[发明专利]燃料补给站

说明书

本申请为2006年9月25日提交的国际申请号为PCT/CA2006/001577、发明名称为“用于对燃料电池供电的便携设备进行补给的系统和方法”的PCT申请的分案申请，该PCT申请进入中国国家阶段日期为2008年5月13日，国家申请号为200680042275.5。

技术领域

本发明涉及使用燃料电池或其它能量转换设备以从燃料中获得电力的便携设备。本发明尤其涉及补给这种便携设备中的燃料容器的系统和方法。

背景技术

例如便携电话(包括蜂窝电话、移动电话和其它便携电话)、音乐播放器、便携计算机、个人数字助理、数字照相机、视频可携式摄像机、无线电接收器、无线电收发器、导航设备、这些的组合等的便携电子设备对于商业和个人事务成为越来越不可缺少的工具。这里将这种设备称为“便携设备”或“便携电子设备”。便携设备小且重量轻，足以使人员方便地携带。对非常紧凑、重量轻且全功能的便携设备的需要日益增加。

大多数便携电子设备使用来自电池的电流供电。一次电池一旦能量耗尽就必须被替换。尽管它们方便，但对于具有高能量需要的设备来说一次电池可能是不能接受地昂贵。一次电池的制造和处理均产生可能损害环境的废物。

二次电池能够被多次使用并且在每次使用之后再充电。然而，再充电可能会不方便。电池可以安全充电的速度是有限制的。大多数再充电技术需要数分钟到数小时来给二次电池充电。尽管正开发更好的二次电池技术，但二次电池往往沉重并且可能随时间而退化。经常快速或部分地充电可能导致可再充电电池的性能以加速的速度退化。

燃料电池把来自例如氢或甲醇的燃料的能量转换成电流。对于便携电子设备，燃料电池是有吸引力的电源，部分是因为它们具有提供比大多数电池技术更高的能量密度的潜能。因而，燃料电池供电的设备可以潜在地提供比同等电池供电设备延长的运行时间和/或更高的功率输出。为便携设备供电的燃料电池的另一个优点是补给燃料可以比再充电存储电池更快速地完成。在宽范围的工作条件下，燃料电池性能保持相对恒定。

针对便携式应用开发的一些燃料电池技术在可更换的燃料盒（fuel cartridge）中提供燃料。燃料盒不能由用户再加注。这种基于盒的技术的例子包括：

●来自Albany N.Y.的MTI MicroFuel Cells Inc.的Mobion^TM。

●由New York的Medis Technologies Ltd.of New York开发的电源。

●US6,665,549公开了一种用于为移动设备补充电源的可包括燃料盒分配器的系统。

●US6,326,097公开了包括可任意使用的燃料安瓿或适于再加注的燃料罐的微燃料电池充电器。

●US2004/0146769公开了一种用于便携电子设备的燃料电池盒。

●US2004/0151962公开了一种直接甲醇燃料电池的燃料盒。

●US2005/0023236公开了一种具有可连接到燃料电池的柔性管线的燃料盒。

●US2005/0074643公开了用于燃料电池的燃料盒。

●US2005/0022883公开了一种具有用于把燃料盒连接到燃料电池或再加注设备的连接阀的燃料盒。

需要预加注燃料盒来进行操作的设备具有很多与使用一次电池进行供电的设备一样的缺点。必须购买多个盒并放在手头以维持设备的操作。盒的成本变成主要考虑，尤其是在用于具有高功率需要的设备中时。因为盒必须安全地容纳燃料，必须提供可靠的机构以把燃料保存在盒内直到希望将燃料提供到设备，并且必须连接以在不泄漏燃料的情况下向该设备提供燃料，所以盒的成本可能会显著地多于容纳在盒内的燃料的成本。此外，应当仅在当前盒被完全用尽时替换盒。未完全用尽的盒会容纳对于处理具有经济、环境和/或安全问题的废燃料。

使用一次电池的经验说明用户仅会在盒替换之间的时间长或盒的成本非常低的情况下对预加注盒感到满意。实现这些目的中的任意一个是困难的。设计廉价盒有困难，因为这种盒必须安全地容纳易燃的燃料。设计持续时间长的盒需要体积大或更昂贵的燃料存储技术。

一些燃料电池供电设备具有车载燃料容器。车载燃料容器能够重新加注燃料。可以用于给燃料电池供电设备供电的燃料的非限定性例子是氢、甲醇、蚁酸、丁烷和硼氢化物。燃料可以通过现场补给燃料盒的应用或者通过使用固定燃料补给站被加到车载燃料容器。例如：

●US2005/008908说明了一种便携氢存储设备，其可以用于把氢燃料传递给例如膝上型计算机的便携电子设备。