JP5180096B2 - 水素発生燃料電池カートリッジ - Google Patents
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Description
アノードでの半反応:
CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e−
カソードでの半反応:
1.5O2 + 6H+ + 6e− → 3H2O
全体の燃料電池反応:
CH3OH + 1.5O2 → CO2 + 2H2O
アノードでの半反応:
BH4 −+8OH−→BO2−+6H2O+8e−
カソードでの半反応:
2O2+4H2O+8e−→8OH−
NaBH4+2H2O→(加熱または触媒)→4(H2)+(NaBO2)
アノードでの半反応:
H2→2H++2e−
カソードでの半反応:
2(2H++2e−)+O2→2H2O
入り口の力+基準の力←→出口の力
(入り口243のP・上方端259の面積)+(Pref・部分205の面積)←→(出口245のP・下方端287の面積)
出口の力が、入り口の力に基準の力を加えたものより大きいときに、圧力調整バルブ226は閉止され、出口の力が、入り口の力に基準の力を加えたものより小さいときにバルブ226は開成される。この実施例では、出口の力が入り口の力および基準の力とバランスしなければならないので、下方端287の面積が、有利なことに、図示のとおり、上方端259の面積より大きくなっており、出口の圧力を大きくすることなしに、出口の力がより大きくできるようになっている。端259および287ならびに部分205の面積を可変することにより、キャップ状のシリンダ250の表面の力のバランスを制御でき、バルブ226を開成または閉止するのに必要な圧力差を決定できる。
X(BH4)y + 2H2O → X(BO)2 + 4H2
ただし、Xは、これに限定されないが、Na、Mg、Li、およびすべてのアルカリ金属を含み、Yは整数である。
MaXb
ただし、Mは遷移金属の陽イオン、Xは陰イオン、「a」および「b」は、遷移金属錯体の電荷をバランスさせるのに必要な1から6の整数である。
なお、以下に、上述実施例の技術的な特徴を列挙する。
[技術的特徴1]
固体燃料成分を含有する反応室部と、
液体燃料成分を含有する貯蔵部と、
上記液体燃料成分を上記反応室部へ案内してガスを生成させる流路と、
上記液体燃料成分の上記反応室部への流れを制御する手段と、
上記反応室部からのガスの流れを制御する手段とを有するガス発生装置。
[技術的特徴2]
固体燃料成分を含有する気体透過性コンテナと、
液体燃料成分を含有する貯蔵部と、
上記液体燃料成分を上記気体透過性コンテナへ案内してガスを生成させる流路とを有するガス発生装置。
[技術的特徴3]
上記気体透過性コンテナは反応室部内に配される技術的特徴2記載のガス発生装置。
[技術的特徴4]
上記気体透過性コンテナは液体非透過性である技術的特徴3記載のガス発生装置。
[技術的特徴5]
上記気体透過性コンテナは内側層および外側層の間に配された吸収層を有し、上記内側層および上記外側層の少なくとも1つが少なくとの1つの開口を形成させた液体非透過性材料を有する技術的特徴4記載のガス発生装置。
[技術的特徴6]
上記固体燃料成分は親水性材料を有する技術的特徴5記載のガス発生装置。
[技術的特徴7]
上記気体透過性コンテナは少なくとも1つの流体分散チューブを有する技術的特徴4記載のガス発生装置。
[技術的特徴8]
上記流体分散チューブは少なくとも1つの毛細管現象拡張部またはウィッキング拡張部を有する技術的特徴7記載のガス発生装置。
[技術的特徴9]
上記貯蔵部は加圧されている技術的特徴3記載のガス発生装置。
[技術的特徴10]
上記流路は、上記反応室部の圧力および上記貯蔵部の圧力に対する開成および閉止を行うバルブを有する技術的特徴9記載のガス発生装置。
[技術的特徴11]
さらに圧力調整バルブを有する技術的特徴2記載のガス発生装置。
[技術的特徴12]
上記圧力調整バルブは圧力反応膜を有する技術的特徴11記載のガス発生装置。
[技術的特徴13]
上記膜はエネルギ貯蔵要素によりバイアスされる技術的特徴12記載のガス発生装置。
[技術的特徴14]
上記エネルギ貯蔵要素はバネを有する技術的特徴13記載のガス発生装置。
[技術的特徴15]
上記エネルギ貯蔵要素は基準圧力を有する技術的特徴13記載のガス発生装置。
[技術的特徴16]
上記膜は上記反応室部と連絡している技術的特徴12記載のガス発生装置。
[技術的特徴17]
上記膜はシール部材に結合されている技術的特徴12記載のガス発生装置。
[技術的特徴18]
上記シール部材は、上記圧力調整バルブがシールする圧力を可変するように調整可能である技術的特徴17記載のガス発生装置。
[技術的特徴19]
燃料サプライを装置に結合するバルブであって、
燃料サプライまたは燃料電池のいずれか一方に結合可能な第1のバルブ要素と、燃料サプライまたは燃料電池の他方に接続可能な第2のバルブ要素とを有し、
上記バルブ要素の各々は、ハウジングと、バイアスされたスライド可能な内側体とを有し、上記スライド可能な内側体がシール面に向けてバイアスされて各バルブ要素の内部において内部シールを形成し、連結時に、遅くとも、上記内部シールが開となって上記バルブを通じて流路が形成される前に、上記第1のバルブ要素および上記第2のバルブ要素が要素間シールを形成し、かつ、
少なくとも1つのバルブ要素が、上記ハウジングから出て伸び、他のバルブ要素に挿入されるように構成されている拡張部材を有するバルブ。
[技術的特徴20]
上記拡張部材はロッドを有し上記流路は上記拡張部材および上記ロッドの間のスペースを含む技術的特徴19記載のバルブ。
[技術的特徴21]
ハウジング部材内に配された移動可能な圧力応答部材を有する圧力調整バルブであって、上記移動可能な圧力応答部材は入り口圧力および出口圧力に応答し、上記圧力調整バルブは、ガス発生装置に流体的に連結され、上記入り口圧力および出口圧力の少なくとも一方が上記ガス発生装置の圧力である圧力調整バルブ。
[技術的特徴22]
上記移動可能な圧力応答部材は基準圧力にも露呈される技術的特徴21記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴23]
上記移動可能な圧力応答部材は膜を有し、この膜の外側端が上記ハウジングに固定されている技術的特徴21記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴24]
上記移動可能な圧力応答部材はスライド可能なピストンである技術的特徴21記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴25]
上記移動可能な圧力応答部材は対抗してバイアスされた複数のピストンを有する技術的特徴21記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴26]
上記移動可能な圧力応答部材はさらに膜を有し、上記膜の外側端が上記ハウジングに固着される技術的特徴24記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴27]
上記膜はエネルギ貯蔵装置によりバイアスされる技術的特徴23記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴28]
上記出口圧力は上記ガス発生装置の内部の反応室部の圧力である技術的特徴21記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴29]
上記入り口圧力は上記ガス発生装置の内部の貯蔵部の圧力である技術的特徴21記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴30]
上記出口圧力は燃料電池の内部の圧力である技術的特徴21記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴31]
上記入り口圧力は上記ガス発生装置の内部の反応室部の圧力である技術的特徴21記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴32]
上記移動可能な圧力応答部材はシール部材に結合される技術的特徴21記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴33]
上記シール部材は上記圧力調整バルブ本体がシールする圧力を可変するために調整可能である技術的特徴32記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴34]
連結バルブが上記圧力調整バルブ本体を上記ガス発生装置に結合する技術的特徴21記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴35]
上記連結バルブは2つのバルブ要素を有し、上記バルブ要素の各々は内部シールを具備する技術的特徴34記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴36]
上記2つのバルブ要素が遅くとも上記内部シールが開となるのに先立って要素間シールを形成する技術的特徴35記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴37]
上記要素間シールは上記バルブ要素の一方から伸びるロッドと他の上記バルブ要素からのシール部材との間に形成される技術的特徴36記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴38]
上記シール部材はO−リングを有する技術的特徴37記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴39]
上記ガス発生装置からのガスは上記ロッドの内部を搬送される技術的特徴37記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴40]
上記ガスは上記ロッドの内部の環状のスペースを通って搬送される技術的特徴39記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴41]
少なくとも2つのバネが対抗する方向に上記移動可能な圧力応答部材に対して力を加える技術的特徴21記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴42]
上記圧力調整バルブ本体の出口に流体的に連通される流れ制約器をさらに有する技術的特徴21記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴43]
上記流れ制約器はオリフィスを有する技術的特徴42記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴44]
上記オリフィスの実効直径が可変できる技術的特徴43記載の圧力調整バルブ。
[技術的特徴45]
上記オリフィスはカモノハシバルブを有する技術的特徴44記載の圧力調整バルブ。
13 ハウジング
15 管
16 燃料管
17 流体搬送管
18 反応室部
19 内側壁部
21 ライナー
22 流体燃料成分
23 固体燃料コンテナ
24 固体燃料成分
33 流体搬送バルブ
34 バルブ
35 バイアスバネ
36 ボール
37 シール面
39 シール部材
44 流体燃料成分貯蔵部
84 溝
85 マウント
86 プラグ
87 穴
88 燃料搬送管
89 流体分散要素
90 毛細流体管
91 開口
INLET P44 入り口圧力
OUTLET P18 出口圧力
Claims (24)
- 気体非透過性ハウジングと、
少なくとも1つの気体透過性壁部を具備し、第1の燃料成分を含有する燃料コンテナであって、少なくとも一部が上記気体非透過性ハウジング内に位置するものと、
液体燃料成分を含有する貯蔵部と、
上記液体燃料成分を上記ハウジング内の上記第1の燃料成分へ案内して、水素を含むガスを生成させる流路とを有し、
上記少なくとも1つの気体透過性壁部は内側層および外側層の間に配された吸収層を有し、上記内側層および上記外側層の少なくとも1つが少なくとの1つの開口を形成させた液体非透過性材料を有するガス発生装置。 - 上記燃料コンテナは少なくとも1つの流体分散チューブを有し、上記液体燃料成分が少なくとも1つの離散的なポイントに案内される請求項1記載のガス発生装置。
- 上記流路は、上記反応室部の圧力および上記貯蔵部の圧力に対する開成および閉止を行うバルブを有する請求項1または2記載のガス発生装置。
- さらに圧力調整バルブを有する請求項1または2記載のガス発生装置。
- 上記圧力調整バルブは圧力反応膜を有する請求項4記載のガス発生装置。
- 上記膜はエネルギ貯蔵要素によりバイアスされる請求項5記載のガス発生装置。
- 上記膜は上記反応室部と連絡している請求項5記載のガス発生装置。
- 請求項1または2に記載のガス発生装置を燃料電池装置に結合するバルブであって、
上記ガス発生装置または上記燃料電池装置のいずれか一方に結合可能な第1のバルブ要素と、上記ガス発生装置または上記燃料電池装置の他方に接続可能な第2のバルブ要素とを有し、
上記バルブ要素の各々は、ハウジングと、バイアスされたスライド可能な内側体とを有し、上記スライド可能な内側体がシール面に向けてバイアスされて各バルブ要素の内部において内部シールを形成し、連結時に、遅くとも、上記内部シールが開となって上記バルブを通じて流路が形成される前に、上記第1のバルブ要素および上記第2のバルブ要素が要素間シールを形成し、かつ、
少なくとも1つのバルブ要素が、上記ハウジングから出て伸び、他のバルブ要素に挿入されるように構成されている拡張部材を有するバルブ。 - 上記拡張部材はロッドを有し上記流路は上記拡張部材および上記ロッドの間のスペースを含む請求項8記載のバルブ。
- 請求項4記載のガス発生装置に用いられる上記圧力調整バルブであって、上記圧力調整バルブはハウジング部材内に配された移動可能な圧力応答部材を有し、上記移動可能な圧力応答部材は入り口圧力および出口圧力に応答し、上記圧力調整バルブは、ガス発生装置に流体的に連結され、上記入り口圧力および出口圧力の少なくとも一方が上記ガス発生装置の圧力である圧力調整バルブ。
- 上記移動可能な圧力応答部材は基準圧力にも露呈される請求項10記載の圧力調整バルブ。
- 上記移動可能な圧力応答部材は膜を有し、この膜の外側端が上記ハウジングに固定されている請求項10記載の圧力調整バルブ。
- 上記移動可能な圧力応答部材はスライド可能なピストンである請求項10記載の圧力調整バルブ。
- 上記移動可能な圧力応答部材は対抗してバイアスされた複数のピストンを有する請求項10記載の圧力調整バルブ。
- 上記出口圧力は上記ガス発生装置の内部の反応室部の圧力である請求項10記載の圧力調整バルブ。
- 上記入り口圧力は上記ガス発生装置の内部の貯蔵部の圧力である請求項10記載の圧力調整バルブ。
- 上記出口圧力は燃料電池の内部の圧力である請求項10記載の圧力調整バルブ。
- 上記入り口圧力は上記ガス発生装置の内部の反応室部の圧力である請求項10記載の圧力調整バルブ。
- 上記移動可能な圧力応答部材はシール部材に結合される請求項10記載の圧力調整バルブ。
- 連結バルブが上記圧力調整バルブ本体を上記ガス発生装置に結合する請求項10記載の圧力調整バルブ。
- 少なくとも2つのバネが対抗する方向に上記移動可能な圧力応答部材に対して力を加える請求項10記載の圧力調整バルブ。
- 上記圧力調整バルブ本体の出口に流体的に連通される流れ制約器をさらに有する請求項10記載の圧力調整バルブ。
- 上記流れ制約器はオリフィスを有する請求項22記載の圧力調整バルブ。
- 上記オリフィスの実効直径が可変できる請求項23記載の圧力調整バルブ。
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