专利名称：供氢装置的利记博彩app
技术领域：
本发明是关于一种供氢装置，特别是关于供氢装置于燃料电池的应用。
背景技术：
近来对于许多可携式能源的需求如可携式计算机、随身听、相机、随身听等各种数 字装置，都需要一种便宜、长时效供电、体积小、重量轻，且可用于各种环境的电池。虽然公 知燃料电池具有经济而长效的特点，但受到氢燃料供应限制，而无法广泛使用于各类可携 式产品。所以，解决氢燃料供应问题将是未来小型可携式氢能源发电系统的趋势。氢燃料 的供应须符合便宜、方便、体积小、重量轻、及供氢速率稳定等原则。以化学储氢材料做为氢 来源，最大的优点是储氢密度高，目前国际的趋势是往固态氢材料上发展。在使用固态氢燃 料(催化剂加硼氢化钠)时需要加水使其反应以产生氢气如式1所示，会遭遇两个极大的 问题一是如何维持供氢速率稳定？目前国际上皆是利用复杂的机械设计来达到维持供氢 速率稳定。如此一来，便会使得放氢装置体积大增，并增加成本。 为解决上述问题，本发明的发明人已经进行材料方面的设计，在水解过程中可 自行维持稳定的放氢速率，不需要额外且复杂的机构设计(参见中国台湾专利申请号第 98108205号)。另一方面，以固态氢燃料(催化剂加硼氢化钠)加水产生氢气的作法会遭 遇另一问题只能单一方向使用，无法上下左右摇晃时使用。因为当上下左右摇晃时，液态 水会被氢气带往燃料电池，造成燃料电池性能下降及无法携带使用。目前国际上所采用的 解决方案是利用疏水性气液分离膜来达到透气挡水的目的，但其缺点为价格昂贵，造成成 本增加。此外气液分离膜并无法完全挡住液态水，氢气产生时所造成的压力亦会将少量的 水挤出带往燃料电池并降低其效率。综上所述，目前亟需一完全固态的供氢组件以应用于 燃料电池。
发明内容
本发明的目的在于提供一种供氢装置。为实现上述目的，本发明提供的供氢装置，包括吸水性材料，用以吸附水、醇类或 上述的组合；以及固态氢燃料，直接接触吸水性材料以放氢。
图1是本发明一实施例中，固态放氢的示意图；图2是本发明一实施例中，固态氢燃料与吸水性材料的组合示意图；图3是本发明一实施例中，固态放氢的示意图；图4是本发明一实施例中，供氢装置的放氢速率与时间的关系图；以及
图5是本发明一实施例中，供氢装置的放氢速率与时间的关系图。附图中主要组件符号说明10、20 供氢装置；11、21 容器；13 水胶状固体；15 固态氢燃料；23 片状吸水性材料；25 片状固态氢燃料；27 棒状物。
具体实施例方式本发明提供一种供氢装置，包括吸水性材料，用以吸附水、醇类、或上述的组合；以 及固态氢燃料，直接接触吸水性材料以放氢。吸水性材料可为吸水性高分子如聚丙烯酸酯、 聚乙烯醇、醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、聚环氧乙烷、淀粉接枝共聚物、或橡胶共混物。少量的 吸水性高分子可大量吸附水，举例来说，lg的聚丙烯酸钠可吸附25g以上的水。本发明的固态氢燃料的组成含有固体催化剂、固体氢化物、及疏水性高分子弹性 体。固体氢化物可为金属硼氢化物如NaBH4、LiBH4、Ca(BH4)2、Mg(BH4)2、KBH4、或A1 (BH4) 3、 金属氢化物如LiH、NaH、或CaH2、硼氮氢化物如氨硼烷、乙硼烷、二氨乙硼烷、H2B (NH3)2BH4、 聚氨基硼烷、环硼氮烷、吗啉硼烷、硼烷-四氢呋喃、或上述任意的组合。固体催化剂是含有 RU、C0、Ni、CU、Fe、或上述任意组合的催化剂。疏水性高分子弹性体包括硅胶、橡胶、或硅橡 胶。将固体催化剂及固体氢化物高速球磨后，再加入疏水性高分子弹性基材，便形成可挠性 的固态氢燃料，其详细成份配比及作法可参考中国台湾专利申请号第98108205号。如图1所示，将吸水性高分子置入供氢装置10的容器11中并加入适量水或醇类 如甲醇或乙醇，即可形成水胶状固体13。即使将容器11倾斜或摇晃，水胶状固体13中的液 体亦不会流出容器。将上述固态氢燃料15置于水胶状固体13上后，固态氢燃料15会将水 胶状固体13所含的液体(水或醇类)吸出并反应形成氢气。即使将供氢装置10倒置或侧 放，供氢装置10内未与固态氢燃料15反应的液体仍会被吸水性高分子所吸附，因此不会流 出容器11。由于上述特性，本发明的供氢装置10可进一步连接至燃料电池，且避免公知技 术中供氢装置的液体流入燃料电池所导致的问题。上述吸水性高分子的吸水量可达本身重量的数百倍，并可阻止液体流出。不过吸 水性高分子的吸水速率慢，需要较久的时间才能形成水胶状固体。为弥补吸水速率慢的缺 陷，本发明的另一实施例的吸水性材料还包括一吸水性棉质材料。吸水性棉质材料的吸水 速度快，但吸水量少且无法完全将水锁住。为了兼具吸水性棉质材料吸水速率快，以及吸水 性高分子吸附量大且吸附的液体不会流出的优点，可将适量的吸水性高分子添加至吸水棉 质材料的表面，形成一片状吸水性材料23，如图2所示。接着将固态氢燃料裁切为片状。由于固态氢燃料内含有疏水性高分子弹性体，因 此片状固态氢燃料25为可挠性。将片状的固态氢燃料25迭合至片状吸水性材料23后，卷 成棒状物27如图2所示。上述棒状物27可收纳于防水袋中，收纳期限端视防水袋的防水 效果。
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如图3所示，将上述棒状物27置入供氢装置20的容器21中，并加入适量液体如 水或醇类(甲醇、乙醇、或上述的混合物)至容器21，使吸水性材料23吸水。固态氢燃料 25会将吸水性材料23所含的液体吸出并反应形成氢气。即使将供氢装置20倒置或侧放， 供氢装置20内未与固态氢燃料25反应的液体仍会被吸水性材料23所吸附，因此不会流出 容器21。由于上述特性，本发明的供氢装置20可进一步连接至燃料电池，且避免公知技术 中供氢装置的液体流入燃料电池所导致的问题。为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，以下特举数实施例 并配合附图作详细说明。实施例1取lg吸水性高分子聚丙烯酸钠置于容器中，加入25g水。静待10分钟后，形成不 流动的水胶。参考中国台湾专利申请号第98108205号的方法，取固体氢化物(NaBH4)、催化剂 (Co2+/IR-120)高速球磨后，再加入硅橡胶形成可挠性固态氢燃料。接着以造粒机使上述固 态氢燃料形成锭状，平均每锭固态氢燃料含有lg固体氢化物、0. lg催化剂、及0. lg硅橡胶。将两锭固态氢燃料置于上述水胶后，固态氢燃料将吸水并反应形成氢气。经量测 后，放氢速率与时间的关系图如图4所示。实施例2取0. 5g的聚丙烯酸钠平均散布于吸水性棉质材料(5cm*13cm*0. 05cm,购自雅妮 国际股份公司的超薄化妆棉KK-II)，形成片状吸水性材料。参考中国台湾专利申请号第98108205号的方法，取固体氢化物(NaBH4)、催化剂 (Co2+/IR-120)高速球磨后，再加入硅橡胶形成可挠性固态氢燃料。接着将上述固态氢燃料 压片后裁切，形成片状固态氢燃料(4cm*llcm*0. 1cm)。将片状吸水性材料及片状固态氢燃料迭合后卷成棒状，并将棒状物置于容器中。 将20g水加入容器后，吸水性材料迅速吸水。静置五分钟后将多余的水倒出后量测固态氢 燃料的放氢速率，如图5所示。在实施例1及2中，即使倒置或侧放容器，均无水自容器中流出，且不影响放氢速 率。由上述可知，本发明不需多余的薄膜即可避免供氢装置的液体流入燃料电池。虽然本发明已以数个较佳实施例描述如上，然其并非用以限定本发明，本领域技 术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作任意的更动与润饰，因此本发明的保护范 围应当以申请的权利要求范围所界定的内容为准。
权利要求
一种供氢装置，包括一吸水性材料，用以吸附水、醇类或上述的组合；以及一固态氢燃料，直接接触该吸水性材料以放氢。
2.依据权利要求1所述的供氢装置，其中，该吸水性材料为一高分子，该高分子包括 聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、醋酸乙烯共聚物、聚氨酯、聚环氧乙烷、淀粉接枝共聚物或橡胶共混 物。
3.依据权利要求2所述的供氢装置，其中，该吸水性材料为该高分子与一棉质材料的组合。
4.依据权利要求1所述的供氢装置，其中，该醇类包括甲醇、乙醇或上述任意组合。
5.依据权利要求1所述的供氢装置，其中，该固态氢燃料包括固体氢化物、固体催化剂 及疏水性高分子弹性体。
6.依据权利要求5所述的供氢装置，其中，该固体氢化物包括金属硼氢化物、金属氢化 物、硼氮氢化物或上述任意组合。
7.依据权利要求6所述的供氢装置，其中，该金属硼氢化物包括妝8114、1^114、01(8114)2、 Mg(BH4)2,KBH4^Al(BH4)3o
8.依据权利要求6所述的供氢装置，其中，该金属氢化物包括LiH、NaH或CaH2。
9.依据权利要求6所述的供氢装置，其中，该硼氮氢化物包括氨硼烷、乙硼烷、二氨乙 硼烷、H2B(nh3)2BH4、聚氨基硼烷、环硼氮烷、吗啉硼烷或硼烷-四氢呋喃。
10.依据权利要求5所述的供氢装置，其中，该固体催化剂包括Ru、Co、Ni、Cu或Fe。
11.依据权利要求5所述的供氢装置，其中，该疏水性高分子弹性体包括硅胶、橡胶或 硅橡胶。
12.依据权利要求1所述的供氢装置，应用于一燃料电池。
全文摘要
本发明利用吸水性高分子使水形成不流动的状态，可进一步搭配吸水性棉质材料以加速吸水。上述吸水性材料搭配固态氢燃料可形成稳定的供氢装置，即使将供氢装置倒置或侧放均不会造成液态水流入燃料电池并阻塞MEA膜，进而使燃料电池性能下降甚至无法发电。
文档编号C01B3/06GK101877411SQ20091013784
公开日2010年11月3日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者太原丽子, 曹芳海, 洪剑长, 蔡幸芬, 薛展立, 许雅意, 谷杰人, 郑名山, 陈政严 申请人:财团法人工业技术研究院