[发明专利]加热器组合件、氢气发生器和提供氢气的方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种加热器组合件、一种用于提供氢气且包括所述加热器组合件的氢气发生器和一种操作所述氢气发生器以提供氢气的方法。

发明背景

对用作便携式电子装置的电源的燃料电池组的兴趣不断增长。燃料电池是使用电池外部的材料作为用于正电极和负电极的活性材料的电化学电池。因为燃料电池不必含有用于产生电力的所有活性材料，所以与其它类型的电池组相比，所制造的燃料电池的体积相对于所产生的电能的量来说可较小。

在一些类型的氢燃料电池中，氢是由供应到燃料电池的阴极侧的含氢燃料形成。在其它类型的氢燃料电池中，氢气是从燃料电池外部的来源供应到燃料电池。

燃料电池系统可以包括燃料电池组，其包括一个或多个燃料电池(例如燃料电池堆叠)；和燃料源，诸如燃料箱或氢气发生器。向燃料电池供应氢气的氢气发生器可以是燃料电池系统的集成部分，或其可以呈可去除的方式被耦接到燃料电池系统。当含氢材料已经被耗尽时，可去除式氢气发生器可以用另一个替换。可去除式氢气发生器可以是可抛弃式的(意在仅用于一次性用途)。可去除式和永久安装型氢气发生器都可以是可再填充的(意在用于多次使用)，以便替换已消耗的燃料组合物。

氢气发生器可以使用各种含氢材料和用于引发氢气发生反应物的各种方法来产生氢气。当加热含氢材料时，可以释放氢气。

在选择用于氢气发生器之含氢材料时，可以考虑以下各项：(a)氢气发生器不使用时长时间段期间的稳定性；(b)引发氢气释放的容易性；(c)为了持续释放氢气而必须提供的能量的量；(d)释放氢气的最高操作温度；和(e)每单位体积和和每单位质量的含氢材料可以产生的氢气的总体积。

可以加热一些含氢化合物以释放氢气，诸如在化学分解反应中。可以进行热分解反应以产生氢气的反应物是理想的，因为以体积计，其通常产生相对较高体积的氢气。

常规氢气发生器的一个问题是从加热器到燃料的热转移效率较低。常规氢气发生器的另一个问题是难以在不损坏氢气发生器或燃料单元的情况下装载和卸载燃料单元或替换用过的燃料单元。

发明概要

本发明满足了以上目标并且克服了现有技术的上述缺点，本发明包括加热器组合件，所述加热器组合件具有可以伸展以实现良好物理接触从而将热有效地传导至欲加热的目标且在不需要加热时收缩断开接触的加热器。

因此，本发明的一个方面是一种用于氢气发生器的加热器组合件。所述加热器组合件包括支撑构件、加热器和用于分别使加热器组合件加热表面远离所述支撑构件伸展和向所述支撑构件收缩的致动器。所述致动器和所述加热器组合件在所述致动器处于或低于第一规定温度时呈收缩状态，且在所述致动器处于或高于较高的第二规定温度时呈伸展状态。当所述加热器组合件呈所述收缩状态时，与当所述加热器组合件呈所述伸展状态时相比，所述加热表面被安置在距所述支撑构件更近处。所述加热器组合件的实施方案可以包括一个或多个以下特征：

·当致动器温度增加到至少所述第二规定温度时，所述致动器可从所述收缩状态移动至所述伸展状态，且当致动器温度下降到所述第一规定温度或所述第一规定温度以下时，所述致动器可从所述伸展状态移动至所述收缩状态；所述致动器可以是双金属致动器；所述第一规定温度可以是200摄氏度，且所述第二规定温度可以是250摄氏度；

·所述加热器组合件包括多个所述致动器和多个所述加热器；

·所述加热器是电加热器；

·所述加热器包括安置在加热器衬底上的加热元件；所述衬底可以具有小于1瓦/米·开尔文的热导率；所述加热元件可以是印刷在所述衬底上的电路；所述加热元件可以嵌入所述衬底中

·所述加热器组合件还包括保持器，所述保持器将所述致动器可移动地固定到所述加热器和所述支撑构件中的一个，使得所述致动器的末端可在所述保持器内移动；所述致动器的末端可以在所述保持器内滑动；

·所述致动器具有相对的末端；所述致动器的所述相对的末端中的每一个可以被一个或多个保持器可移动地固定到所述加热器；所述致动器可以在所述相对的末端之间固定到所述支撑构件；所述致动器组合件可以包括两个致动器，每一个致动器被安置在所述支撑构件的相对侧上；所述致动器中的每一个可以在其相对的末端之间通过所述支撑构件中的孔口固定到另一个致动器；