专利名称：氢气产生装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种氢气产生装置，且特别是关于一种使用固态反应物的氢气产生装置。
背景技术：
燃料电池(Fuel Cell, FC)是一种利用化学能直接转换为电能的发电装置，与传统发电方式比较，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氢气质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane fuel Cell, PEMFC)及直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell, 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。以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(C02)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之后再传递至阴极，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藉由固态硼氢化钠(NaBH4)储氢技术而得，其是将水加入固态硼氢化钠以反应产生氢气。举例来说，可将固态硼氢化钠及水袋置于壳体内，并于壳体内部配置用以刺破水袋的弹性件，使用者可按压配置于壳体上的按键来刺破水袋，使水袋内的水流出而与固态硼氢化钠反应产生氢气。然而当破口不够大时，水袋内的水容易滞留于水袋中，仅部分的水从水袋流出，使得固态硼氢化钠无法与全部的水发生反应，而降低氢气产生效率。中国台湾专利编号TW200640070及美国专利编号US20090029209、US20040M3184 揭露了与燃料电池相关的技术。
发明内容
本发明提出一种氢气产生装置，可提升产氢效率。本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达到上述之一或部分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。氢气产生装置包括壳体、按键、第一隔板、固态反应物及隔膜。壳体具有开口及容纳空间。按键连接于壳体而覆盖开口。第一隔板配置于壳体内而将容纳空间分隔为第一子空间及第二子空间，其中开口连通第一子空间，液态反应物适于容纳于第一子空间内，第一隔板具有开孔，开孔对位于按键。固态反应物配置于第二子空间内。隔膜配置于开孔而隔离第一子空间及第二子空间。当按压按键时，按键破坏隔膜，使液态反应物藉由重力透过开孔流至第二子空间而与固态反应物反应产生氢气。基于上述，在本发明的上述实施例中，液态反应物及固态反应物分别配置于壳体内的两子空间。当按压按键破坏阻隔于两子空间之间的隔膜时，液态反应物藉由重力流至固态反应物所在处。由于液态反应物在流动的过程中并未受到其他物件(如袋体)的阻隔，因此能有较高比例的液态反应物与固态反应物反应以提升产氢效率。为了让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合所附图，作如下详细说明。
图1为本发明一实施例的氢气产生装置的立体图。图2为图1的氢气产生装置的分解图。图3为图1的氢气产生装置的剖面图。图4为图2的盖体于另一视角的立体图。图5为本发明另一实施例的氢气产生装置的立体图。图6为图5的氢气产生装置的部分构件分解图。图7为图5的氢气产生装置的剖视图。
具体实施例方式有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的多个实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、 「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。图1为本发明一实施例的氢气产生装置的立体图。图2为图1的氢气产生装置的分解图。图3为图1的氢气产生装置的剖面图。请参考图1至图3，本实施例的氢气产生装置100例如适用于燃料电池，用以提供燃料电池发电所需的氢气。氢气产生装置100包括壳体110、按键120、第一隔板130、固态反应物140及隔膜150。壳体110具有开口 IlOa及容纳空间110b。按键120连接于壳体110而覆盖开口 110a。第一隔板130配置于壳体110内而将容纳空间IlOb分隔为第一子空间IlOc及第二子空间110d，其中开口 IlOa连通第一子空间110c，液态反应物50适于容纳于第一子空间 IlOc内。第一隔板130具有开孔132，开孔132对位于按键120。固态反应物140配置于第二子空间IlOd内。隔膜150配置于开孔132而隔离第一子空间IlOc及第二子空间110d。 使用者可按压按键120，以藉由按键120破坏隔膜150，使液态反应物50藉由重力透过开孔 132流至第二子空间IlOd而与固态反应物140反应产生氢气。在此配置方式之下，在按压按键120破坏隔膜150后，液态反应物50藉由重力流至固态反应物140所在处，由于液态反应物50直接配置于第一子空间IlOc中，并未被其他物件所包覆，故不受其他物件所阻隔，因此有较高比例的液态反应物50能透过开孔132 流至第二子空间IlOd与固态反应物140反应，以提升产氢效率。本实施例的固态反应物 140例如为固态硼氢化钠，而液态反应物50例如为水。然而本发明不以此为限，于其他实施例中，固态反应物及液态反应物亦可为其它适于相互反应产生氢气的物质，如固态反应物可为氢化镁或铝。液态反应物可为苹果酸(malic acid)、柠檬酸(citric acid)、硫酸 (H2S04)、小苏打(NaHC03)水或石灰(CaC03)水。
本实施例的按键120例如是以热压合的方式连接于壳体110，使整体结构具有较佳的气密性，而可提升氢气产生的效率。此外，本实施例的按键120包括板体122、按压件 12 及穿刺元件124。板体122的材质例如为塑胶且连接于壳体110而覆盖开口 110a。按压件12 连接于板体122，穿刺元件124固定于按压件12 而朝向隔膜150。使用者可按压按压件12 以藉由穿刺元件IM破坏隔膜150。按压件12 的材质例如为橡胶而具有弹性，以利使用者按压。按压件12 可藉由双料射出制程或胶合的方式连接于板体122。请参考图2及图3，更详细而言，本实施例的隔板130具有斜面130a，而开孔132 位于斜面130a的相对低处。藉以确保液态反应物50可藉由重力而往开孔132处集中，并透过开孔132流向固态反应物140。如此一来，将使液态反应物50更容易且快速流至固态反应物140所在的第二子空间110d。此外，本实施例的壳体110包括底板112及盖体114。盖体114连接于底板112而与底板112共同定义出容纳空间110b，其中开口 IlOa是形成于盖体114，而隔板130连接于盖体114内壁。在本实施例中，盖体114例如是藉由热熔或胶合的方式连接于底板112。图4为图2的盖体于另一视角的立体图。请参考图4，本实施例的壳体110具有排气口 116。排气口 116连通容纳空间IlOb (标示于图3)，以使固态反应物140与液态反应物50反应产生的氢气适于透过排气口 116被排出，供燃料电池利用。此外，请参考图3及图4，氢气产生装置100更包括第二隔板160，第二隔板160配置于壳体110内而在壳体110 内定义出流道118。流道118连通于容纳空间IlOb及排气口 116之间。使用者可将干燥剂置于流道118内，使固态反应物140与液态反应物50反应产生的氢气通过流道118时，其夹带的水气可在流道118被干燥剂吸收，避免从排气口 116排出的氢气夹带水气。值得注意的是，本实施例的氢气产生装置100在壳体110内更具有挡墙170，挡墙170将壳体110内部分隔为两个容纳空间110b，而按压件122a、穿刺元件124、第一隔板 130、隔膜150与固态反应物140的数量皆为两个，以使容纳于两第一子空间IlOc的液态反应物50适于分别透过两开孔132流至两第二子空间110d，以分别与固态反应物140反应产生氢气，藉以达到分段反应的效果而控制产氢速率。图5为本发明另一实施例的氢气产生装置的立体图。图6为图5的氢气产生装置的部分构件分解图。图7为图5的氢气产生装置的剖视图。请参考图5至图7，相较于图1至图4所示的氢气产生装置100的按压件122a、穿刺元件124、第一隔板130、隔膜150 与固态反应物140的数量皆为两个，本实施例的氢气产生装置200的按压件22 、穿刺元件224、第一隔板230、隔膜250与固态反应物MO的数量皆为六个，而第一子空间210c与第二子空间210d的数量亦皆为六个。然而本发明不以上述数量为限，于其他实施例中，亦可视实际的需求设计不同数量。此外，如图6所示，为了使各固态反应物240与液态反应物 (未绘示)反应所产生的氢气可顺利地被导出，本实施例的壳体210具有导槽212及排气口 214。导槽212具有多个开孔212a，分别连通第二子空间210d，且为避免在反应时，液态反应物透过开孔21 流出于第二子空间210d，还可于开孔21 上覆盖一层透气不透水膜。 于各第二子空间210d产生的氢气可透过导槽212被导至排气口 214，供燃料电池利用。藉由数个分离的固态反应物M0，氢气产生装置200可多次使用而没有使用一次即需抛弃更换的问题，且可藉固态反应物240的分次反应而避免电力供给多于设备需求的问题。综上所述，在本发明的至少一实施例中，液态反应物及固态反应物分别配置于壳体内的两子空间。当按压按键破坏阻隔于两子空间之间的隔膜时，液态反应物藉由重力并透过开孔流至另一子空间而与固态反应物反应。由于液态反应物是直接配置于子空间中且未被其他物体所包覆，故可避免背景技术中液态反应物滞留在袋体内的情况产生，因此有较高比例的液态反应物能与固态反应物反应而提升产氢效率。 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即凡是依照本发明权利要求及说明书所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属于本发明专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发
明的权利范围。
主要符号名称列表
50 液态反应物
100,200 氢气产生装置
110 壳体
IlOa 开口
IlOb 容纳空间
110c,210c 第一子空间
110d、210d 第二子空间
112 底板
114 盖体
116,214 排气口
118 流道
120 按键
122 板体
122a,222a 按压件
124,224 穿刺元件
130,230 第一隔板
130a 斜面
132 开孔
140,240 固态反应物
150、250 隔膜
160 第二隔板
170 挡墙
212:导槽
212a 开孔。
权利要求
1.一种氢气产生装置，适用于一燃料电池，该氢气产生装置包括 一壳体，具有一开口及一容纳空间；一按键，连接于该壳体而覆盖该开口 ；一第一隔板，配置于该壳体内而将该容纳空间分隔为一第一子空间及一第二子空间， 其中该开口连通该第一子空间，一液态反应物适于容纳于该第一子空间内，该第一隔板具有一开孔，该开孔对位于该按键；一固态反应物，配置于该第二子空间内；以及一隔膜，配置于该开孔而隔离该第一子空间及该第二子空间，当按压该按键时，该按键破坏该隔膜，使该液态反应物藉由重力透过该开孔流至该第二子空间而与该固态反应物反应产生氢气。
2.如权利要求1所述的氢气产生装置，其中该按键以热压合的方式连接于该壳体。
3.如权利要求1所述的氢气产生装置，其中该隔板具有一斜面，该开孔位于该斜面的相对低处。
4.如权利要求1所述的氢气产生装置，其中该按键包括 一板体，连接于该壳体而覆盖该开口 ；一按压件，连接于该板体；以及一穿刺元件，固定于该按压件而朝向该隔膜。
5.如权利要求4所述的氢气产生装置，其中该板体的材质为塑胶，该按压件的材质为橡胶。
6.如权利要求4所述的氢气产生装置，其中该按压件藉由双料射出制程连接于该板体。
7.如权利要求4所述的氢气产生装置，其中该按压件以胶合的方式连接于该板体。
8.如权利要求1所述的氢气产生装置，其中该壳体具有一排气口，连通该容纳空间。
9.如权利要求8所述的氢气产生装置，其中该壳体具有一导槽连通该排气口及该第二子空间。
10.如权利要求8所述的氢气产生装置，更包括一第二隔板，配置于该壳体内而在该壳体内定义出一流道，该流道连通于该容纳空间及该排气口之间，一干燥剂适于配置于该流道内。
11.如权利要求1所述的氢气产生装置，其中该固态反应物为固态硼氢化钠。
12.如权利要求1所述的氢气产生装置，其中该壳体包括 一底板；以及一盖体，连接于该底板而与该底板共同定义出该容纳空间，其中该开口形成于该盖体， 该隔板连接于该盖体内壁。
全文摘要
本发明涉及一种氢气产生装置，适用于燃料电池。氢气产生装置包括壳体、按键、第一隔板、固态反应物及隔膜。壳体具有开口及容纳空间。按键连接于壳体而覆盖开口。第一隔板配置于壳体内而将容纳空间分隔为第一子空间及第二子空间，其中开口连通第一子空间，液态反应物适于容纳于第一子空间内，第一隔板具有开孔，开孔对位于按键。固态反应物配置于第二子空间内。隔膜配置于开孔而隔离第一子空间及第二子空间。当按压按键时，按键破坏隔膜，使液态反应物藉由重力透过开孔流至第二子空间而与固态反应物反应产生氢气。
文档编号C01B3/06GK102530861SQ20101059749
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者周柏圭, 林猷翔, 谢孟锜 申请人:扬光绿能股份有限公司