[发明专利]氢气产生装置及具有该氢气产生装置的燃料电池

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种氢气产生装置及具有该氢气产生装置的燃料电池，且特别涉及一种使用固态燃料的氢气产生装置及具有该氢气产生装置的燃料电池。

【背景技术】

燃料电池(Fuel Cell，FC)是一种利用化学能直接转换为电能的发电装置，与传统发电方式相比，燃料电池具有低污染、低噪音、高能量密度以及较高的能量转换效率等优点，是极具未来前瞻性的干净能源，可应用的范围包括携带式电子产品、家用发电系统、运输工具、军用设备、太空工业以及小型发电系统等各种领域。

各类燃料电池依其运作原理及操作环境之不同而有不同的应用市场，在可移动式能源上的应用主要是以氢气质子交换膜燃料电池(ProtonExchange Membrane fuel Cell，PEMFC)及直接甲醇燃料电池(DirectMethanol Fuel Cell，DMFC)为主，两者皆属于使用质子交换膜进行质子传导机制的低温启动型燃料电池。以此类质子交换膜燃料电池操作原理，为氢气在阳极触媒层进行氧化反应，产生氢离子(H⁺)以及电子(e^-)(PEMFC原理)，或甲醇与水在阳极触媒层进行氧化反应，产生氢离子(H⁺)、二氧化碳(CO₂)以及电子(e^-)(DMFC原理)，其中氢离子可以经由质子传导膜传递至阴极，而电子则经由外部电路传输至负载作功之后再传递至阴极，此时供给阴极端的氧气会与氢离子及电子于阴极触媒层进行还原反应并产生水。上述阳极所需的燃料氢气可通过固态硼氢化钠(NaBH₄)储氢技术而得，其系将水加入固态硼氢化钠以反应产生氢气。

相关专利例如美国专利公告号US6746496、US7306780及US7427302。

固态硼氢化钠与水的反应为一次性反应，也就是一旦反应开始进行，需待固态硼氢化钠或水完全消耗，反应才会停止。因此如何实现分段反应为待解决的问题。

【发明内容】

本发明提出一种氢气产生装置，其固态燃料可与水缓慢反应以稳定释放氢气。

本发明提出一种燃料电池，其氢气产生装置的固态燃料可与水缓慢反应以稳定释放氢气。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭示的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本发明的一个实施例提供一种氢气产生装置，适用于燃料电池。氢气产生装置包括容器、毛细结构及弹性袋体。毛细结构配置于容器与可挠性固态燃料之间。其中容器适于容纳液态水，容纳于容器内的液态水适于被毛细结构传递至可挠性固态燃料，而与可挠性固态燃料反应产生氢气。

为达上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本发明的一个实施例提供一种燃料电池，包括氢气产生装置、电池堆及导引结构。氢气产生装置包括容器、毛细结构及弹性袋体。毛细结构配置于容器与可挠性固态燃料之间。其中容器适于容纳液态水，容纳于容器内的液态水适于被毛细结构传递至可挠性固态燃料，而与可挠性固态燃料反应产生氢气。导引结构连接于氢气产生装置及电池堆之间，且适于将固态燃料与液态水反应产生的氢气导引至电池堆。

基于上述，在本发明的上述实施例中，液态水可持续地透过毛细结构被传递至可挠性固态燃料，以使可挠性固态燃料与液态水缓慢反应而稳定释放氢气。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合附图，作详细说明如下。

【具体实施方式】

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的多个实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。

图1为本发明一实施例的氢器产生装置的示意图。请参考图1，本实施例的氢气产生装置100适用于燃料电池，用以提供燃料电池阳极反应所需的氢气。氢气产生装置100包括容器110、毛细结构120及弹性袋体130。毛细结构120将液态水50传递至固态燃料140，而弹性袋体130可随液态水50体积的改变而胀缩以保持液态水50与毛细结构120的接触。在本实施例中，固态燃料140例如为可挠性的固态硼氢化钠，且其直径例如大于或大致上等于1mm，以适于成为能与毛细结构120均匀接触的结构，然本发明不以此为限，固态燃料140亦可为其它种类的可挠性固态燃料。