JP2009504555A - 水素発生器 - Google Patents
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Abstract
2種の反応物を混合させることによって水素ガスを発生させる水素ガス発生器。発生器は、固体反応物を受けるための反応チャンバーを有する。チャンバーは、固体反応物を通さない反応生成物分離器および分離器に対して反応生成物を片寄らせるバイアス手段を有する。分配された液体反応物が固体反応物と反応チャンバー内で反応して分離器を実質的に透過できる水素ガスおよび廃棄物を生成するように、発生器は、また液体反応物を貯蔵しそして反応チャンバーに流体連結する液体反応物ディスペンサーを有する。発生器は、また分離器を通過した水素ガスおよび廃棄物を捕集するために反応チャンバーに連結された生成物捕集器を有する。
Description
本発明は、概して水素の発生、および特に少なくとも2種の反応物を混合することによってガス状の水素を発生する水素発生器に関する。
現代の携帯用電子デバイスは、電力量の増加を要求しており、そして化学電池は、多くの場合そうしたデバイスにとって性能上のボトルネックである。パーソナルデジタルアシスタント、携帯電話、娯楽デバイス、および次世代ラップトップ等のワイヤレス製品は、特に持続性のある電力に対する要求が大きい。長期の持ち運び時の作業では、燃料電池は魅力的な解決策である。燃料電池は、電池のように、化学エネルギーを電力に効率的に変換するが、より高いエネルギー密度および直ちに燃料補給可能等のさらなる利点を有する。燃料電池は典型的には水素ガスを燃料とするが、費用効率が高くおよび費用効率的な方法で貯蔵しそして水素ガスを燃料電池に輸送することにおける技術的な挑戦がある。ある特別な挑戦は、容易に持ち運びするのに充分、安価で、安全で、軽量でそしてコンパクトであるが、有用な量の燃料を燃料電池に供給するのに充分な水素を蓄積する燃料供給を提供することである。水素貯蔵の最新手段は、比較的低圧で水素を貯蔵するための金属水素化物の容器、および高圧で圧縮された水素を貯蔵するための圧力タンクを含む。いずれのアプローチも、例えば、金属水素化物貯蔵は比較的安全だが重量比でのエネルギー密度が低く、そして圧縮水素の貯蔵は重量比で高いエネルギー密度を有するが、高い強度および高価な封じ込め溶液を必要とするといった欠点を有する。
燃料として液体メタノールを使用し、そして電力をメタノールから電気化学的に直接生成する"直接メタノール"燃料電池を設計することにおいて、研究が行われてきた;しかし、大きな意義を有する技術的な挑戦は、電解質膜を通したメタノールのクロスオーバーの防止、およびメタノール燃料による触媒被毒の防止などにある。
水素化ホウ素ナトリウム等の水素含有燃料溶液から水素ガスを発生させることにも努力が向けられてきた。そうしたアプローチにおいては、燃料溶液が触媒に曝されて、水素ガスの生成を促進する。このアプローチは期待できるが、技術的な挑戦は、携帯用燃料電池システムが人間に接して使用される場合に、腐食性の燃料溶液を含有することおよび漏れを防ぐことにある。
本発明の目的は、水素ガスを発生させるための改善された手段を提供することである。本発明の一つの形態によれば、少なくとも2種の反応物を混合させることによって水素ガスを発生させる水素ガス発生器が提供される。発生器は、水素ガスを燃料電池システムに供給するために、特に有用な燃料カートリッジであることができる。発生器は、固体反応物を受け入れる反応チャンバーを有する。チャンバーは、固体反応物を通さず、そして分離器に対して反応生成物を片寄らせるバイアス手段を有する。分配された液体反応物が反応チャンバー中で固体反応物と反応して、実質的に分離器を透過する水素ガスおよび廃棄物を生成するように、発生器はまた液体反応物を貯蔵するための液体反応物ディスペンサーを有し、そして反応チャンバーに流体的に連結されている。発生器は、また分離器を通過した水素ガスおよび廃棄物を捕集する反応チャンバーに連結された生成物捕集器を有する。
発生器は、生成物捕集器内に位置する水素ガス分離器を含むことができ、そして該分離器は水素ガスを通し、そして廃棄物を通さない。この分離器は、例えば、ガス分離膜であることができる。
バイアス手段は、バネであることができ、そして固体反応物は、水素化ホウ素ナトリウム粉末であることができる。特に、水素化ホウ素ナトリウム粉末は、錠剤形態に圧縮でき、そしてバネは分離器に対して錠剤に圧力を掛けることができる。分離器は、水素化ホウ素ナトリウム粒径より小さいメッシュサイズを有するスクリーンであることができる。
液体反応物は、クエン酸溶液等の酸性溶液であることができる。特に、溶液は2未満のpHを有することができる。
反応チャンバー、液体反応物ディスペンサーおよび生成物捕集器を入れる外殻を提供でき;殻の少なくとも一部は、発生器中に残る固体反応物の量を見ることができるほど透明であり、それによって発生器の燃料ゲージとして機能する。
本発明の1つの態様に従い、そして図1を参照すると、携帯用燃料カートリッジ10は、燃料電池によって燃料として使用する水素ガスを発生させる。図2を参照すると、携帯用燃料電池システム12は、燃料電池14を含み、周囲空気中で水素ガスと酸素とを電気化学的に反応させることによって電力を発生させる。電気化学反応の副生成物は、また水および熱を含む。発生した電力は、携帯用電気装置に電力を供給し、そして熱を供給するために使用できる。携帯用燃料カートリッジ10は、燃料電池カートリッジ10を燃料電池システム12に物理的におよび流体的に連結させるためのコネクター部分組立品15を有する。一旦連結されると燃料カートリッジ10によって発生した水素ガスは、燃料電池14による使用のために、燃料電池システム12に輸送可能である。
燃料カートリッジ10および燃料電池システム12での意図された一つの特別な使用は、上着等の個人の衣服に熱および電力を供給することである。図2に示された燃料電池システム12は、そうした使用に特に適する。各燃料電池14は、平面配列で配置され、そしてスタックを形成するように連続して電気的に接続される。燃料電池14は、柔軟な発泡体と織物をラミネートした枠16の中に間隔をあけて埋め込まれる。柔軟な燃料の導管18および導線20は、それぞれの燃料電池14を相互に接続する。1つの燃料電池14の燃料出口は、隣接した下流の燃料電池14の燃料入口に燃料導管18で流体的に連結されている。燃料電池スタックは、行き止まり型の燃料流れの設計を有し、最後の燃料電池14は、パージ弁に連結されており、該弁は周期的に開いて燃料電池スタック中の汚染物質および水を排出できる。第1の燃料電池14は、ポンプおよびコネクター部分組立品22に流体的に連結されており、燃料カートリッジ10のコネクター部分組立品15に流体的且つ物理的に連結する手段を備えている。燃料電池システムの操作を制御する制御システム23は、ポンプおよびコネクターの部分組立品22と電気的に通信しており、ポンプ、パージ弁の操作、導線20に連結した電圧センサーおよび圧力センサー(示されていない)、および、ユーザーインターフェース制御およびディスプレイ(示されていない)を制御する。
燃料電池14は、平面形状の、パッシブ空気呼吸プロトン交換膜(PEM)型燃料電池である。各燃料電池は、陰極および陽極組立品(示されていない)で挟まれた従来の白金触媒で被覆した電極およびナフィオン(Nafion:商標)膜電極組立品(MEA)を含む。陰極組立品は、MEAの陰極側に隣接して接触する導電性メッシュ、および導電性メッシュと隣接して接触し、導電性メッシュを貫通する複数の開口部を有する導電性プレートを含み、複数の開口部は空気に曝され、そして電気化学反応中で使用される酸素へのアクセスを提供する。陽極組立品は、導電性MEAの陽極側と隣接して接触する曲がりくねった流路を有する導電性の陽極プレート、および水素ガスのマニホールドプレートを含み、そして水素の入口および出口並びに陽極プレート燃料流路の入口および出口終端に流体的に連結されたマニホールドを有する。入口マニホールドおよび出口マニホールドは、それぞれの入口燃料導管18および出口燃料導管18に流体的に連結される。MEAは、またその外周周りの接着に特徴があり、そして接着層で、燃料電池の部品を共に接着する。
この態様の燃料電池スタック12は、約10ワットの出力を提供するために構成されているが、しかし燃料電池の数を変更すること、または異なる性能等級の燃料電池で置き換えることによって、出力をスケールアップまたはスケールダウンすることは、本発明の範囲内である。
そうした平面形状のPEM燃料電池14は、周知技術であり、そして本明細書中ではさらに詳細に記載しない。燃料電池システム12は、PEM燃料電池に特に適するが、水素ガスによって燃料供給される他の燃料電池のタイプは、固体酸化物型燃料電池、リン酸型燃料電池およびアルカリ型燃料電池等で置き換え可能である。また、他の知られたPEM燃料電池の設計は、容易に置き換え可能である。
燃料電池14は、柔軟な枠16に埋め込まれ、そして柔軟な導管18および電気コネクター20によって相互に接続されているので、燃料電池システム12の形は変更可能である;燃料電池システム10は着用者の形に順応できるので、この特徴は衣服での使用に特に好都合である。スタック中の燃料電池14が、着用者の背中の形に順応できるように、好ましくは、燃料システム12は、上着の上部脊椎領域にそって設置される。しかし、異なる配置、例えば従来の垂直に配置されるスタックを前提とすることは、燃料電池システム12についての本発明の範囲内である。そうしたほかの配置では、スタック中で燃料電池は、必ずしも柔軟に相互接続されておらず、そして衣服中でのそうした燃料電池スタックの取り付けは、使用者に不快さを与えないように変更されるであろう。また、5つの燃料電池14がこの態様中に示されているが、燃料電池の数並びに特別な用途および電力需要によって対応する出力をスケールアップまたはスケールダウンすることは、本発明の範囲内にある。
2層の軟質の柔軟な発泡体が、燃料電池システム内で相互に接続されたガス、電流、および電圧の検出部を間に挟むために使用される。これらの部分は、相互に接続されたシステムを所定の位置に保持し、そしてシステムにかかる機械的な力(曲げ、伸張等)に対する応力緩和を提供する。さらに、該発泡体は、これらの部分を使用者から隠し、そして柔軟で、体やさしい包装を作り出す要素(ワイヤー、チューブ、電圧検知ワイヤー)を相互に接続するための軽量の被覆を提供する。
現在の態様において、ウィッキング(wicking)タイプの織物は、燃料電池14の陰極を含む平面をカバーするシステムの外側にラミネート加工されている。この材料は、材料と接触している全ての湿気を急速に蒸発させるように設計されている。陰極と接触させてこの材料を配置すると、燃料電池14の陰極上に集まる全ての湿気の急速な蒸発が可能になり、電池14で水が溢れるリスクを減少させる。全システム12をこの織物で被覆すると、蒸発ための表面積を最大化する。さらに、この織物は、システム12中で複数の燃料電池14の間で、柔軟で応力を緩和する相互接続物として働く。最後に、この織物は、皮膚の近くで使用した場合に柔らかくそして気持ちよく感じられる燃料電池システム12の表面織地を作り、体の近傍での用途において、製品をさらに気持ちよく感じさせる。
好ましくは、燃料カートリッジ10は軽量且つ安価な材料で構成されて、燃料カートリッジ10を容易に携帯でき、そして一回使用の後で使い捨てにできることを可能にする。この態様においては、図3に具体的に示されているように、燃料カートリッジ10は、液体反応物、すなわち、28wt%のクエン酸溶液を外側の袋25に、そして固体反応物、すなわち、圧縮されおよび溶融された水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)粉末をチューブ状の反応チャンバー26中に貯蔵する。反応チャンバー26(テフロン(登録商標)(商標)チューブ;60"ID,.030"壁、McMaster)は、溶液袋25から流体的に密封されている内側の袋27の中に貯蔵される。NaBH4粉末は、円筒型の錠剤28に圧縮され、そして反応チャンバー26の内側のバネ29は、反応チャンバー26の一方の終端にあるスクリーン選別機30を有する出口に対して錠剤28を片寄らせる。現在の態様において、5"直径の錠剤は、約12グラムの水素化ホウ素ナトリウム粉末を7トンの力でプレスすることによって形成され、長さ3.2インチの錠剤を生成する。
反応チャンバー26は、170°F超の温度になることができる反応の熱に耐え、そして錠剤26を拘束せずバネの力でスライドすることを可能にすること、のいずれもできる材料で構成されることが好ましい。テフロン(登録商標)(商標)またはポリエチレンの両者がこれらの条件を好適に満たす。
スクリーン選別機30は、粉末の粒径より小さいメッシュサイズを有し、それゆえに錠剤28が出口を通って出るのを防止するが、液体、ガスおよびスクリーンの目より小さい微粒子が該目を通って流れることを可能にする。080"のスクリーンピッチおよび.005"の撚り糸サイズを有するプラスチックメッシュが現在の態様で使用される。
燃料カートリッジ10が、燃料電池システム12のポンプおよびコネクター部分組立品22に連結される場合、酸溶液を、外側の袋25から、コネクター部分組立品15の内側にあるポンプチャンバー52を通って、そしてスクリーン選別機30の近くの反応チャンバー26にポンプで送ることができる。酸溶液とNaBH4が混合すると、水素ガスおよび廃棄物スラリーが生成し;バネ29の圧力が、ガスおよびスラリーを、スクリーン選別機30を通過させ、そして内側の袋27の生成物を捕集する部分("生成物捕集器"31)に入れる。スラリーは、液体中に懸濁された固体を含み、そして特に、メタホウ酸ナトリウム、水、および酸の塩の混合物であり、そして約pH7の良性の(benin)酸性度を有する。スラリーの固体がスクリーンを通過できるように、スラリーの固体の詳細なサイズは、スクリーン選別機30のメッシュサイズ未満であることが好ましい。生成物捕集器31の下流終端には、水素ガス分離膜32があり、水素ガス通すが、液体および固体を通さない。水素ガスは、スラリーから分離され、そして燃料電池システム10に、コネクター部分組立品15中の出口ポート40を介して輸送される。
図4は、今まで以上に詳しく燃料カートリッジ10の構造を具体的に示す。内側の袋27は、外側の溶液袋25の内側に位置し、酸溶液が、該溶液袋25と内側の袋27の間の容積中にあるようになっている。現在の態様では、6milウレタン(Stevens Urethane、 East Hampton、 Massachusetts、 US)が熱溶着されて内側の袋および外側の袋25,27を形成する。溶液供給導管33は、この容積をポンプチャンバー52に流体的に連結し、そしてまたポンプチャンバー52から開口部34で内側の袋を通って伸び、そしてスクリーン選別機30の近くの反応チャンバー26中のノズル35に至る。ノズル35は、反応チャンバー26の直径にわたる(遠位末端を閉じてそして密封され、そして管の中心軸に垂直でそして錠剤28の中心の軸に向かい合う穴を有するステンレススチール細長いチューブ、McMaster)細長い管である。溶液は穴を通して放出され、そして錠剤28と接触する。ノズルとスクリーン選別機30との間の距離が、反応チャンバー26を離れる前に反応物の混合を可能にする。反応収率およびカートリッジ10のエネルギー密度を最大化するための、反応物と生成物との適切な混合を確かにする該技術分野で知られている幾つかの代替物が存在する。例えば、カートリッジ10は、単一のノズルまたは複数のノズル(示されていない)を使用でき、反応物の混合をさらに確かにする助けとなる。これらのノズルは、錠剤28にミスト、スプレーでの吹き付けまたは液滴を提供するように設計された穴を有する円形または直線配列であることができる。ノズルとスクリーン30との間の距離および好ましくは曲がりくねった経路は、反応チャンバー26を離れる前に、反応物の充分な混合を可能にする。最適な距離はノズルの設計、流量等で変わるであろうが、現在の態様では、ノズル35は、分離器のメッシュから4"である。反応エリアの設計に好都合であると見いだされた追加の特徴は、ノズル35からの溶液と反応するので、反応する錠剤がノズル35の周りに形成できるように、ノズル35を構成することである。これは、ノズル35と錠剤28との間の密接な接触と、流体が反応チャンバー26を出る前の液体のための適度に曲がりくねった経路と、を確かにする。反応エリアが錠剤の終端に限られる現在の態様の追加の利点は、反応熱を比較的小さい空間に封じ込め、反応エリアの温度を最大化できることである。この高温は、反応効率、反応速度論上有利な効果を有し、そしてスクリーン選別機30の周りに捕集されそして硬化した反応生成物でシステム12を再始動する能力を有する。
バネ29は、スクリーン選別機30に対して錠剤28に連続的な圧力を掛けるので、生成物水素ガスおよび排気物スラリーは、スクリーン選別機30を通して放出され、そして生成物捕集器31に入り、該捕集器は、内側の袋の表面を共に接続する2つの一般的に直線の溶着36によって形成された曲がりくねった流路を有する。溶着は、円筒型の反応チャンバー26が位置する中心ポケットを形成する。生成物捕集器31は、水および他の液体をスラリー中に吸収する液体吸収材料37で部分的に満たされている。スラリーは長期間さらされると膜上に不透過性の被膜を生成する傾向があるので、この材料はガス捕集膜とスラリーとの接触を最小化する。高性能材料が存在するが、タンポンに見られる高吸収性材料がこの用途で好適に機能することが見いだされた。吸収されなかったスラリーおよび水素ガスは、生成物捕集器31に沿ってガス分離膜32へと続く。水素ガスは、分離膜32(Versapore3000(Pali、 Ann Arbor、 Ml)を通って流れ、そして水素輸送管38に入り、該菅は分離膜32に接続されており、そして開口部39で内側の袋を通って伸び、そしてコネクター部分組立品15中で排出ポート40に連結する。溶液、廃棄物スラリーおよび水素ガスの流路は、この図の中に矢印で具体的に説明されている。
水とNaBH4とだけの混合は、水素ガスを化学的に生成させるために充分であるが、反応速度が遅い。好ましくは、酸が反応速度を上昇させるために用意され;酸は反応で消費されるが、この意味で、酸は触媒のように働く。この態様においては、28wt%クエン酸溶液がNaBH4粉末と反応して水素を生成するが、好適なpHを有する任意の酸溶液で、代用可能である。好ましくは、酸溶液は、6以下のpHを有し;さらに好ましくは、酸溶液は、pH2以下の範囲を有する。28wt%クエン酸溶液は、約2のpHを有する。この濃度は、低いpH、速い反応速度、および酸の最小限の廃棄の望ましいバランスを提供することが見いだされた。すなわち、溶液中で全ての酸が、実質的に反応で消費された。代わりとなる酸を選択する場合には、そうしたバランスがまた望ましい。
混合された場合に水素ガスを生成させる代わりとなる液体および固体反応物で、代用可能である。例えば、テストは、燃料カートリッジ14が、アルミニウムと水酸化ナトリウム溶液とを混合して、以下の反応で水素ガスを生成させることができることを示した:
2Al+2NaOH+6H2O→2NaAl(OH)4+3H2(1)
水素ガスを生成する反応物との間の他の公知の反応は、燃料カートリッジ10で使用できることが期待されるが、ただし、ある反応物は、圧縮された固体形で貯蔵でき、またある反応物は、液体形態で別々に貯蔵できる。バネ29によって提供されるバイアス力が、ガスの、液状のおよび反応の小さい微粒子生成物を、スクリーン選別機30を通して押すので、燃料カートリッジ14の設計は、固体の一部分が連続的に液体反応物に曝されるような反応を促進するのに特に効果的である。これは、生成物が固体反応物を被覆すること、および液体反応物と混合することを妨げる。固体反応物がスクリーン選別機30を通って押し出されないように、固体粉末粒径および分離器スクリーンサイズを選択する上で注意することが好ましい。
バネ29は、固体反応物に対して片寄らせ力を提供するために使用されるが、他のバイアス手段も提供可能である。例えば、反応チャンバー26は、片端が閉じた柔軟な鞘であることができ、固体反応物で満たされた場合には伸び、そして固体反応物に、鞘の開口部に向かって圧力を掛ける。他の均等なバイアス手段で容易に置き換え可能である。これらの図に示された態様において、および特に図1を参照すると、錠剤28の一部分が常にスクリーン選別機30に対して押されるように、バイアスバネ29は、錠剤28に対して圧力を掛ける。錠剤28が消費されるにつれて、バネ29は伸び;錠剤材料の量が見えるように、透明な窓41が燃料カートリッジ10の表面に提供される。この窓41は、燃料カートリッジ10の中に残った反応物の量を示すための燃料ゲージとして機能する。
次に図5および図6を参照すると、カートリッジのコネクター部分組立品15は、燃料カートリッジの外殻から突き出ており、そして燃料電池システム14のポンプおよびコネクター部分組立品22に接続できる。ポンプおよびコネクター部分組立品は、突き出したコネクター部分組立品15を受けるために適応した凹部43を有する。対の磁石44がコネクター部分組立品15の底部に提供され、そして凹部43の金属プレートに引き寄せられている。磁石44は、燃料カートリッジ10を燃料電池システム12に固定する手段を提供するが、しかし該技術分野で知られている他の固定手段は、本発明の範囲内で代用可能である。
ポンプおよびコネクター部分組立品22は、燃料カートリッジ10が燃料電池システム12に接続された場合に水素排出ポート40と対になる水素取り入れポート46を備えている。ポンププランジャ48がポンプおよびコネクター部分組立品22の凹部43から伸び;突起49がポンププランジャ48の辺りで、部分組立品22から突き出ており、コネクター部分組立品15が定位置にない場合プランジャ48を損傷から保護する。ダイアフラムポート50は、燃料カートリッジ10および燃料電池システム12が接続された場合にポンププランジャ48を受けるコネクター部分組立品15中に用意される。ダイアフラムポート50は、ポンプチャンバー52の底端部に伸びる。ポンプチャンバー52の上端部には、酸溶液入口56および酸溶液出口58がある。柔軟なダイアフラム54はポンプチャンバー52の内側に取り付けられ、そして流体的にポンプチャンバー容積をダイアフラムポート50から密封し;これは酸溶液の流れを入口56からポンプチャンバー52に入りそして出口58から出るように閉じ込める。バイアスバネ60が第2のチャンバー部分に位置し、そしてバイアス力をダイアフラム54に対して適用して、ダイアフラム54を非屈曲位置に片寄らせる。
酸溶液入口および出口56,58が、溶液供給導管33に流体的に連結される。
コネクター部分組立品22は、2つの成形されたプラスチック部分を含む外殻を有する:外殻部分62は、ポンプチャンバー52の一部分、ダイアフラムポート50、水素排出ポート40、および磁石44を含む。内側の殻部分66は、ポンプチャンバー52の残りの部分、溶液入口56および出口58を含み;ダイアフラム54は、外側と中心の部分62,64との間の位置に固定される。殻部分62,66は、LokTite3105Light Cure接着剤で接続される。部分組立品22は、これらの殻部分を接着剤で共に接続することによって形成されるが、当然のことながら該技術分野で知られている多くの他の方法がこの部分組立品22を作るために使用可能である。
燃料カートリッジ10および燃料電池システム12が接続される場合、ポンププランジャ48の遠位末端は、ダイアフラムポート50を通って、ポンプチャンバー52に伸び、そしてダイアフラム54に接触する。ポンププランジャ48は、軸上の方向で且つ充分に伸張した位置と充分に格納された位置との間にあるポンプおよびコネクター部分組立品22内にスライド可能なように拘束される。ポンププランジャ48がその充分に格納された位置にある場合、プランジャはダイアフラム54と接触するが、ダイアフラムを屈曲させない、すなわちダイアフラム54は、その非屈曲位置にある。ポンププランジャ48が、その充分に伸張した位置にある場合、ダイアフラム54は、プランジャ48によって動かされてその屈曲した位置にある。ポンププランジャ48の往復動作がダイアフラム54を振動させ、それによってポンプチャンバー52内にポンプ圧力を作り出す。このポンプ圧力は、溶液袋25から反応チャンバー26にクエン酸溶液をポンプで送るのに効果的である。
ポンププランジャ48の往復動作が、ポンププランジャ48の近接端部に位置するプランジャヘッド72に接続された形状記憶合金ワイヤー70の収縮と伸張によって達成される。形状記憶合金ワイヤー70は、"ニチノール"として有名なニッケルチタン合金等の形状記憶合金材料からなる。形状記憶合金材料温度または熱に敏感である。例えば、ニチノールは、ニチノールの組成によって決定される温度範囲で一時的に収縮する;この態様において、ニチノールワイヤー70は、約100℃で収縮する。ニチノール合金は、比較的低い温度で伸び、そしてその元の状態に戻る。この収縮温度より上に加熱されることに反応して、ニチノール合金は、その長さにおける変化等の寸法の変化を経る。このように、ニチノールワイヤー70は、繰り返されるその収縮温度より上への温度サイクルとその伸張温度より下への冷却を介することで、長さの収縮を経て、そしてその元の長さに繰り返し戻ることができる。
上記の様に寸法の変化を経る過程において、形状合金材料は、温度の変化による可逆的な相転移または相変態、または可逆的構造相転移を経る。一般的に、そうした転移は、例えば、材料の結晶構造中の変化によるまたは分子レベルでの材料の再秩序化による、材料のある固相から別の相への材料の変化を表す。ニチノールワイヤー70の場合、超弾性合金は、低温相またはマルテンサイト相、および高温相またはオーステナイト相を有する。これらの相は弛緩した相および軟らかいおよび可鍛性(malleable)相、または収縮した相の観点からも呼ぶことができる。
ニチノールワイヤー70は、プランジャヘッド72を通され、そしてポンプまたはコネクター部分組立品22のいずれかの端部に圧着連結74で取り付けられる。その弛緩した相にある場合プランジャヘッド48がその格納された位置にあり;ニチノールワイヤー70がその収縮した相にある場合、プランジャヘッド48がその充分に伸張した位置にあるようにニチノールワイヤー70は配置される。圧着コネクター74は、制御ユニット23内に位置する充電式電池(示されていない)に電気的に接続された電気ワイヤー(示されていない)に接続される。電池が燃料電池14によって生成された電気によって充電できるように、電池は、次に電気コネクター20に電気的に接続される。電気のワイヤーからニチノールワイヤー70を通った電流は、その収縮温度より上にニチノールワイヤー70を熱することとなり、それによってプランジャ48を、その格納された位置からその伸張した位置に動かし、すなわち圧縮ストロークを実行する。プランジャ48がその充分に延びた位置に達すると、プランジャヘッドが検出スイッチ76と接触し、該スイッチは制御ユニット23と電気的に通信しそして信号を送る。この信号の受信により、制御ユニット23は、電池または燃料電池システムから電流を流すのを停止し、そしてワイヤー70は冷却されそしてその膨張温度より下に落ちる。あるいはまたはさらに、ワイヤー収縮するように充分に加熱されるように、ワイヤー70に提供される電流のパルス長は、該技術分野で知られている方法によって制御できる。ワイヤー70はその元の長さまで伸び、そしてプランジャ48は、その充分に格納された位置に戻り、すなわち膨張ストロークを実行する。プランジャストロークの周波数は、必要とされる水素の量によって決定され、さらにガスが必要な場合、さらに溶液を反応チャンバー26にポンプで送る必要があり、そしてプランジャストロークの周波数が上昇する。
燃料カートリッジ10の外側に、あるポンプの部品、すなわちニチノールワイヤー70、プランジャヘッド72、プランジャ48を配置することによって、カートリッジ10の製造コストを削減した。また、ポンプチャンバー52を、ダイアフラム54でシーリングすることによって、クエン酸溶液は、燃料カートリッジ10を離れることが許されず;この設計は、酸のもれによって引き起こされる損傷または害の可能性を最小化する。燃料カートリッジ10から出ることが許される唯一の流体は、ポート40を介した水素ガスである。さらにこの設計によって提供される利点は、ガス発生の簡易化された制御である。クエン酸溶液を固体NaBH4と混合する場合のみに水素ガスが生成されるため、ポンプの速度は、水素ガスの生成速度を完全に制御する。
別の態様において図7〜12を参照すると、ノズルが動くかまたは片寄っている間は錠剤を静止できる。図7および10は、燃料カートリッジ100および他の部品を含む袋86を示す。
上記の態様と類似して、水素発生器は、水素化ホウ素ナトリウムと水との間の二成分反応に基づいて水素を生成する。水素を生成するために使用できる多くの可能な二成分反応物がある。現在の態様で使用される組み合わせは、妥当なコスト、安全性、反応性、および反応熱を含む属性の組み合わせに基づいて選択された。この態様では、酸が反応を触媒するために使用される。この触媒の効果は、水中でのNaBH4の安定性が溶液のpHに強く依存するという事実に基づく。塩基性溶液は、日または年さえもの半減期を有するであろうが、酸性溶液は何分の一秒かの半減期を有するであろう。酸触媒は、水反応物、または乾燥した酸が使用される場合はNaBH4のいずれかと混合できる。
好ましい態様では、酸と水とを混合することによって作られる28wt%のクエン酸またはリンゴ酸溶液を使用する。反応物の単純二成分混合は、最初に水素を激しく生成するであろうが、過剰量の反応物を用いても、水素生成の速度は長い間では徐々に遅くなるであろう。この効果は、酸のpHを増加させる反応による塩基性生成物によって起こされ、それによって反応速度を低下させる。この効果は、単に二成分を混合することによる水素の発生を制御する能力を効果的に制限する。本発明の一つの要素は、反応生成物を反応物から分離する工程である。これは新しい反応物のpHを、できるだけ強酸性にとどまらせることを可能にし、該反応物は、時間を掛けてゆっくりと混合されて、随時要求に応じて水素を生成する。この分離は、流体と固体NaBH4との間の界面にバイアス力をかけることによってなされる。NaBH4が反応するにつれて、生成物は、柔らかくそしてわずかに水性であり、そしてバイアス力の結果として界面から流出する。
このバイアス力は、重力、ガスまたは固体バネ、伸張された弾性要素、または任意の他の機械的なアクチュエーターの使用を含む多くの方法で適用できる。図8および9に示すように、好ましい態様では、コイルバネ90が使用される。使用されるコイルバネ90は、圧縮または引っ張りバネのいずれかであることができる。1つの可能な態様では、引っ張りバネは、圧縮されたNaBH4(図12)を包み込むことができる。図8および9に示された好ましい態様において、2つの引っ張りコイルバネ90が使用され、ノズル組立品94のいずれかの側を押している。このシステムは、粉末、粗い顆粒、および圧縮された錠剤を含む多くの可能な乾燥形態のNaBH4と連携できる。好ましい態様では、急な混合の場合に、圧縮は最大反応速度を制限し、反応物の体積エネルギー密度を改善させ、そしてNaBH4が反応する効率を改善するので、圧縮された錠剤が使用される。上記の様に、この圧縮されたNaBH4は、シリンダー、平面シートおよび押し出されたおおよその長方形の形態を含む種々の形で作ることができる。
反応物の効率的な混合および反応物からの反応生成物の効果的な分離のために、液体と乾燥NaBH4との間の界面は、多くの機能を果たすことが好ましい。最初に、NaBH4と接触する液体を持ってくる手段があることが好ましい。上記の態様と同様に、好ましくは、これは、更に水素が必要な場合に、流体を供給するポンプに接続された管88を使用してなされる。次に、流体は、NaBH4の反応表面のかなりの割合にかけて分散されることが好ましい。これは単一のノズル、並んだノズル、またはノズルおよび毛管ウィックのいくつかの形態を使用することを含む多くの方法によって行う。好ましい態様において、毛管ウィック92が使用される。この毛管の分配はフエルトもしくは他の柔らかいウィッキング素材、成形された毛管チャネル、または多孔性プラスチック等の多孔性ウィッキング構造を含む種々の方法によって達成可能である。好ましい態様では、多孔性プラスチックが使用される。
NaBH4が消費されるにつれて、バイアス力が、ノズル組立品94をNaBH4反応物と密接に接触させることが好ましい。これを行う第1の方法は、(上記の態様のように)NaBH4の塊を固定されたノズルに対して動かすこと、または図8および9に示すように、NaBH4と接触したままであるようにノズル組立品94を動かすことを含む。水素発生器は、2つのパック、すなわち水素化ホウ素ナトリウムを含むものおよび酸を含むものから成る。酸は、酸パックからNaBH4パックにポンプで送られる。酸は、ノズル94を通って、NaBH4錠剤28と反応して、水素および生成物(ボレート)を生成する。反応が進行するにつれて、ノズル94は、柔らかい反応したNaBH4を脇に押しやり(上記の態様のスクリーン選別器の動きに類似する)、新たな反応物を露出させ、そして制御された直線の形でNaBH4錠剤28を消費する。生成物はNaBH4カートリッジ100にある穴を通って逃れ、そして水素がガス分離膜104を通ってパックから除去される。下記に詳細に記載されるのは水素発生器の個々の部品である。
好ましい態様のNaBH4錠剤28は、種々の制約により特異的な形を有する。好ましい態様では、カートリッジ全体100は1インチより厚くなく(これは本発明の制約ではない)、従って、錠剤28それ自身は1インチより薄いことが好ましい。さらに、水素発生の間、錠剤28は、2つのバネ90によって圧力を掛けられており、従ってバネ90を適切な位置に保つために、好ましい態様では、錠剤はそれらの側部に規定された切り除きまたはへこみを含む。高さおよび幅は、パックの所望のサイズに基づいて決定され、錠剤28の辺りの部品が適合することが好ましく、そしてことのほか幅の広い錠剤では不利益がある。最適には、目的は上面で一様に錠剤28を反応させることであり、そして錠剤の幅が広いほど、均一の反応は難しくなる。NaBH4の酸との反応性を低下させ、そして錠剤のサイズを減少させるために、好ましくは、錠剤は、最初にその最大の充填密度まで圧縮されている。
好ましい態様では、ノズル94は、ポンプから酸の流れを得て、そして錠剤28の表面に渡って均等に分配するように設計されている。好ましくは、ノズルはバネ90によって適切な位置に押され、ノズルが未反応のNaBH4と常に接触するように保たれるが、しかし、これは本発明の制約ではない。生成物がノズル94より上に逃げられ、そしてカートリッジ100から出られるように、ノズル94の厚さは理想的には錠剤28の厚さの約半分であるが、しかし、これもまた本発明の制約ではない。ノズル94の好ましい態様は、堅い多孔性プラスチックの1種である。この部分品は管88からの酸を吸って、そして錠剤28の表面に渡って分配する。別の態様では、ノズルはまた底表面に渡る(フエルト等の)ウィックを有するプラスチックの部分品できていることができる。図に示すように、好ましい態様では、ノズルは錠剤の終端近くまで伸びるが、カートリッジのへりに結合されて有効範囲を制限されているので、該終端には接触しない。
好ましい態様では、バネ90は、ノズル94と錠剤28とを一定して接触させるように設計される。錠剤高さのカートリッジ高さに対する比を最大化するために、好ましくは、バネは非常に小さく圧縮されたサイズを有するが、しかし、これは本発明の制約ではない。伸ばされたバネ90の長さは、またカートリッジ100の長さを超えて伸びることが好ましく、水素発生器の寿命の間中、バネはノズル94に常に圧力を掛ける。別の態様では、単一のバネを使用可能である。
図11に最もよく示されるように、カートリッジ100は、錠剤28、ノズル94およびバネ90を収容するように設計されている。カートリッジは反応容器として機能し、反応物を含みそして生成物を放出する。好ましい態様では、カートリッジはバネ90を適切な位置に保つへこみを含む。カートリッジ100は多くの異なる材料でできていることが可能である。好ましい態様では、滑りやすいポリエチレンでできており、カートリッジ100でノズル94が下がる動きを補助する。反応が続くにつれて、生成物がカートリッジ100の側部の穴を通って逃げる。これは2つの目的に役立ち、第1は、穴は生成物をすばやく除去し反応エリアをきれいに保つ、そして第2に、錠剤28のそれぞれの側からでる生成物の流れが錠剤のくぼみを最小に保つ。酸の流れが錠剤28にわたって充分に分散されていない場合、錠剤28はくぼむ。ノズル94上の酸の入り口は中心にあるので、酸が錠剤28の中心に適用される。カートリッジ100のいずれかの側への生成物の流れは、錠剤に大きいくぼみを成長させるよりむしろ、錠剤表面を比較的平面に保ち、ノズル94をすべての点で錠剤28と接触させない。最終的に、カートリッジがフィルムに両側でヒートシールできるように、カートリッジ100は、好ましくはLDPEでできており、パックまたは袋86が膨らんだ場合に、膨張するのを防ぐ。
好ましい態様では、カートリッジ100は、透明でそして約.005"であるバリアーフィルム内に収容されるが、しかし、他の厚さが予期される。フィルムは、湿気がパックに入りそして錠剤と反応することを防止し、そして湿気が酸容器から出るのを防止する。試験においては、透明フィルムは、ポリエチレン部品を良好に密閉することが見いだされ、さらに、これは下記の燃料ゲージの溶液に必要であった。最終的に、フィルムは、ポリエチレンヒートシール層を有し、パックが膨らんだ場合に抑えるために、種々の部分にシールされることを可能にする。
好ましい態様では、膜104は好ましくは伸びたPTFE菅でできている。好ましい態様において、菅は、約.030"の壁厚さ、約150"のIDおよび約50μmのノード間距離を有する。これらの寸法は所望なように調整可能である。壁の厚さは、菅がしっかりしそして使用中に破裂したり、または裂けたりしないように選択され、そして、ノード間距離は、生成物または流体が好ましい操作圧力で突き通ることのない、管を通した好適なろ過を与える。好ましい態様では、管状の膜104内に充填されるのは、小さい琥珀色の顆粒の形態のH−formイオン交換樹脂である。これは2つの目的に機能し、第1はパックが加圧された場合に膜がこわれたりまたはよじれたりしないように、膜104を満たすことであり。第2は、樹脂が水素流れ中の汚染物質を除去することである。パックを出る前に、PTFE膜104は同一のイオン交換樹脂で満たされた無孔性ビニル菅の一部に接続される。この部分の目的は、パックを出る全ての流れが、所定の量の樹脂を通過することを確かにすることである。
好ましい態様では、パックは、カートリッジ100を取り囲む発泡体106を含む。カートリッジ100を取り囲む発泡体106は、2つの目的を有する。第1は、生成物を吸収しそして膜104を保護することである。膜104が生成物で覆われた場合、膜は詰まったり、または孔を通して水素をより少なく通過させる。従って、膜104とカートリッジ100との間に発泡体106を保つと、生成物が発泡体106に吸収され、そして膜104に接触しないことを確かにする。ここで、発泡体はプレフィルターとして機能する。第2に、好ましい態様では、発泡体106は開放気泡のポリエチレン発泡体であり、したがってパックの両側でヒートシールできる。これはパックを柔軟であるが薄くできる。
酸パックは好ましくは残りの部品から分離されたパックである。2種の反応物の無制御な混合を生じさせるパック破裂のあらゆる可能性をこの方式で除くように設計された。酸パックは、好ましくは透明な材料でできており、そして染料で着色された酸で満たされている。これは使用者がパックにいくら酸が残っているかを見ることを容易にし、従って水素発生器の平均寿命測ることを可能にする。別の態様では、酸は着色されない。好ましい態様では、着色した部分またはロゴがNaBH4袋の背面に示されて、酸が存在する場合、ロゴが見えないが、酸がなくなるとロゴが見えてパックが空に近いことを示す追加の表示を与える。好ましい態様では、酸容器の真ん中にヒートシールがある。このヒートシールは、酸が、カートリッジ100があるNaBH4袋86の一部に接触しないようにしている。この目的は、反応を暖かく保つことである。酸パックがカートリッジ部分に接触できる場合、反応を冷却して、反応の効率および反応性を低下させる。
本発明およびその利点が詳細に記載されたが、当然のことながら本発明は、本明細書中に示されたまたは議論されたことによって限定または規定されない。本明細書中の図、記載および議論は、本発明の例を示しそして本発明を使用する例を提供する。当業者は、本発明の実施が本発明の原理、精神または法的範囲を離れることなくなされることを理解するであろう。従って、本発明の範囲は、以下の請求項およびそれらの法的均等によって決定されることが好ましい。
Claims (14)
- (a)固体反応物を受入れる反応チャンバー、
該チャンバーは、該固体反応物を通さない反応生成物分離器と、反応生成物を該
分離器に対して片寄らせるバイアス手段と、を有する;
(b)分配された液体反応物が、該固体反応物と該反応チャンバー内で反応して、該分離器を実質的に透過する水素ガスおよび廃棄物を生成するように、液体反応物を貯蔵し、そして該反応チャンバーに流体的に連結された、液体反応物ディスペンサー;および
(c)該分離器を通過した水素ガスおよび廃棄物を捕集するための、該反応チャンバーに連結された生成物捕集器、
を含んで成る水素ガス発生器。 - 該生成物捕集器内に位置し、水素ガスを通しそして該廃棄物を通さない水素ガス分離器をさらに含む請求項1に記載の水素ガス発生器。
- 該水素ガス分離器が、ガス分離膜である、請求項2に記載の水素ガス発生器。
- 該バイアス手段が、バネである、請求項1に記載の水素ガス発生器。
- 該固体反応物が、水素化ホウ素ナトリウム粉末である、請求項1に記載の水素ガス発生器。
- 該水素化ホウ素ナトリウム粉末が、錠剤形態に圧縮される、請求項5に記載の水素ガス発生器。
- 該分離器が、該水素化ホウ素ナトリウムの粒径より小さいメッシュサイズを有するスクリーンである、請求項6に記載の水素ガス発生器。
- 該液体反応物が、酸性溶液である、請求項1に記載の水素ガス発生器。
- 該酸溶液が、2以下のpHを有する、請求項8に記載の水素ガス発生器。
- 該液体反応物が、クエン酸溶液である、請求項1に記載の水素ガス発生器。
- 該反応チャンバー、液体反応物ディスペンサーおよび生成物捕集器を取り囲む外殻をさら含み、該殻の少なくとも一部が、該発生器中に残っている該固体反応物の量を見ることができる程透明である、請求項1に記載の水素ガス発生器。
- 該液体反応物ディスペンサーが袋であり、そして該発生器が該反応チャンバーおよび生成物捕集器を取り囲む内側の袋をさらに含み、該内側の袋が該ディスペンサー袋の内側に位置する、請求項1に記載の水素ガス発生器。
- (a)該固体反応物を通さない反応生成物分離器に固体反応物を片寄らせること;
(b)液体反応物を該固体反応物に分配して、該分離器を実質的に透過する水素ガスおよび廃棄物を生成させること;および
(c)充分な圧力を掛けて、該分離器を通して該水素ガスおよび廃棄物を通過させること、
を含んで成る水素ガスを生成させる方法。 - (c)の後で、該廃棄物から該水素ガスを分離することをさら含む請求項13に記載の方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9169976B2 (en) | 2011-11-21 | 2015-10-27 | Ardica Technologies, Inc. | Method of manufacture of a metal hydride fuel supply |
Families Citing this family (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7727293B2 (en) * | 2005-02-25 | 2010-06-01 | SOCIéTé BIC | Hydrogen generating fuel cell cartridges |
US8372168B2 (en) * | 2005-09-16 | 2013-02-12 | Protonex Technology Corporation | Hydrogen generating fuel cartridge with volume exchange configuration |
US20070243431A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-10-18 | Intematix Corporation | Hydrogen-generating solid fuel cartridge |
US20080053999A1 (en) * | 2006-05-02 | 2008-03-06 | Del Rosal Manuel A | Tamper resistant fuel receptacles |
US20080277441A1 (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-13 | Joerg Zimmermann | Strap mounted energy supply |
US20080286195A1 (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Qinglin Zhang | Hydrogen generation systems and methods |
JP5135581B2 (ja) * | 2007-08-16 | 2013-02-06 | セイコーインスツル株式会社 | 水素発生装置及び燃料電池システム |
US20090101520A1 (en) * | 2007-10-18 | 2009-04-23 | Qinglin Zhang | Methods and devices for hydrogen generation |
US20090104481A1 (en) * | 2007-10-18 | 2009-04-23 | Mohring Richard M | Methods and devices for hydrogen generation |
US9034531B2 (en) * | 2008-01-29 | 2015-05-19 | Ardica Technologies, Inc. | Controller for fuel cell operation |
US8741004B2 (en) * | 2009-07-23 | 2014-06-03 | Intelligent Energy Limited | Cartridge for controlled production of hydrogen |
US20110020215A1 (en) * | 2009-07-23 | 2011-01-27 | Ryu Wonhyoung | Chemical hydride formulation and system design for controlled generation of hydrogen |
US8808410B2 (en) | 2009-07-23 | 2014-08-19 | Intelligent Energy Limited | Hydrogen generator and product conditioning method |
CN102130348A (zh) * | 2010-01-15 | 2011-07-20 | 扬光绿能股份有限公司 | 燃料匣及储氢方法 |
US8697000B2 (en) * | 2010-03-11 | 2014-04-15 | Hewit Medical, Llc | Apparatus and method for sterilization |
EP2394953B1 (en) | 2010-05-13 | 2012-08-22 | Amalio Garrido Escudero | A system for controlled on demand in situ hydrogen generation using a recyclable liquid metal reagent, and method used in the system |
US8940458B2 (en) | 2010-10-20 | 2015-01-27 | Intelligent Energy Limited | Fuel supply for a fuel cell |
WO2012058687A2 (en) | 2010-10-29 | 2012-05-03 | Ardica Technologies | Pump assembly for a fuel cell system |
CA2843716A1 (en) * | 2011-06-28 | 2013-01-03 | Eveready Battery Company, Inc. | Hydrogen gas generator |
SG2014010722A (en) | 2011-07-11 | 2014-06-27 | Intelligent Energy Inc | Gas generator with combined gas flow valve and pressure relief vent |
EP2736838A1 (en) | 2011-07-26 | 2014-06-04 | Intelligent Energy Limited | Hydrogen generator with improved fluid distribution |
US9005321B2 (en) * | 2012-03-19 | 2015-04-14 | Intelligent Energy Inc. | Hydrogen generator system with liquid interface |
EP2827977A4 (en) | 2012-03-23 | 2015-11-25 | Intelligent Energy Ltd | HYDROGEN-PRODUCING FUEL CARBOX AND METHOD FOR PRODUCING HYDROGEN |
IN2014DN08874A (ja) * | 2012-03-23 | 2015-05-22 | Intelligent Energy Inc | |
EP2850682A4 (en) * | 2012-05-15 | 2015-06-24 | Intelligent Energy Ltd | FUEL CARTRIDGE PRODUCING HYDROGEN |
GB2507466B (en) * | 2012-07-16 | 2015-04-08 | Prometheus Wireless Ltd | Fuel cell apparatus |
EP2695853B1 (en) * | 2012-08-08 | 2018-10-10 | Airbus Defence and Space GmbH | Portable hydrogen generator |
CN102910582B (zh) * | 2012-09-20 | 2015-02-18 | 中国计量学院 | 一种基于铝合金/硼氢化物水解反应的微型制氢系统制氢方法 |
WO2014065923A1 (en) | 2012-10-22 | 2014-05-01 | Intelligent Energy, Inc. | Hydrogen generator |
US20140154171A1 (en) * | 2012-12-04 | 2014-06-05 | Eveready Battery Company, Inc. | Hydrogen Generation from Stabilized Alane |
GB2511566B (en) * | 2013-03-08 | 2018-09-26 | Intelligent Energy Ltd | Gas supply cartridge |
CN104733749A (zh) * | 2013-12-19 | 2015-06-24 | 扬光绿能股份有限公司 | 燃料匣 |
GB201514216D0 (en) | 2015-08-12 | 2015-09-23 | Ihod Ltd | An apparatus for generating hydrogen |
GB2549470A (en) * | 2016-04-15 | 2017-10-25 | Ihod Ltd | A portable generator apparatus |
GB2559953A (en) * | 2017-01-14 | 2018-08-29 | Ihod Ltd | An apparatus for generating hydrogen |
GB2559954A (en) * | 2017-01-16 | 2018-08-29 | Ihod Ltd | An apparatus for generating hydrogen |
FR3077815B1 (fr) | 2018-02-13 | 2021-01-08 | Apollon Solar | Dispositif portable de production d'hydrogene, et son utilisation |
US11101479B2 (en) | 2019-06-26 | 2021-08-24 | The Boeing Company | System and method for storing hydrogen |
Family Cites Families (75)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3774589A (en) | 1971-08-30 | 1973-11-27 | Chem E Watt Corp | Self contained electrochemical heat source |
US3744589A (en) * | 1972-06-09 | 1973-07-10 | Gen Motors Corp | Swirling flow muffler |
US4261956A (en) * | 1979-06-13 | 1981-04-14 | Engelhard Minerals & Chemicals Corporation | Cartridge for gas generator |
US4846176A (en) | 1987-02-24 | 1989-07-11 | Golden Theodore A | Thermal bandage |
US5804329A (en) | 1995-12-28 | 1998-09-08 | National Patent Development Corporation | Electroconversion cell |
US5817157A (en) * | 1996-01-02 | 1998-10-06 | Checketts; Jed H. | Hydrogen generation system and pelletized fuel |
US5932940A (en) * | 1996-07-16 | 1999-08-03 | Massachusetts Institute Of Technology | Microturbomachinery |
US6468694B1 (en) * | 1997-03-27 | 2002-10-22 | Millennium Cell, Inc. | High energy density boride batteries |
DE19743673C2 (de) * | 1997-10-02 | 2002-05-08 | Xcellsis Gmbh | Vorrichtung zur Wasserstofferzeugung aus Kohlenwasserstoffen und Verfahren zur Herstellung eines Katalysators |
PL345614A1 (en) * | 1998-07-22 | 2002-01-02 | Idi Head Oy | Apparatus and method for grinding webs made of fiber material |
US6326097B1 (en) | 1998-12-10 | 2001-12-04 | Manhattan Scientifics, Inc. | Micro-fuel cell power devices |
US6375638B2 (en) | 1999-02-12 | 2002-04-23 | Medtronic Minimed, Inc. | Incremental motion pump mechanisms powered by shape memory alloy wire or the like |
US6534033B1 (en) * | 2000-01-07 | 2003-03-18 | Millennium Cell, Inc. | System for hydrogen generation |
US6840955B2 (en) | 2000-01-27 | 2005-01-11 | Robert J. Ein | Therapeutic apparatus |
US6544400B2 (en) * | 2000-03-30 | 2003-04-08 | Manhattan Scientifics, Inc. | Portable chemical hydrogen hydride system |
US6544679B1 (en) * | 2000-04-19 | 2003-04-08 | Millennium Cell, Inc. | Electrochemical cell and assembly for same |
US6250078B1 (en) * | 2000-04-27 | 2001-06-26 | Millennium Cell, L.L.P. | Engine cycle and fuels for same |
US6579068B2 (en) * | 2000-08-09 | 2003-06-17 | California Institute Of Technology | Method of manufacture of a suspended nitride membrane and a microperistaltic pump using the same |
US6670444B2 (en) * | 2000-11-08 | 2003-12-30 | Millennium Cell, Inc. | Processes for synthesizing borohydride compounds |
US6433129B1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-08-13 | Millennium Cell, Inc. | Compositions and processes for synthesizing borohydride compounds |
US6524542B2 (en) * | 2001-04-12 | 2003-02-25 | Millennium Cell, Inc. | Processes for synthesizing borohydride compounds |
DE10063720A1 (de) | 2000-12-20 | 2002-07-11 | Siemens Ag | Niedertemperatur-Brennstoffzelle |
JP2002234358A (ja) | 2001-02-07 | 2002-08-20 | Honda Motor Co Ltd | 車両用追従走行制御装置 |
US6796898B1 (en) * | 2001-02-15 | 2004-09-28 | Mike Timpano | Method for providing a blackjack insurance wager |
US6645651B2 (en) * | 2001-06-01 | 2003-11-11 | Robert G. Hockaday | Fuel generator with diffusion ampoules for fuel cells |
EP1399198A1 (en) * | 2001-06-29 | 2004-03-24 | The Procter & Gamble Company | Absorbent article |
US6932847B2 (en) * | 2001-07-06 | 2005-08-23 | Millennium Cell, Inc. | Portable hydrogen generator |
US7316718B2 (en) * | 2001-07-11 | 2008-01-08 | Millennium Cell, Inc. | Differential pressure-driven borohydride based generator |
US6547633B2 (en) * | 2001-08-06 | 2003-04-15 | Jill A. Haug | Method of closing a stuffed toy |
US6834623B2 (en) * | 2001-08-07 | 2004-12-28 | Christopher T. Cheng | Portable hydrogen generation using metal emulsions |
US6713201B2 (en) * | 2001-10-29 | 2004-03-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Systems including replaceable fuel cell apparatus and methods of using replaceable fuel cell apparatus |
US6924054B2 (en) * | 2001-10-29 | 2005-08-02 | Hewlett-Packard Development Company L.P. | Fuel supply for a fuel cell |
US6586563B1 (en) * | 2001-12-18 | 2003-07-01 | Millennium Cell, Inc. | Processes for synthesizing alkali metal borohydride compounds |
US6887596B2 (en) * | 2002-01-22 | 2005-05-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Portable disposable fuel-battery unit for a fuel cell system |
US6808833B2 (en) * | 2002-01-22 | 2004-10-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fuel supply for a fuel cell |
US20030138679A1 (en) * | 2002-01-22 | 2003-07-24 | Ravi Prased | Fuel cartridge and reaction chamber |
JP4155021B2 (ja) * | 2002-02-28 | 2008-09-24 | カシオ計算機株式会社 | 発電型電源及び電子機器 |
US7108777B2 (en) * | 2002-03-15 | 2006-09-19 | Millennium Cell, Inc. | Hydrogen-assisted electrolysis processes |
US7052251B2 (en) * | 2002-04-22 | 2006-05-30 | Medtronic Minimed, Inc. | Shape memory alloy wire driven positive displacement micropump with pulsatile output |
US6921603B2 (en) * | 2002-04-24 | 2005-07-26 | The Regents Of The University Of California | Microfluidic fuel cell systems with embedded materials and structures and method thereof |
US6818334B2 (en) * | 2002-06-06 | 2004-11-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Accelerated hydrogen generation through reactive mixing of two or more fluids |
US6723072B2 (en) * | 2002-06-06 | 2004-04-20 | Insulet Corporation | Plunger assembly for patient infusion device |
AUPS312302A0 (en) | 2002-06-19 | 2002-07-18 | Telezygology Inc | Further improvements in fixing and release systems |
US7097813B2 (en) * | 2002-06-21 | 2006-08-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Hydrogen generating apparatus |
US7105245B2 (en) | 2002-07-03 | 2006-09-12 | Neah Power Systems, Inc. | Fluid cell system reactant supply and effluent storage cartridges |
US7316719B2 (en) * | 2002-09-06 | 2008-01-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Hydrogen generating apparatus |
US7201782B2 (en) * | 2002-09-16 | 2007-04-10 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Gas generation system |
US6960403B2 (en) * | 2002-09-30 | 2005-11-01 | The Regents Of The University Of California | Bonded polyimide fuel cell package and method thereof |
US20040062978A1 (en) * | 2002-10-01 | 2004-04-01 | Graftech, Inc. | Fuel cell power packs and methods of making such packs |
US6916159B2 (en) * | 2002-10-09 | 2005-07-12 | Therasense, Inc. | Device and method employing shape memory alloy |
US6821499B2 (en) * | 2002-10-11 | 2004-11-23 | General Motors Corporation | Method of generating hydrogen by reaction of borohydrides and hydrates |
KR100493384B1 (ko) * | 2002-11-07 | 2005-06-07 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시소자 제조 공정용 기판 합착 장치의 기판을로딩하기 위한 구조 |
RU2003100734A (ru) | 2003-01-08 | 2004-08-20 | Владимир Николаевич Индукаев (RU) | Сани (варианты) |
US7105033B2 (en) * | 2003-02-05 | 2006-09-12 | Millennium Cell, Inc. | Hydrogen gas generation system |
JP3941705B2 (ja) | 2003-02-13 | 2007-07-04 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の停止始動制御装置 |
US6745801B1 (en) * | 2003-03-25 | 2004-06-08 | Air Products And Chemicals, Inc. | Mobile hydrogen generation and supply system |
US7198474B2 (en) * | 2003-04-07 | 2007-04-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Pump having shape memory actuator and fuel cell system including the same |
US6986649B2 (en) * | 2003-04-09 | 2006-01-17 | Motorola, Inc. | Micropump with integrated pressure sensor |
US6706909B1 (en) * | 2003-05-12 | 2004-03-16 | Millennium Cell, Inc. | Recycle of discharged sodium borate fuel |
US7544435B2 (en) * | 2003-05-15 | 2009-06-09 | The Gillette Company | Electrochemical cell systems comprising fuel consuming agents |
US20040253500A1 (en) * | 2003-06-13 | 2004-12-16 | Bourilkov Jordan T. | Fuel cartridge interconnect for portable fuel cells |
US7481858B2 (en) * | 2005-02-25 | 2009-01-27 | Societe Bic | Hydrogen generating fuel cell cartridges |
US7344571B2 (en) * | 2003-08-14 | 2008-03-18 | The Gillette Company | Hydrogen generator |
EP1515043B1 (en) * | 2003-09-12 | 2006-11-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Diaphram pump for cooling air |
TWI381572B (zh) * | 2003-11-14 | 2013-01-01 | Encite Lllc | 自動調節之氣體產生器和方法 |
WO2005057703A1 (ja) | 2003-12-12 | 2005-06-23 | Nec Corporation | 燃料電池、燃料カートリッジおよび燃料電池システム |
WO2005102914A2 (en) * | 2004-04-14 | 2005-11-03 | Millennium, Cell, Inc. | Systems and methods for hydrogen generation from solid hydrides |
US8410747B2 (en) | 2004-07-21 | 2013-04-02 | Societe Bic | Flexible fuel cell structures having external support |
US20050037252A1 (en) | 2004-08-06 | 2005-02-17 | Pham Ai Quoc | Tubular solid oxide fuel cells |
US7666386B2 (en) * | 2005-02-08 | 2010-02-23 | Lynntech Power Systems, Ltd. | Solid chemical hydride dispenser for generating hydrogen gas |
US20060196112A1 (en) | 2005-03-02 | 2006-09-07 | Grant Berry | Borohydride fuel compositions and methods |
US8206869B2 (en) | 2005-06-03 | 2012-06-26 | Daimler Ag | Electrochemical fuel cell stack with integrated anode exhaust valves |
KR100733236B1 (ko) * | 2005-07-25 | 2007-06-28 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 이산화망간, 그것의 제조방법 및 제조장치, 및 그것을이용하여 작성되는 전지용 활물질 및 전지 |
WO2007024688A2 (en) | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Millennium Cell, Inc. | Hybrid hydrogen fuel systems and methods |
US20100150824A1 (en) | 2008-11-21 | 2010-06-17 | Lynntech, Inc. | Hydrogen generator with reactant dilution scheme |
-
2005
- 2005-08-11 US US11/202,598 patent/US20070036711A1/en not_active Abandoned
-
2006
- 2006-08-11 JP JP2008526228A patent/JP2009504555A/ja active Pending
- 2006-08-11 WO PCT/US2006/031377 patent/WO2007021934A2/en active Application Filing
- 2006-08-11 EP EP06813380A patent/EP1922285A4/en active Pending
-
2009
- 2009-07-13 US US12/501,675 patent/US8100993B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-01-23 US US13/356,582 patent/US20120121996A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9169976B2 (en) | 2011-11-21 | 2015-10-27 | Ardica Technologies, Inc. | Method of manufacture of a metal hydride fuel supply |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8100993B2 (en) | 2012-01-24 |
US20070036711A1 (en) | 2007-02-15 |
WO2007021934A3 (en) | 2008-08-07 |
EP1922285A4 (en) | 2010-03-24 |
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US20090274595A1 (en) | 2009-11-05 |
US20120121996A1 (en) | 2012-05-17 |
WO2007021934A2 (en) | 2007-02-22 |
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