JP2015527282A - 水素発生器のパッケージ燃料ユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

燃料ユニットのパッケージ、当該パッケージを含む燃料ユニット、および当該燃料ユニットのうち１つ以上を含む水素発生器の、製造方法を開示する。当該パッケージは、非伝導性基板ストリップに開口部を形成することと、導体ストリップに導体セクションを形成することと、当該基板および導体ストリップを整列させることと、当該開口部を被覆するために当該導体セクションを当該基板ストリップに接着させることと、当該導体ストリップの非接着部分を取り外すこととによって製造する、パッケージストリップを含む。水素発生反応体を封入するパッケージは、当該パッケージストリップのセグメントを、それ自身に、１つ以上の他のセグメントに、および／または１つ以上の他のパッケージ部品に固定することによって形成される。【選択図】図５

Description

本発明は、水素ガスを提供するための水素発生器に関し、具体的に水素発生器の反応体を含有する燃料ユニットのパッケージを製造する方法、および当該パッケージを含むパッケージ燃料ユニットを製造する方法に関する。

携帯可能な電子機器の電力源としての燃料電池バッテリへの関心が高まっている。燃料電池は、正電極および負電極の活物質として、電池の外部からの物質を使用する電気化学電池である。燃料電池は電気を発生させるために使用する活物質の全てを含有していなくてもよいので、燃料電池は、他の型のバッテリと比較して、生成する電気エネルギーの量の割に小さい容積で製造することができる。

燃料電池は、使用される電解質の種類によって分類可能であり、典型的に、プロトン交換膜型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）、アルカリ型燃料電池（ＡＦＣ）、リン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）、および溶融炭酸塩型燃料電池（ＭＣＦＣ）の５つの型の内の１つである。燃料電池のこれらの型のそれぞれは、水素および酸素を、それぞれ燃料電池の負電極（陰極）および正電極（陽極）の活物質として、使用し得る。水素は負電極で酸化し、酸素は正電極で還元する。イオンは非導電性のイオン透過性分離器を通って通過し、電子は電流を提供するために外部回路を通って通過する。

水素燃料電池のいくつかの型において、水素は燃料電池の負電極側に供給される水素含有燃料から形成される。水素燃料電池の他の型において、水素ガスは燃料電池の外部の源から燃料電池に供給される。

燃料電池系は、１つ以上の燃料電池（例えば、燃料電池スタック）を含む燃料電池バッテリ、および、燃料タンクまたは水素発生器のような燃料源を含み得る。燃料電池に水素ガスを供給する水素発生器は、燃料電池系の必須部分であり得、または、燃料電池系に取り外し可能に連結し得る。取り外し可能な水素発生器は、水素生成反応体が消費されたとき、別のものと交換し得る。取り外し可能な水素発生器は、使い捨てであり得る（１回の使用のみを意図する）。取り外し可能および常設水素発生器の両方は、消費された反応体物質を交換するために、再充填可能であり得る（複数回使用を意図する）。

水素発生器は、様々な反応体、および水素発生反応体を始動させる様々な方法を使用して、水素を生成し得る。水素ガスは、水素含有物質が反応するとき発生し得る。水素含有物質の例は、液体または気体の炭化水素（メタノール等）、水素化物（金属水素化物および化学水素化物等）、アルカリ金属シリサイド、金属／シリカゲル、水、アルコール、希酸、および有機燃料（Ｎ−エチルカルバゾーンおよびペルヒドロフルオレン等）を含む。水素含有化合物は、触媒、熱、もしくは酸、またはそれらの組み合わせの存在下で、反応体が一緒に混合されると、別の反応体と反応し、水素ガスを生成し得る。水素含有化合物は、熱化学的分解反応において水素を発生させるために加熱され得る。

水素発生器における使用のための反応体を選択する際に、（ａ）水素発生器が使用されない間の長期間における安定性、（ｂ）水素発生反応の開始の容易性、（ｃ）水素発生反応を維持するために提供しなければならないエネルギーの量、（ｄ）水素発生反応の最高動作温度、および（ｅ）容積の単位当たり、および反応体（複数可）の質量の単位当たり、生成され得る水素の総容積、が考慮され得る。

一般的に、容積測定基準において比較的に大きい容積の水素ガスを生成するため、熱分解反応をさせることによって水素ガスを生成可能な反応体が望ましい。抵抗電気加熱素子は、水素生成反応を起こすために必要な熱を提供するために使用され得る。反応体は、パッケージに封入され得る交換可能な燃料ユニットに含有され得る。したがって、反応を起こすために、外部加熱素子からの熱、または内部の加熱素子を作動するための電気を、パッケージ内へ伝導しなければならない。これを達成するための１つの方法は、パッケージ上の導電性および／または熱伝導性領域を介する。一度に、燃料ユニット内の反応体の限られた部分のみを加熱することが望ましいことがある。これは、反応体のいくつかの部分のそれぞれと関連する、パッケージ内に別個の導電性および／または熱伝導性領域を有することによって、容易になり得る。

本発明の１つの目的は、パッケージ内に１つ以上の導電性および／または熱伝導性領域を有する、水素発生器燃料ユニットのパッケージの製造方法を提供することである。パッケージは、簡素なデザインを有し、限られた数の高価でない材料および部品で製造され、容易に経済的に製造されることが望ましい。本発明のさらなる目的は、パッケージを含む燃料ユニット、および燃料ユニットを含む水素発生器の製造方法を提供することである。

本発明の一態様において、水素発生器燃料ユニットのパッケージの製造方法が提供され、当該方法は、１０ワット／メートル・ケルビンより低い熱伝導性を有する非導電性材料から製造される基板ストリップを提供するステップと、基板ストリップに開口部のアレイを形成するステップと、１０ワット／メートル・ケルビンより高い熱伝導性を有する導電性材料から製造される導体ストリップを提供するステップと、導体ストリップに導体セクションのアレイを形成するステップと、導体ストリップ内の個々の導体セクションを基板ストリップ内の開口部と整列させるステップと、接着ストリップを形成するために、個々の導体セクションのそれぞれの周辺部分を開口部の内の１つ以上を取り囲む基板ストリップの部分に接着させるステップと、パッケージストリップを形成するために、接着ストリップの接着導体セクションの周辺から導体ストリップの非接着部分を取り外すステップとを含む。実施形態は、次の特徴のうちの１つ以上を含み得る。
・基板ストリップは、５ワット／メートル・ケルビンより低い、好適には、２ワット／メートル・ケルビンより低い、より好適には、１ワット／メートル・ケルビンより低い熱伝導性を有する材料から製造される；
・導体ストリップは、１００ワット／メートル・ケルビンより高い熱伝導性を有する材料から製造される；
・基板ストリップおよび導体ストリップは、少なくとも最大２５０℃の気温で安定する材料から製造される；
・基板ストリップは少なくとも１つの高温ポリマーから製造される；当該少なくとも１つの高温ポリマーは２つ以上の高温ポリマーの組み合わせまたは合成物であり得る；当該少なくとも１つの高温ポリマーは、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、フェノール樹脂、およびそれらの誘導体から選択されるポリマーであり得る；
・導体ストリップは、金属、金属合金、および非金属材料から選択される材料から製造される；当該金属は、アルミニウム、鋼、銅、およびニッケルの内の１つ、それらの組み合わせおよび合金であり得る；当該非金属材料はグラファイト系材料であり得る；
・基板ストリップはロールの状態で提供される；
・導体ストリップはロールの状態で提供される；
・パッケージストリップはロールの形態に巻き付けられる；
・パッケージストリップは後続のバッチ処理のためにセグメントに切り分けられる；
・開口部のアレイは、基板ストリップの縦軸に平行に延在する縦列に配置する開口部を含む；開口部のアレイは、基板ストリップの縦軸に平行に延在する２つ以上の縦列を含み得る；１つの縦列における開口部は、別の縦列における開口部と整列し得、基板ストリップの縦軸に垂直な、開口部の横列を形成する；１つの縦列における開口部は、別の縦列における開口部と整列し得、基板ストリップの縦軸に平行でも垂直でもない斜めの列を形成する；
・基板ストリップおよび導体ストリップは、導体ストリップ内の個々の導体セクションを、基板ストリップ内の対応する開口部と整列させるための、位置合わせ特徴を有する；
・導体セクションは、導体セクションの周辺部分の周囲の連続的な接着で、基板に接着する；
・導体セクションは、導体セクションの周辺部分の周囲の非連続的な接着で、基板に接着する；
・接着は、熱接着、接着剤接着、超音波溶接、およびレーザー溶接から選択される方法により実施する；
・導体ストリップに導体セクションのアレイを形成するステップは、接着ストリップの接着導体セクションの周囲から、導体ストリップの非接着部分を取り外すことを容易にするために、導体セクションの周囲に弱い領域を作ることを含む；弱い領域は、導体セクションをそれを取り囲む導体ストリップに接続する１つ以上の細い帯と、導体セクションとそれを取り囲む導体ストリップとの間の圧印領域を含み得る；
・導体ストリップに導体セクションのアレイを形成するステップは、導体セクションの周囲の導体ストリップのいくつかの部分を取り外すこと、および導体ストリップ材料の非接着網を導体セクションに接続したままにすることを含む；導体ストリップ材料の非接着網は、導体セクションから網を外すために、導体セクションの近くの網を破壊することによって、および、接着ストリップの残りの部分から外された網を分離することによって、取り外し得る；
・導体ストリップの非接着部分を、接着ストリップの接着導体セクションの周囲から取り外すステップは、接着ツールが導体ストリップと接触している間に実施する；
・２つ以上の開口部が単一の伝導性セクションによって被覆される；個々の導体セクションのそれぞれの周辺部分を対応する開口部のそれぞれを取り囲む基板ストリップの部分に接着した後、単一の伝導性セクションによって被覆される、隣接する開口部の間の導体材料の一部が取り外され得、単一の伝導性セクションによって被覆されていた開口部のそれぞれが、別個の伝導性セクションにより被覆される；
・基板ストリップおよび導体ストリップは、互いに平行である、それらの縦軸と整列する；
・基板ストリップおよび導体ストリップは、接着の間、互いに垂直である、それらの縦軸で整列する。

本発明の別態様において、水素発生器の燃料ユニットの製造方法が提供され、当該方法は、上述の方法によって製造するパッケージストリップのセグメントを提供するステップと；当該パッケージストリップセグメントを含むパッケージ内に、反応体組成物を封入するステップとを含み；当該パッケージストリップセグメントがそこにおいて１つ以上の導体セクションを有し、それぞれの導体セクションが、電流または熱がその内部を通って当該反応体組成物の一部へと伝導できるように配置し；当該反応体組成物は、少なくとも最低反応温度で加熱したときに、水素ガスを生成するために熱分解できる反応体を含む。実施形態は、次の特徴のうちの１つ以上を含み得る。
・燃料ユニットは、パッケージ内に含まれる１つ以上の加熱素子を有し、反応体組成物の一部を加熱するための熱を生成するために、電流が１つ以上の導体セクションのそれぞれを通って対応する加熱素子に伝導することができる；
・燃料ユニットの外部の１つ以上の加熱素子は、当該１つ以上の加熱素子のそれぞれからの熱が、反応体組成物の一部を加熱するために、対応する導体セクションを通って伝導することができるように配置され得る；
・当該パッケージは２つ以上のパッケージストリップセグメントを含む；
・当該パッケージストリップセグメントの周辺部分は、反応体組成物をパッケージ内に封入するために固定される；当該パッケージストリップセグメントは、それ自身に、別のパッケージストリップセグメントに、別のパッケージ部品に、またはそれらの組み合わせに固定され得る；当該パッケージストリップセグメントは、熱溶着、接着剤接着、超音波溶接、レーザー溶接、または圧積層によって固定し得る；パッケージストリップセグメントの周辺部分は、連続的または非連続的接着によって固定する；
・当該パッケージは、１つ以上のパッケージストリップセグメントの周辺部分を一緒に固定することによって形成するパウチを含む；
・当該パッケージは、当該パッケージストリップセグメントが固定される別のパッケージ部品を含む；当該他のパッケージ部品は、１つ以上のコンパートメントを含み得、それぞれが反応体組成物を含有する；それぞれのコンパートメントは、反応体組成物の一部を含有し得、当該パッケージストリップセグメントに固定され、そこに含有される反応体組成物の一部を加熱するためのエネルギーを提供するために、電流または熱を、導体セクションを通して伝導できる；他方のパッケージ部品は高温ポリマーを含む；
・当該燃料ユニットは水素ガス排出口を含む；当該排出口は、パッケージにおける弁または孔であり得る；
・燃料ユニットにおける反応体組成物は部分に分離される；それぞれの部分は、１つ以上の加熱素子によって加熱され得る；単一の加熱素子は、２つ以上の部分を加熱し得る；当該部分はその間に断熱材を含み得る；

本発明の別態様において、水素発生器の製造方法が提供され、当該方法は、上述の方法によって製造する１つ以上の燃料ユニットを提供するステップと、取り外し可能に１つ以上の燃料ユニットを含有するための、１つ以上の空洞を有するハウジングを提供するステップと、それぞれの加熱素子が、当該１つ以上の燃料ユニットにおける反応体組成物の一部を、少なくとも最低反応温度に加熱するために構成される、１つ以上の加熱素子を提供するステップと、電流を当該１つ以上の加熱素子に供給するための、エネルギー源および電気回路を提供するステップと、当該１つ以上の燃料ユニットが、取り外し可能に当該１つ以上の空洞に挿入される場合に、水素ガスを生成することができる構成において、ハウジング、加熱素子、エネルギー源、および電気回路を組み合わせるステップとを含む。実施形態は、次の特徴のうちの１つ以上を含み得る。
・当該ハウジングは、当該１つ以上の燃料ユニットによって生成される水素ガスを含有するために、密閉可能である；
・当該ハウジングは、水素ガスの水素消費装置への放出を制御するための、水素ガス排出口を含む。
・加熱素子のそれぞれはハウジング内に含有され、燃料ユニットが水素発生器内に含まれる場合に、当該燃料ユニットパッケージにおける導体セクションと熱接触する；
・加熱素子のそれぞれは当該１つ以上の燃料ユニット内に含有され、当該加熱素子に電流を提供するために、水素発生器における電気接触子が、当該燃料ユニットパッケージにおける導体セクションと電気接触する；
・当該エネルギー源はハウジング内に配置する；
・当該エネルギー源はハウジングの外部に配置し、当該ハウジングを通って延在する電気リードを経由して、水素発生器に電流を提供する；

本明細書において別様を特定しない限り、全ての開示する特徴および範囲は室温（２０℃〜２５℃）で決定される通りである。

図面において、
開口部を形成した後の基板ストリップの一部の斜視図である。 導体ストリップ網に付着する導体セクションを形成した後の、導体ストリップの一部の斜視図である。 パッケージストリップの製造過程の実施形態の概略図である。 パッケージストリップの製造過程の実施形態の概略図である。 燃料ユニット容器に固定されているパッケージストリップの斜視図である。 ２つの燃料ユニットパッケージの部分分解斜視図である。 水素発生器およびそこへの挿入のための燃料ユニットの実施形態の斜視図である。 水素発生器およびそこへ挿入する燃料ユニットの実施形態の斜視図である。

上述の目的は、燃料ユニットのパッケージを含む本発明により達成され、当該パッケージは、以下の記載に従い製造するパッケージストリップのセグメントを含む。当該パッケージ燃料ユニットは、燃料電池バッテリ、または水素消費装置もしくは器具のような、水素ガス装置を提供するために使用し得る水素発生器に、取り外し可能に挿入され得る。当該燃料ユニットは、パッケージ内に封入される反応体組成物を含有する。当該反応体組成物は、少なくとも当該反応体（複数可）が反応する最低反応温度に加熱された場合、水素ガスを生成するために熱分解できる、１つ以上の反応体を含む。当該パッケージは、それぞれが導体セクションで被覆された、１つ以上の開口部を有する基板から製造する、パッケージストリップのセグメントを含む。当該基板は、導電性および熱伝動性が不良な導体材料から製造し、当該導体セクションは、導電性および熱伝動性が優れた導体から製造する。当該導体セクションは、それを通して電流または熱を伝導できる、伝導性領域をパッケージ内に提供する。反応体組成物を加熱するために、内部または外部の加熱素子を使用する。電流は、導体セクションを通して内部加熱素子（燃料ユニット内）へ伝導する。外部加熱素子（燃料ユニット外）からの熱は、導体セクションを通して伝導する。両方の実施形態において、反応体組成物を加熱するために、熱が提供される。

燃料ユニットパッケージは、少なくとも１つのパッケージストリップセグメントを含む。１つ以上のパッケージストリップセグメントの周辺部分は、反応体組成物を封入するためのパウチを形成するために、一緒に密閉され得る。あるいは、１つ以上のパッケージストリップセグメントは、当該パッケージの別のパッケージ部品に固定され得る。当該パッケージは、同じもしくは異なる材料から製造される、同じもしくは異なる過程によって製造される、または、同じもしくは異なる構造を有する、同じパッケージストリップまたは異なるパッケージストリップからのパッケージストリップセグメントを含み得る。

パッケージストリップは、基板ストリップおよび導体ストリップから製造する。これらのストリップの１つまたは両方は、比較的短いセグメントにおいてあり得、例えば、マガジンからの供給に適切であり得る。当該ストリップの１つまたは両方は、そこから、当該ストリップを、高速で容積の大きい製造過程において供給することができる、ロールの形態であり得る。当該基板ストリップは、１０ワット／メートル・ケルビンより低い（好適には、５ワット／メートル・ケルビンより低い、より好適には、２ワット／メートル・ケルビンより低い、最も好適には、１ワット／メートル・ケルビンより低い）熱伝導性を有する、非導電性材料から製造する。本明細書で使用される場合、非導電性材料は、２０℃で、１×１０１６オーム・ｍより高い電気抵抗率を有する。基板ストリップ材料は、当該水素発生器の予測される動作温度（例えば最大少なくとも２５０℃）で安定する。例えば、当該基板ストリップは、フレキシブルガラスまたは少なくとも１つの高温ポリマー（すなわち、１つ、または、２つ以上の高温ポリマーの組み合わせもしくは合成物）から製造し得る。本明細書で使用する場合、「高温ポリマー」は、当該パッケージストリップが耐えるように考案される最大温度より高い、熱変形温度（荷重たわみ温度）（ＡＳＴＭ Ｄ６４８による１８．５６ｋｇ／ｃｍ^２で（２６４ｐｓｉ））を有すること（好適には、少なくとも２５０℃の熱変形温度）を意味する。フレキシブルガラスの例は、Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＩｎｃのＣｏｒｎｉｎｇ Ｗｉｌｌｏｗ Ｇｌａｓｓである。当該高温ポリマー（複数可）は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、フェノール樹脂、およびそれらの誘導体から選択されるポリマーであり得る。いくつかの実施形態において、柔軟な基板が所望であり得（例えば、ロールからの基板ストリップの供給を可能にするため）、他の実施形態において、より堅固な材料が所望であり得る（例えば、より良い強度を提供するため、または、スタックもしくはマガジンからのように、セクションにおける短い長さの基板ストリップの供給を容易にするため）。ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）は好適な高温ポリマーである。ＰＥＥＫの様々な型および等級は、商用的に入手可能である。例えば、Ｖｉｃｔｒｅｘ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｌｉｍｉｔｅｄは、厚さが約６μｍ〜約７５０μｍで、幅が最大１４５０ｍｍの範囲のＰＥＥＫフィルムを提供する。ＶＩＣＴＲＥＸ（登録商標）ＡＰＴＩＶ（商標）ＰＥＥＫ（商標）１１００シリーズ等級は、無機質充填（強化）であり、ＶＩＣＴＲＥＸ（登録商標）ＡＰＴＩＶ（商標）ＰＥＥＫ（商標）１０００シリーズ等級は強化ではない。一実施形態において、名目上の厚さが約０．１００ｍｍ以上〜約０．１５０ｍｍ以下である。

当該導体ストリップは、１０ワット／メートル・ケルビンより高い（好適には１００ワット／メートル・ケルビンより高い）熱伝導性を有する、導電性材料から製造する。本明細書で使用される場合、導電性材料は、２０℃で１×１０^−５オーム・ｍより低い電気抵抗率を有する。導体ストリップは、当該水素発生器の予測される動作温度で安定する。それは、金属、金属合金、および非金属材料から選択される材料から製造し得る。いくつかの実施形態において、柔軟な導体ストリップが所望であり得、（例えば、ロールからの導体ストリップの供給を可能にするため）、他の実施形態において、より堅固な導体ストリップが所望であり得る（例えば、より良い強度を提供するため、または、スタックもしくはマガジンからのように、セクションにおける短い長さの導体ストリップの供給を容易にするため）。一実施形態において、名目上の導体ストリップの厚さは、約０．０２５ｍｍ以上〜約０．０５０ｍｍ以下である。適切な金属は、例えば、アルミニウム、鋼、ステンレス鋼、銅、およびニッケル、それらの組み合わせ、または合金のうちの１つであり得る。非金属材料はグラファイト系材料（例えば、ＧｒａｆＴｅｃｈ製のＧＲＡＦＯＩＬ（登録商標））であり得る。

開口部のアレイが基板ストリップに形成される。当該アレイは、所望の任意のパターンにおける任意の数の開口部を含み得る。規則的なパターンは、下記の通り、当該開口部の、導体ストリップ内の対応する伝導性セクションとの整列（位置合わせ）を容易にすることに好都合であり得る。例えば、当該開口部は、当該基板ストリップの縦軸に平行に延在する、単一または複数の縦列に配置し得る。１つの縦列における開口部は、当該基板ストリップの縦軸に垂直な横列、または当該基板ストリップの縦軸に平行でも垂直でもない斜めの列等を形成するために、１つ以上の他の縦列における開口部と整列し得る。開口部は、型抜き（例えば、パンチおよび型セット、突切グ型、回転型、またはスチールルール型で）、ドリル加工（例えば、溝付きまたは穴鋸ビットで）、レーザー切断、または化学的もしくは機械的除去（例えば、エッチングまたは切除の他の型）のような適切な方法で形成し得る。開口部のアレイは、当該基板ストリップを導体ストリップと組み合わせる前または後で形成され得る。

導体セクションのアレイは、当該導体ストリップに形成される。当該アレイは、所望の任意のパターンにおける任意の数の導体セクションを含み得る。規則的なパターンは、下記の通り、当該導体セクションの、基板ストリップ内の対応する開口部との位置合わせまたは整列を容易にすることに好都合であり得る。例えば、当該導体セクションは、当該導体ストリップの縦軸に平行に延在する、単一または複数の縦列に配置し得る。１つの縦列における導体セクションは、当該基板ストリップの縦軸に垂直な横列、または、当該基板ストリップの縦軸に平行でも垂直でもない斜めの列等を形成するために、１つ以上の他の縦列における導体セクションと整列し得る。導体セクションは、型抜き（例えば、パンチおよび型セット、突切型、回転型、またはスチールルール型で）、ドリル加工（例えば、溝付きまたは穴鋸ビットで）、水噴射、もしくはフォトエッチング、またはレーザー切断のような適切な方法で形成し得る。

導体セクションが形成されるとき、それらは、当該導体ストリップの残りの部分の少なくとも一部に接続した状態を保つ。当該導体セクションは、当該導体セクションの縁で当該導体ストリップに切り込みを入れることによって形成され得る。当該導体ストリップのいくつかの部分は、所望であれば、当該導体セクションが接続される導体ストリップ材料の網を残し、当該導体セクションを当該基板ストリップに接着する前に取り外され得る。導体セクション形成の間または後に、容易に破壊される弱い領域が、当該導体セクションとそれを取り囲む導体ストリップ材料との間に作られ得る。これらの弱い領域は、接続点の近くの細首部であり得、または、それらは、例えば、（例えば圧印によって作られた）材料の厚さが減少した領域であり得る。これらの弱い領域は、下記の通り、導体ストリップ網の、導体セクションからの後続の取り外しを容易にする。

基板ストリップおよび導体ストリップは、導体ストリップ内の導体セクションが、基板ストリップ内の開口部と整列するように、整列する。例えば、基板ストリップおよび導体ストリップは、他方のストリップの縦軸に平行な一方のストリップの縦軸で、および、導体セクションのアレイと整列する開口部のアレイで、整列し得、そのため当該導体セクションのそれぞれが、被覆する１つまたは２つ以上の対応する開口部と隣接する。これは、開口部および導体セクションアレイの両方のパターンが規則的および／または同じであることによって、容易になり得る。基板および導体ストリップの縦軸が平行である場合、１つまたは両方のストリップをロールから連続的に供給することができる。しかしながら、基板および導体ストリップの縦軸は平行でなくてもよい。例えば、縦軸は、９０度のような角度であり得る。これは、導体セクションを対応する開口部と適切に整列するために、当該ストリップのそれぞれのインデクシングを要求し得る。基板ストリップおよび導体ストリップは、個々の導体セクションを対応する開口部と整列させるための、位置合わせ特徴を有し得る。当該位置合わせ特徴は、例えば、当該ストリップの長さに沿う一連の穴またはノッチを含み得る。所望であれば、伝導性セクションの開口部および／もしくは縁、または網化が、位置合わせ特徴として使用され得る。

基板ストリップおよび導体ストリップのどちらかまたは両方の表面を、優れた接着を促進するために処理するまたは用意することが望ましいことがある。これは、粗面処理（例えば、グリット噴射または金属表面の研磨の別の形態）、脱脂、処理（例えば、コロナ、プラズマおよび火炎）、洗浄等を含み得る。これは、開口部のアレイおよび導体セクションを形成する、前または後のいずれかでなされ得る。

導体セクションが対応する開口部と整列すると、導体セクションの周辺部分は、対応する開口部を取り囲む基板ストリップの部分に接着し、開口部のそれぞれが対応する導体セクションによって被覆され、それにより接着ストリップを形成する。１つまたは複数の開口部が、単一の導体セクションにより被覆され得る。本明細書で使用する場合、用語「被覆される」は、導体ストリップが接着する基板ストリップの表面がどれであるかに関わらず、導体セクションが開口部全体を完全に横断して延在することを意味する。当該接着は、導体セクションの周辺部分の周囲の連続的または非連続的な接着であり得る。連続的な接着は、開口部の周囲に密閉を提供し、非連続的な接着は、ガスをパッケージを通じて排出する経路を提供し得る。導体セクションは、熱接着（直接または間接）、接着剤接着、超音波溶接、またはレーザー溶接のような、適切な方法を使用して接着し得る。任意の接着材料（例えば、ホットメルトまたは接着材料）は、当該水素発生器の予測される動作温度で安定であるように（例えば、水素ガスを汚染し得るガスの生成を避けるため）、選択されるべきである。ケイ素系の接着剤が適切であり得る。熱および／または圧力が与えられ得、当該温度、圧力およびは、当該材料の特性、それらの厚さ等に依存して変化し得る。定盤のような接着用具が、例えば熱および／または圧力を与えるために、使用され得る。当該接着用具は、接着されている材料が当該用具にくっつくことを防ぐために、剥離層で被覆され得、または、同じ目的で、接着前にインターリーフ層が加えられ、後の過程で取り外され得る。

接着ストリップを形成した後、開口部のアレイは、接着ストリップの形成前に形成していなければ、基板において形成し得（例えば、化学的または機械的な取り外しにより）、導体ストリップの非接着部分（すなわち、導体ストリップ網）は、接着ストリップの接着導体セクションの周囲から取り外され、パッケージストリップを形成する。これは、導体セクションの近くの弱い領域で網を破壊すること（例えば、当該網が巻き取りリールに巻き付いているため、それを接着ストリップから引き抜くことによって）によってなされ得、当該網を、接着ストリップの残りの部分から外す。当該網は、接着ステップの一部として（例えば導体セクションが接着用具によって基板ストリップに押さえられている間に）、または接着ステップの後に取り外され得る。

複数の開口部が単一の導体セクションによって被覆される場合、隣接する開口部間の導体セクションの一部が後に取り外され得、それにより、隣接する開口部のそれぞれが、単一のより小さい導体セクションによって被覆される。導体セクションの部分は、例えば、砥石車または切断砥石で、レーザーで、またはエッチングによって、機械的に取り外され得る。いくつかの状況において、これは、例えば、組立時間を減らすこと、および／または当該接着ステップの前に要求される整列の正確性を減らすことによって、製造を容易にしたり、廃物を減らしたり、または効率性を改良したりし得る。

パッケージストリップは、パッケージの製造においてさらに加工され得る。例えば、パッケージストリップが、導体セクションに被覆される開口部の２つ以上の縦列を含む場合、当該パッケージストリップは、それぞれが導体セクションに被覆される開口部の１つ以上の縦列を有する、２つ以上のパッケージストリップを作るために、縦に切断され得る。当該パッケージストリップは、セクションへと横に（縦軸に平行ではなく）切断され得る。これは、手動または半自動パッケージ過程において好都合であり得る。パッケージストリップは、巻き取りリールに巻き付けられ得、必要なときにそこから供給することができる。パッケージストリップは、パッケージの組み立ての後続の過程へと、直接供給され得る。

パッケージは、１つ以上のパッケージストリップセグメントを使用して形成される。パッケージストリップセグメントの周辺部分は、それ自身に、別のパッケージストリップセグメントに、別のパッケージ部品に、またはそれらの組み合わせに固定され得る。例えば、パッケージは、１つまたはいくつかのパッケージストリップセグメントから形成されたエンベロープまたはパウチであり得る。パッケージの１つの縁を形成するために、単一のセグメントが折り畳まれ得、および／または、パッケージの継ぎ目を形成するために、周辺の縁が固定もしくは密閉される。燃料ユニットの内容物（例えば、反応体組成物、加熱素子、断熱材等）は、エンベロープもしくはパウチが形成される前、または、最後の継ぎ目を固定もしくは密閉する前に、配置され得る。別の例において、パッケージストリップセグメントは、当該内容物がパッケージを形成するために挿入された後に、別のパッケージ部品を閉鎖または密閉するために使用され得る。パッケージストリップ部品を固定するために、熱治癒、接着剤接着、超音波溶接、レーザー溶接、および圧積層のような様々な過程が使用され得る。パッケージストリップセグメントは、連続性または非連続性接着で固定され得る。連続性接着は、ガスの通過を防止するための密閉を提供することができる。燃料ユニットパッケージは、水素ガス排出口を含み得る。排出口は、パッケージストリップセグメントもしくは他のパッケージ部品における開口部もしくは裂け目、または、導体セクションと基板との間の非連続性接着のような、パッケージにおける孔であり得る。当該排出口は、特に当該パッケージが別の方法で密閉される場合、弁であり得る。

燃料ユニットにおける反応体組成物は、別個の部分に分離され得、それにより、単一の加熱素子によって加熱され得る反応体組成物の量を制限する。これは、例えば、反応組成物を部分に分離するために断熱材を配置することによって、反応体組成物の部分をお互いから離して間を空けることによって、またはそれらの組み合わせによって、達成し得る。反応体組成物のそれぞれの部分は、１つ以上の加熱素子によって加熱され得、または、単一の加熱素子は、２つ以上の部分を加熱し得る。

燃料ユニットパッケージが、パッケージストリップセグメントの他に別のパッケージ部品を含む場合、当該他のパッケージ部品は、そこにわたる１つ以上のパッケージストリップセグメントを固定することによって閉鎖される、１つ以上の開放セクションまたは側面を有する１つ以上の容器であり得る。当該他のパッケージ部品は、例えば、高温ポリマーから製造し得る。当該容器は、その内部に反応組成物が含有される１つ以上のコンパートメントを有し得る。複数のコンパートメントは、単一の容器においてであれ、複数の容器においてであれ、反応組成物を、反応体組成物の別個の部分へと分離するために使用され得る。これは、その内部において、単一の加熱素子からの熱によって反応が引き起こされ得る、反応体組成物を制限することにおいて有用であり得る。例えば、対応するコンパートメントにおける反応体組成物の一部を加熱するために、熱が導体セクションを通って伝導されるとき、または、電流が一対の導体セクションを通って、対応するコンパートメントにおける内部加熱器へと伝導されるとき、反応体組成物の反応は、そのコンパートメント内に含有される反応体組成物の一部に制限され得る。コンパートメント壁、隣接するコンパートメント間の空間、追加の断熱材、またはそれらの組み合わせの、乏しい熱伝導性は、付近のコンパートメントにおける反応体組成物の反応の開始を防止し得る。断熱材は、容器、コンパートメント、および／または、パッケージストリップセグメントのうちの１つ以上の壁の内側または外側に加えられ得る。

組立燃料ユニットにおいて、パッケージ内の導体セクションは、外部のエネルギー源からの電流、または外部の加熱素子からの熱を、パッケージを通して伝導するために配置される。燃料ユニットが１つ以上の内部（パッケージ内）加熱素子を含有する、一実施形態において、当該パッケージは、対応する加熱素子の２つの端子のそれぞれに電気接続する、少なくとも２つの導電性の部品を含む。これらの導電性部品のうちの少なくとも１つは、パッケージストリップセグメントにおける導体セクションである。それぞれの内部加熱素子に接続する２つの導体セクションがあり得、または、複数の加熱素子のそれぞれの１つの端子が、共通導体セクションに接続し得る。導体セクションが、開口部間の基板ストリップの部分によって互いから電気的に絶縁されるため、導体セクション間の電気短絡は防止される。水素発生器が１つ以上の外部（燃料ユニットパッケージ外）加熱素子を有する、一実施形態において、それぞれの導体セクションが、別個の加熱素子からの熱を、パッケージを通して伝導し得、または、２つ以上の加熱素子からの熱を単一の導体セクションを通して伝導し得る。

燃料ユニット反応組成物は、水素ガスを生成するために反応し得る、１つ以上の反応体を含む。容積および重量の単位当たりの、大きな容積の水素ガスを経済的に生成するために、加熱されると水素ガスを生成する熱分解反応を受けることができる反応体を使用することが好都合である。かかる熱分解反応は、例えば、加水分解反応を受ける反応体の同量（モル当たり、重量単位当たり、または容積単位当たり）に比べ、反応体のガスのより大きい容積を生成することができる。好適な反応体は、所望の水素発生反応を受けるために、高価な触媒を要求しない。

当該反応体は、少なくとも１つの水素発生反応体を含有する。２つ以上の反応体が含まれ得る。熱分解の際に水素ガスを放出し得る反応体の例は、リチウムイミド（Ｌｉ_２ＮＨ）、リチウムアミド（ＬｉＮＨ_２）、アンモニウムハライド（例えば、ＮＨ_４Ｆ，ＮＨ_４Ｃｌ、またはＮ_２Ｈ_６Ｃｌ_２）とケミカルハイドライド（例えばＬｉＨ、ＬｉＢＨ_４、ＮａＢＨ_４、ＬｉＡｌＨ_４、またはＮａＡ了Ｈ_４）、アラン（ＡｌＨ_３）、アンモニアボラン（ＮＨ_３ＢＨ_３）、アンモニアボランとケミカルハイドライド（例えば、ヒドラジンビスボラン（Ｎ_２Ｈ_４（ＢＨ_３）_２）のような、アランまたはホウ素ヒドラジン複合体）、硝酸アンモニウム（ＮＨ_４ＮＯ_３）とジアンモニウムデカボラン（Ｂ_１０Ｈ_１０（ＮＨ_４）_２）、および、内部に挿入された水素を伴うグラフェンおよびカーボンナノチューブのような他材料である。反応体の選択は、当該反応体の物理的および化学的特性、加熱素子の型および位置、所望の熱分解反応の温度範囲、当該水素発生反応が発熱性であるか吸熱性であるか、当該組成物、反応副産物の形態および特性等のような、他の要因によって制限され得る。

反応体組成物は、１つ以上の添加剤も含有し得る。添加剤の例は、結合剤（例えば、アクリル酸およびスチレンブロックコポリマー）、安定化化合物（例えば、固体塩基）、熱伝導性材料（例えば、金属、グラファイト、ならびに、それらの組み合わせおよび合成物）、下記の通りの着火物質、熱伝導性のコーティングまたは層、断熱性のコーティングまたは層等を含む。好適には、触媒は反応体混合物には含まれない。

特に、反応体が吸熱性である場合、燃料ユニット内に着火物質を含むことが望ましいことがある。着火物質は、加熱されると発熱反応し、当該反応体の水素発生反応を起こすための熱を提供するために、当該開始系と連動し使用し得る。着火物質は、多数の利点を提供し得る。反応するために着火物質を加熱しなければならない温度は、当該反応体の最低反応温度より低いことがあり得、開始系の熱生成要求を減少させる。当該着火物質が発熱反応するため、特に反応体の熱分解反応が吸熱性である場合、燃料ユニットの使用の間に加熱素子に供給しなければならないエネルギーの総量を減らすことができる。着火物質は、反応体組成物内または反応体組成物に接触して配置され得る。例えば、着火物質は反応体組成物の成分であり得、着火物質は水素発生反応を含有する部分からの反応体組成物の別個の層であり得、または、着火物質は反応体組成物との熱交換における別個のペレット内にあり得る。着火物質が水素発生反応体とは別である場合、着火物質を含有する部分は、反応体を含有する部分と互い違いになり得る。例えば、水素生成反応体を含有するそれぞれの部分は、着火物質の隣接部分を有し得、着火物質を含有する部分は反応体組成物の複数の部分に隣接して配置され得る。所望であれば、外部加熱素子による開始を容易にするために、着火物質は燃料ユニットの表面に近接し得る。燃料ユニットの遠隔部分における反応体組成物の加熱を容易にするため、着火物質の一部は開始点から離れて延在し得る。いくつかの実施形態において、水素発生反応体を含有する部分および着火物質を含有する部分の両方が、反応体および着火物質を含有するが、異なる割合である。着火物質のいくつかの型もまた、反応すると水素ガスを発生させ、燃料ユニットが提供することのできる水素の総量に貢献する。着火物質の例は、鉄粉またはＴｉＨ_２とＫＣｌＯ_４、ＭｎＯ_２とＬｉＡｌＨ_４、ＮｉとＡｌ、ＺｒとＰｂＣｒＯ_４、Ｆｅ_２Ｏ_３とＡｌ（テルミット）、およびＬｉＡｌＨ_４とＮＨ_４Ｃｌを含む。本明細書における水素発生反応体における反応の開始への言及は、燃料ユニットが着火物質を含む実施形態において着火物質における熱発生反応の開始を含むということが理解される。

反応体組成物は、好適には、ガス、液体、またはゲルではなく、高密度固体である。反応体組成物は、粉末もしくは顆粒形態（例えば、１つ以上のコンパートメントに含有される）におけるような任意の適切な形態であり得、または、ペレット、丸剤、錠剤、ウェーハ、もしくはケーキのような固体に、例えば、圧縮、鋳造押出加工沈着、コーティングロールコーティング、印刷などにより、形成され得る。反応体組成物は、１つ以上のレセプタクル内に含有され得、または基板上に形成され得る。それぞれの燃料ユニットは、反応体組成物の単一の分量を有し得、または、当該反応体組成物は、１つ以上の分離された分量において配置され得る。反応体組成物の分量は、水素ガスの所望の量を生成するため、容積効率的に燃料ユニット内に取り付けるため、開始（加熱）を容易にするため、隣接する分量の交媒開始を防止するため、発生した水素の放出を容易にするため等に、寸法および形状付けされ得る。

反応体組成物の分離された分量は、個々のコンパートメントにおける含有および／またはギャップ、コーティング、断熱材等により、互いから相隔たっていることによって等の、様々な方法で分離し得る。反応体組成物が、１つ以上のコンパートメントに含有される場合、当該コンパートメントは、所望のコンパートメント内の物質を保持するために被覆層で被覆され得る。当該コンパートメントおよび当該被覆物は、燃料ユニットパッケージの一部であり得る。

当該燃料ユニットは、非気体反応産物と同様に、反応体組成物を含有するためのパッケージを含む。当該パッケージは、使用前の、輸送、保存、および取扱、使用の間、ならびに、取り外しおよび後続の取扱の間、そうするために十分な強度、ならびに化学および熱安定性を有するだろう。当該パッケージは、上述のような１つ以上のパッケージストリップセグメントを含む。当該パッケージは、他の部品も含み得、金属箔、ポリマー膜、金属／プラスチックラミネートのようなラミネート、および鋳造もしくは成型ケーシングのような、様々な材料から製造し得る。金属／プラスチックラミネートの例は、アルミニウム、ニッケル、銅、および鋼のような金属、ならびに、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、およびポリエチレンのようなポリマーを含む。高温プラスチックおよび熱硬化樹脂は、ケーシングを鋳造または成型するために使用され得、例は、ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）（ＤｕＰｏｎｔ製）のようなポリイミド、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）ポリマーを含む。当該パッケージは、折り畳み、および／または重なり合い、機械的閉鎖、密閉（例えば、接着剤、熱融着、超音波で）等のような、任意の適切な１つの方法または複数の方法によって閉鎖され得る。当該パッケージが、必要なときに水素を放出することを除いて、密閉状態を保持することもまた望ましくあり得る。これは、例えば、パッケージの密閉、水素排出口弁の使用、および／または少なくともいくらかの内圧を含有する能力を要求する。パッケージを密閉することは、内容物を環境への曝露から（例えば、酸素および湿気から）保護し得、燃料ユニットが使用される前に生成され得る少量の水素を含有し得、燃料ユニットから放出される前の水素ガスからの汚染物質の除去を容易にし得る。

使用した燃料ユニットを水素発生器から取り外すときに使用者を保護するために、断熱材を当該パッケージの近くまたは当該パッケージの一部として含むことが望ましいことがある。当該パッケージ自体は（例えば、その層として）乏しい熱導体であり得、もしくは乏しい熱導体を含み得、または、断熱材の層がパッケージの外部もしくは内部に提供され得る。断熱材として適切であり得る材料の例は、シリカ、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、シリカエアロゲル、アルミナ、酸化アルミニウム、ガラス、ガラスウール、ミネラルウール、気泡ガラス、パーライト、ならびに、ポリイミドおよびエポキシアミン合成物のようなポリマーを含む。

反応体組成物の遠隔部分（パッケージまたは加熱器に近くない部分）に優れた熱転写を提供するために、燃料ユニット内に熱導体を含むことが望ましいことがある。上述のように、添加剤がこの目的のために反応組成物内に含まれ得、または、熱伝導性部品が燃料ユニット内に含まれ得る。燃料ユニットの内部からの加熱は、燃料ユニットの外部からの加熱より少ない寄生性熱損失をもたらすため、燃料ユニットの外表面（例えば外径）ではなく、燃料ユニットの中空コアのような、燃料ユニットパッケージの凹部に熱を与えることによってもまた、加熱効率性が促進され得る。類似する効果が、内部加熱器を燃料ユニットの外部表面から離して配置することにより達成され得る。

燃料ユニットは、燃料ユニットにおける反応体組成物が水素ガスを生成するために加熱される水素発生器において使用され得る。当該水素ガスは、水素燃料電池バッテリのような、水素消費開口部によって使用され得る。当該水素発生器は、１つ以上の燃料ユニットを取り外し可能に含有するための、１つ以上の空洞を有するハウジングと、それぞれが、燃料ユニット（複数可）における反応体組成物の一部を少なくとも最低反応温度に加熱するように構成された、１つ以上の加熱素子と、１つのエネルギー源と、加熱素子（複数可）に電流を供給するための電気回路と、１つ以上の空洞内に取り外し可能に挿入される１つ以上の燃料ユニットとを、提供することおよび組み立てることによって製造することができる。

好適には、当該水素発生器は、単独で、または燃料電池バッテリを含む燃料電池系の一部のような水素消費機器の一部として、携帯可能であり、または燃料電池系によって動力が供給され得る携帯可能機器内に含有される。本明細書で使用する場合、携行可能とは、揚重または輸送装置（例えば、巻き上げ機、台車、持ち上げ車等）の使用を要求することなく、個人によって容易に動かされることを意味する。

経済的な水素発生器を提供するために、水素発生器全体を交換するのではなく、反応副産物を新しい反応体と交換することが可能であることが望ましい。これは、水素発生器の耐久性のある部品を何度も使用することを可能にする。この効果を最大にするために、実践的である限り多くの再使用可能な部品を、水素発生器の再使用可能な部分（以下ホルダ）、燃料電池系の残りの部分、および／または燃料電池系と関連する装置へ取り込むこと、ならびに、水素発生器の交換可能な部分（以下燃料ユニット）における部品の数を実践的な最大の範囲まで制限することが望ましい。これは、比較的に大きい容積を占める、および／または、比較的に高価なアイテムにおいて特に当てはまる。理想的には、燃料ユニットは、水素発生反応体および最小パッケージングのみを含む。しかしながら、実践的な理由で、燃料ユニットに他の成分および部品を含むこともまた望ましくあり得る。

当該水素発生器は、１つ以上の燃料ユニットを受け入れるように構成されるホルダを含み得る。それは、水素発生器の他の部品の少なくともいくつかを含み得る。いくつかの状況において、他の部品の少なくとも部分を、燃料電池系および／または装置の他の場所のような、ホルダの外部に配置することが望ましいことがある。当該ホルダは、特に、当該ホルダを燃料電池系もしくは装置の残りの部分から取り外すこと、または燃料電池系もしくは装置の残りの部分の外部で使用することを意図される場合、それ自身のハウジングを含み得る。別個のホルダハウジングは、水素発生器が燃料電池系および／または装置内に含有される場合、望ましくないことがある。例えば、燃料電池系または装置の一部は、ホルダハウジングの全てまたは一部の役割をする。当該ホルダハウジングは、水素発生器が曝露されると予測される環境に対する、特に高温ならびに水素発生反応と関連する反応体および副産物に対する、十分な機械的強度および抵抗を有する。アルミニウム、鋼、およびステンレス鋼のような金属、セラミック、ならびに、硫化ポリフェニレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリオキシベンジルメチレングリコール無水物（Ｂａｋｅｌｉｔｅ（登録商標））、エポキシ、フェノール樹脂、ジアリルフタレート、およびメラミンのような、高温抵抗ポリマーが、当該ハウジングに適切であり得る。いくつかの実施形態において、当該ホルダは、燃料電池系の残りの部分、装置、および／または使用者を、水素発生器内で生成した熱から保護するために、乏しい熱導体（例えば１０ワット／メートル・ケルビンより低く、好適には１ワット／メートル・ケルビンより低い）である材料から製造し得る。所望であれば、断熱材が、ハウジング内、ハウジングの周囲、または燃料電池系もしくは装置の他の場所で、水素発生器に加えられ得る。ホルダの壁（複数可）における中空空間におけるような、真空は、断熱材を提供し得る。断熱材は、水素発生器の部品、燃料電池系の他の部分、燃料電池系が共に使用される装置、および／または使用者を保護し得る。

当該水素発生器は、燃料ユニットが取り外し可能に挿入され得る１つ以上の空洞を含む。当該水素発生器は、特定の方向でパッケージ燃料ユニットを整列させるための特徴を含み得、燃料ユニットとの熱および／もしくは電気接触を提供し、ならびに／または、ホルダと燃料ユニットとの間の水素ガス流路を提供する。例えば、空洞を定義する壁は、燃料ユニットの空洞への所望の方向のみでの挿入を許可するための、燃料ユニットの特徴と一致する１つ以上の突出部を含み得、突出部は燃料ユニットとの電気および／または熱接触を提供し得、または、１つ以上の突出部は燃料ユニット内から加熱を外側に提供するために燃料ユニットの凹領域へと延在し得る。水素発生器は、空洞内に燃料ユニットを保持するために閉鎖可能であり得、外部環境からのガスを排除するため、および加圧水素ガスを含有するために密閉可能であり得る。水素発生器の動作間に内圧が上昇し得る場合、当該圧が過剰になる前にガスを放出するため（すなわち、ハウジングの望ましくない開放または破裂を防止するため）の圧力放出口を含むことが望ましいことがある。

燃料ユニットにおいて生成される水素ガスは、燃料ユニットから出て、その後水素発生器から水素流路を介して、燃料電池系の残りの部分と接合する排出口へ出る。水素発生器は、燃料電池系により電力を提供されている燃料電池バッテリおよび／または電気装置に、水素を提供するため、およびそれらに接合するための、様々な接続金具、弁、および電気的接続を含み得る。固体もしくは気体の副産物（燃料電池毒等）および／または水素からの未反応反応体を除去するために、燃料電池水素流路において１つ以上のフィルタまたは精製ユニット（以下フィルタ）を提供することが望ましいことがある。フィルタは、燃料ユニット内、ホルダ内、および／または、水素発生器と燃料電池系の残りの部分との間の接合部に位置し得る。燃料ユニット内のフィルタは、燃料ユニットを交換するときに交換する。周期的に燃料ユニットの外部に位置するフィルタを交換するための手段を提供することが望ましいことがある。フィルタに適切であり得る材料の例は、シリカ、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、シリカエアロゲル、アルミナ、酸化アルミニウム、ガラス、ガラスウール、ミネラルウール、気泡ガラス、マイクロガラス繊維、パーライト、ならびに、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、およびエポキシアミン合成物のようなポリマーを、適切なガス精製ユニット（イオン交換樹脂等）と同様に含む。フィルタを、それらもまた断熱材を提供するように配置することが可能であり得る。

当該水素発生器は、燃料ユニットにおける水素発生熱分解反応に熱を提供することができる、電気エネルギーを熱エネルギーに変換するための１つ以上の加熱素子を含む。適切なエネルギー源の例は、一次バッテリ、二次バッテリ、燃料電池バッテリ、コンデンサ、およびパブリックユーティリティの内の、１つまたは組み合わせを含む。当該エネルギー源は、好適には、ホルダ内、燃料電池系の他の場所、装置内、または装置の外部のような、燃料ユニットの外部にある。水素発生器および／または燃料ユニットにおける回路は、電気エネルギーを加熱素子（複数可）に運ぶことができる。特に、加熱素子が小さい容積のみを占め、高価でない場合、外部の加熱素子は、それらが再使用され得る燃料ユニットの外部（例えば、ホルダ内）に位置し得、内部加熱素子は、燃料ユニット内に位置し得る。当該加熱素子は、抵抗加熱器であり得る。金属、または、ニッケルクロム、鉄クロムアルミニウム、および銅ニッケルのような合金を含む抵抗加熱器のような、任意の適切な抵抗加熱器が使用され得る。外部加熱器の加熱素子は、燃料ユニットパッケージにおける熱伝導性導体セクションと熱接触し、それによって当該加熱素子によって生成される熱がパッケージを介して燃料ユニットの内容物へと伝導される。優れた熱接触を提供するために、燃料ユニットパッケージは、当該加熱器または中間熱導体に対して、ぴったりと適合し得る。当該加熱器または中間熱導体は、導体セクションに対して付勢し得る。これは、加熱素子を付勢部材として構成することによって、および／または、当該加熱素子と燃料ユニットパッケージ導体セクションとの間の熱接触において優れた熱導体である中間付勢部材を配置することによって、達成し得る。付勢部材の使用は、燃料ユニットの、空洞への挿入を阻害すること、および空洞からの取り外しを伴わずに、加熱素子と燃料ユニットとの間の優れた熱接触を提供し得、使用の間に燃料ユニットの膨張または収縮を補い得る。加熱素子が内部にある場合、それは、燃料ユニットパッケージ内の対応する導体セクションと電気接触する、ホルダ内の電気端子を通してのように、エネルギー源との電気通信内にある。当該端子は、外部加熱器および中間熱導体のために上述したものに類似する様式で、パッケージに対して付勢し得る。

下記にさらに詳細に記載するように、１つ以上の燃料ユニットにおける反応体の総量のうち、限られた量を選択的に加熱する能力を提供するために、複数の加熱素子が使用され得る。これは、水素発生器内に過剰な圧力を作り出すことなく、必要に応じて水素ガスを発生すること、および不連続使用の間の反応時間を最小にすることにおいて有用であり得る。例えば、個々の加熱素子は、燃料ユニット内の反応体の分離した分量と関連し得、選択された加熱素子の動作は、反応体の所望の分量のみにおける反応を起こすように制御され得る。これは、燃料ユニットパッケージにおける導体セクションと、水素発生器内の個々の加熱素子もしくは電気接触端子との、燃料ユニットの外部での整列を要求し得る。あるいは、加熱素子は、燃料ユニットパッケージの選択された導体セクションと整列するために、空洞内で移動され得る。これは、より少ない加熱素子での水素ガスの制御された発生を提供し得るが、加熱素子を移動するために必要な機構の容積および費用を追加する。

水素発生器内の高い内圧を生じさせることなく、必要に応じて水素ガスを提供するために、水素発生器が、それらのうちそれぞれを選択的に使用することができる、複数の燃料ユニットを含むこと、および／または、燃料ユニット（複数可）が、そこにおいて水素発生反応が選択に応じて個々に引き起こされ得る、反応体組成物の複数の分離した分量を含有することが好都合であり得る。これは、複数の加熱素子との、および／または、燃料ユニット（複数可）における反応体組成物の個々の分離した分量内に位置し得る、もしくはそれと整列し得る、移動可能な加熱素子との連動において、制御系を使用することによって達成し得る。

当該制御系は、源から加熱素子系へのエネルギーの供給を制御するために使用され得る。当該制御系は、燃料電池系内の圧力、燃料電池スタックの１つ以上の電気特徴、または、電子装置の１つ以上の電気特徴を観察することにより、水素の必要性および／または要求される水素流量を決定し得る。当該制御器は、より多くの水素が必要とされるときを決定するために、装置または燃料電池バッテリと通信し得る。当該制御系は、水素発生器、燃料電池バッテリ、燃料電池バッテリにより動力が供給される電子機器内に、またはそれらの任意の組み合わせに、完全にもしくは部分的に、配置し得る。当該制御系は、マイクロ処理装置またはマイクロ制御器；デジタル、アナログ、および／または混成回路；半導体式および／もしくは電気機械式の切り替え装置；コンデンサ、検知計測、タイマー等を含み得る。同じまたは異なる制御系もまた、使用のために適切であるもしくは承認された、水素発生器および燃料ユニットを特定すること、不適切もしくは非承認の水素発生器および燃料ユニットの使用を防止すること、燃料電池バッテリによって燃料電池系および装置におけるバッテリの充電を制御すること、燃料ユニット（複数可）の残りの用量についての情報を計算および提供すること、燃料ユニット、水素発生器、燃料電池系および装置の使用に関する、履歴情報を記録すること、安全でない条件下での水素発生器の動作を防止すること等のような、他の目的のために使用され得る。

開口部１２がそこにおいて形成された後の基板ストリップ１０の一部の実施形態は、図１に示し、導体セクション２２および導体網２４がそこにおいて形成された後の導体ストリップの一部の実施形態は、図２に図示する。様々な寸法および形状が使用され得、ストリップ１０および２０は、上述のような、１つまたは２つ以上の開口部１２の列およびストリップの幅を横断する導体セクション２２を有し得る。

パッケージストリップの製造過程の実施形態は、模式的に図３に示す。基板ストリップ１０は、基板ストリップディスペンサ３０から、開口部のアレイが基板ストリップ１０において形成される、開口部形成体３２に分配される。例えば、ロール形態における基板ストリップ１０が解かれてリールから供給され得、または、短い丈の基板ストリップ１０がマガジンから供給され得る。導体ストリップ２０は、リールまたはマガジンのような導体ストリップディスペンサ３４から、導体セクションのアレイが導体ストリップ材料の網に接続する、導体セクションおよび網形成体３６へと分配される。基板ストリップ１０および導体ストリップ２０から取り外された材料は、例えば、処分またはリサイクルされ得る。基板ストリップ１０および導体ストリップ２０は、その後互いと整列し、導体セクション２２は、開口部１２を被覆するために接着体によって、基板ストリップ１０に固定され、それによって接着ストリップ４０を形成する。導体網２４は、その後、網分離体４２によって接着ストリップ４０から分離され、網蓄積体４４内に収集される（例えば処分またはリサイクルのため）。残りのパッケージストリップ４６は、その後、パッケージストリップ蓄積体４８内（例えばリール上またはマガジン内）に収集される。導体網の分離と、パッケージストリップ蓄積体４８内のパッケージストリップ４６の収集との間、追加の加工がなされ得る。例えば、パッケージストリップ４６は、突出縁がなくなるように導体セクション２２を平らにするために加圧またはローラーをかけられ得、または、パッケージストリップ４６は、細いストリップまたは短いセグメントへと、切り落としまたは切断され得る。

図３に示す実施形態において、開口部１２は、導体ストリップ２０と接合する前に、基板ストリップ１０において形成するが、しかし、上述のように、開口部１２は、導体セクション２２を基板ストリップ２０に接着した後に形成され得る。かかる実施形態は、開口部形成体３２が接着体３８の後にある、図４に示す。図４は、その他の点で、図３への参照で上述した通りである。

図５は、図３および４に示す実施形態に従い生成されるパッケージストリップ４６のようなパッケージストリップを使用して反応体組成物を生成する水素を含有する、パッケージの製造方法の実施形態を示す。パッケージストリップ４６は、パッケージストリップ蓄積体４８に含有される。パッケージストリップ蓄積体４８は、上述のように蓄積体の別の型であり得るが、図５に示す通り、パッケージストリップ蓄積体４８は、パッケージストリップ４６を巻き付けるリール５０を含む。パッケージストリップ４６は、それぞれが反応体組成物の少なくとも１つの分量５４を含有する、容器５２の開放部分を覆って固定される。コンパートメント５６の数および容器５２当たりの反応体組成物の分量５４は変化し得るが、それぞれの容器５２は、それぞれが反応体組成物の分量５４を含有する、３つのコンパートメント５６を含んで示す。パッケージストリップ基板１０を容器に熱溶着することによって、または、上述のように、パッケージ燃料ユニット６０を形成するための任意の他の適切な方法によって、パッケージストリップ４６は、パッケージストリップ４６および容器５２のうちの１つまたは両方に適用される接着剤で固定され得る。図５に示すように、パッケージストリップ４６は、容器５２と整列し、それにより、導体セクションがそれぞれの反応体組成物の分量５４を覆っておよびそれらと接触して配置される。反応体組成物の分量５４は、容器５２において形成されるか、または断熱材部材５８もしくは容器５２内の反応体組成物の分量５４の間の空間によって作り出されるかのいずれかで、それぞれ個々のコンパートメント５６内にあり得る。容器５２は、パッケージストリップ４６を固定する前に、相互接続され得、または互いから分離され得る。容器に固定した後、パッケージストリップ４６は、容器５２に相互接続し得る。その後、相互接続した容器５２のうちのいくつかまたは全てが、容器５２の部分および／またはパッケージストリップ４６を切断することにより分離され得る。さらなる加工を容易にするために、いくつかのパッケージ燃料ユニット６０を相互接続したままにしておくことが便利であり得る。導体セクション２０の間隔（すなわち、隣接する導体セクション２０の間の基板１０の量）は、隣接する燃料ユニット６０が相互接続状態を保持するかどうかに依存して、変化し得る。選択的に、パッケージ燃料ユニット６０の外部部分に断熱材が加えられ得る。

図６は、２つのパッケージ燃料ユニット６０を示し、このうちの１つは分解図であるため内部部品が可視的である。燃料ユニット６０は、互いに面するそれらのパッケージストリップ４６と共に配置する。燃料ユニット６０のそれぞれは、パッケージストリップ４６によって被覆される側面を除き、全ての側面を取り囲む外部断熱材６２と共に、図６に示す。いくつかの実施形態において、燃料ユニット６０は、１つの縁に沿うように、互いに接続され得る。それらは、それらの容器５２、パッケージストリップ４６、外部断熱材６２、またはいくつかの他の部品（示さない）のうちの１つまたは任意の組み合わせによって相互接続され得る。燃料ユニット６０が相互接続されると、それらは間隔を空けて離され得、相互接続が少なくともいく分堅固である場合は、燃料ユニット６０の間に加熱器組立品を収容するためのように、間隔は燃料ユニット６０の間に維持される。燃料ユニット６０は、水素ガス排出口６６、および反応体組成物の分量５４と排出口６６との間にフィルタ６４を含み得る（例えば、フィルタ膜を、排出口６６または容器５２に付着させることによって）。

水素発生器の実施形態は、図７に示す。水素発生器７０は、内部にパッケージ燃料ユニット６０が挿入され得る空洞７４を有する、ハウジング７２を含む。水素発生器７０は、内部に燃料ユニット６０を有するハウジング７２の閉鎖および密閉のための扉７６を含む。それぞれが反応体組成物の３つの分離した分量５４を含有する、２つの長方形の燃料ユニット６０を示すが、同じもしくは異なる形状のより少ないもしくはより多い燃料ユニット、および、反応体組成物の同じもしくは異なる数の分量が、使用され得る。水素発生器７０は、それぞれが１つ以上の加熱素子８０を有する、少なくとも１つの加熱器組立品７８をさらに含む。図７に示すように、加熱器組立品７８は、扉７６に付着され得、または、それらはハウジング７２に付着され得る。加熱器組立品７８は、扉７６またはハウジング７２の内部表面上にあり得、そのため、燃料ユニット６０が空洞７４に挿入されるとき、加熱素子８０は対応する導体セクション２２と接触する。あるいは、加熱組立品７８は、扉７６から（図７に示す通り）またはハウジング７０から延在する支持部材８２上にあり得、そのため、燃料ユニット（複数可）が空洞７４に挿入されるとき、加熱素子８０は、対応する導体セクション２２と接触する。加熱器組立品７８を中心に配置することにより、燃料ユニット６０は、実質的に完全に加熱される。

水素発生器の別の実施形態は、図８に示す。水素発生器８４は、内部にパッケージ燃料ユニット８６が挿入され得る空洞７４を有する、ハウジング７２を含む。水素発生器７０は、内部に燃料ユニット８６を有するハウジング７２の閉鎖および密閉のための扉７６を含む。それぞれ反応体組成物の１つの分量を有する４つの三角形の燃料ユニット８６を示すが、図７における水素発生器７０と同様に、反応体組成物の異なる数の分量を有する異なる形状および数の燃料ユニットが使用され得る。水素発生器８４は、１つ以上の加熱素子９０を有する、少なくとも１つの加熱器組立品８８を含む。加熱器組立品８８は、扉７６に、または、図８に示す通り、ハウジング７２に付着され得る。加熱器組立品８８は、ハウジング７２（図示の通り）または扉７６の内部表面上にあり得、そのため、燃料ユニット８６が空洞７４に挿入されるとき、加熱素子９０は対応する導体セクション２２と接触する。あるいは、加熱組立品８８は、扉７６から（図示の通り）またはハウジング７２から延在する支持部材９２上にあり得、そのため、燃料ユニット８６が空洞７４に挿入されるとき、加熱素子８０は、対応する導体セクション２２と接触する。

開示の概念の精神から逸脱することなく、様々な修正および改良が本発明に加えられ得るということが、本発明を実践する者および当業者に理解される。許容される保護の範囲は、請求項によって、および法によって許可される解釈の幅によって決定される。

Claims (21)

1. 水素発生器燃料ユニットのパッケージの製造方法であって、
   （ａ）１０ワット／メートル・ケルビンより低い熱伝導性を有する非導電性材料から製造する、基板ストリップを提供するステップと、
   （ｂ）前記基板ストリップに開口部のアレイを形成するステップと、
   （ｃ）１０ワット／メートル・ケルビンより高い熱伝導性を有する導電性材料から製造する導体ストリップを提供するステップと、
   （ｄ）前記導体ストリップに導体セクションのアレイを形成するステップと、
   （ｅ）前記導体ストリップ内の個々の導体セクションを前記基板ストリップ内の開口部と整列させるステップと、
   （ｆ）接着ストリップを形成するために、前記個々の導体セクションのそれぞれの周辺部分を、前記開口部のうちの１つ以上を取り囲む前記基板ストリップの一部に接着するステップと、
   （ｇ）パッケージストリップを形成するために、前記導体ストリップの非接着部分を、前記接着ストリップの前記接着導体セクションの周辺から取り外すステップとを含む、方法。
2. 前記基板ストリップが少なくとも１つの高温ポリマーから製造され、前記高温ポリマーがＡＳＴＭ Ｄ６４８による１８．５６ｋｇ／ｃｍ２で、少なくとも２５０℃の熱変形温度を有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つの高温ポリマーが、２つ以上の高温ポリマーを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの高温ポリマーが、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、フェノール樹脂、およびそれらの誘導体から選択されるポリマーを含む、請求項２または３に記載の方法。
5. 前記導体ストリップが、金属、金属合金、および非金属材料から選択される材料から製造される、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の方法。
6. 前記基板ストリップ、前記導体ストリップ、および前記パッケージストリップのうちの少なくとも１つがロールの状態で提供される、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の方法。
7. 前記パッケージストリップが後続のバッチ処理のためにセグメントに切り分けられる、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の方法。
8. 前記開口部のアレイが、前記基板ストリップの縦軸に平行して延在する少なくとも１つの縦列に配置される開口部を含む、請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載の方法。
9. 前記基板ストリップおよび前記導体ストリップが、前記導体ストリップ内の前記個々の導体セクションを前記基板ストリップ内の対応する開口部と整列させるための、位置合わせ特徴を有する、請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載の方法。
10. 前記導体セクションが、前記導体セクションの周辺部分の周囲の連続的な接着で、前記基板に接着する、請求項１〜９のうちのいずれか１項に記載の方法。
11. 前記導体セクションが、前記導体セクションの周辺部分の周囲の非連続的な接着で、前記基板に接着する、請求項１〜９のうちのいずれか１項に記載の方法。
12. 前記導体ストリップに導体セクションのアレイを形成する前記ステップが、前記導体ストリップの非接着部分を前記接着ストリップの前記接着導体セクションの周囲から取り外すことを容易にするために、前記導体セクションの周囲に弱い領域を作ることを含む、請求項１〜１１のうちのいずれか１項に記載の方法。
13. 前記弱い領域が、前記導体セクションをそれを取り囲む導体ストリップに接続する１つ以上の細い帯、および前記導体セクションとそれを取り囲む導体ストリップとの間の圧印領域を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記導体ストリップに導体セクションのアレイを形成する前記ステップが、前記導体セクションの周囲の前記導体ストリップのいくつかの部分を取り外すこと、および、導体ストリップ材料の非接着網を前記導体セクションに接続したままにしておくことを含む、請求項１〜１３のうちのいずれか１項に記載の方法。
15. 前記導体ストリップ材料の非接着網が、前記網を前記導体セクションから外すために前記導体セクションの近くの前記網を破壊することによって、および、前記接着ストリップの残りの部分から外された網を分離することによって、取り外される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記導体ストリップの非接着部分を前記接着ストリップの前記接着導体セクションの周囲から取り外す前記ステップが、接着用具が、前記導体ストリップと接触している間に実施される、請求項１〜１５のうちのいずれか１項に記載の方法。
17. ２つ以上の開口部が単一の伝導性セクションによって被覆される、請求項１〜１６のうちのいずれか１項に記載の方法。
18. 前記個々の導体セクションのそれぞれの周辺部分を、前記対応する開口部のそれぞれを取り囲む前記基板ストリップの部分に接着した後、前記単一の伝導性セクションによって被覆される隣接する開口部の間の前記導体材料の一部が取り外され、前記単一の伝導性セクションによって被覆されていた前記開口部のそれぞれが、別個の伝導性セクションによって被覆される、請求項１７に記載の方法。
19. 前記基板ストリップおよび前記導体ストリップが互いに平行であるそれらの縦軸で整列する、請求項１〜１８のうちのいずれか１項に記載の方法。
20. 前記基板ストリップおよび前記導体ストリップが、接着の間、互いに垂直である、それらの縦軸で整列する、請求項１〜１８のうちのいずれか１項に記載の方法。
21. 水素発生器の製造方法であって、
    （ａ）以下により製造する１つ以上の燃料ユニットを提供するステップと、
    （１）１０ワット／メートル・ケルビンより低い熱伝導性を有する非導電性材料から製造する基板ストリップに開口部のアレイを形成するステップと、
    （２）１０ワット／メートル・ケルビンより高い熱伝導性を有する導電性材料から製造する導体ストリップを提供するステップと、
    （３）前記導体ストリップに導体セクションのアレイを形成するステップと、
    （４）前記導体ストリップ内の個々の導体セクションを前記基板ストリップ内の開口部と整列するステップと、
    （５）接着ストリップを形成するために、前記個々の導体セクションのそれぞれの周辺部分を、前記開口部のうちの１つ以上を取り囲む前記基板ストリップの一部に接着するステップと、
    （６）パッケージストリップを形成するために、前記導体ストリップの非接着部分を、前記接着ストリップの前記接着導体セクションの周辺から取り外すステップと
    （ｂ）取り外し可能に前記燃料ユニットのうちの１つ以上を含有するための１つ以上の空洞を有するハウジングを提供するステップと、
    （ｃ）それぞれの加熱素子が前記１つ以上の燃料ユニット内の反応体組成物の一部を、少なくとも最低反応温度に加熱するように構成される、１つ以上の加熱素子を提供するステップと、
    （ｄ）前記１つ以上の加熱素子に電流を提供するためにエネルギー源および電気回路を提供するステップと、
    （ｅ）前記１つ以上の燃料ユニットが取り外し可能に前記１つ以上の空洞へ挿入されるとき、水素ガスを生成し得る構成において、前記ハウジングと、前記加熱素子と、前記エネルギー源と、前記電気回路とを組み合わせるステップとを含む、方法。

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