[发明专利]氢气产生装置及具有氢气产生装置的燃料电池

说明书

【技术领域】

本发明是有关于一种氢气产生装置及具有氢气产生装置的燃料电池，且特别是有关于一种使用固态燃料的氢气产生装置及具有氢气产生装置的燃料电池。

【背景技术】

燃料电池(Fuel Cell，FC)是一种利用化学能经由电化学反应直接转换为电能的发电装置，与传统发电方式比较之下，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的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质子交换膜燃料电池(Proton ExchangeMembrane fuel Cell，PEMFC)及直接甲醇燃料电池(Direct Methanol FuelCell，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。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的后再传递至阴极，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借由固态硼氢化纳(NaBH₄)储氢技术而得，其是将水加入固态硼氢化纳以反应产生氢气。

固态硼氢化纳与水的反应为一次化反应，意即一旦反应开始进行，需待固态硼氢化纳或水完全消耗，反应才会停止。因此如何达到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，氢气产生装置的固态燃料与水的反应可分段进行。

本发明提出一种燃料电池，燃料电池的氢气产生装置的固态燃料与水的反应可分段进行。

为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提供一种氢气产生装置，适用于燃料电池。氢气产生装置包括第一容纳槽、盖体、第二容纳槽及转动装置。第一容纳槽用以容纳液态水。盖体固定于第一容纳槽上且覆盖液态水，其中盖体具有开口，开口用以暴露液态水。第二容纳槽叠置于盖体上，其中第二容纳槽分隔为多个容纳空间，各容纳空间用以容纳固态燃料。开口对位于容纳空间其中之一，而使对应的固态燃料与液态水用以反应产生氢气。转动装置连接第一容纳槽及第二容纳槽的其中之一。当转动装置驱动第一容纳槽与第二容纳槽相对转动时，开口移动至对位于另一容纳空间。

为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的一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。氢气产生装置包括第一容纳槽、盖体、第二容纳槽及转动装置。第一容纳槽用以容纳液态水。盖体固定于第一容纳槽上且覆盖液态水，其中盖体具有开口，开口用以暴露液态水。第二容纳槽叠置于盖体上，其中第二容纳槽分隔为多个容纳空间，各容纳空间用以容纳固态燃料。开口对位于容纳空间其中之一，而使对应的固态燃料与液态水用以反应产生氢气。转动装置连接第一容纳槽及第二容纳槽的其中之一。当转动装置驱动第一容纳槽与第二容纳槽相对转动时，开口移动至对位于另一容纳空间。导引结构连接于氢气产生装置及电池堆之间，且用以将固态燃料与液态水反应产生的氢气导引至电池堆。

承接上述，本发明提供一种氢气产生装置，适用于一燃料电池，该氢气产生装置包括：

一第一容纳槽，用以容纳一液态水；

一盖体，固定于该第一容纳槽上且覆盖该液态水，其中该盖体具有一开口，该开口用以暴露该液态水；

一第二容纳槽，叠置于该盖体上，其中该第二容纳槽分隔为多个容纳空间，各该容纳空间用以容纳一固态燃料，该开口对位于该些容纳空间其中之一，而使该对应的固态燃料与该液态水用以反应产生氢气；以及

一转动装置，连接该第一容纳槽及该第二容纳槽的其中之一，当该转动装置驱动该第一容纳槽与该第二容纳槽相对转动时，该开口移动至对位于另一该容纳空间。

本发明还提供一种燃料电池，包括：

一氢气产生装置，包括：

一第一容纳槽，用以容纳一液态水；

一盖体，固定于该第一容纳槽上且覆盖该液态水，其中该盖体具有一开口，该开口用以暴露该液态水；