[发明专利]用于微桁架泡沫材料加工的动态遮蔽方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种燃料电池组件，并且更具体地涉及一种用于加工燃料电池组件的动态遮蔽方法。

背景技术

燃料电池已经被提出作为一种洁净、高效和对环境负责的能源用于电动车以及各种其他应用。单块燃料电池可以被串联地堆叠在一起以构成用于各种应用的燃料电池堆。燃料电池堆能够提供足以给车辆供电的电量。具体地，燃料电池堆已经被视为是对现代汽车中使用的常规内燃机的一种可能的替代方案。

一种类型的燃料电池是聚合物电解质膜(PEM)燃料电池。PEM燃料电池包括三种基本组件：电解质膜和一对电极，电极包括阴极和阳极。电解质膜被夹在电极之间以构成膜电极组件(MEA)。MEA通常被设置在多孔的扩散介质(DM)(例如碳纤维纸)之间，其有助于输送反应物，例如将氢输送至阳极和将氧输送至阴极。在电化学的燃料电池反应中，氢在阳极被催化氧化以产生自由的质子和电子。质子通过电解质到达阴极。来自阳极的电子不能通过电解质膜，而是通过电负载(例如电动机)作为电流被引导至阴极。质子在阴极与氧和电子反应以生成水。

已经希望用辐射固化结构来加工燃料电池和相关的燃料电池组件。在受让人共同未决的申请号为12/339,308的美国专利申请中介绍了辐射固化结构例如微桁架结构的构成，因此通过引用将其全部的公开内容并入本文。在受让人共同未决的申请号为12/341,062和12/341,105的美国专利申请中进一步介绍了辐射固化的燃料电池结构的构成，因此通过引用将其全部的公开内容并入本文。

Jacobsen等人在“Compression behavior of micro-scale truss structures formed from self-propagating polymer waveguides”，Acta Materialia 55，(2007)6724-6733中介绍了辐射固化的微桁架结构和方法，因此通过引用将其全部的公开内容并入本文。Jacobsen在美国专利7382959中公开了一种建立辐射固化结构的具体方法和系统，因此通过引用将其全部的公开内容并入本文。Jacobsen在申请号为11/801,908的美国专利申请中公开了更多的辐射固化结构，因此通过引用将其全部的公开内容并入本文。

通常，燃料固化结构由辐射敏感材料例如可辐射固化的材料和可辐射离解的材料构成。辐射固化结构通常通过包括以下步骤的方法而成形：提供辐射敏感材料；在至少一个辐射源和辐射敏感材料之间放置光罩，光罩具有在其中成形的多个基本上透射辐射的孔；然后将辐射敏感材料通过光罩内的透射辐射孔暴露于多条辐射束中。光罩中的孔可以被选择用于提供不同的辐射固化结构。为了形成复杂或多层的辐射固化结构，通常要依次使用具有不同孔的不同光罩。不希望的是在辐射暴露之后必须要将光罩移除以使得可以加工其它的辐射固化结构。由于光罩通常被设置为与辐射敏感材料物理地相接触，因此为了去除残留的辐射敏感材料，在使用之后必须要清洁光罩。尽管通过光罩的重复解除和应用可以实现多次辐射暴露，但是该方法可能会相当的复杂和昂贵。

对用于加工辐射固化结构的高效和节约成本的系统和方法存在持续性的需求。希望的是系统和方法无需使用昂贵和低效的遮蔽技术、处理步骤和清洁步骤就可以提供复杂的辐射固化结构。

发明内容

根据本公开，令人惊奇地发现了一种高效和节约成本的系统和方法，用于加工辐射固化结构以及用于提供复杂的辐射固化结构，无需使用昂贵和低效的遮蔽技术、处理步骤和清洁步骤。

在第一实施例中，一种用于加工辐射固化结构的系统包括辐射敏感材料，被设置为在暴露于辐射中时进行激发、聚合、交联和离解中的至少一种。至少一个辐射源被设置用于向辐射敏感材料投射辐射束。智能玻璃设备被设置在辐射敏感材料和至少一个辐射源之间。智能玻璃设备包括至少一个可切换层，可以选择性地从激活状态到无效状态进行设置。智能玻璃设备被设置用于在激活状态和无效状态中的一种状态时将辐射敏感材料选择性地暴露于所需的暴露模式中。