时，阀130连接阀128以将气体从反应腔12传输到气体腔50。当朝存储器14推动可活动 元件68时，阀134连接阀132以将额外的第二反应剂从存储器14传输到反应腔12。
[0102] 优选地，优先于第一使用，反应腔12包括压缩的气体，例如惰性气体、空气或氢 气。气体压迫反应腔12以到达接近预定压力的水平，其推动活动元件一段距离使得母阀 128适于与公阀130相接触。当需要产生氢气时，开启阀36释放储存的气体。上述释放降 低了气体腔50和反应腔12中的压力。当反应腔12中的压力降低到预定水平时，弹簧66 朝存储器14推动可活动元件68。优选地，弹簧66推动可活动元件68移动一段距离，使公 阀132嵌入母阀134。公阀132嵌入母阀134开启了一个流动路径，这样存储器14中第二 反应剂通过孔49流入反应腔12。一旦第二反应剂引入反应腔12,它优先地与第一反应剂 反应产生氢气。产生的氢气增加了反应腔12中的压力。当压力到达预定值或超出弹簧66 施加在可活动元件68上的压力时，朝公阀130推动可活动元件68。公阀130与母阀128的 连接开启了一个路径，使产生的氢气离开反应腔12进入腔50然后通过阀36离开气体产生 装置40的。
[0103] 重复上述循环，可活动元件68再次朝存储器14移动以连接阀134到阀132从而 传输额外的第二反应剂到反应腔12。优选地，给存储器14加压，第二反应剂储存在球胆44 中，如上所述。
[0104] 在上述的每个实施例中，气体产生装置40包括反应腔12和存储器14。在一些示 例实施例中，反应腔12中的第一反应剂和/或存储器14中的第二反应剂或球胆44包括至 少一种可选的催化剂、氢载燃料（hydrogen bearing fuel)、试剂（例如，水）可以与现有的 氢载燃料反应，或在没有催化剂的情况下产生氢气，或选择添加剂。优选地，试剂可以在催 化剂存在的时候与氢载燃料反应产生所需气体。优选地，反应腔12中的第一反应剂和存储 器14中的第二反应剂或球胆44应该没有相同的成分。更优选地，氢载燃料和试剂在分开 的腔中。也就是说，如果反应腔12中的第一反应剂包括氢载燃料，那优选地试剂作为存储 器14中的第二反应剂。
[0105] 本发明的氢燃料可以是任何能够产生气体的燃料，例如氢气，当与试剂/成分反 应和/或一定条件下替换。在一些示例实施例中，氢载燃料可以包括金属氢氧化物。在一 些示例实施例中，燃料可以包括，但并不限于，元素周期表的I-III族氢化物元素及其混合 物，例如，碱或碱金属氢化物，或其混合物。还可以是其它成分，例如碱金属一铝氢化物（铝 氧化物）和碱金属硼氢化物。例如，依照本发明钙氢化物可以作为固体燃料。优选地，氢燃 料包括固态NaBH4。但是，含水NaBH4也可以用于本发明。优选地，当使用水质NaBH 4时，含 有含水NaBH4的腔中还包括稳定剂。示例的稳定剂包括，但并不限于，金属氢化物，例如，碱 金属氢氧化物。更优选地的稳定剂为氢氧化钠。
[0106] 在一些示例实施例中，第一反应剂、第二反应剂或两者都包括催化剂，可以通过增 加燃料源反应的速率来增加加速氢气的产生。本发明的催化剂包括可以促进所需反应的 任何形状和大小。例如，催化剂可以小到足够粉末或可以与存储器或反应腔一样大。在一 些示例实施例中，该催化剂为催化剂床，可选择的催化剂放置于反应腔中、存储器中或球胆 里，只要第一反应剂或第二反应剂中的至少一个与催化剂接触。
[0107] 在一些示例实施例中，催化剂可以包括钌催化剂、铂催化剂、镍催化剂或其它本领 域普通技术人员已知的催化剂。在一些示例实施例中，可以使用VIIIB族金属催化剂。优 选地，与本发明的气体产生装置40 -起使用的催化剂是C〇Cl2。
[0108] 在用于本发明的示例中的燃料是，但并不限于，甲醇、硼氢化物、硼氨和联氨。为产 生上述示例燃料，第一前驱体可以是二甲基碳酸氢钠、水、含有聚合物的硼烷、碳酸盐、氨、 吖嗪和/或过氧化氢。上述燃料中的每一个均描述于美国专利申请10/854540中，在前通 过参考全部并入。
[0109] 在一些示例实施例中，可以与燃料反应的试剂是水。优选地，本发明的第一反应剂 是NaBH4，优选地位于反应腔中，第二反应剂是水，优选地位于存储器或球胆中。
[0110] 在一些实施例中，可选的添加剂可以是能够稳定防止第一和/或第二反应剂降低 至凝固点的任何化合物，可以在反应腔中、在存储器中和/或在球胆中。在一些示例实施例 中，添加剂可以是防冻剂。在一些示例实施例中，添加剂可以是酒精基化合物。优选地，本 发明中的添加剂是CH30H。但是，如上所述，任何能够降低第一和/或第二反应剂凝固点的 添加剂均可使用。可选择地包括pH约为3 - 5的酸。水溶剂中添加的酸例如醋酸。本发 明中添加酸的目的之一是允许在水溶液和固体燃料之间发生更多的连续反应以防止在反 应腔的入口形成缓冲层。
[0111] 本发明的其它实施例对于本领域技术人员来说就很显而易见了。应当认为本发明 和实施例仅仅作为示例，本发明的精神和范围应当由所附的权利要求和其等价的权利要求 限定。
【主权项】
1. 一种气体产生装置，其包括： 反应腔； 包括至少一种反应剂的存储器；和 将所述存储器与所述反应腔连接的流量控制设备，其中所述至少一种反应剂从所述存 储器通过所述流量控制设备到所述反应腔是可传输的，以便反应产生气体，并且当所述反 应腔的压力超出预定停止压力时，所述流量控制设备阻止所述至少一种反应剂的传输，其 中所述流量控制设备包括将所述反应腔与所述存储器隔离的可移动的活塞，其中所述可移 动的活塞由弹簧元件偏压至第一位置以开启阀以允许所述反应剂的传输，或至第二位置以 阻止所述反应剂的传输，所述阀位于将所述反应腔与所述存储器相连的所述可移动的弹簧 上， 以及其中所述反应腔通过第二阀与所述存储器连接，当所述反应腔的压力位于与所述 预定停止压力的预定差值以内时，所述第二阀有选择地开启以在所述反应腔和所述存储器 之间传递压力。2. 权利要求1所述的气体产生装置，其中当所述反应腔中压力大于比所述预定停止压 力小的预定差值时所述第二阀关闭。3. 权利要求1或2所述的气体产生装置，其中所述预定差值小于2psi。4. 权利要求1所述的气体产生装置，其中所述预定差值小于5psi。5. 权利要求1所述的气体产生装置，其进一步包括开始气体产生的启动器。6. 权利要求5所述的气体产生装置，其中所述启动器通过推、拉或旋转移动启动或停 止将所述至少一种反应剂从所述存储器引入所述反应腔。7. 权利要求5所述的气体产生装置，其中所述启动器包括轴和可旋转地连接到所述轴 的阀，其中所述阀的旋转移动使所述阀直线地进行上下移动。8. 权利要求1所述的气体产生装置，其中所述流量控制设备包括隔板，所述隔板适于 在所述存储器中压力大于所述反应腔中的压力时开启以将所述反应剂从所述存储器传输 到所述反应腔，以及其中所述隔板被至少一个偏压元件偏压。9. 权利要求8所述的气体产生装置，其中所述隔板在所述反应腔压力位于小于所述存 储器中的压力预定差值以内时关闭。10. 权利要求8所述的气体产生装置，其进一步包括密封元件，其可操作地连接到所述 隔板以密封将所述存储器与所述反应腔连接的流动路径。11. 权利要求10所述的气体产生装置，其进一步包括将所述隔板与所述密封元件连接 的杆。12. 权利要求10所述的气体产生装置，其中所述流动路径是非直线的。13. 权利要求10所述的气体产生装置，其中所述流动路径是直线的。14. 权利要求8所述的气体产生装置，其中所述流量控制设备包括用于至少一个偏压 元件的调节器。15. 权利要求1所述的气体产生装置，其中所述至少一种反应剂储存在球胆中。16. 权利要求1所述的气体产生装置，其中由液化的碳氢化合物加压所述存储器。17. 权利要求15所述的气体产生装置，其中所述球胆被偏压元件加压。18. 权利要求1所述的气体产生装置，其中所述预定停止压力实质上与小于所述预定 差值的所述存储器压力相同。19. 权利要求1所述的气体产生装置，其中所述存储器可移动地与所述反应腔连接。20. 权利要求19所述的气体产生装置，其中所述存储器包括适于将所述存储器与所述 反应腔连接的第一阀元件。21. 权利要求20所述的气体产生装置，其中所述反应腔包括可与所述第一阀元件连接 的第二阀元件。22. 权利要求1所述的气体产生装置，其中所述存储器包括膨胀物质。23. 权利要求22所述的气体产生装置，其中所述膨胀物质包括碳氢化合物、酒精或膨 胀气球。24. 权利要求1所述的气体产生装置，其中所述存储器与手动的安全阀连接。25. 权利要求1所述的气体产生装置，其中所述反应腔与手动的安全阀连接。26. 权利要求1所述的气体产生装置，其进一步包括关断阀以释放产生的气体。27. 权利要求26所述的气体产生装置，其中所述关断阀从关闭位置到开启位置循环往 复以保持气体的产生。
【专利摘要】气体产生装置包括具有第一反应剂的反应腔、具有可选的第二反应剂的存储器和自调解流量控制设备。当反应腔压力到达预定水平时，反应腔压力自调解流量控制设备阻止反应剂流从存储器流入反应腔。气体产生装置和自调解流量控制设备的操作方法包括气体产生装置的关断阀的循环和自调解流量控制设备的循环，如上所述。
【IPC分类】C10J1/207, B01J7/02, C01B3/06, B01J4/02, C01B3/32, H01M8/04
【公开号】CN105098213
【申请号】CN201510578892
【发明人】艾伦·娄森茲威格, 保罗·亚当斯, 安德鲁·J·库瑞罗, 佛洛伊德·菲尔班克斯, 安东尼·史格洛依二世, 康士坦士·R·斯蒂芬
【申请人】智能能源有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2006年2月22日
【公告号】CA2597221A1, CA2597221C, CN101142302A, EP1861481A2, EP1861481A4, US7481858, US7896934, US8118893, US8317884, US8764859, US20060191199, US20080216906, US20090130507, US20110120008, US20120148453, WO2006093735A2, WO2006093735A3