專利名稱：氫氣產(chǎn)生裝置及具有氫氣產(chǎn)生裝置的燃料電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種氫氣產(chǎn)生裝置及具有氫氣產(chǎn)生裝置的燃料電池，且特別是有 關于一種使用固態(tài)燃料的氫氣產(chǎn)生裝置及具有氫氣產(chǎn)生裝置的燃料電池。
背景技術：
燃料電池(Fuel Cell, FC)是一種利用化學能經(jīng)由電化學反應直接轉換為電能的 發(fā)電裝置，與傳統(tǒng)發(fā)電方式比較之下，燃料電池具有低污染、低噪音、高能量密度以及較高 的能量轉換效率等優(yōu)點，是極具未來前瞻性的干凈能源，可應用的范圍包括攜帶式電子產(chǎn) 品、家用發(fā)電系統(tǒng)、運輸工具、軍用設備、太空工業(yè)以及小型發(fā)電系統(tǒng)等各種領域。各類燃料電池依其運作原理及操作環(huán)境的不同而有不同的應用市場，在可移動 式能源上的應用主要是以質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton ExchangeMembrane fuel Cell, PEMFC)及直接甲醇燃料電池(Direct Methanol FuelCel 1，DMFC)為主，兩者皆屬于使用質(zhì) 子交換膜進行質(zhì)子傳導機制的低溫啟動型燃料電池。此類質(zhì)子交換膜燃料電池操作原理為 氫氣在陽極觸媒層進行氧化反應，產(chǎn)生氫離子(H+)以及電子(e_) (PEMFC原理)，或甲醇與 水在陽極觸媒層進行氧化反應，產(chǎn)生氫離子(H+)、二氧化碳(CO2)以及電子(e_) (DMFC原 理)，其中氫離子可以經(jīng)由質(zhì)子傳導膜傳遞至陰極，而電子則經(jīng)由外部電路傳輸至負載作功 的后再傳遞至陰極，此時供給陰極端的氧氣會與氫離子及電子于陰極觸媒層進行還原反應 并產(chǎn)生水。上述陽極所需的燃料氫氣可借由固態(tài)硼氫化納(NaBH4)儲氫技術而得，其是將 水加入固態(tài)硼氫化納以反應產(chǎn)生氫氣。固態(tài)硼氫化納與水的反應為一次化反應，意即一旦反應開始進行，需待固態(tài)硼氫 化納或水完全消耗，反應才會停止。因此如何達到分段反應為待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種氫氣產(chǎn)生裝置，氫氣產(chǎn)生裝置的固態(tài)燃料與水的反應可分段進 行。本發(fā)明提出一種燃料電池，燃料電池的氫氣產(chǎn)生裝置的固態(tài)燃料與水的反應可分 段進行。為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發(fā)明的一實施例提供一種氫氣 產(chǎn)生裝置，適用于燃料電池。氫氣產(chǎn)生裝置包括第一容納槽、蓋體、第二容納槽及轉動裝置。 第一容納槽用以容納液態(tài)水。蓋體固定于第一容納槽上且覆蓋液態(tài)水，其中蓋體具有開口， 開口用以暴露液態(tài)水。第二容納槽疊置于蓋體上，其中第二容納槽分隔為多個容納空間，各 容納空間用以容納固態(tài)燃料。開口對位于容納空間其中之一，而使對應的固態(tài)燃料與液態(tài) 水用以反應產(chǎn)生氫氣。轉動裝置連接第一容納槽及第二容納槽的其中之一。當轉動裝置驅 動第一容納槽與第二容納槽相對轉動時，開口移動至對位于另一容納空間。為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發(fā)明的一實施例提供一種燃料 電池，包括氫氣產(chǎn)生裝置、電池堆及導引結構。氫氣產(chǎn)生裝置包括第一容納槽、蓋體、第二容納槽及轉動裝置。第一容納槽用以容納液態(tài)水。蓋體固定于第一容納槽上且覆蓋液態(tài)水， 其中蓋體具有開口，開口用以暴露液態(tài)水。第二容納槽疊置于蓋體上，其中第二容納槽分隔 為多個容納空間，各容納空間用以容納固態(tài)燃料。開口對位于容納空間其中之一，而使對應 的固態(tài)燃料與液態(tài)水用以反應產(chǎn)生氫氣。轉動裝置連接第一容納槽及第二容納槽的其中之 一。當轉動裝置驅動第一容納槽與第二容納槽相對轉動時，開口移動至對位于另一容納空 間。導引結構連接于氫氣產(chǎn)生裝置及電池堆之間，且用以將固態(tài)燃料與液態(tài)水反應產(chǎn)生的 氫氣導引至電池堆。承接上述，本發(fā)明提供一種氫氣產(chǎn)生裝置，適用于一燃料電池，該氫氣產(chǎn)生裝置包 括一第一容納槽，用以容納一液態(tài)水；一蓋體，固定于該第一容納槽上且覆蓋該液態(tài)水，其中該蓋體具有一開口，該開口 用以暴露該液態(tài)水；

一第二容納槽，疊置于該蓋體上，其中該第二容納槽分隔為多個容納空間，各該容 納空間用以容納一固態(tài)燃料，該開口對位于該些容納空間其中之一，而使該對應的固態(tài)燃 料與該液態(tài)水用以反應產(chǎn)生氫氣；以及一轉動裝置，連接該第一容納槽及該第二容納槽的其中之一，當該轉動裝置驅動 該第一容納槽與該第二容納槽相對轉動時，該開口移動至對位于另一該容納空間。本發(fā)明還提供一種燃料電池，包括一氫氣產(chǎn)生裝置，包括一第一容納槽，用以容納一液態(tài)水；一蓋體，固定于該第一容納槽上且覆蓋該液態(tài)水，其中該蓋體具有一開口，該開口 用以暴露該液態(tài)水；一第二容納槽，疊置于該蓋體上，其中該第二容納槽分隔為多個容納空間，各該容 納空間用以容納一固態(tài)燃料，該開口對位于該些容納空間其中之一，而使該對應的固態(tài)燃 料與該液態(tài)水用以反應產(chǎn)生氫氣；一轉動裝置，連接該第一容納槽及該第二容納槽的其中之一，當該轉動裝置驅動 該第一容納槽與該第二容納槽相對轉動時，該開口移動至對位于另一該容納空間；一電池堆；以及一導引結構，連接于該氫氣產(chǎn)生裝置及該電池堆之間，且用以將該些固態(tài)燃料與 該液態(tài)水反應產(chǎn)生的氫氣導引至該電池堆。基于上述，在本發(fā)明的上述實施例中至少具有以下其中一個優(yōu)點，第一容納槽與 第二容納槽可借由轉動裝置的驅動而相對轉動，以帶動固定于第一容納槽的蓋體相對第二 容納槽移動，使蓋體的開口所暴露的液態(tài)水可對位于第二容納槽的不同的容納空間內(nèi)的固 態(tài)燃料。借此，液態(tài)水可依序與這些固態(tài)燃料反應產(chǎn)生氫氣，以達到分段反應的效果。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例，并配合所附 圖式，作詳細說明如下。

圖1為本發(fā)明一實施例的氫氣產(chǎn)生裝置的示意圖。
圖2為圖1的第一容納槽及蓋體的示意圖。圖3為圖1的第二容納槽的示意圖。圖4為圖1的氫氣產(chǎn)生裝置應用于燃料電池的示意圖。

50 液態(tài)水60:固態(tài)燃料70 燃料電池100:氫氣產(chǎn)生裝置110:第一容納槽120 蓋體122:開口130 第二容納槽132 容納空間140 轉動裝置150 吸水結構200 電池堆300:導引結構
具體實施方式有關本發(fā)明的前述及其他技術內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考圖式的多個實 施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如「上」、「下」、 「前」、「后」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明， 而非用來限制本發(fā)明。圖1為本發(fā)明一實施例的氫氣產(chǎn)生裝置的示意圖。圖2為圖1的第一容納槽及蓋 體的示意圖。圖3為圖1的第二容納槽的示意圖。請參考圖1至圖3，本實施例的氫氣產(chǎn)生 裝置100適用于燃料電池，用以提供燃料電池陽極反應所需的氫氣。氫氣產(chǎn)生裝置100包 括第一容納槽110、蓋體120、第二容納槽130及轉動裝置140。第一容納槽110用以容納液態(tài)水50 (標示于圖2)。蓋體120固定于第一容納槽 110上且覆蓋液態(tài)水50，其中蓋體120具有開口 122，開口 122暴露液態(tài)水50。進一步說明， 開口 122暴露出一部分的液態(tài)水50。第二容納槽130疊置于蓋體110上，其中第二容納槽 130分隔為多個容納空間132。各容納空間132用以容納固態(tài)燃料60。轉動裝置140連接 第二容納槽130，以驅動第二容納槽130相對第一容納槽110相對轉動。在如圖1所示的配置方式的下，圖2的開口 122會對位于圖3的容納空間132其 中之一，而使對應的固態(tài)燃料60與液態(tài)水50反應產(chǎn)生氫氣。當一固態(tài)燃料60與液態(tài)水50 完全反應后，使用者可借由轉動裝置140帶動第二容納槽130相對第一容納槽110轉動，而 讓開口 122移動至對位于另一容納空間132，以繼續(xù)與另一固態(tài)燃料60反應。借此方式，可使第一容納槽110內(nèi)的液態(tài)水50依序與這些固態(tài)燃料60反應，以達 成分段反應的效果。本實施例的轉動裝置140例如為步進馬達，以控制第二容納槽130每 次轉動的角度，使開口 122可借第二容納槽130的轉動依序對位于這些容納空間132。值得注意的是，在其它未繪示的實施例中，轉動裝置140亦可連接于第一容納槽110，借以帶動第一容納槽110與第二容納槽130相對轉動，本發(fā)明并不對此加以限制。此 夕卜，在本實施例中，固態(tài)燃料60例如為固態(tài)硼氫化鈉，然本發(fā)明不以此為限，固態(tài)燃料60亦 可為其它種類的適當固態(tài)燃料。
在本實施例中，第一容納槽110及第二容納槽130為相疊置的兩圓盤結構，且第二 容納槽130沿軸線A樞接于蓋體120。然本發(fā)明不以此為限，在其它實施例中，第一容納槽 110及第二容納槽130可為其它適當形狀的結構，且第二容納槽130可不與蓋體120樞接。 進一步而言，本實施例的氫氣產(chǎn)生裝置100還可包括吸水結構150。吸水結構150配置于 第一容納槽110內(nèi)且用以吸附液態(tài)水50而形成水膠，借以將液態(tài)水50固定于第一容納槽 110內(nèi)，避免液態(tài)水50外漏。上述實施例中的氫氣產(chǎn)生裝置100可應用于燃料電池以提供燃料電池陽極反應 所需氫氣，以下借由圖4對此加以舉例說明。圖4為圖1的氫氣產(chǎn)生裝置應用于燃料電池 的示意圖。請參考圖4，本實施例的燃料電池70由圖1的氫氣產(chǎn)生裝置100、電池堆200及 導引結構300所組成。導引結構300連接于氫氣產(chǎn)生裝置100及電池堆200之間，用以將 固態(tài)燃料60與液態(tài)水50反應產(chǎn)生的氫氣導引至電池堆200，以提供電池堆200陽極反應所 需氫氣。值得注意的是，電池堆200陰極反應所需的氧氣例如是借由其它的供應源來提供， 在本實施例中并未對此部分加以繪示。本實施例的燃料電池70可用于筆記型電腦或手機 等電子裝置，或可應用于車輛或船等交通工具。綜上所述，在本發(fā)明的上述實施例中至少具有以下其中一個優(yōu)點，第一容納槽與 第二容納槽可借由轉動裝置的驅動而相對轉動，以帶動固定于第一容納槽的蓋體相對第二 容納槽移動，使蓋體的開口所暴露的液態(tài)水可對位于第二容納槽的不同的容納空間內(nèi)的固 態(tài)燃料。借此，液態(tài)水可依序與這些固態(tài)燃料反應產(chǎn)生氫氣，以達到分段反應的效果。此 夕卜，所述轉動裝置可為步進馬達，以控制第二容納槽與第一容納槽每次相對轉動的角度，使 開口可借第二容納槽與第一容納槽的相對轉動依序對位于這些容納空間。以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發(fā)明實施的范圍， 即大凡依本發(fā)明申請專利范圍及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā) 明專利涵蓋的范圍內(nèi)。另外，本發(fā)明的任一實施例或申請專利范圍不須達成本發(fā)明所揭露 的全部目的或優(yōu)點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋的用，并非用 來限制本發(fā)明的權利范圍。
權利要求
1.一種氫氣產(chǎn)生裝置，適用于一燃料電池，該氫氣產(chǎn)生裝置包括一第一容納槽，用以容納一液態(tài)水；一蓋體，固定于該第一容納槽上且覆蓋該液態(tài)水，其中該蓋體具有一開口，該開口用以 暴露該液態(tài)水；一第二容納槽，疊置于該蓋體上，其中該第二容納槽分隔為多個容納空間，各該容納空 間用以容納一固態(tài)燃料，該開口對位于該些容納空間其中之一，而使該對應的固態(tài)燃料與 該液態(tài)水用以反應產(chǎn)生氫氣；以及一轉動裝置，連接該第一容納槽及該第二容納槽的其中之一，當該轉動裝置驅動該第 一容納槽與該第二容納槽相對轉動時，該開口移動至對位于另一該容納空間。
2.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于該轉動裝置為步進馬達。
3.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于還包括一吸水結構，配置于該第一 容納空間內(nèi)且用以吸附該液態(tài)水。
4.如權利要求1所述的氫氣產(chǎn)生裝置，其特征在于該第二容納槽沿一軸線樞接于該 蓋體，該轉動裝置用以驅動該第一容納槽與該第二容納槽沿該軸線相對轉動。
5.一種燃料電池，包括一氫氣產(chǎn)生裝置，包括一第一容納槽，用以容納一液態(tài)水；一蓋體，固定于該第一容納槽上且覆蓋該液態(tài)水，其中該蓋體具有一開口，該開口用以 暴露該液態(tài)水；一第二容納槽，疊置于該蓋體上，其中該第二容納槽分隔為多個容納空間，各該容納空 間用以容納一固態(tài)燃料，該開口對位于該些容納空間其中之一，而使該對應的固態(tài)燃料與 該液態(tài)水用以反應產(chǎn)生氫氣；一轉動裝置，連接該第一容納槽及該第二容納槽的其中之一，當該轉動裝置驅動該第 一容納槽與該第二容納槽相對轉動時，該開口移動至對位于另一該容納空間；一電池堆；以及一導引結構，連接于該氫氣產(chǎn)生裝置及該電池堆之間，且用以將該些固態(tài)燃料與該液 態(tài)水反應產(chǎn)生的氫氣導引至該電池堆。
6.如權利要求5所述的燃料電池，其特征在于該轉動裝置為步進馬達。
7.如權利要求5所述的燃料電池，其特征在于還包括一吸水結構，配置于該第一容納 空間內(nèi)且用以吸附該液態(tài)水。
8.如權利要求5所述的燃料電池，其特征在于該第二容納槽沿一軸線樞接于該蓋體， 該轉動裝置用以驅動該第一容納槽與該第二容納槽沿該軸線相對轉動。
全文摘要
一種氫氣產(chǎn)生裝置及具有氫氣產(chǎn)生裝置的燃料電池，所述氫氣產(chǎn)生裝置，適用于燃料電池。氫氣產(chǎn)生裝置包括第一容納槽、蓋體、第二容納槽及轉動裝置。第一容納槽用以容納液態(tài)水。蓋體固定于第一容納槽上且覆蓋液態(tài)水，其中蓋體具有開口，開口用以暴露液態(tài)水。第二容納槽疊置于蓋體上，其中第二容納槽分隔為多個容納空間，各容納空間用以容納固態(tài)燃料。開口對位于容納空間其中之一，而使對應的固態(tài)燃料與液態(tài)水用以反應產(chǎn)生氫氣。轉動裝置連接第一容納槽或第二容納槽。當轉動裝置驅動第一容納槽與第二容納槽相對轉動時，開口移動至對位于另一容納空間。
文檔編號H01M8/02GK102142567SQ201010108959
公開日2011年8月3日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權日2010年2月1日
發(fā)明者吳岳璋, 周柏圭, 王正 申請人:揚光綠能股份有限公司