés do jato 94 e para a câmara de reação através do elementode dispersão fluido 89. Gás de combustível novo é produzido, epressão da câmara de reação Pi8 eleva-se mais uma vez.

Similarmente, quando Pi8 é menor do que P44, ou é menor do que P44por uma quantidade predeterminada, então a válvula 33 se abrepara permitir que o componente de combustível fluido 22 flua.

Esta operação dinâmica está resumida abaixo na tabela 1,quando a válvula 33 é aberta manualmente, ou quando a válvula 33e a válvula 26 têm substancialmente a mesma pressão deacionamento diferencial de modo que uma válvula apóie a outraválvula.

Tabela 1: Ciclo de Pressão do Equipamento de Gerar Gás comVálvula 33 Aberta ou Omitida<table>table see original document page 26</column></row><table>

Referência às FIGS. 4A e 4B, outro regulador de pressãoapropriado ou válvula de regular 12 6 são mostrados. A válvula deregular pressão 126 pode ser posicionada dentro do conduto detransferência fluido 88, similar ao posicionamento da válvula detransferência fluida 33 como mostrado na FIG. 1. A válvula deregular pressão 126 é colocada preferivelmente em série com aválvula de transferência fluida 33, ou a válvula de regularpressão 126 pode substituir a válvula de transferência fluida-33. A válvula 126 pode ser usada com outros cartuchos ougeradores de hidrogênio e pode atuar como um regulador depressão. Em outra modalidade, a válvula de regulamento 126 podesubstituir a válvula 34. A válvula de regular 126 pode serconectada a ou ser uma parte da célula combustível ou dodispositivo que abriga a célula combustível. A válvula deregular 126 pode ser localizado acima ou abaixo dos componentesde válvula 60 e 62 de conexão da válvula de encerramento 27.

Similar ã válvula de regular pressão 26, discutida acima,a válvula de regular pressão 126 inclui um diafragma sensível àpressão 140. O diafragma 140 é similar ao diafragma 96 descritoacima. Nesta modalidade, entretanto, o diafragma 140 é colocadoentre dois elementos de carcaça, uma carcaça de válvula 146 euma cobertura de válvula 148, e tem um furo 149 formado atravésde seu centro, como o melhor visto no FIG. 4A. Adicionalmente,um vácuo 129 é formado na interface da carcaça de válvula 146 eda cobertura de válvula 148 para permitir que o diafragma 140 semova ou flexione devido à diferença da pressão entre a pressãode entrada no canal 143, a pressão de saída no canal 145, e umapressão de referência, Pref· A carcaça de válvula 14 6 tem umaconfiguração interna que define um percurso de fluxo através daválvula reguladora 126. Especificamente, os canais 143 e 145 sãoformados na carcaça de válvula 146, onde o canal 143 é exposto àpressão de entrada e o canal 145 à pressão de saída.Adicionalmente, um canal de abertura 141 é formado na coberturade válvula 14 8 de modo que o diafragma 14 0 é exposto à pressãode referência, que pode ser pressão atmosférica.

O canal de carcaça de válvula 143 é configurado parareceber de forma deslizante uma haste de válvula 142. O canal decarcaça de válvula 143 é configurado para se estreitar ou seaproximar da interface de carcaça de válvula 14 6 e da coberturade válvula 148 para formar uma articulação 137. A haste deválvula 142 é preferivelmente um elemento.unitário que tem umaparte da haste delgada 138 e uma capa 131. Esta configuraçãopermite que a parte de haste delgada 138 se estenda através daparte estreita do canal de carcaça de válvula 143 enquanto acapa 131 vier repousar de encontro à articulação 137. Como tal,a capa 131 e a articulação 137 incluem superfícies de vedaçãopara fechar o percurso de fluxo através da válvula 126 naarticulação 137 quando a capa 131 é assentada contra a mesma.Adicionalmente, um anel isolante 147 fixa a haste de válvula 142dentro do furo 149 no diafragma 140, desse modo criando umavedação e uma conexão segura entre o diafragma 140 e a haste deválvula 142. Conseqüentemente, como o diafragma 140 move-se, ahaste de válvula 142 também move-se tal que a capa 131 éestabelecida e removida contra a articulação 137 desse modoabrindo ou fechando a válvula 126.

Quando a válvula de regular pressão 126 é posicionada noconduto 88 do equipamento de gerar gás 12, a pressão de câmarade reação Pi8 provê pressão de saída no canal 145 e a pressão dereservatório P44 provê pressão de entrada no canal 143. Quando apressão da câmara de reação Pi8 diminui, a válvula 126 está emuma configuração aberta como mostrado na FIG. 4Δ, onde odiafragma é não flexível e capa 131 da haste de válvula 142 édestituída da articulação 137. Como tal, o componente decombustível fluido 22 (mostrado na FIG. 1) flui através daválvula 12 6 e para o elemento de dispersão fluido 89 (mostradona FIG. 1) , assumindo que a válvula de transferência fluida 33está também aberta. A introdução do componente de combustívelfluido 22 ao componente de combustível sólido 24 inicia aprodução de gás de combustível, que escoa completamente atravésdo recipiente de combustível sólido 23 (mostrado na FIG. 1) epara a câmara de reação 18, como descrito acima. A pressão dacâmara de reação Pi8 começa a elevar-se. A pressão dentro doconduto 145 eleva-se com Pi8 e converte-se para vácuo 129. Apressão da câmara de reação Pi8 aumenta gradualmente com oacúmulo do gás de combustível até que a pressão limite P34 sejaalcançada e a válvula 34 (mostrada na FIG. 1) abra-se parapermitir o fluxo de gás através do conduto de combustível 16(mostrado na FIG. 1). O gás de combustível é transferido entãopara fora da câmara de reação 18. Quando este processo puderalcançar um de estado estacionário, a produção de gás podeultrapassar a transferência do gás através da válvula 34, ou,alternativamente, a válvula 34 ou a válvula 27 podem ser manualou eletronicamente fechadas. Em tal situação, a pressão dacâmara de reação Pi8 pode continuar a crescer até que a pressãoda câmara de reação Pis exceda Pref, P44 ou (P44 menos Pref) àmedida que nenhum gás é transferido da câmara de reação 18 com aválvula 34 (ou válvulas 34, 27) fechada. Como um resultado daelevação da pressão da câmara de reação P18 o diafragma 140deforma-se em direção a cobertura de válvula 148. Se a pressãode câmara de reação P18 continuar a elevar-se, o diafragma 140deforma-se em direção a cobertura de válvula 148 para umaextensão que a capa 131 da haste de válvula 142 assente contra aarticulação 137 para válvula de vedação 126. Como tal, o fluxodo componente de combustível fluido adicional é parado, o queretarda e pára eventualmente a produção de gás de combustível nacâmara de reação 18.

Se a válvula 34 permanece aberta, o gás de combustível étransferido para fora da câmara de reação 18, o que reduz apressão da câmara de reação P18. Esta redução na pressão dacâmara de reação P18 é transferida para o vácuo 129 pelo conduto145, e o diafragma 140 começa a retornar para sua configuraçãooriginal à medida que a pressão diferencial começa a igualar,isto é, P18, P44 e a começar Pref começam a equilibrar. Como odiafragma 140 move-se de volta para posição, haste de válvula142 é movida também, removendo desse modo a capa 131 daarticulação 137 para reabrir a válvula 126. Como tal, ocomponente de combustível fluido 22 está livre fluir para maisuma vez fluir para a câmara de reação 18. Este ciclo, que ésimilar ao ciclo descrito na tabela 1, repete-se até a válvulade transferência fluida 33, válvula de transferência decombustível 34, ou outra válvula a jusante ser fechada pelooperador ou pelo controlador.

A pressão em que o regulador/válvula 126 abre ou fechapode ser ajustada ajustando o comprimento da haste de válvula oudo intervalo que capa 131 viaja entre a posição aberta e fechadae/ou ajustando Pref- Ά haste 138 é medida e dimensionada para sermóvel em relação ao anel isolante 147 para ajustar o comprimentoda haste 138. Quanto maior o comprimento da haste 138 entre oanel isolante 147 e a capa 131, mais elevada a pressãonecessária para fechar a válvula 126.

Na modalidade onde a válvula de regular pressão 12 6 élocalizada abaixo da câmara de reação 18, por exemplo, quando aválvula 126 substitui a válvula 34 ou quando a válvula 126 estáconectada à célula combustível ou ao dispositivo que abriga acélula combustível, Ρχβ transforma a pressão de entrada no canal143, e a pressão de saída no canal 145 é a pressão do gás decombustível de hidrogênio que a célula combustível receberia.Preferivelmente, a pressão de saída é substancialmente constanteou é mantida dentro de uma escala aceitável, e a pressão dereferência, Prefí é selecionada ou ajustada para prover tal umapressão de saída. Ou seja, Pref é ajustada de modo que quando apressão de entrada excede uma quantidade predeterminada, odiafragma 140 se fecha para minimizar a pressão de saída elevadaou flutuante no canal 145.

Outra modalidade de uma válvula de regular pressão 226 émostrada nas FIGS. 4C e 4D. A válvula de regular pressão 226 ésimilar à válvula de regular pressão 126 discutida acima, porqueuma carcaça de válvula 248 é anexada a uma capa de válvula 247.Na capa de válvula 247 é formada uma entrada 243, quando umasaída regulada por pressão 24 5 é formada na carcaça de válvula248. Um furo 251 é formado em uma parte mais baixa da capa deválvula 247. Preferivelmente, o furo 251 é ligeiramentedescentralizado do eixo geométrico longitudinal da válvula deregular pressão 226.

Um cilindro encapado deformável 250 é colocado e retidoentre a capa de válvula 247 e a carcaça de válvula 248. Ocilindro encapado 250 inclui uma extremidade superior 259, umaextremidade inferior 287, e um furo ou canal 201 formado nomesmo. O cilindro encapado 250 é feito de qualquer material deelastômero deformável, conhecido na área, tal como borracha,uretano, ou silicone. O cilindro encapado 250 funciona similar aum diafragma sensível à pressão.

A extremidade superior 259 é posicionada adjacente a capade válvula 247 tal que quando nenhum fluido flui através daextremidade superior 259 da válvula de regular pressão 226, énivelado com uma superfície inferior de capa de válvula 247. Asbordas da extremidade superior 259 são fixadas em posição demodo que mesmo que o restante da capa superior 259 flexione, asbordas permanecem estacíonárías e seladas.

Extremidade inferior 287 é posicionada adjacente à carcaçade válvula 248. Um vácuo 202 é formado na carcaça de válvula 248e é posicionado diretamente abaixo de uma extremidade inferior287 para permitir que extremidade inferior 287 flexionelivremente. Preferivelmente, extremidade inferior 287 tem umdiâmetro diferente do que a extremidade superior 259, comoexplicado abaixo.

Um retentor 253 feito de um material substancialmenterígido envolve um cilindro encapado 250. O retentor 253 defineum furo 241 para conectar um segundo vácuo 203 formadocircunferencialmente entre o cilindro encapado 250 e o retentor253 com uma pressão de referência Pref- A parte 205 do segundovácuo 203 é configurada para estender-se parcialmente ao longo esobre a capa inferior 287.

Para regular a pressão, o gás da entrada ou o líquidoentram na válvula de regular pressão através da entrada 243 epassam para o furo 251. O furo 251 pode ser um canal ou um anelcircular definida na capa 247. A extremidade superior 259 veda ofuro 251 até a pressão exercida pelo gás de entrada ou o líquidoproveniente da entrada 24 3 alcançar um limite para deformar aextremidade superior 259. Quando o gás deforma a extremidadesuperior 259, a deformação passa através do corpo do cilindro250 para deformar também uma extremidade inferior 287. Uma vezque a extremidade superior 259 se deforma, o gás pode passaratravés do furo 251, através do cilindro encapado 250 e da saídaregulada para fora 245.

Uma vez que as forças aplicadas no cilindro encapado 250são os produtos da pressão aplicada, temporiza-se a área expostaa essa pressão, as forças atuando no cilindro encapado 250 podemser resumidas como segue:

Força da entrada + Força de - Referência <-> força de Saida(P na entrada 243 · Área da extremidade superior 259) +

(Pref · Área da parte 205) <-» (P na saida 245 · Área daextremidade inferior 287)

Quando a força de saida é maior do que a entrada e asforças de referência, então a válvula de regular pressão 226 éfechada, e quando a força de saida é menor do que a entrada e asforças de referência, a válvula 226 é aberta. Uma vez que, nestamodalidade a força de saida tem que contrabalançar a entrada eas forças da referência, a área de uma extremidade inferior 287é feita vantajosamente maior do que a área da extremidadesuperior 259, como mostrado, de modo que a força de saida possaser maior sem aumentar a pressão de saida. Variando as áreas dasextremidades 259 e 287 e parte 205, o equilíbrio das forças nocilindro encapado 250 pode ser controlado e o diferencial depressão exigido para abrir e fechar a válvula 226 podem serdeterminados.

Uma vez que a pressão de referência Pref tende a comprimiruma extremidade inferior 287, esta pressão adicional pode baixara pressão limite para iniciar o fluxo, isto é, a pressão dereferência Pref é relativamente elevada para auxiliar o gás emdeformar o cilindro encapado 250. A pressão de referência Prefpode ser mais ajustada para mais elevada ou mais baixa pararegular adicionalmente a pressão do gás deixando a saída 245.

FIGS. 5Δ a D mostram uma combinação de uma válvula deregular pressão 32 6 sendo usada com a válvula de conexão ou deencerramento 27. A FIG. 5A mostra a válvula de regular pressão326 sendo acoplada para estar em uma comunicação fluida com ocomponente de válvula 60 da válvula de conexão 27. A válvula deregular pressão 326 é similar às válvulas de regular pressão 126e 226 descritas acima, e tem um diafragma inclinado por mola340. O diafragma 340 é suportado pelo primeiro pistão 305, queestá sendo inclinado pela mola 306 para o segundo pistão 307. Oprimeiro pistão 305 é oposto ao segundo pistão 307 inclinadopela mola 309, que inclina o pistão 307 para o pistão 305. Umaesfera 311 é disposta entre a mola 309 e segundo pistão 307.

As molas 306 e 309 opostas uma à outra, e, equilibrando asforças exercidas pelas duas molas, a pressão de saida no canal313 pode ser determinada. A mola 309 não atua sobre ou temqualquer efeito na mola 66 do componente de válvula 60. Quando ocomponente de válvula 60 é aberto casando-se com o componente deválvula 62, mostrado nas FIGS. 5B a 5D, o gás de combustível dehidrogênio ou outros fluido fluem através do componente deválvula 60 e para a entrada 315. Se o fluido for gás hidrogênio,então hidrogênio é transportado para célula combustível. Umpercurso de fluxo através da válvula 326 é estabelecido a partirda entrada 315 através da mola 309, em torno da esfera 311,através do espaço entre o pistão 307 e a articulação 337 dacarcaça 346, embora o orifício 337 da carcaça 346, e através doorifício 348 e da saída 313. Nesta modalidade, o espaço entre opistão 307 e a articulação 337 é normalmente aberto parapermitir que o líquido passe por ele.

A pressão do fluido entrante através da entrada 315 ou apressão na saída 313, se suficientemente elevada, pode superar aforça resultante entre as molas 306 e 309 e mover o diafragma340 e os pistões 305 e 307 para a esquerda como descrito na FIG.5A. As molas 309 inclinam então a esfera 311 ao membro devedação 319 para vedar a válvula 326. Para assegurar que o fluxode combustível segue o percurso preferido, membro de vedação 317pode ser provido.

Em uma modalidade, a força aplicada no diafragma 340 e nospistões 305 e 307 pode ser ajustada. A mola 306 é ajustável porum membro de ajuste rotatório 320, que é fixado por umacontraporca rosqueada 321. Girar o membro de ajuste 321 em umsentido adicionalmente comprime a mola 306 para aumentar a forçaaplicada no diafragma e nos pistões, e girar no sentido opostoexpande a mola 306 para diminuir a força aplicada no diafragma enos pistões. Adicionalmente, uma pressão de referência, Pref/pode ser aplicada ao canal 323 atrás do pistão 305 para aplicaruma outra força no pistão 305.A FIG. 5Β mostra a válvula/regulador de pressão 326conectada ao componente de válvula 60 com o componente deválvula 62 não conectado ao componente de válvula 60. A FIG. 5Cmostra válvula/regulador 326 com componentes de válvula 60 e 62acoplados parcialmente, mas sem percurso de fluxo estabelecidoatravés dos componentes de válvula 60 e 62. A FIG. 5D mostraregulador/válvula 326 com componentes de válvula 60 e 62acoplados inteiramente com um percurso do fluxo estabelecidoatravés dos componentes de válvula 60 e 62. Em uma modalidade, ocomponente de válvula 62 pode ser conectado ao conduto 16 doequipamento de gerar gás 12, mostrado na FIG. 1, e o regulador-326 substitui a válvula 34 e é conectado à célula combustível ouao dispositivo. De um lado, o componente de válvula 62 pode serconectado à célula combustível ou ao dispositivo e o regulador-326 e o componente de válvula 60 são conectados ao equipamentode gerar gás ou a fonte de combustível. Se uma alta pressãoaumenta através da válvula 326, o diafragma 34 0 limita aquantidade de combustível que pode ser transportada através doconduto 313.

Uma outra modalidade de uma válvula de regular pressão 426é mostrada nas FIGS. 6A e Β. A válvula de regular pressão 426 ésimilar à válvula de regular pressão 226, discutida acima, salvoque a válvula 426 tem um pistão deslizante 450 em vez docilindro encapado flexível 350. A válvula 426 tem a carcaça deválvula 448 unida a uma capa de válvula 447. Uma entrada éformada na capa de válvula 447, enquanto uma saída regulada porpressão 445 é formada na carcaça de válvula 448. Um furo 451 éformado em uma parte inferior da capa de válvula 447.Preferivelmente, o furo 4 51 é ligeiramente descentralizado doeixo geométrico longitudinal da válvula de regular pressão 426.O furo 451 pode compreender uma pluralidade de furos formadoscomo um anel de modo que a pressão de entrada seja aplicadauniformemente no pistão deslizante 450.

Um pistão deslizante 450 é disposto de .forma deslizanteentre a capa de válvula 447 e a carcaça de válvula 448. O pistãodeslizante 450 inclui uma parte superior 459 que têm um primeirodiâmetro, uma parte inferior 487 que têm um segundo diâmetro queé preferivelmente maior do que o diâmetro da parte superior 459,e um furo 401 formado nele. O pistão deslizante 450 é feito dequalquer material rígido conhecido na área, tal como plástico,elastômero, alumínio, uma combinação de elastômero e um materialrígido ou semelhante.

Um espaço 402 é formado na carcaça de válvula 4 48 parapermitir que o pistão 450 deslize entre a capa 447 e a carcaça448. Um segundo vácuo 403 é formado entre o pistão deslizante450 e a carcaça de válvula 448. O vácuo 403 é conectado com umapressão de referência Pref- Uma parte 405 do vácuo 403 éposicionada oposta a uma extremidade inferior 487, de modo queuma força da referência possa ser aplicada no pistão 450.

A parte superior 459 é posicionada adjacente à capa deválvula 4 47 tal que quando a força de saída excede a força deentrada e a força de referência, como discutido acima, a partesuperior 4 59 é nivelada com uma superfície inferior da capa deválvula 447 para fechar a válvula 426, como mostrado na FIG. 6A.

Quando a força de saída é menor do que a entrada e as forças dereferência, o pistão 450 é empurrado em direção a carcaça 448para permitir fluidos, tal como o gás hidrogênio, para fluir daentrada443 através do(s) furo(s) 451 e o furo 401 para saída445. Novamente, como discutido acima em referência à válvula226, as áreas de superfície das extremidades 459 e 487, e doespaço 4 05 podem ser variadas para controlar a abertura e ofechamento da válvula 42 6.

Como será reconhecido por aqueles na área, qualquer umadas válvulas podem ser usadas, sozinha ou em combinação, paraprover o regulamento baseado em pressão do equipamento de gerargás 12. Por exemplo, as válvulas 126, 226, 326 ou 426 podem serusadas no lugar das válvulas 26, 33 ou 34.

De acordo com um outro aspecto da presente invenção, umorifício pré-selecionado é provido juntamente com a válvula 126,226, 326 e/ou 426 para regular a pressão ou o volume do. fluido,por exemplo, gás hidrogênio, retirando da saída destas válvulas.

Por exemplo, referindo-se à válvula 326, mostrada na FIG. 5A, oorifício 34 8 é posicionado acima da saída 313. Em um aspecto, oorifício 326 atua como um limitador de fluxo para assegurar quequando a pressão de entrada na entrada 315 ou dentro da válvulade regular pressão 326 é elevada, o orifício 348 limitesuficientemente o fluxo da saída em 313 de modo que a altapressão possa atuar no diafragma 340, movendo-o para a esquerda,para fechar a válvula 326. Uma vantagem de usar o limitador defluxo/orifício 348 é quando a saída 313 é aberta a uma baixapressão, por exemplo, pressão atmosférica, ou aberta para a umacâmara que não possa manter orifício de pressão 34 8 ajuda aassegurar que o diafragma 340 detectaria a pressão de entrada.

O orifício 348 pode também controlar o fluxo do fluidofora da saída 313. Quando a escala de pressão de entrada naentrada 315 ou da pressão interna à válvula de regular pressão326 é conhecida e a taxa de fluxo desejável é também conhecida,aplicando equações de fluxo para o fluxo fluido compressível,tal como equações de Bernoulli (ou utilização de equações defluxo de fluido não compressível como uma aproximação do mesmo)que o(s) diâmetro(s) do orifício 348 pode(m) ser determinado(s) .

Adicionalmente, o diâmetro do diâmetro eficaz do orifício348 pode variar de acordo com a pressão de entrada na entrada315 ou a pressão interna da válvula 326. Tal orifício variável édescrito no pedido de Patente US co-pendente e de co-propriedadeN0 US 2005/0118468, que é aqui incorporado pela referência emsua totalidade. A referência do "468 descreve a válvula (252)mostrada nas FIGS. 6 (a) a (d) e 7 (a) a (k) e textoscorrespondentes dessa referência. As várias modalidades destaválvula (252) têm reduzido o diâmetro efetivo quando a pressãodo fluxo é elevada e têm aumentado o diâmetro efetivo quando apressão do fluxo é mais baixa.

Outro orifício variável 348 é mostrado nas FIGS. 7A e 7B.Nesta modalidade, o orifício 348 ou outro conduto fluido tem umaválvula de bico de pato 350 disposta no mesmo com o bocal 352voltado para a direção do fluxo fluido, como .mostrado. A pressãodo fluido atua no gargalo 354 e quando a pressão é relativamentebaixa o diâmetro do bocal 352 é relativamente grande, e quando apressão é relativamente elevada o diâmetro do bocal 352 érelativamente pequeno para adicionalmente restringir o fluxo.Quando a pressão é suficientemente elevada, o bocal 352 pode serencerrado.

Alguns exemplos dos combustíveis que são usados napresente invenção incluem, mas não são limitados a, hidretos doselementos dos grupos IA-IVA da tabela periódica dos elementos emisturas dos mesmos, como hidretos de metal alcalinos ouálcalis, ou misturas dos mesmos. Outros compostos, tais como ohidreto alumínico de metal álcali (alanatos) e boroidretos demetal álcali podem também ser empregados. Exemplos maisespecíficos de hidretos de metal incluem, mas não são limitadosa, hidreto de lítio, hidreto alumínico de lítio, boroidreto delítio, hidreto de sódio, boroidreto de sódio, hidreto depotássio, boroidreto de potássio, hidreto de magnésio, hidretode cálcio, e sais e/ou derivados dos mesmos. Hidretos preferidossão boroidreto de sódio, boroidreto de magnésio, boroidreto delítio, e boroidreto de potássio. Preferivelmente, o combustívelque porta hidrogênio compreende a forma sólida de NaBH4, deMg(BH4)2, ou de composto de clatrato de metanol (CCM) que é umsólido e inclui metanol. Na forma sólida, NaBH4 não hidrolisa naausência de água e conseqüentemente melhora a vida útil docartucho. Entretanto, a forma aquosa do combustível que portahidrogênio, tal como NaBH4 aquoso, pode também ser utilizada napresente invenção. Quando uma forma aquosa de NaBH4 é utilizada,a câmara contendo o NaBH4 aquoso também inclui um estabilizador.Os estabilizadores exemplares podem incluir, mas não serlimitados a, metais e hidróxidos de metal, tais como hidróxidosde metal de álcali. Os exemplos de tais estabilizadores sãodescritos na patente US N0 6.683.025, que é aqui incorporada porreferência em sua totalidade. Preferivelmente, o estabilizador éNaOH.

A forma sólida do combustível que porta hidrogênio épreferida sobre a forma líquida. Geralmente, combustíveissólidos são mais vantajosos do que combustíveis líquidos porqueos combustíveis líquidos contêm proporcionalmente menos energiado que os combustíveis sólidos e os combustíveis líquidos sãomenos estáveis do que os combustíveis sólidos das contrapartes.Conformemente, o combustível mais preferido para a presenteinvenção é boroidreto de sódio em pó pulverizado ou aglomerado.

De acordo com a presente invenção, o componente decombustível fluido preferivelmente é capaz de reagir com umcomponente de combustível sólido que porta hidrogênio napresença de um catalisador opcional para gerar hidrogênio.

Preferivelmente, o componente de combustível fluido inclui, masnão é limitado a, água, álcoois, e/ou ácidos diluídos. A fontemais comum de componente de combustível fluido é água. Comoindicado acima e na formulação abaixo, a água pode reagir com umcombustível que porta hidrogênio, tal como NaBH4 na presença deum catalisador opcional para gerar hidrogênio.

X(BH4)y + 2H20 "> X(BO)2 + 4 H2

Onde X inclui, mas não é limitado, Na, Mg, Li e todos os metaisalcalinos, e y é um inteiro.

0 componente de combustível fluido também inclui aditivosopcionais que reduzem ou aumentam o pH da solução. 0 pH docomponente de combustível fluido pode ser usado para determinara velocidade em que o hidrogênio é produzido. Por exemplo,aditivos que reduzem o pH do resultado de componente decombustível fluido em uma taxa mais elevada de geração dehidrogênio. Tais aditivos incluem, mas não são limitados a,ácidos, tais como o ácido acético e o ácido sulfúrico.

Inversamente, os aditivos que aumentam o pH podem baixar a taxade reação ao ponto onde quase nenhum hidrogênio desenvolve. Asolução da presente invenção pode possuir qualquer valor de pHmenor que 7, tal como um pH de aproximadamente 1 aaproximadamente 6 e, preferivelmente, de aproximadamente 3 aaproximadamente 5.

Em algumas modalidades exemplares, o componente decombustível fluido inclui um catalisador que possa iniciar e/oufacilite a produção de gás hidrogênio aumentando a taxa em que ocomponente de combustível fluido reage com um componente decombustível. 0 catalisador destas modalidades exemplares incluiqualquer forma ou tamanho que sejam capazes de promover a reaçãodesejada. Por exemplo, o catalisador pode ser pequeno o bastantepara formar um pó ou pode ser tão grande quanto a câmara dereação, dependendo da área de superfície desejada docatalisador. Em algumas modalidades exemplares, o catalisador éuma cama de catalisador. 0 catalisador pode ser localizadodentro da câmara de reação ou próximo à câmara de reação,contanto que pelo menos um dentre o componente de combustívelfluido ou o componente de combustível sólido entre em contatocom o catalisador.

O catalisador da presente invenção pode incluir um ou maismetais de transição do grupo VIIIB da Tabela Periódica deElementos. Por exemplo, o catalisador pode incluir metais detransição tais como ferro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni),rutênio (Ru), ródio (Rh), platina (Pt), paládio (Pd), ósmio (Os)e irídio (Ir) . Adicionalmente, os metais de transição no grupoIB, isto é, cobre (Cu), prata (AG) e ouro (Au), e no grupo IIB,isto é, zinco (Zn), cádmio (Cd) e mercúrio (Hg), podem tambémser usados no catalisador da presente invenção. 0 catalisadorpode também incluir outros metais de transição que incluem, masnão são limitados a, escândio (Sc), titânio (Ti), vanádio (V) ,cromo (Cr) e manganês (Mn). Os catalisadores de metal detransição úteis na presente invenção são descritos na patente USN0 5.804.329, que é aqui incorporada por referência em suatotalidade. 0 catalisador preferido da presente invenção éCoCl2. Alguns dos catalisadores da presente invenção podemgeralmente ser definidos pela seguinte fórmula:

MaXb

em que M é o cátion do metal de transição, X é o ânion, e"a" e "b" são inteiros de 1 a 6 conforme necessário paraequilibrar as cargas do complexo de metal de transição. Oscátions apropriados dos metais de transição incluem, mas não sãolimitados a, ferro (II) (Fe2+), ferro (III) (Fe3+), cobalto(CO2+), níquel (II) (Ni2+), níquel (III) (Ni3+), rutênio (III)(Ru3+), rutênio (IV) (Ru4+), rutênio (V) (Ru5+), rutênio (VI)(Ru6+), rutênio (VIII) (Ru8+), ródio (III) (Rh3+), ródio (IV)(Rh4+), ródio (VI) (Rh6+), paládio (Pd2+), ósmio (III) (Os3+),ósmio (IV) (Os4+), ósmio (V) (Os5+), ósmio (VI) (Os6+), ósmio(VIII) (0s8+), iridio (III) (Ir3+), iridio (IV) (Ir4+), irídio(VI) (Ir6+), platina (II) (Pt2+), platina (III) (Pt3+), platina(IV) (Pt4+), platina (VI) (Pt6+), cobre (I) (Cu+), cobre (II)(Cu2+), prata (I) (Ag+), prata (II) (Ag2+), ouro (I) (Au+), ouro(III) (Au3+), zinco (Zn2+), cádmio (Cd2+), mercúrio (I) (Hg2+),mercúrio (II) (Hg2+), e semelhantes.

Os ânions apropriados incluem, mas não são limitados a, ohidreto (H") , fluoreto (F") , cloreto (Cl"), brometo (Br"), iodeto(I"), óxido (O2"), sulfeto (S2"), nitreto (N3"), fosfeto (P4"),hipocloreto (CIO") , clorito (ClO2") , clorato (ClO3") , perclorato(ClO4"), sulfito (SO32"), sulfato (SO42"), sulfato de hidrogênio(HSO4") , hidróxido (OH") , cianeto (NC") , tiocianato (SCN") ,cianato (OCN") , peróxido (O22") , manganato (MnO42") , permanganato(MnO4") , dicromato (Cr2O72") , carbonato (CO32") , carbonato dehidrogênio (HCO3"), fosfato (PO42"), fosfato do hidrogênio(HPO4") , fosfato de diidrogênio (H2PO4") , aluminato (Al2O42") ,arsenato (AsO43") , nitrato (NO3") , acetato (CH3COO") , oxalato(C2O42"), e semelhantes. Um catalisador preferido é cloreto deocobalto.

Em algumas modalidades exemplares, o aditivo opcional, queestá no componente de combustível fluido e/ou na câmara dereação, é toda composição que for capaz substancialmente deimpedir o congelamento ou a diminuição do ponto de congelamentodo componente de combustível fluido e/ou do componente decombustível sólido. Em algumas modalidades exemplares, o aditivopode ser uma composição à base de álcool, tal como um agenteanticongelamento. Preferivelmente, o aditivo da presenteinvenção é CH3OH. Entretanto, como dito acima, qualquer aditivocapaz de reduzir o ponto de congelamento do componente decombustível fluido e/ou do componente de combustível sólido podeser usado.

Outras modalidades da presente invenção serão aparentesàqueles versados na técnica a partir das considerações dapresente especificação e da prática da presente invençãodescrita aqui. Por exemplo, quaisquer das válvulas daqui podemser acionadas por um controlador eletrônico tal como ummicroprocessador. Um componente de uma válvula pode ser usadocom outra válvula. Também, uma bomba pode ser incluída parabombear o componente de combustível fluido para câmara dereação. Pretende-se que a especificação e os exemplos atuaissejam considerados como exemplar somente com um escopo e umespírito verdadeiros da invenção que está sendo indicada pelasseguintes reivindicações e equivalentes.

Claims (45)

1. Equipamento de gerar gás, caracterizado pelo fato deque compreende: uma câmara de reação contendo um componente decombustível sólido; um reservatório contendo um componente decombustível líquido; um percurso de fluido para introduzir ocomponente de combustível líquido na câmara de reação paraproduzir um gás; meios para controlar o fluxo do componente decombustível líquido na câmara de reação; e meios para controlaro fluxo de gás proveniente da câmara de reação.

2. Equipamento de gerar gás, caracterizado pelo fato deque compreende: um recipiente permeável a gás contendo ocomponente de combustível sólido; um reservatório contendo umcomponente de combustível líquido; e um percurso de fluido paraintroduzir o componente de combustível líquido no recipientepermeável a gás para produzir um gás.

3. Equipamento de gerar gás, de acordo com a reivindicação-2, caracterizado pelo fato de que o recipiente permeável a gás édisposto em uma câmara de reação.

4. Equipamento de gerar gás, de acordo com a reivindicação-3, caracterizado pelo fato de que o recipiente permeável a gás éimpermeável a líquido.

5. Equipamento de gerar gás, de acordo com a reivindicação-4, caracterizado pelo fato de que o recipiente permeável a gáscompreende uma camada absorvente disposta entre uma camadainterna e uma camada externa, em que pelo menos uma dentre acamada interna e a camada externa compreende um materialimpermeável a líquido possuindo pelo menos uma abertura formadano mesmo.

6. Equipamento de gerar gás, de acordo com a reivindicação-5, caracterizado pelo fato de que o componente de combustívelsólido compreende material hidrófilo.

7. Equipamento de gerar gás, de acordo com a reivindicação-4, caracterizado pelo fato de que o recipiente permeável a gáscompreende pelo menos um tubo de dispersão .fluido.

8. Equipamento de gerar gás, de acordo com a reivindicação-7, caracterizado pelo fato de que o tubo de dispersão fluidocompreende pelo menos um capilar ou extensão de fio.

9. Equipamento de gerar gás, de acordo com a reivindicação-3, caracterizado pelo fato de que o reservatório é pressurizado.

10. Equipamento de gerar gás, de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o percurso defluido compreende uma válvula que abre e fecha em relação àspressões da câmara de reação e do reservatório.

11. Equipamento de gerar gás, de acordo com areivindicação 2, caracterizado pelo fato de que adicionalmentecompreende uma válvula de regular pressão.

12. Equipamento de gerar gás, de acordo com areivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a válvula deregular pressão compreende um diafragma responsivo à pressão.

13. Equipamento de gerar gás, de acordo com areivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o diafragma éinclinado por um elemento de armazenamento de energia.

14. Equipamento de gerar gás, de acordo com areivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o elemento dearmazenamento de energia compreende uma mola.

15. Equipamento de gerar gás, de acordo com areivindicação 13, caracterizado pelo fato de que onde o elementode armazenamento de energia compreende uma pressão dereferência.

16. Equipamento de gerar gás, de acordo com areivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o diafragmaestá em comunicação com a câmara de reação.

17. Equipamento de gerar gás, de acordo com areivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o diafragma éconectado a um membro de vedação.

18. Equipamento de gerar gás, de acordo com areivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o membro devedação é ajustável para variar a pressão que veda a válvula deregular pressão.

19. Válvula para conectar fonte de combustível a umdispositivo, caracterizada pelo fato de que compreende: umprimeiro componente de válvula conectável à fonte de combustívelou célula de combustível, e um segundo componente de válvulaconectável à outra fonte de combustível ou uma célulacombustível, em que cada componente de válvula compreende umacarcaça e um corpo interno deslizante inclinado, em que o corpointerno deslizante é inclinado em direção a uma superfície devedação para formar uma vedação interna em cada componente deválvula, em que durante a conexão o primeiro componente deválvula e o segundo componente' de válvula formam uma vedação deintercomponente pelo menos antes que as vedações internas abrampara criar um percurso de fluxo de fluido através da válvula, eem que pelo menos um componente de válvula compreende um membrode extensão que se estende para fora da carcaça e é configuradopara ser introduzido no outro componente de válvula.

20. Válvula, de acordo com a reivindicação 19,caracterizada pelo fato de que o membro de extensão compreendeuma haste e o percurso de fluxo fluido inclui o espaço entre omembro de extensão e a haste.

21. Válvula de regular pressão, caracterizada pelo fato deque compreende um membro responsivo à pressão móvel disposto emum membro de carcaça, em que membro responsivo à pressão móvel éresponsivo a uma pressão de entrada e a uma pressão de saída, emque a válvula de regular pressão é fluidamente conectada a umequipamento de gerar gás e pelo menos uma dentre as pressões deentrada e de saída é uma pressão do equipamento de gerar gás.

22. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de que o membroresponsivo à pressão móvel é exposto também a uma pressão dereferência.

23. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de que o membroresponsivo à pressão móvel compreende um diafragma em que umaborda externa do diafragma é fixa à carcaça.

24. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de que o membroresponsivo à pressão móvel compreende um pistão deslizante.

25. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de que o membroresponsivo à pressão móvel compreende os pistões inclinados deoposição.

26. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 24, caracterizada pelo fato de que o membroresponsivo à pressão móvel adicionalmente compreende umdiafragma em que uma borda externa do diafragma é fixa àcarcaça.

27. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 23, caracterizada pelo fato de que o diafragma éinclinado por um dispositivo de armazenamento de energia.

28. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de que a pressão desaida é a pressão de uma câmara de reação dentro do equipamentode gerar gás.

29. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de que a pressão deentrada é a pressão de um reservatório dentro do equipamento degerar gás.

30. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de que a pressão desaida é a pressão em uma célula combustível.

31. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de que a pressão deentrada é a pressão de uma câmara de reação dentro doequipamento de gerar gás.

32. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de que o membroresponsivo à pressão móvel é conectado a um membro de vedação.

33. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 32, caracterizada pelo fato de que o membro devedação é ajustável para variar a pressão que veda a válvula deregular pressão.

34. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de que uma válvula deconexão conecta a válvula de regular pressão ao equipamento degerar gás.

35. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 34, caracterizada pelo fato de que a válvula deconexão compreende dois componentes de válvula e em que cadacomponente de válvula tem uma vedação interna.

36. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 35, caracterizada pelo fato de que os componentesde válvula formam uma vedação de intercomponente antes de pelomenos uma dentre as vedações internas ser aberta.

37. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 36, caracterizada pelo fato de que a vedação deintercomponente é formada entre uma haste estendendo-se de umcomponente de válvula e um membro de vedação do outro componentede válvula.

38. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 37, caracterizada pelo fato de que o membro devedação compreende um anel em O.

39. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 37, caracterizada pelo fato de que o gásproveniente do equipamento de gerar gás é transportado dentro dahaste.

40. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 39, caracterizada pelo fato de que o gás étransportado através de um espaço anelar dentro da haste.

41. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de que pelo menos duasmolas atuam no membro responsivo à pressão móvel em sentidosopostos.

42. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 21, caracterizada pelo fato de que adicionalmentecompreende um limitador de fluxo em comunicação fluida com umasaida de válvula de regular pressão.

43. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 42, caracterizada pelo fato de que o limitador defluxo compreende um orifício.

44. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 43, caracterizada pelo fato de que o orifício temum diâmetro efetivo variável.

45. Válvula de regular pressão, de acordo com areivindicação 44, caracterizada pelo fato de que o orifíciocompreende uma válvula de bico de pato.