TWI250687B - Fuel cell supply having fuel compatible materials - Google Patents

Description

12506^7 熔融碳酸鹽燃料電池、固態氧化物燃料電池及酵素燃料電 池。現今較重要的燃料電池可分為三大類別，即使用壓縮 氫氣（H2)做為燃料的電池；使用甲醇（CH3〇H)、硼氫化 鈉（NaBHO、碳氫化和物（例如丁烷）或其他燃料轉換成 氫氣燃料的質子交換膜（PEM)燃料電池；以及直接使用 甲醇（C_)燃料的質子交換㈣料電池（稱射直接甲 醇燃料電池」或“DMFC”）。壓縮氫氣一般均維持在高壓下 保存而且很難處理，此外，通要大龍存槽且不適用 於小型的消費性電子裝置上，傳統的重組器燃料電池需要 轉化劑和其他蒸發與輔助系統，將燃料轉化成氫氣以在燃 料電池中與氧化劑相互反應。最近的發展讓轉化或重組器 燃料電池有希望供消費性電子裝置使用，直接甲醇燃料電 池的甲醇會在燃料電池中與氧化劑直接產生作用，是最簡 單也可月b疋隶小的燃料電池，並有希望應用在消費性電子 裝置上。 ' 至於在較大型應用上，直接甲醇燃料電池典型上包含 -個風扇或壓縮機來供應氧化劑，通常是空氣或氧氣，到 陰極上，-個泵供應水/甲醇混合物到陽極和一個薄膜電 極組（MEA)上，典型的薄膜電極組包括一陰極、一質子交 換膜和—陽極。在操作期間’水/甲醇液體燃料混合物會 直接供應到陽極上，而氧化劑則供應到陰極上，在每個電 極上會產生電化反應，而直接甲醇燃料電池的整體反應敘 述如下： 陽極上的半反應： 5 1250687 · CHaOH + H2〇-^ C〇2 + 6H++ 6e~ 陰極上的半反應： 〇2 + 4Η+ + 4e2H2O 燃料電池整體反應： CHsOH+ 1.5〇2— C〇2 + 2H2〇 因為氫離子（H+)透過質子交換膜由陽極移動到陰 極，以及自由電子（e-)無法穿透質子交換膜的緣故，所 以電子必須流經外部電路因而產生電流，而外部電路可能 是任何可用的消費性電子裝置，如行動電話、計算機、個 人數位助理器、筆記型電腦及其他裝置等。直接甲醇燃料 電池已揭露於美國專利案號第5, 992, 008號和第 5’945,231號案中，在此完整併入本文參考。通常，質子 父換膜是由例如杜邦公司的Naf ion®薄膜之類的聚合物製 作而成，它是一種高氟化材料，厚度範圍大約在〇. 〇5釐 米到0· 5釐米，或是其他適合的薄膜。陽極一般由聚四氟 乙稀碳紙製作而成並由以含有例如鉑—釕等金屬沈澱的催 化劑薄層所支撐，而陰極一般是一種氣體擴散電極會將鉑 金屬粒子結合在薄膜的一邊。 一個硼氫化鈉重組器燃料電池的電池反應如下：

NaBIL (7]c成）+ 2H2〇->(熱或催化劑)__>4(H2) + (NaB〇2)(水成） Η2— 2H+ + 2e 乂在陽極） 2(2H+ + 2e〇 + 〇24 2H2〇 (在陰極） 適當的催化劑在其他金屬中，還包括鉑及釕，由硼氫 化鈉轉化產生的氫氣燃料會在燃料電池中與氧化劑，如氧 6 12506^7 氧，發生反應並產生電流（或一種電子的流動）及水的副 產品’同時在轉化過程中也產生硼酸鹽化鈉（NaB〇2)的副 產品，硼氫化鈉燃料電池在美國公告之專利申請案第 2003/0082427號案中已有討論，在此併入本文參考。 不過，現有已知技術並未討論包含具有可相容併存材 料所製造的燃料補給器。 【發明内容】 本件發明是有關供燃料電池使用之與燃料相容的燃料 補給器。 本件發明更進一步而言是有關一供燃料電池使用之與 甲醇相容的燃料補給器。 本件發明更進一步而言是有關一燃料補給器，其中每一 元件都以在燃料補給器中實質上能達到最佳功能的材料來 製作。 本件發明係有關一用於燃料電池之燃料補給器，其中包 括一外殼、一含燃料的襯墊構件，例如甲醇，及一具有活門 體構件和-安餘活門體構件内可滑動體構件的活門元 件，可滑動體構件通常會偏向一活門座表面以密封活門元 件，且可滑動體構件可由活門座表面移開以打開活門元件， 襯墊構件、活Η體構件及可滑動體構件都至少由兩種不同材 料製作而成’而其中至少有—個構件會與甲醇相容，因此， 7 I2506S7 每一元件可挑選能在燃料補給器中達到實質上最佳功能的 材料來製作。 本件發明也有關一用於燃料電池之燃料補給器，其中 包括了一外殼，其内裝有一内含燃料的内部襯墊及一第一 活門元件，該活門元件具有一活門體和安裝在活門體内的 可滑動體，該可滑動體通常會偏向一活門座表面以密封活 門70件，且可滑動體可由活門座表面移開以打開活門元 件，内部襯墊最好是由一氟化聚合物製作而成。 活門體可加壓以裝入一有開口的内部襯墊，而且活門 體可用超音波焊接到外殼的開口上。 【實施方式】 如所附圖式例不以及下列詳細討論，本發明係有關燃料 補給器，其内儲存燃料電池燃料，例如甲醇和水、甲醇/水 混合物 '各種不同濃度”醇/水混合物或是純f醇，” 可供命多類型燃料電池使用，例如直接f醇燃料電池、酵素 九’:料弘池、重組器燃料電池等等。燃料補給器可含其它類型 的燃料電池燃料’例如乙醇或酒精，可轉化成氫氣的化學物 、或V、匕可改善燃料電池性能或效率的化學物質。燃料也 、包括氫氧化_(_電解液，可用在金屬燃料電池或驗性燃 料電池上’而且可儲存在燃料補給器。對金屬燃料電池而 。㈣種流體辞粒子形式浸人—氫氧化_電解液反 12506^7 應溶劑中，並且在電池凹洞内的陽極上會佈滿鋅粒子的微 粒，氫氧化鉀電解溶液已被揭示在美國於2003年4月24日 公告之專利申請案第2003/0077493號、名稱為「使用設定 的燃料電池系統以提供一或多個負載電源之方法」一案中， 在此完整併入本文參考。燃料亦可包括甲醇、過氧化氫和硫 酸的混合物，它流過在矽晶片上所形成的催化劑以產生一燃 料電池反應，燃料亦可包括上述的侧氫化納（NaBH4)和水， 燃料更可包括碳氫化合物燃料，其包括但不限於，丁烷、煤 油、酒精和天然氣等，這些都揭示在美國於2003年5月22 曰公告之專利申請案號第2003/0096150號、名稱為「液態 介面之燃料電池裝置」一案中，在此完整併入本文參考。燃 料亦可包括能與燃料產生反應的液態氧化劑，因此，本件發 明並不限於任何形式的燃料、電解液溶劑、氧化物溶液或液 體被置於燃料補給器内或被燃料電池系統所使用，此處所使 用的「燃料」一詞，包含所有可在燃料電池或燃料補給器中 參與反應的燃料，並且包括但不限於所有上述合適的燃料、 電解溶液劑、氧化物溶液、液體、固體及/或化學物質及其 混合物。 此處所使用的「燃料補給器」一詞，包括但不限於可拋 棄式盒子、可再填充/再使用的盒子、容器、位於電子裝置 中之盒子、可拆式盒子、位於電子裝置外之盒子、燃料箱、 9 燃料再填充箱、可儲存燃料並以管子連接到燃料箱與容器的 其他容器。雖然以下所敘述的盒子結合本件發明的具體實施 例的示範，但必須注意的是這些具體實施例也適用在其它燃 料補給器，而且本件發明不受限於任何特殊形式的燃料補給 器。 本件發明的燃料補給器亦可用來儲存非使用在燃料電 池的燃料，這些應用包括但不限於儲存碳氫化合物和提供建 立在石夕晶片上的微燃器渴輪機引擎使用的氫氣燃料，已揭示 在 2001 年 12 月/2002 年 1 月出版的 The Industrial Physicist期刊的第20 - 25頁之「微引擎的出現」文章中有 所討論，其他應用包括儲存供内燃機使用之傳統燃料以及碳 氫化合物，例如小型和實用型打火機使用的丁烷與液態丙 烷。 一般而言，燃料在補給器可能會有變質影響，而依據本 件發明的其中一項特色是使燃料補給器和其元件的製造均 選擇與燃料相容的材質，更具體的說，甲醇燃料會使與它相 接觸的材料變質，如下所述，依據本件發明的燃料補給器可 與甲醇相容。 依據圖1到圖3，燃料盒10可以有任何形狀，依電池的 大小及尺寸，可供應燃料到燃料電池，並裝入由燃料電池供 電的電子裝置之預定的接收槽上，燃料盒10具有外殼12和 12506^7 内部囊袋或襯墊14，用來儲存燃料，較理想的是，外殼12 襯墊14更為堅固並保護内部襯塾，且最好具有彈性。具 有一外殼和一内部襯墊之燃料盒已經完全被揭示在美國於 2003年7月29日提出申請之專利申請案號第1〇/629 〇〇4 遽、名稱為「含有彈性襯墊的燃料盒」_案中，在此完整併· 入本文參考。其他燃料補給器包括揭示在美國於2003年1 ， 月31日提出申請之專利申請案號第1〇/356,793號，名稱為 「燃料電_燃料盒」-案中，在此完整併人本文參考。參 在前端16上，燃料盒10有喷嘴18和填注口 2〇，填注 20是在製造過程期間用來傳送燃料到襯墊中，並在預 定的燃料量’例如觀墊14容量的約_到95%，已經被傳 送到襯墊後將其密封，前端16也具有非對稱的排列孔徑 〃大小和尺寸正好符合容納安裝在接收燃料盒1 〇裝置 上的突出物(未顯示於圖式中）。當燃料盒1〇正確插入時， 突出物會被孔徑15所容納，而燃料盒可完全地插人，而當 _ 燃料盒10插入不正確時，例如上下相反，突出物會與前端 16不相容而且燃料盒無法插入。 參考圖1和圖3,燃料盒10在其底部至少限定一個導引 轨Π’可用來纟裝置上的對聽道上滑動以協助燃料盒插 入，此外，前端16也限定電子介面19，可包含必要的電子 接點來連接燃料盒到電子裝置或到供電給該裝置的燃料電 11 1250687 池上，電子介面19也可連接到一電子式讀取的燃料表、安 全裝置或資訊儲存裝置，例如電子可抹除可程式化唯讀記憶 體。燃料表、安全裝置和資訊儲存裝置都已完全揭示在與本 案同日提出申請、名稱為「含資訊儲存裝置與控制系統之燃 料電池補給器」，在此完整併入本文參考。 在後端22上，燃料盒10有位於外蓋26上的通氣孔24, 當襯墊注入燃料時讓空氣在盒中流動，通氣孔24也可在當 燃料從盒中傳送時，使空氣進入，以避免在盒内形成部分真 空，通氣孔24同時也可避免液體離開盒子，較佳的情況是， 通氣孔24具有一薄膜可讓空氣或其他氣體進入或離開盒 内，但不會讓液體進入或由盒中離開，這種可讓氣體穿透而 液體不滲透性的薄膜被揭示在前述申請案號第‘004號案和 美國於1970年4月21日公告之註冊第3, 508, 708號、名稱 為「具氣體穿透性氣孔阻擋電子電池」之專利案，以及美國 於1985年12月31日取得註冊第4, 562, 123號、名稱為「液 體燃料電池」專利案中。這些揭示的參考資料均完整併入本 文參考。這種薄膜可由聚四氟乙烯（PTFE)、尼龍、聚醯胺、 聚乙烯化合物、聚丙烯、聚乙烯或其他聚合物薄膜所製成， 一種商業用的抗水性聚四氟乙烯多孔薄膜，可由W.L Gore Associates公司所取得，其Goretex®商品是一種適合的薄 膜，它是一種微多孔性薄膜，包括非常小的細孔而無法讓液 12 12506^7 體穿透，但卻可以讓氣體通過。 參考圖2到圖4,特別是圖4，喷嘴18裝有雙元件關閉 活門的第-個活門元件，關閉活門的第二個相符活門元件 (未顯示在圖示中）則類似於圖4中戶斤示之活門元件，而且裝 設於以燃料電池為供電的電子裝置内或農置上，雙元件關閉 活門被完全揭示在美國於2〇〇3年7月29日提出申請之申請 案號第lG/629，_號、名稱為「含連接活門的燃料盒」一 案中，在此完整併人本文參考。安裝㈣嘴1&上的第一個 活門元件包括了活Η體30和可滑動式地安裝在㈣體別之 内的活塞32,彈簣34㈣縮在和體3Q中，且由彈菁支撐 器36來支撐，彈菁34會使活塞32朝外，同時按麼内部〇 型環38來抗衡邱絲㈣使在第元相形成密 封。較理想的情況是，彈簧支擇器36包括一多孔式注入器， 以吸收性材料或保存性材料42來調節燃料流過第一個活門 π件上的傳^ ’注人器、吸收性材料和保存性材料在上述 _申請案已完全被揭示’該多孔性注入器、吸收性材料 和保存性材料可安裝於第一個(或第二個)活門元件的任何 位置上，或衫裝於有關活門元件的上游或下游處，或是在 活門元件之内。 在一具體實施例中，要開啟第—個活門元件，—部份第 二個符合活門的元件，例如活門體，接觸並推動活塞32來 13 12506^7 抗衡彈貫34的偏向壓力，然後内部〇型環38會由活門座表 面40上移開，使燃料可由襯墊14透過注入器42和彈菩支 撐器36的内部通道及繞著活塞32傳輸到燃料電池中，另 外，另一個活塞從第二活門元件接觸並向後推動活塞犯以 抗衡彈簣34的偏向壓力。 第一活門元件也包含位在軸環45内的〇型環44，如圖 4所示，軸環45會固定安置在活門體3〇上並在活門體3〇 型環44在插人活門體3()時擴展，當第二活門元件的活門體 ^由〇型環44被插入時，外部〇型環44會在第一活門元件 和第二活門元件之間形成一個内部元件密封，較佳的情況 是’内部元件密封會在燃料傳送出襯墊 的情況是，當外部___盒…』= 盒可使用全新的0型環，較佳的情況是，在第二活門元件密 封開啟前，m林會被傳送到燃料電池，且外部0型環ο 以第二活門元件密封。 此完整併入本文參考， /球及彈簧活門組系統 吸式活門，其具有來自 其他的活Η也可使用燃料盒1G，包括但不限於揭示在美 國公告專射請案號第咖湖咖？號一案中的活門，在 此參考案揭示一種自我密封備援隔板 ，連接到燃料補給器的是一種提升回 彈簧的球體偏壓以抗衡一隔板或密封 14 1250687 表面，隔板是用來接收一中空式針頭，而這個針頭會推動該 球體抗衡彈簧來開啟活門，當針頭被拔出時，球體會被施壓 以抗衡隔板或是重新建立密封，而隔板會關閉以提供備援密 封，該球體類似於活塞32，而隔板便類似於0型環38和密 封表面40，本件發明並不限於任何特定的活門。 在圖4中，所顯示具有交叉細線的元件代表相互重疊， 例如介於外部0型環44和活門體30之間，以及介於囊袋14 的開口和活門體30之間，當元件被組合以形成燃料盒時， 重疊表示一個或二個元件同時被壓縮。 如上所述，燃料盒10的元件材料可以選擇與燃料相容 的材料，例如甲醇，在一較佳的具體實施例中，上述的元件 可由下列適當的材料製作而成： 燃料盒元件 適當的材料 外殼12 低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙 烯(HDPE)、聚縮醛樹脂或聚縮醛 (POM)、聚丙烯樹脂(PP)、聚對苯二 曱酸乙二醇酯（PET)、聚奈二甲酸二 乙酯（PEN)、尼龍、金屬及其混合 物。 内部襯墊14 氟化低密度聚乙烯、低密度聚乙 烯、薄層（聚丙烯樹脂、聚乙烯、聚 15 醋酸乙烯(EVA)、玻璃纖維、微玻 璃、聚四氟乙烯(PTFE)) 活門體30 聚縮醛、聚乙烯、聚丙烯樹脂、聚 對苯二甲酸乙二醇酯、不鏽鋼等 活塞32 不銹鋼1807、1802或300系列，其 他金屬 彈簧34 不錄鋼303或316、其他金屬、乙丙 橡膠(EPM)、三元乙丙合成橡膠 (EPDM)、氟橡膠、布納N腈、其他 腈橡膠、乳膠乙苯橡膠(E-SBR)、聚 縮醛或其他工程塑膠 彈簧支撐器36 聚縮醛、聚乙烯、聚丙烯樹脂、聚 對苯二甲酸乙二醇酯、不銹鋼等 内部0型環38 三元乙丙合成橡膠 外部0型環44 三元乙丙合成橡膠 轴環45 聚縮备、聚乙稀、聚丙稀樹脂、聚 對苯二曱酸乙二醇酯、不銹鋼等 1250687 依據本件發明，與燃料接觸的材料，例如聚縮酸、敗化 聚乙烯、三元乙丙合成橡膠和不錄鋼等皆能與燃料相容，換 言之，燃料，即曱醇，並不會顯著地降低或破壞材料，每項 材料都是挑選來表現出預定的功能，例如氟化聚乙烯需能容 16 1250687 納燃料；不銹鋼和三元乙丙合成橡膠用於活門上；而聚縮醛 和氟化聚乙烯則可相容於以下所討論之超音波焊接。較佳的 情況是，選擇最佳材料來表現出在燃料盒中預定功能。 聚縮醛在商業上可由杜邦公司的Delrin®商品取得， Delrin⑧ DE 9494型是適合於本件發明所使用的等級，内 部襯墊14會與燃料直接接觸且最好被氟化以增加對甲醇的 抵抗性，或是增加對於曱醇的不可穿透性，氟化和層疊是較 佳的方式以使一聚合物具有對甲醇燃料更佳的抗性，氟化是 敘述一種處理過程，其中在聚合物中至少有一氫原子會被移 除並被氟原子取代，對照之下，全氟化作用之進行，所有氫 原子會被氟原子取代。内部襯墊14可由氟化聚合物製作而 成，或更佳的方式是由一聚合物製作，然後再被氟化，另一 種方式，内部襯墊可由至少兩層的薄層製作而成，而薄層材 料可選自前述表列之聚丙烯樹脂、聚乙烯、聚醋酸乙烯、玻 璃纖維，微玻璃和聚四氟乙烯。 密封燃料盒，内部襯墊14的快速鎖扣4 6會插入到喷嘴 18中直到鎖上壁架48為止，内部襯墊14可選擇地以至少具 有一倒鉤50來結合外殼12的一傾斜内壁，以支撐内部襯墊 到達定位，如圖4區域A所示，隔板14的開口會經由活門 體30朝向外殼12對外放置，並藉此改善外殼内的襯墊固 定，一超音波焊接（未顯示在圖示中）會炫化在密封區域B所 17 1250687 指定的塑膠材料來密封活門體30到外殼12上。 超音波能量用於結合塑膠元件已被運用在許多工業^^ 上，在超音波焊接中，一固態電源補給器會改變電子能量到 20kHz或40kHz超音波能量，一轉換器會將這電子能量改變 成超曰波機械晨動能罝’一剩w將超音波機械能量直接傳送 到要組合的部份，一種將應用力、表面摩擦和内部分子摩擦 結合的方式，可在欲結合部分間的接合表面將溫度升高到材 料的熔點為止，在震動停止後力量仍然維持，在介面上會產 · 生分子結合或焊接’一個有關超音波焊接更完整的討論被揭 示在被移轉給BIC公司在美國註冊第6, 1 15, 902號、名稱為 「剃刀的製造方式」之專利案中，在此完整併入本文參考。 要有效密封，結合的材料應相類似或相容，較佳的情況是， 結合的材料具化學上相似或是具有相近的炼點，使彼此可在 大約相同的時間點融化。 本件發明並不限於以上所揭示的甲醇相容材料，而且也 ® 不限於可抵抗曱醇的材料，可依據儲存在燃料盒中的材料， -. 選擇適當的抗性材料。 ’， 例如，適當的曱醇相容材料可用來製作〇型環’包括各 種類的橡膠，包括氟素橡膠（FKM)、氟矽橡膠（FVMQ)、發泡 橡膠（NBR)、氬化丁腈橡膠（H-NBR)、丁腈橡膠與聚氣乙烯 的混合物（NBR-PVC)、氟素橡膠和氟矽橡膠的混合物、丙稀 18 1250687 酸橡膠(ACM)和矽橡膠（Q)，而最佳的橡膠是氟素橡膠，特 別是一種二位元形式的氟素橡膠，像是偏二氟乙烯與六氟丙 烯共聚物（VDF-HEP)、四氟乙烯·丙烯橡膠或全氟化甲乙醚 橡膠，或是一種氟素橡膠的三元型式，例如偏二氣乙稀一六 氟丙烯一四氟乙烯（VDF-HFP-TFE)橡膠。其他適合的材 料更可包括具有一熔點在14(TC或更高的結晶狀樹脂，除了 這些之外，還包括有氟素樹脂，例如四氟乙烯/六氟丙烯-偏 二氟乙烯（THV)、聚四氟乙烯（PTFE)、四氟乙烯/聚四氟乙烯 醚共聚物（PFA)、四氟乙浠/六氟丙稀共聚物（FEP)、乙稀-四 氟乙烯共聚物（ETFE)和聚偏二氟乙烯（PVDF)、聚醯胺樹脂 例如PA6T、PA6、PA11和PA12，而聚酯纖維則像是聚丁 烯對苯二甲酸酯（PBT)和聚對苯二曱酸乙二醇酯（PET)，這些 都是高可塑性和流體不滲透性材料。其他適合的橡膠上包括 笨乙烯丁二烯橡膠(SBR)、聚丁二烯橡膠（BR)、異戊二烯橡 膠（IR)、天然橡膠（NR)、低亞硝酸鹽丁腈橡膠（NBR)、三元 乙丙合成橡膠（EPDM)、丁基橡膠（MR)、矽橡膠（Q)和磷腈橡 膠（PNF)、氣化（丙烷)橡膠（ECO)、丁腈橡膠（NBR)、氣丁橡 膠（CR)、胺基曱酸酯橡膠（U)、氟硅酮橡膠（FVMQ)、氫化丁 腈橡膠（Η-NBR)、氯磺化聚乙烯橡膠（CSM)、氯化聚乙烯橡 膠（CPE)、氣化丁基橡膠（CI_IIR)、溴化丁基橡膠（Br-IIR)、 丙烯酸橡膠(ACM)以及丁腈橡膠和乙烯丙烯橡膠（EPR)的混 19 1250687 合物（NE)，這些橡膠材質的更進一步詳細討論被Katayama 等人揭示在美國註冊號數第6, 543, 785號專利案中。另一項 適合的抗性橡膠是氟合成橡膠，但並不包括額外的氧化金屬 及/或氫氧化合金屬作為橋接點，其被Ohsuga揭示在美國註 冊第5, 407, 759號專利案中，反而是以碘及/或溴化物來做 為橋接點，另外，氟化碳氫化合物的彈性體可對抗甲醇。 此外，可使用對抗酒精（甲基和乙基）的固態聚胺酯，聚 氨酯是一種異氰酸酯和一種多元醇的固化共聚物，這些元件 依據固化速率以一定的量包含二丁基錫二月桂酸鹽催化劑 在固化之前予以混合，聚氨基甲酸酯密封膠也包含錫硼酸鹽 作為阻抗以降低3%到30%的重量，燃料阻抗聚氨基曱酸酯 被Phi 11 ipson進一步揭示在美國註冊第6, 523, 834號專利 案中，在此併入本文參考。 一種適合用於外殼12的阻抗材料是相當堅固的聚氧化 二曱苯（PP0)或是一改良的聚氧化二曱苯，可由通用電子公 司的N0RYL⑧商品取得，較佳的情況是，改良的聚氧化二甲 苯可包含高達30%的微玻璃注入器。 不過，另一種與甲醇相容的材料類別包括離子交換聚合 物，可用來作為燃料電池中的聚合物電解薄膜或是質子交換 薄膜（PEM)，最常用的質子交換薄膜是聚醯氨纖維聚合物， 可自上述杜邦公司的Nafion⑧商品取得，不過，這種聚醯氨 20 1250687 纖維聚合物材料非常昂貴，而且可被甲醇穿透，如齡_ 々 美國左冊第5, 409, 785號專利案中所揭示，藉由交叉 鏈結1乙稀醇所形成的三次元結構，且該三次元結構來支 撐一聚續酸苯乙烯—聚乙烯醇（PSSA-PVA)共聚物，這三次元 ^構射甲醇防護能力，該‘785號專利詳細揭示了製成聚 石“夂本乙烯—聚乙烯醇共聚物的方法，在此完整併入本文參 考0 根據本件發明的另一項特色，一種抵抗劣解的複合塗層 可經由電鍍附著在燃料盒1G的任何元件表面上，例如外殼 12内襯墊14、活門體30及活塞32，如Steward等人在 吳國註冊第4, 950, 562號專利案中所揭示，複合塗層是一種 ^氟兔複合物’其中包含—銅及/或鎳的底層塗層、一層多 孔吐鉻及—注滿該鉻層氣孔㈣碳聚合物，該塗層也可應用 在化學蒸氣沉澱或電漿蒸氣沉澱。 雖然本件發明敘述的具體實施例達成了本件發明的目 標’但可瞭解的是熟知先前技術者仍可予以多次修改以及設 計其他具體實施例。此外，來自任何具體實施例的特色及/ 或7G件均可單獨或與其他的具體實施例結合運用因此可知 2發明之巾請專利範圍可涵蓋所有來自本件發明精神與 範脅之所有修改和具體實施例。 【圖式簡單說明】 21 1250687 相同的元件符號代表相同的元件： 圖1是依據本件發明之燃料補給器透視圖； 圖2是在圖1中沿著線2-2燃料補給器的透視橫截面圖； 圖3是圖2中燃料補給器的平面視圖；及 圖4是燃料補給器喷嘴部分的放大視圖。 【主要元件符號說明】 10 燃料盒 12 外殼 14 内部襯墊 15 孔徑 16 前端 17 導引執 18 喷嘴 19 電子介面 20 填注口 22 後端 24 通氣孔 26 外蓋 30 活門體 32 活塞 34 彈簧 36 彈簧支撐器 38 内部0型環 40 活門座表面 42 吸收性材料或保存性材料，注入裔 44 外部0型環 45 轴環 1250687 46 快速鎖扣 47 間隔 48 壁架 50 倒鉤 A 區域 B 區域

Claims (1)

1250687 々申6月專利範圍第1項所述之燃料電池補給器，发中 門座表面是由一隔膜所提供。 9.如申請專利範圍第i項所述之燃料電池補 可滑動體是-個球體。 "。其中的 1〇.如申請專利範圍第1項所述之燃料電池補給器，其中更 包括一外部密封構件來提供在第-活門轉和相對應之 第二活門元件之間的密封，而安裝在使用燃料的裝置上。

.士申π專利範圍第9項所述之燃料電池補給器，其中外 邛松、封構件是一 〇型環。 12·如申請專利範圍第1項所述之燃料電池補給器，其中内 部概墊可藉由一快速鎖扣附在外殼上。 α如申請專利範圍帛i項所述之燃料電池補、給器，其中内 部襯墊包括至少一倒鉤來固定内部襯墊至外殼上。 申明專利範圍弟1項所述之燃料電池補給器，其中第

们活門元件包括一注入器或保存性材料來調節燃料流 動率。 15·如申请專利範圍第1項所述之燃料電池補給器，其中保 存性材料會被放在一彈簧支撐器上以支樓彈簧偏向活 塞。 16· —種供燃料電池使用的燃料補給器，包括： 一外殼，其内裝有包含燃料的内部襯墊； 25 1250687 —第-活門元件’包括了 —活門體和—安裝在活門體内 的可滑動體，其中可滑動體通常會偏向一活門座表面以 密封活門元件，其中可移動體可由活門座表面移開以開 啟活門元件，· 其中内部襯墊是由氟化聚合物製作而成。 17·如申請專利範圍帛16項所述之燃料補給器，其中的燃料 是甲醇。 队如申請專利範圍第16項所述之燃料補給器，其中的㈣ # 襯墊是由氟化低密度聚乙烯製成。 19.如申請專利範圍帛16項所述之燃料補給器，其中内部襯 塾疋由低密度聚乙稀和氟化物構成。 20·如申清專利範圍第16項所述之燃料補給器，其中外殼和 内部襯墊是由不同材料製成。 21·如申請專利範圍第18項所述之燃料補給器，其中外殼是 從-群包括了低密度聚乙烯、高密度聚乙稀'聚縮酸、_ 聚丙烯樹脂、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚奈二甲酸二乙酯、 尼龍、金屬及其混合物材料中選擇而製成。 22· —種供燃料電池使用的燃料補給器，包括： 一内含甲醇的襯墊構件； 一活門元件，包括一活門體構件和一安裝在活門體構件 内可滑動體構件’其中可滑動體構件通f會偏向活門座 26 1250687 座表面以密封活門元件，而該可移動體可由活門座表面 移開以開啟活門元件； 其中襯墊構件、活門體構件及可滑動體構件都是由至少 兩種不同的材料製作而成’而其中至少有—個構件會與 曱醇相容。 23·如申請專利範圍第22項所述之燃料補給器，其中至少 個構件包含氟素聚合物。 24·如申請專利範圍第23項所述之燃料補給器，其中的氟素 聚合物是氟化聚乙烯。 25.如申請專利範圍第23項所述之燃料補給器，其中至少一 個構件是襯墊構件。 加·如申請專利範圍帛22J員所述之燃料補給器，其令至少一 個構件包括了一具有至少兩層的薄層。 27·如申請專利範圍帛26項所述之燃料補給器，其中至少； 7層是挑選自以聚丙烯樹脂、聚乙烯、聚醋酸乙烯、^ 璃纖維、微玻璃和聚四氟乙烯等構成之群組。 8·如申晴專利範圍第26項所述之燃料補給器，其中至少凑 一個構件是襯墊構件。 29 4r xh ^ α叫專利範圍第22項所述之燃料補給器，其中至少有 —個構件包括-歸料是挑選自”烯烴、聚乙稀^ ⑽樹脂、聚乙烯對苯二甲酸醋和不錢鋼構成之群組。 27 1250687 30. 如申請專利範圍第29項所述之燃料補給器，其中至少有 一個構件是活門體構件。 31. 如申請專利範圍第22項所述之燃料補給器，其中至少有 一個構件包括一種材料是選自一含有不銹鋼和熱塑性塑 膠彈性體之群組。 32. 如申請專利範圍第31項所述之燃料補給器，其中至少有 一個構件是可移動體構件。 33. 如申請專利範圍第22項所述之燃料補給器，其中活門元 件更包括一由三元乙丙膠共聚物所製造之密封構件。 34. 如申請專利範圍第22項所述之燃料補給器，其中活門元 件更包括一密封構件，其製作材料是選自氟素橡膠、氟 矽橡膠、發泡橡膠、氫化丁腈橡膠、丙烯晴丁二烯橡膠 與聚氯乙烯的混合物、氟素橡膠和氟矽橡膠的混合物、 變性環氧樹脂和矽橡膠等所構成之聚合物群組。 35. 如申請專利範圍第34項所述之燃料補給器，其中氟素橡 膠是選自偏二氟乙烯與六氟丙烯共聚物橡膠、四氟乙 烯、丙烯橡膠、全氟化甲乙醚橡膠等構成之群組。 36. 如申請專利範圍第22項所述之燃料補給器，其中活門元 件更包括一密封構件，其製作材料是選自四氟乙烯/六氟 丙烯-偏二氟乙浠、聚四氟乙稀、四氟乙浠/聚四氟乙稀 趟共聚物、四氟乙稀/六氟丙烯共聚物、乙稀-四氟乙烯 28 共聚物、聚偏二氟乙烯、聚醯胺樹脂、聚丁烯對苯二甲 酸酯和聚對苯二曱酸乙二醇酯等所構成之聚合物群組。 37. 如申請專利範圍第22項所述之燃料補給器，其中活門元 件更包括一密封構件，其製作材料是選自苯乙烯丁二烯 橡膠、聚丁二稀橡膠、異戊二婦橡勝、天然橡膠、低亞 硝酸鹽丁腈橡膠、三元乙丙合成橡膠、丁基橡膠、矽橡 膠和磷腈橡膠、氯化（丙烷）橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、 胺基甲酸酯橡膠、氟硅酮橡膠、氫化丁腈橡膠、氯磧化 聚乙烯橡膠、氯化聚乙烯橡膠、氯化丁基橡膠、溴化丁 基橡膠、丙烯酸橡膠、丁腈橡膠和乙烯丙烯橡膠的混合 物及氟合成橡膠（只有碘和溴化物的橋接點）等所構成之 聚合物群組。 38. 如申請專利範圍第22項所述之燃料補給器，其中至少有 一個構件包括硼化鋅聚氨酯。 39. 如申請專利範圍第38項所述之燃料補給器，其中硼化鋅 包括了約3%到30%的聚氨酯。 40. 如申請專利範圍第22項所述之燃料補給器，其中至少有 一構件包括了離子傳導聚合物。 41. 如申請專利範圍第40項所述之燃料補給器，其中的離子 傳導聚合物是聚磺酸苯乙烯-聚乙烯醇共聚物的組合。 42. 如申請專利範圍第22項所述之燃料補給器，其中至少有 29 !25〇687 43. 44. 45· 46. 47. 48. 49. 50. 51. 燃料補給器，其中活門座 燃料補給器，其中可滑動 燃料補給器，更包括一外 一構件是使用鉻氟碳合成物的塗層。 如申請專利範圍第2 2項所述之燃料補給器，其中、、舌門广 表面位在活門體上。 如申請專利範圍第4 3項所述之燃料補給器，其中可 體構件是一活塞。 如申請專利範圍第44項所述之燃料補給器，其中〇型環 安裝在活塞上。 t 如申請專利範祖第22項所述之 表面是由一隔膜所提供。 如申請專利範圍第46項所述之 體構件是一球體。 如申請專利範圍第22項所述之 殼。 如申請專利範圍第48賴述之燃料補給器，其中外殼的 ，造材料是選自低密度聚⑽、高密度聚乙稀、聚祕、 聚丙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二 酯、尼龍、金屬及其混合物所構成之群組。 如申請專利範圍第22賴述之燃料補給器，其中可滑動 體構件會被一彈簣偏壓，且該彈簧可與甲醇相容。 如申請專利範圍第5G項所述之燃料補給器，其中彈菁以 彈簧支架構件來支撐且該彈簧可與甲醇相容。 30 1250687 52. 如申請專利範圍第51項所述之燃料補給器，其中彈簧支 架包括一多孔性注入器、吸收性材料或保存性材料。 53. 如申請專利範圍第22項所述之燃料補給器，其中活門元 件可更包括一多孔性注入器，吸收性材料或保存性材料。 54. 如申請專利範圍第53項所述之燃料補給器，其中多孔性 注入器、吸收性材料或保存性材料位於活門元件的上游 處。 55. 如申請專利範圍第53項所述之燃料補給器，其中多孔性 注入器、吸收性材料或保存性材料位於活門元件的下游 處。 56. 如申請專利範圍第53項所述之燃料補給器，其中多孔性 注入器、吸收性材料或保存性材料位於活門元件和一相 對應活門元件之間。 十一、圖式：參附件。 31