专利名称：：生成氢的燃料电池盒的制作方法生成氢的燃料电池盒相关申请的交叉引用本申请要求题为"生成氢的燃料电池盒"，于2005年6月13日提交的申请号为60/689,539的美国临时专利申请的优先权，并且是题为"生成氢的燃料电池盒"，于2005年2月25日提交的申请号为11/067,167的同时待审的专利申请的部分继续申请。这些专利申请中公开的内容在此经引用全文并入本申请。
背景技术：
：本发明一般涉及用于燃料电池的燃料源。特别地，本发明涉及用于根据需要产生燃料气的燃料电池的燃料盒。燃料电池是一种将反应物，如燃料和氧化物的化学能直接转换成直流(DC)电的设备。对于越来越多的应用场合来说，燃料电池比常规的发电装置如矿物燃料的燃烧以及便携式的电能存贮装置如锂离子电池具有更高的效率。一般来讲，燃料电池技术中包括有多种不同类型的燃料电池，如碱性燃料电池、聚合物电解型燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融型碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池以及酶燃料电池。现今更重要的燃料电池可大致划分为几种类型，即(i)釆用压缩的氢(H2)作为燃料的燃料电池；(ii)质子交换膜(PEM)燃料电池，其釆用的是醇类如甲醇(CH3OH)、金属氢化物如硼氢化钠(NaBHj、碳氢化合物或者是其它能转换成氢燃料的燃料；(iii)能够直接消耗非氢燃料的PEM燃料电池或者是直接氧化燃料电池；以及(iv)能在很高的温度下直接将碳氢化合物燃料转换成电力的固体氧化物燃料电池(SOFC)。压缩的氢通常处于高压状态，因此其操作非常困难。此外，其通常需要很大的贮备盒，因此对于消费类电子设备而言无法做到足够小。常规的转换型燃料电池需要转换剂以及其它的蒸发和辅助系统来将燃料转换成氢从而与燃料电池中的氧化剂反应。最新的进展使转换剂或转换型燃料电池很有希望用于消费类电子设备。最常用的直接氧化燃料电池是直接甲醇燃料电池或DMFC。其它的直接氧化燃料电池包括直接乙醇燃料电池和直接原碳酸四甲酯燃料电池。以甲醇直接与氧化剂在燃料电池中进行反应的DMFC有望在消费类电子设备中作为电源应用。SOFC在高热下转换碳氢化合物燃料如丁烷而产生电力。SOFC需要在1000°C范围内的相对高温来使燃料电池反应发生。用来生成电力的化学反应对每一类燃料电池来说都是不同的。对于DMFC来说，每一个电极处的化学-电学反应以及直接甲醇燃料电池的总反应可描述如下阳极的半反应CH3OH+H20—C02+6ff+6e-阴极的半反应1.502+6H^+6e-—3H20总燃料电池的反应CH3OH+1.502—C02+2H20由于氢离子(H+)穿过PEM从阳极迁移到阴极，并且由于自由电子(e.)不能穿过PEM，因此电子流过外部电路，从而通过外部电路产生电流。该外部电路可用来给许多有用的消费类电子设备提供电力，如移动电话或蜂窝电话、计算器、个人数字助理、膝上电脑以及动力工具等。美国专利US5,992，008和US5,945，231均对DMFC进行了描述，这两篇专利以引用的方式全文并入这里。通常来讲，PEM由聚合物制成，如DuPont公司的Nafior^或者是其它合适的膜，前者是厚度范围约在0.05mm到0.50mm之间的全氟化磺酸聚合物。阳极通常由用聚四氟乙烯处理的碳纸制成，其上支撑并沉积有很簿的一层催化剂，如铂-钌。阴极通常是气体扩散电极，其中有铂颗粒粘接到该膜的一侧上。在化学金属氢化物燃料电池中，通常重新形成硼氢化钠并反应如下NaBH4+2H20—(热或催化剂)—4(H2)+(NaB02)阳极的半反应H2~>2H++2e-阴极的半反应2(2H++2e-)+02—2H20适合于该反应的催化剂包括铂和钌以及其它的金属。硼氢化钠转换中产生的氢燃料在燃料电池中与氧化剂如02进行反应，产生电(或者是电子流)，副产品水。该过程中还会产生副产品硼酸钠(NaB02)。硼氢化钠燃料电池在美国专利US4,261，956中进行了描述，其以引用的方式并入这里。燃料电池的一个最重要的特征是燃料的储存。另一重要特征是对从燃料盒运送出燃料至燃料电池进行调节。为了能够应用于商业，燃料电池如DMFC或PEM体系应当能够存贮足够的燃料以满足消费者的正常使用。例如，对于移动电话或蜂窝电话，笔记本电脑以及个人数字助理(PDA)来说，燃料电池至少应能给这些设备提供像当前所使用电池那样长的电力，并且越长越好。此外，燃料电池应具有更换方便或者可再填充的燃料罐，从而减少或避免现今充电电池那样长时间的充电。已知的氢气产生器的一个缺点是一旦反应开始，气体生成器盒不能控制反应。因此，反应将继续进行，直到反应物供给耗尽或手动切断反应物的供给。因此，就需要提供一种氢气产生装置，能够自调节进入反应室中的至少一种反应物的流动。
发明内容本发明的一方面涉及的是一种气体生成装置，其包括一个容纳固体燃料成分的反应室和一个容纳流体燃料成分的贮液器。提供了一条将流体燃料成分引入反应室中的液体通道。对流体燃料成分的引入响应反应室中的压力而进行。本发明的另一方面涉及的是一种气体生成装置，其中液体反应物向反应室中的流动是自调节的。当参考结合附图来阅读以下的详细说明时，将更容易理解本发明的这些以及其他特征、方面和优点，附图中的相同标记代表相同的部件。图l是根据本发明的气体生成装置的截面示意图；图2是图1中的气体生成装置的替代实施方式的截面示意图；图3是根据本发明的气体生成装置的替代实施方式的截面示意图；图4是图3中的气体生成装置的替代实施方式的截面示意图；图5是根据本发明的另一气体生成装置的替代实施方式的截面示意图，该装置采用了一个被吸收卷覆盖的流动管道；图6是图5中的气体生成装置吸收卷的替代实施方式的截面示意图；图7是根据本发明的气体生成装置的另一替代实施方式的截面示意图，该装置具有一个可膨胀本体；图8是图7中所示的气体生成装置的截面示意图，其中可膨胀本体处于膨胀的形状；图9是根据本发明的气体生成装置的另一替代实施方式的截面示意图，该装置具有溶液贮液器和包括阻隔元件的分隔反应室；图10是图9中所示的气体生成装置的截面示意图，其中阻隔元件伸进反应室内；图11是根据本发明的气体生成装置的另一替代实施方式的截面示意图，该装置具有一个带有多个不同直径的流动通道的多支管；图12是根据本发明的气体生成装置的另一替代实施方式的截面示意图，该装置具有一个带有多个压力启动阀的多支管；图13是根据本发明的气体生成装置的另一个替代实施方式的截面示意图，其中液体流动成分室为一个加载了弹簧的可形变囊，且图13A是一种替代的液体导管透视图；以及图14是根据本发明的气体生成装置的另一替代实施方式的截面示意图，该装置具有一个小孔压力调节管，将流体燃料成分贮液器与一个固体燃料片相连。具体实施方式如附图及下面内容所详细描述的那样，本发明涉及燃料源，其存贮了燃料电池的燃料如甲醇和水、甲醇/水的混合物、不同浓度的甲醇/水的混合物、纯的甲醇、和/或描述于美国专利5,364,977和6,512,005B2中的甲基笼形包合物，这两篇专利在此经引用而全文并入。甲醇以及其他醇类可用在许多类型的燃料电池中，如DMFC,酶燃料电池，转换型燃料电池等。燃料源可包含其它类型的燃料电池燃料，如乙醇或醇类；金属氢氧化物如硼氢化钠；其他的能够转换成氢的化学物质，或者是其它可提高燃料电池性能或效率的化学物质。燃料还包括氢氧化钾(KOH)电解液，其能与金属燃料电池或碱性燃料电池一起使用，并能储存在燃料源中。对于金属燃料电池来说，燃料为载有锌颗粒的流体形式，其中的锌颗粒浸在KOH电解质反应溶液中，并且电池腔中的阳极是由锌颗粒所形成的颗粒阳极。KOH电解质溶液在名称为"MethodofUsingFuelCellSystemConfiguredtoProvidePowertoOneormoreLoads"公开日为2003年4月24日的美国专利申请US2003/0077493中有描述，其全文在这里以引用的方式并入。燃料还包括甲醇、过氧化氢和硫酸的混合物，其流过硅片上形成的催化剂从而发生燃料电池反应。并且，燃料还包括甲醇、硼氢化钠、电解液以及其它化合物的调和或混合物，例如在美国专利6,554,877、6,562,497和6,758,871中所描述的，这些专利文献的全文在这里以引用的形式并入。此外，燃料还包括美国专利6,773,470中描述的那些能部分溶解在溶剂中并部分悬浮于溶剂中的那些燃料，以及美国已公开专利申请US2002/0076602中描述的那些其中包含有液态燃料和固体燃料的那些燃料。在题为"FuelsforHydrogen-GeneratingCartridges"、于2005年6月13曰提交的序列号为60，689,572的美国临时申请中也公开了适合的燃料。这些专利文献的全文在这里以引用的形式并入。燃料还包括金属氢化物，如上述的硼氢化钠(NaBH4)和水。燃料还包括碳氢化合物燃料，其包括但不限于，在名称为"LiquidHereto-InterfaceFuelCellDevice"、公开曰为2003年5月22曰的美国已公开专利申请US2003/0096150中所描述的丁烷、煤油、酒精和天然气，该文献在此以引用的方式全文并入。燃料还包括能与燃料进行反应的液态氧化剂。因此，本发明并不限于某一类型的含在燃料源中或燃料电池系统中使用的燃料、电解质溶液、氧化剂溶液或者液体或固体。这里所用的术语"燃料"包括所有的能用于燃料电池中或燃料源中进行反应的燃料，并且其包括但不限于上面所有合适的燃料、电解质溶液、氧化剂溶液、气体、液体、固体和/或化学物质以及它们的混合物。这里所用的术语"燃料源"包括但不限于可拋弃式盒、可再填充/重复使用的盒、容器、可置于电子设备内部的盒、可拆除的盒、置于电子设备外部的盒、燃料筒(tanks)、燃料再填充简、其它的能够保存燃料的容器以及与燃料简和容器相连的管子。尽管以下对盒的描述是结合本发明的实施例进行的，但需要注意的是这些实施例也可用于其它的燃料源，并且本发明并不限于某一特定类型的燃料源。本发明的燃料源也可用作存储不在燃料电池使用的燃料。这些应用包括但不限于，为在硅芯片上构建的微燃气涡轮发动机存储氢和氢燃料，这在发表在TheIndustrialPhysicist(2001年12月/2002年1月)，第20-25页中的"HereCometheMicroengines,"的一文中进行了讨论。在本申请中使用的术语"燃料电池"也可包括微型发动机。其他应用可包括储存用于内部燃烧发动机的传统燃料和碳氢化合物，如用于口袋型点火器及点火枪的丁烷和液态丙烷。已知的适合的氢产生装置在以下共有且共同审査的美国专利申请中进行了描述提交于2003年10月6曰的10/679,756，提交于2004年5月26曰的10/854,540,提交于2005年2月25曰的11/067,167,以及提交于2005年2月25日的11/066,573。这些文献中公开的内容在此经引用而全文并入。本发明的气体生成装置可包括一个反应室，其可包括一个可选择的第一反应物，以及一个容纳第二反应物的贮液器。该第一和第二反应物可以是金属氢化物，例如硼氢化钠，和水。两种反应物均可为气体、液体、溶液或固体形式。优选地，存储在反应室内的第一反应物为固体金属氢氧化物或金属硼氢化物，而第二反应物是水，其可选择地混有添加剂和催化剂。反应物中之一包括甲基笼形包合物，其主要包括包合或局限在其他化合物内的甲醇。本发明的水和金属氢氧化物发生反应产生氢气，其可被燃料电池消耗而产生电。其他的适合的反应物或试剂在下面讨论，且公开于上面并入的'540申请中。并且，气体生成装置可包括一能够控制第二反应物从贮液器输送到反应室的装置或系统。反应室和/或贮液器内的搡作条件，优选为反应室内部的压力，能够控制贮液器中的第二反应物输送到反应室中。例如，贮液器中的第二反应物可在反应室内部压力小于既定值，优选小于贮液器中压力，更优选小于贮液器中压力既定值时被引入反应室中。优选的是从贮液器到反应室的第二反应物的流动是自调节的。因此，当反应室达到既定压力时，优选达到高于贮液器内压力的既定压力时，可停止由贮液器到反应室的第二反应物的流动，从而停止氢气的产生。类似的，当反应室的压力减小到低于贮液器中压力时，优选低于贮液器中压力既定值时，第二反应物可从贮液器流经反应室。贮液器中的第二反应物可通过已知的方法引入反应室，这些方法包括但不限于抽吸，渗透作用，毛细管作用，压力差，闽，或它们的组合。参见图1,这里示出了燃料源系统10。系统10包括一个气体生成装置12,其具有通过一个燃料管道16和一个阀34连接到燃料电池(未示出)的形式。优选地，燃料管道16在气体生成装置12中开始，并且将阀34布置在其侧壁21b上。燃料管道16优选为一个总长度略短于气体生成装置12的长度的柔性管。气体生成装置12在其侧壁内优选包括三个独立的室一个流体燃料成分贮液器44,一个反应室18，以及一个空室45，反应室18密封滑动地置于贮液器44和空室45之间。贮液器44优选为一个在侧壁2la和反应室18的第一侧壁20a之间形成的空间。然而JE:液器44也可包括一个囊或类似的液体容器。在贮液器44中盛有优选为水和/或添加剂/催化剂的流体燃料成分22。这里还进一步讨论了其他适合的流体燃料成分和添加剂。尽管流体燃料成分22可以是受压的，但优选的是不受压的。空室45优选为位于反应室18相反侧空的空间。适合的燃料或反应物的添加剂/催化剂包括但不限于，防冻剂(如甲醇，乙醇，丙醇和其他醇类)，催化剂(如氯化钴和其他已知催化剂)，pH值调节剂(如酸类，例如硫酸和其他常见酸)。反应室18优选包括四个侧壁20a-d，它们是由液体难以渗透的材料制成，例如由不锈钢或塑料制成。反应室18由如0-环或垫圈的可变形元件38密封在装置侧壁内。反应室18通过偏动弹簧30连接到后装置侧壁21b上。偏动弹簧30可釆用任何现有技术已知的适合的弹簧，其提供将反应室18偏压向贮液器44的力。弹簧30可由受压的气体或液体如丁烷，丙烷或异丙烷代替，并且当弹簧30被用于降低内建的局部真空时，空室45可向环境敞开。固体燃料成分24位于反应室18内。固体燃料成分24优选为NaBH4片。然而，细粒状、颗粒状、或其他形式的固体材料也是适合的。这里进一步讨论了其他适合的固体燃料成分。可在固体燃料NaBH4中加入添加剂和其他试剂和化学品以改进其与液体反应物的接触。燃料管道16的连接点17在反应室18的后侧壁20c处形成。连接点17可以仅为通过后侧壁20c的孔，优选位于后侧壁20c的顶部或靠近顶部处。在这种情况下，燃料管道16优选用粘合剂固定地连接到或连接在连接点17内。然而，连接点17也可包括一个喷嘴，燃料管道16可压合到其上，接着可选择地采用粘合剂或类似材料加以固定。并且，也可选择性地在连接点17的面对反应室的一侧固定气体能透过，而液体不能透过的膜32。膜32防止液体或副产物通过燃料管道16传输到燃料电池中。可与膜32组合使用过滤器或泡沬来挡住液体或副产物并减少阻塞。膜32可由任何本领域技术人员已知的液体不能透过的而气体能透过的材料形成。这样的材料可包括但不限于带有烷烃基团的憎水材料。更具体的例子包括但不限于聚乙烯组合物，聚四氟乙烯，聚丙烯，丙交酯和乙交酯的共聚物(VICRY,，冻干的硬脑脊膜，或它们的组合。气体能透过的膜30也可包括覆盖在多孔元件上的气体能透过的/液体不能透过的膜。这种膜的例子有CELGARD和GORE-TEX其他的用于本发明中的气体能透过的而液体不能透过的膜包括但不限于，具SURBENT聚偏氟乙烯(PVDF),孔尺寸为约0.1,至约0.45,，可由MilliporeCorporation获得。SURBENTPVDF的孔尺寸调节着系统中存在的水的量。在本发明中还可使用的材料如具有0.2pm水(hydro)的电子排放型材料，其可由\￥.1^00^&Associates,Inc.获得。并且，在本发明中也可使用由GenPore获得的0.25英寸直径的孔尺寸约10|am的杆或2英寸直径的厚度约0.3pm的盘，以及可由AppliedPorousTechnologiesInc.获得的孔尺寸小于约10的烧结的和/或陶瓷的多孔材料。再用，取自贝尔实验室(BellLabs)的纳米草(nanograss)材料也可用于过滤液体。纳米草通过向特殊加工的类似草刃的硅表面上施加电荷来控制微小液滴的行为。或者，也可在本发明中使用在共有且共同待审的美国专利申请10/356,793中公开的气体能透过的而液体不能透过的材料，该申请在此经引用而全文并入。这样的膜32可用于这里讨论的任何实施方式中。一个液体引入阀26被置于相对的反应室侧壁20a中。优选为止回阀的液体引入阀26控制着由jfc液器44到反应室18中的流体燃料成分22的传送。闽26可以是任何现有技术已知的压力-打开的单向阀，例如止回阀，或具有压力响应振动膜的阀，这些阀在阀值压力达到时打开。阀26优选在反应室18内包括一个喷嘴28来使流体燃料成分22散布在反应室18内。本领域技术人员应当能认识到阀26也可如图2中所示那样被省略。在这种与图1所示的实施方式的其他方面均相同的实施方式中，一个小直径的孔28a起到将流体燃料成分22散布在反应室18内的压力触发的喷嘴的作用。孔28a优选位于室18的底部以尽可能减少气体向贮液器44中的迁移。或者，固体燃料成分24也可位于与孔28a相邻的位置以尽可能减少气体向贮液器44中的迁移。当燃料电池需要氢气时，如图1中所示的开/关或截止阀36打开。开/关阀36可以是任何现有技术中已知的阀，包括但不限于电磁阀，止回阀等，并可由使用者手动打开或通过控制燃料电池的控制器打开。为产生用于燃料电池燃料的气体，流体燃料成分22被输送到反应室18内与固体燃料成分24反应。气体生成装置12自动地进行这一操作。弹簧30用一恒定的力F将反应室18推向贮液器44。与贮液器44的流体静力学压力HP相结合的力F在阀26的贮液器44侧上产生一个总贮液器压力P22。当开/关阀36打开时，反应室18内的反应室压力Pi8随着气体的产生从高到低进行着动态循环，然后通过燃料管道16传输。当总的贮液器压力P22大于反应室压力P^时，阀26打开，流体燃料成分22流入反应室18中，而反应室18向侧壁21a移动。当总的贮液器压力？22和反应室压力P^之间的差落入阀26的触发点之下时，阀26关闭，反应室18停止移动，气体在其中累积。当反应室压力Pw达到触发压力TP时，燃料阀34打开，燃料气开始流出反应室18。当足够的燃料气被转移出反应室18时，燃料阀26打开，并且另外的流体燃料成分22进入反应室18中，而与此同时，气体仍通过燃料管道16输送出反应室18。最后，反应室压力P^降低到触发压力TP之下以维持燃料传输阀34打开。这使得燃料气在反应室18中累积而最终关闭液体传输阀26。这一循环总结于下表1中。表1:当阀36打开时的气体生成装置的压力循环<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>图3示出了另一燃料源210的实施方式，包括一个气体生成装置212,其中，与上面讨论的流体燃料成分22类似，流体燃料成分222保持在贮液器244中，并输送到反应室218,反应室218包括固体燃料成分224,固体燃料成分224与上面讨论的固体燃料成分24类似。在该实施方式中，反应室218从三个侧壁220a-c形成。反应室218的底部用固体燃料载体225密封，其可滑动地贴合于侧壁220b，220c之间。固体燃料载体225由可为O-环，垫圈等可变形元件238在开口处密封。尽管固体燃料载体225优选由硬质材料如不锈钢或塑料形成，但固体燃料载体225自身也可由适合的密封可变形材料形成。载体225包括一个开放容器部分，其中填充了固体燃料成分224，例如硼氢化钠的片或颗粒。载体225通过偏动弹簧230而偏压入反应室218，偏动弹簧30可采用任何现有技术已知适合的弹簧。偏动弹簧30固定地安装在基板231上，例如是燃料源210的侧壁，燃料电池，或其他类似的平台，且偏动弹簧230提供了恒定的力施加于载体225上。一个曲柄臂242固定地连接到载体225的底部。曲柄臂242从载体225的底部开始延伸，通过贮液器244中的密封开口，最后以位于贮液器244和反应室218界面上的塞子240或在此处形成的流体传输孔226而终止。尽管曲柄臂242可由任何不与流体燃料成分222反应的硬质材料制成，但塞子240优选包括一层由可变形材料如橡胶或硅树脂形成的能够封住孔226的外涂层。通过顶部侧壁220a，流体传输孔226将流体燃料成分贮液器244和反应室218相连。与上面讨论过的图1中的实施方式类似，流体传输孔226朝向反应室218内的末端优选形成一个喷嘴228，这样通过流体传输孔226的任何流体燃料成分可分散在反应室218内。在顶部侧壁220a上还配置了一个燃料传输阀234,该阀将反应室连接至燃料管道216。与上面讨论的阀34类似，燃料传输阀234优选为一个压力触发阀，例如止回阀，并可选择地由气体能透过而液体不能透过的膜232覆盖，这种膜可以是现有技术已知的任何膜。与上面图1的实施方式类似，气体生成装置212是优选通过装置212内的压力以及力之间的平衡来进行自动控制或循环的。由于在反应室218内燃料气的产生以及通过燃料传输阀234而将燃料气传输给燃料电池(未示出)，反应室压力P加发生着动态变化。弹簧230向载体225提供恒定的向上的力F。当来自P^的力大于F时，载体225向下推，从而使曲柄臂242也向下运动。最终，由于高的P^，载体225将运动到足够远处从而推动塞子240关闭流体燃料成分向反应室218中的流动。燃料传输阀234只有在P^大于触发压力TP时才打开。优选地，反应室218中充满了燃料或惰性气体，这样载体225的初始状态是在向下的位置并且弹簧30是被压缩的。或者，使用者可采用已知的机械装置(例如拉拔标签，滑片等)来手动解除塞子240的密封，或在连接到燃料电池时自动地移除塞子240，这样就不需要初始压力。在一种实施方式中，流体燃料成分222储存在囊(未示出)中，贮液器224受到压縮气体、液化气体、压缩泡沫或加载弹簧的挤压，这样流体成分222可在贮液器224处于任何方向时离开贮液器224。另外，P^优选高于阀234的TP。当连接到燃料电池时，气体从反应室218中传输出，从而降低P218。最终，足够的气体被传输，这样来自弹簧230的F将克服来自P加的力，并将载体225向上推，从而通过曲柄臂242从流体传输孔226中拔出塞子240。然后流体222通过喷嘴228喷洒入反应室218中。然而，在P^降低到TP下以前，气体不断从反应室218中通过阀234输出。当阀关闭时，反应室218中的压力再次累积，直到来自P^的力克服来自弹簧230的F，塞子240再次塞住流体传输孔226为止。这一循环总结在表2中。表2:当阀36打开时的气体生成装置的压力循环力平衡流体传输孔226的状态燃料传输阀234的状态载体225的运动F<P218关闭打开无F=P218关闭打开无F>P2l8打开打开无F>P218打开打开朝向反应室218F>P218打开关闭朝向反应室218F<P218打开关闭朝向基座231另一个用于控制反应室218压力的装置在图3所示的侧壁220b上设置了第二燃料电池214，。第二燃料电池214，消耗掉过量的氢以在截止阀236关闭时尽可能降低Pm压力。如图所示，第二燃料电池214，位于侧壁220b上，其阳极侧211面向反应室218而与其中的氢气接触，而其阴极侧209面向环境大气而与氧接触。优选地提供一个可活动的盖门213在气体生成装置操作期间盖住阴极侧，以在主燃料电池(未示出)有需要时，防止空气抵达燃料电池214'而导致氢未被第二燃料电池214'消耗。当使用者或控制器打开阀236时，移动门213以盖住第二燃料电池214，。当使用者或控制器关闭阀236时，(或当压力P，超过阀值时)，移动门213允许空气与阴极侧接触消耗过量的氢。图中示意出提供了一个电子能量消耗组织，例如电阻器215，发光二极管，或类似的电消耗和/或耗散电路以消耗由燃料电池214，产生的电。第二燃料电池214'和盖213可用于本发明中的任何一种实施方式中。图4示出了与上面讨论的图3中类似的气体生成装置212。然而，在该实施方式中，采用的不是直接连接到载体225上的曲柄臂，而是一个以铰链方式连接到载体225底部和曲柄轮246上的轴247。一个偏动弹簧230的一侧固定地连接至曲柄轮246，另一侧固定地连接至固体基座231。偏动弹簧230提供了顺时针方向推动曲柄轮246的恒定的力F。一个曲柄臂242在曲柄轮246的下端固定地连接至曲柄轮246。曲柄臂242的上端以铰链形式连接至连接点239处的管241,该管含有一个可滑动塞子240。管241的另一端以铰链形式连接于位于流体传输孔226上的进入点237。塞子240可以是任何材料或形状的，只要能够在管241中任意移动并塞住孔226即可。当曲柄轮246转动时，曲柄臂242在垂直平面内运动。当曲柄轮246顺时针转动时，曲柄臂242向下运动靠近底座231。曲柄臂242的这种向下的运动拉动管241从而连接点239位于进入点237之下。当管241以这种方式取向时，塞子240滑向连接点239,而从孔226中拔出。当曲柄轮246逆时针方向转动时，曲柄臂242向上运动离开底座231。管241再次倾斜，使连接点239位于进入点237之上。当管241以这种方式取向时，塞子240滑向连接点237，从而塞住孔226。与图3中所示的实施方式相同，该过程优选通过气体生成装置212中的压力以及力平衡来自动控制。例如，反应室218优选最初为充满的，这样由反应室218内的P^导致的力将载体225向下推至足够远处从而曲柄臂242使管241倾斜到塞子240滑向进入点237并塞住孔226的程度。并且，由于P^在TP之上，所以阀234在连接到燃料电池时打开，燃料气流出反应室218。此时，反应室218中的气体的生成减慢，并最终停止，使P2,8降低。P加最终降低至由Pw产生的力不足以克服F的程度，该F使曲柄轮246顺时针转动。这种运动通过曲柄臂242使管241倾斜从而塞子240滑向连接点239，进而从流体传输孔226中拔出，这使得流体燃料成分222可通过喷嘴228流入反应室218中。气体再次在反应室218中产生。气体通过阀234从反应室218中除去，除去的速率优选低于气体持续在反应室218中生成的速率，这样P^持续增加。如果P^低于TP，则阀234关闭，这使得气体在反应室218内累积。这种压力和力的循环总结于表3中。表3:当阀36打开时的气体生成装置的压力循环力平衡流体传输孔226的状态燃料传输阀234的状态轮246的旋转<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>图5示出了另一气体生成装置312，其具有一个由侧壁320限定的反应室318，这与在图l-4中描述的那些类似。一个燃料传输阀334如止回阀横穿一个侧壁320，使在反应室318内形成的燃料气可穿过侧壁而进入燃料管道316，该管道与上面图3和4中描述的管道类似。一个流体传输管350通过侧壁，优选通过上部侧壁进入反应室318。流体传输管一端连接至盛有流体燃料成分(未示出)的贮液器。该流体燃料成分优选与上面描述的流体燃料成分类似。流体传输管350延伸至反应室318内。在流体传输管350的自由端沿流体传输管350长度方向形成了数个流动通道孔352。流体燃料成分通过流体传输管350传输，这样流体燃料成分就可流出流动通道孔352。覆盖于流动通道孔352之上的是一层由固体燃料成分324和能快速吸收流体燃料成分并牵引其穿过固体燃料成分324的材料354形成的覆盖物。优选地，固体燃料成分324为颗粒状，这样液体燃料成分能够从中充分穿过。优选地，材料354能够吸收液体，但允许气体穿过该材料。这种材料的一个例子是含有聚丙烯酸钠晶体的纸制软毛，例如常用于尿布中的材料。其他的例子包括但不限于填料和泡沬。在示于图6的一个实施方式中，在流体传输管350周围缠绕了数层固体燃料成分324a,324b和材料354a，354b。然而，也可只使用少到少至一层的层数。当流体燃料成分被牵引着穿过固体燃料成分时，燃料气将形成并通过材料354进入反应室318中。并且，流体可首先与填料或泡沫接触，然后通过毛细作用传输至固体燃料。聚丙烯酸钠晶体与水形成凝胶，而水凝胶可与金属氢化化物反应，这在题为"FuelCompositionsforFuelCellsandGas-GeneratorsUtilizingSame",提交于2006年3月15日的共有且共同待审的美国专利申请60/782,632中进行了公开。该'632申请在此经引用而全文并入。优选在流体传输管350内设置一个流体控制阀326以控制流体燃料成分通过流动通道352的流动。流体控制阀326优选为压力触发阀，应反应室318中的压力P^而打开和关闭。一个压力传输管356使得在反应室318中形成的燃料气中的一小部分暴露于流体控制阀。当P，高于流体控制阀326的触发压力时，流体控制阀326关闭并切断流体燃料成分通过流体传输管350的流动。当P^低于流体控制阀326的触发压力时，流体控制阀326打开并允许更多的流体燃料成分进入流体传输管350。类似的，燃料传输阀334的操作也由P，控制。当P^高于流体传输阀334的触发压力TP时，燃料传输阀334打开并允许燃料气通过燃料管道316流入燃料电池。当P^低于流体传输阀334的触发压力TP时，燃料传输阀334关闭并允许燃料气在反应室内建立。如上面讨论的实施方式，反应室优选在出厂时即已充满，这样就可直接开始气体的制造。图7和8示出了燃料源410的气体生成装置410的另一实施方式。在该实施方式中，反应室418由一个可膨胀的囊458定义。膨胀的囊458可由任何能够膨胀以及在无外力下进行收缩的材料制成。例如，可膨胀的囊458可以是由橡胶或乳胶制成的类似气球的结构。或者，可膨胀的囊458可以由塑料材料制成，这种塑料材料可在囊空之际经加热而恢复其原始构形，例如PET。可膨胀的囊458优选悬浮于气体生成装置412的中心附近并位于支撑件460之上。可膨胀的囊458还密封地包围在由支撑件460伸出的填充了固体燃料成分如硼氢化钠的笼462之外。优选地，固体燃料成分为颗粒状，但也可使用固体片状或条状。笼462可由任何对固体燃料成分和在可膨胀的囊458内盛放的液体燃料成分422为惰性的材料制成。例如笼462可由不锈钢或塑料制成。在笼462中形成孔464，这样液体燃料成分422就可进入笼而与固体燃料成分接触。液体燃料成分422与上面的实施方式中讨论的液体燃料成分类似。可膨胀的囊458的第二端连接至燃料管道416,其具有将在反应室418中形成的燃料气传输至燃料电池的形式。燃料管道416类似于上面在图3-6中所示的实施方式中讨论的燃料管道。一个燃料传输阀434,优选为压力触发的阀例如止回阀经设置而控制燃料气从反应室418的向外流动。操作中，可膨胀的囊458最初是处于坍陷的形式，如图7中所示。当坍陷时，液体燃料成分422与笼462接触。于是，液体燃料成分422可流经孔464而与固体燃料成分反应。燃料气如氢得以生成。燃料气在反应室418中累积，可膨胀的囊458发生膨胀。当反应室418中的RCP超过燃料传输阀434的触发压力TP时，燃料传输阀434打开并允许燃料气从反应室418向燃料电池进行传输。当可膨胀的囊458达到其临界尺寸时，如图8中所示，所有的液体燃料成分422均聚集在可膨胀的囊458的底部，而不再与笼462中的固体燃料成分接触。这样，在液体燃料成分422和固体燃料成分之间的后续反应将不再发生，直到有足够的气体被传输出反应室418而到达燃料电池。也可选择地包括一个单向安全阀430,例如通过将燃料气排放到大气中来预防可膨胀的囊458产生过压。本领域技术人员应当能认识到，气体生成装置412可在任何方向工作。图9和10示出了燃料源510的气体生成装置512的另一种实施方式，其中燃料源510设计成通过燃料管道516而连接至燃料电池(未示出)。气体生成装置512包括两个形成于侧壁520内的室，一个加压的液体燃料成分室544和一个反应室518。侧壁520优选用对如水或含添加剂的水的液体燃料成分522为惰性的材料形成，液体燃料成分522盛放在加压的液体燃料成分室544内，而固体燃料成分524如硼氢化钠盛放在反应室518内。一个流体传输管道588连接着加压的液体燃料成分室544和反应室518。如上面讨论的实施方式，一个燃料传输阀534，优选为一个压力触发的阀如止回阀，以及一个位于闽534下游的开/关阀36(未示出)允许燃料从反应室518传输至燃料管道516，进而到燃料电池。一个由弹簧偏压的活塞584最初密封可滑动地位于加压的液体燃料成分室544的顶部或靠近顶部处。优选地，活塞584用润滑密封材料586如凡士林油密封，当然也可使用其他的密封件例如O-环或垫圈。偏动弹簧530在活塞584上提供持续的力F,这样液体燃料成分522就受到恒定的向反应室518的力。与上面的讨论类似，弹簧530可用加压的材料例如液态/气态烃，如丁垸，丙烷或异丙烷替代。如下面讨论的，一个柔性流体管582与流体传输管道588流体连接，并截至于反应室518内的喷嘴或开口528。流体燃料成分522选择地通过柔性流体管582进入反应室518。柔性流体管582穿过网状活塞580或与其接触。网状活塞580由一个偏动弹簧572偏压向燃料成分524。偏动弹簧572在网状活塞580上提供持续的力以将其压向燃料管道516方向的燃料成分524内。网状活塞580通过弹簧572与固体燃料成分524保持接触，固体燃料成分524优选由颗粒形成，颗粒尺寸足够大而不会穿过网状活塞580,经由弹簧572。然而，当流体燃料成分522通过喷嘴528流入反应室518而与固体燃料524反应时，如图10所示，形成了燃料气和桨590如硼酸水溶液。浆590可流过活塞580的网而在网状活塞580的下部累积。弹簧572然后持续将活塞580推进未反应的固体燃料成分524部分。这样，流出喷嘴528的流体燃料成分持续与新鲜的相对无副产品的固体燃料成分524接触。与上面讨论的实施方式类似，该气体生成装置512也是自调节的。位于网状活塞580之下的振动膜574，一个选择的弹簧573,以及阀526暴露于反应室518内的压力P518。一个流体管道575通过振动膜574而形成，并将流体管道588流体连接至柔性管582。随着压力在反应室518中的建立，最终达到振动膜574的触发压力TP。当达到振动膜574的触发压力TP时，振动膜574发生形变而关闭阀526(未示出)，从而阻断流体燃料成分进入反应室518。燃料气流出燃料传输阀534，直到P^降至TP以下，此时振动膜574再次打开，通过向反应室518中引入额外的流体燃料成分522而再次开始燃料气的生成。弹簧573辅助振动膜574恢复到打开位置。阀526可以是任何能够随振动膜574达到P^，而打开或关闭的阀，例如止回阀。图11示出了气体生成装置612的另一种实施方式，该装置设置成通过燃料管道616而连接至燃料电池(未示出)。在该实施方式中，一个反应室618含有一定量的固体燃料成分624，优选为颗粒或粉末的形式。反应室618包括两个相对的侧壁620,是由与上面讨论的侧壁20类似的坚固的、不反应的材料制成。然而，反应室618的底部680优选由多孔的不反应的材料制成，例如网或具有通孔的片状材料。玻璃纤维是许多适合用作底部680的材料中的一种。底部680的孔尺寸大小不足以使固体燃料成分624的单个颗粒穿过。反应室618的顶部632优选由气体能透过，而液体不能透过的膜32形成，这在上面图1中进行过描述。适合的膜的例子包括CELGARD和GORE-TEX。一个燃料气贮存器619置于临近顶部膜632处来接受在反应室618中产生的通过该膜的燃料气。一个阀634,如止回阀控制着燃料气从燃料气贮存器619流出至燃料管道616。阀634可以为现有技术已知的任何类型的阀，其与上面图1中描述的阀34的设计和功能类似。一个多支管679置于靠近底部680处。优选地，在多支管679中形成数个流动通道652a-f。本领域技术人员将认识到，流动通道的数目将随许多因素而改变，这些因素包括燃料类型，燃料电池类型，以及由燃料电池驱动的设备。优选地，流动通道的数目在2-约IOO的范围，更优选的在约50-约75。流动通道652a-f流体连接至供料管650，流体燃料成分(未示出)由贮液器(未示出)通过该供料管而提供。流体通过供料管650的最初的流动优选通过控制器(未示出)来控制，该控制器发出需要额外燃料的信号，并打开位于流体贮存器阀和供料管650之间的阀(未示出)。或者，用户可扳动开关打开该阀使流体开始流动。多支管679具有在任何时候只允许一个流动通道652a-f接受来自供料管650的流体燃料成分的形式，这样固体燃料成分624的不同区域相继进行反应。换句话说，如果流体燃料成分流经流动通道652a,则流动通道652b-f则不含流体燃料成分，这样位于未使用的流动通道652b-f之上的固体燃料成分624就保持干燥和未反应状态。这种对流动通道652a-f的顺次使用在部分程度上是优选通过为各流动通道提供不同于其他流动通道的直径而达成的。优选地，流动通道652a具有最大的直径，而沿流动方向各顺序连接的流动通道具有略微减小的直径。换句话说，流动通道652b的直径大于流动通道652c的直径，以此类推。已知流体会选择最低阻力的通道流动。由于下游的下一个具有较窄直径的流动通道会限制流体的流动，因此流体倾向于流经最大可能的通道。例如，如果存在流经流动通道652a或流通通道652b的流动通道，则大多数流体会选择流经流动通道652a。这种流体流经最大可能通道的倾向可选择性地得以增大，这可通过将供料管650设置成具有阶梯状的构造达成，即供料管650直径在即将达到下一流动通道652之前略微地增大。例如，随着供料管650在相对较宽的流动通道652a附近变得相对较窄时，供料管650中的流体将流入流动通道652a而非继续沿供料管650流动。随着流体燃料成分通过流动通道652a流进反应室618,流体燃料成分与固体燃料624发生反应。例如，当固体燃料成分624是硼氢化钠，液体燃料成分是水或掺杂的水时，将生成氢气和硼酸盐水溶液的浆。如果浆未从流动通道652a的口部除去，则浆将会变得像水泥那样硬。这种变硬的浆最终将完全阻塞流体通道652a。由于流体通道652a此时已被阻塞，所以供料管650中的流体将流向另一可能通道，流通通道652b。尽管一些流体可流经流动通道652b，但可以认为该流量在流动通道652b被变硬的浆阻塞之前不足以流入任何其他剩余的流动通道652c-f中。该过程持续进行直到所有的流动通道652a-f均被阻塞和/或所有的固体燃料成分624均被消耗位置。可选择地，在每个流动通道652a-f的入口处设置一个第二网681。第二网681具有非常小的孔尺寸，这样流体可通过而任何可逃离反应室618的浆将被捕捉，从而不会污染流体燃料成分或阻塞供料管650。本领域技术人员应该认识到，也可改变流动通道652的其他水力参数从而搡控流体选择特定流动通道的倾斜，这些参数如流动通道的高度，此时顺次位于下游的各通道高度可高于前面的流动通道。可使用水力参数的任何组合。参见图12,示出了允许进入连续流动通道752a-f的气体生成装置712的另一构型。在该与图ll中所示的实施方式类似的实施方式中，由一些列阀753a-e控制对下游流动通道752b-f的进入。阀753a-e优选为压力触发的阀例如止回阀或隔膜阀。当流体流经供料管750时，所有阀753a-e均关闭，这样流体必须流入流动通道752a。如上面描述的，流动通道752a将被硬化的浆阻塞。当752a被硬化的浆阻塞时，供料管750中流体的压力将增加直到第一阀753a打开。现在流体可流入流动通道752b。优选地，一旦阀753a打开后将不会再次关闭，例如通过一内设的易碎件而达成，这是由于一旦新的流动通道打开后，流动压力一般会降低之故。本领域技术人员应当认识到，每个阀753a-e均可选择地用一个易碎膜来代替。这种阻塞流动通道752a-f并打开阀或易碎膜断裂的过程一直持续到所有的流动通道752a-f均被阻塞和/或所有的固体燃料成分724均被消耗为止。参见图13，示出了另一气体生成装置812。与前面的实施方式类似，在一外壳820中容纳一个反应室818。外壳820可由任何能容纳气体生成反应的材料制成，优选为对反应为惰性的材料，如塑料或不锈钢。外壳820的一端用塞子840密封。塞子840是由任何能够密封外壳820的材料制成，从而反应中产生的气体或液体燃料成分822不会逃逸出外壳820。外壳820的相反一端包括一个阀834,通向燃料电池(来示出)或一个通向燃料电池(未示出)的管道。阀834与这里讨论的其他阀类似，并优选为止回阀或截止阀。固体燃料成分824例如硼氢化钠沿外壳820的侧壁排列。优选地，固体燃料成分824为粉末或颗粒形式，但也可以是片状形式。当固体燃料成分824以粉末或颗粒形式提供时，在固体燃料成分824上放置一个筛或网827。网827的孔尺寸足够小，从而允许液体燃料成分822进入固体燃料成分824中，而挡住固体燃料成分824。并且，固体燃料成分824可由间隔物825而分成数个部分。间隔物825是由能够密封各个部分的材料制成，这样液体燃料成分822将不能从一个间隔物825迁移至下一个间隔物。可选择地，固体燃料成分824的颗粒可装入一种缓释材料内，此情况下，可使用各种不同的缓释材料，例如具有各种厚度的水溶性材料。这样，固体燃料成分824中的一些可很快被使用，而剩余的固体燃料成分824将留待稍后使用。液体燃料成分822优选为水或水基凝胶，这与上面讨论的液体燃料成分类似。水基凝胶可通过混合水和亲水性化合物，如聚丙烯酸钠晶体而形成。在上面和在前面通过引用而并入的'632专利申请中已讨论过水凝胶。液体燃料成分822含在囊844中。囊844是由可变形材料制成，是对液体燃料成分822相当惰性的材料如橡胶，硅树脂或薄壁的塑料。优选地，囊844具有复数个皱褶从而允许囊844更容易以可控的方式塌陷。流体管道882流体连接至囊844并止于喷嘴828。流体管道882和喷嘴828提供了引导液体燃料成分822进入固体燃料成分824中的特定区域如单个部分的流体通道。优选地，流体管道882和喷嘴828为相对较小的孔组件，这样只有少量的液体燃料成分822可在任何给定时刻被分配。如图13A所示，当喷嘴828在图13中显示为单一的点喷嘴时，连接至流体管道882'的喷嘴828'可包括多个出口，例如中空的环，其流体连接至囊844，囊844在其内形成有复数个孔作为复数个和同步流体出口。弹簧830位于与流体管道882和喷嘴828相反的囊844末端。弹簧830为一个具有恒定力的弹簧。弹簧830可以是任何类型的可提供恒定拉力的弹簧，例如板簧或时钟弹簧。优选地，弹簧830是用对液体燃料成分822基本惰性的材料制成，如塑料或不锈钢。弹簧830的一端延伸通过囊844的一端而固定地连接至囊844的在流体管道882处或靠近该处的相反端。这样，弹簧830就将囊844的喷嘴端拉向塞子840。弹簧830的拉动挤压囊844,从而迫使液体燃料成分822通过流体管道882流出喷嘴828进而进入到固体燃料成分824中。气体在反应室818内产生。当反应室818内的压力达到一个阀值时，阀834打开，允许气体传输到燃料电池。或者，阀834为一个截止阀，可由使用者或控制器打开。当囊844排空时，喷嘴828向塞子840运动，这在下面将进一步讨论，从而保证液体燃料成分822被引入到固体燃料成分824的新的区域。随着弹簧830拉动囊844,气体将通过向固体燃料成分824中引入液体燃料成分822而持续产生。然而，无间断地产生气体也可能是不希望的。例如，当截止阀例如阔834关闭时，应当停止氢的产生。这种阀可手动触发，例如通过使用者或通过监控着燃料电池对燃料的使用的控制器来完成。当这种截止阀关闭时，气体不能传输出外壳820而抵达燃料电池。这样，由产生的气体形成的压力将在反应室818或外壳820内建立。尽管压力可通过如压力释放的止回阀(未示出)或位于外壳820侧壁内的如上面讨论的第二燃料电池来释放，但在截止阀关闭后，应当停止气体的产生。于是，气体生成装置812优选具有一个压敏套832，其具有停止弹簧830旋紧的形式。压敏套832位于靠近塞子840以及靠近弹簧830的至少一部分的地方。压敏套832优选由硬质材料如塑料，树脂，金属等制成，可容易地随外壳820内的压力发生平移。压敏套832可滑动地置于外壳820内，并与塞子840间隔开以产生一个间隙831，从而压敏套832可在外壳820内自由地平移而进入间隙831。压敏套832通过弹簧829偏压离开塞子840，这种弹簧可以是现有技术已知的任何类型的弹簧，例如环绕的压縮弹簧或气体或液体烃。一旦反应室818中的压力达到阀值，由弹簧829提供的使压敏套832受偏压而离开塞子840的力将被克服，从而使压敏套832向塞子840平移。这样一来，压敏套832将挤压弹簧830,从而防止弹簧830进一步弯曲。于是，弹簧830再不能够拉伸囊844，从而不会有额外的液体燃料成分由囊844中排出。当气体再次由外壳820释放而将压力降低到阀值以下时，弹簧829膨胀，而压敏套832平移回到其原始位置，从而释放弹簧830。弹簧830可再次对囊844的喷嘴端进行拉伸，从而可产生额外的气体。图14中示出了另一种气体生成装置912。气体生成装置912包括一外壳920，其与上面讨论的其他气体生成装置中的外壳类似。外壳920—般具有的形式为定义出一个盛放固体燃料成分924的反应室918和一个盛放液体燃料成分922的液体燃料成分室944,固体燃料成分924例如硼氢化钠，液体燃料成分922如水。本领域技术人员应当能认识到，本申请中讨论的任何的固体或液体燃料成分均适用于本实施方式中。一个活塞980可滑动地置于外壳920中，将外壳920的内部分隔成液体燃料成分室944和反应室918。活塞980密封地置于外壳920中。这样，活塞980优选用不与液体燃料成分922，固体燃料成分924或它们之间的反应产生的气体反应的可变形的材料制成，并用增强活塞980密封性以及使其做自在滑动运动的胶状材料如凡士林油覆盖。或者，如图14中所示，活塞980可用任何硬质材料制成，这种材料与上面讨论的可变形材料一样是不反应的，但包括至少一个密封件938,例如橡胶或硅树脂O环或凝胶状润滑材料如凡士林油。在反应室918内靠近活塞980处提供一斜撑981或类似结构，这样活塞980就只能朝液体燃料成分室944滑动。斜撑981优选为塑料或金属的凹盘或凹片，其边缘锋利，可抓住或锚定在外壳920的侧壁上，从而防止朝凹度相反的方向运动。外壳920的一端用塞子940密封，这样液体燃料成分室944就由塞子940，外壳920和活塞980所限定。塞子940可由任何能密封外壳920而防止反应期间产生的气体或液体燃料成分922逃逸出的材料形成，例如橡胶，硅树脂等。液体燃料成分922优选填满液体燃料成分室944。并且，液体燃料成分922可由氢或类似的燃料气加压，这样可增强液体燃料成分922从满液体燃料成分室944中的流出。加压的气体可容纳于一个弹性囊中，该囊置于液体燃料成分室944内并具有经膨胀而从液体燃料成分室944中排出液体燃料成分922的形式。可选地，可在外壳920的定义液体燃料成分室944的侧壁上提供止回阀或压力释放阀(未示出)，从而允许空气或其它环境气体进入液体燃料成分室944以防止在其内形成真空以及活塞980停止运动的可能。在外壳920的相反端包括一个第二塞子935,其与塞子940在结构和材料上类似。这样，由第二塞子935，外壳920和活塞980定义出了反应室918。然而，在第二塞子935中设置了一个阀934以产生通向燃料电池(未示出)的一个流动通道或通向燃料电池(未示出)的一个管道。阀934与这里讨论的其他阀类似，优选为截止阀或止回阀，它们具有仅在反应室918内的压力达到闽值时才打开的形式。固体燃料成分924置于反应室内临近第二塞子935的外壳920的侧壁上。优选地，固体燃料成分924为片状形式，压到或粘贴在外壳920的侧壁上而形成环状结构。或者，固体燃料成分924也可以是颗粒或粉末形式，并通过网或筛而靠着外壳920的侧壁，网或篩的孔尺寸经选择使得固体燃料成分924颗粒不能通过这些孔，但允许液体燃料成分922通过并与固体燃料成分924反应。提供了一个通过活塞980的流体传输管982，其流体连接液体燃料成分室944和反应室918。流体传输管982可为任何类型的能传输液体燃料成分922至固体燃料成分924的管或管道。然而，优选的流体传输管982是小孔的硬质管，用基本对液体燃料成分922，固体燃料成分924以及它们之间反应产生的气体为惰性的材料制成。优选地，流体传输管982的孔在约0.001英寸~约O.Ol英寸之间，更优选地，流体传输管982的孔约为0.005英寸。流体传输管982的长度经选择使得活塞980向塞子940的运动仅导致从流体传输管982端排出流体滴到固体燃料成分924上。流体传输管982优选具有的长度应足以满足当其位于初始位置时，流体传输管982的自由端延伸通过固体燃料成分924而到达第二塞子935或靠近第二塞子935的点。这样，当活塞980运动时，流体传输管982向新鲜供应的固体燃料成分924运动。并且，在一种替代方式下，活塞980并不一定运动，比如在液体燃料成分922受到填充了液化烃的位于液体燃料成分室944中的囊的挤压的情况下。这种情况下，液化的烃将以恒定的压力膨胀而将液体燃料成分922从液体燃料成分室944中排出。操作中，首先触发液体燃料成分922的流动，例如由使用者挤压液体燃料成分922或在覆盖流体传输管982的自由端(未示出)的密封件上穿孔或将其移开而达成。然后，液体燃料成分922流过流体传输管982进入反应室，并滴到固体燃料成分924上。液体燃料成分922和固体燃料成分924反应产生氢。当反应室918内建立起足够的压力时，止回阀934打开允许燃料气流向燃料电池(未示出)，或者使用者或控制器打开截止阀934。如果反应室918内的压力进一步增加，则反应室918内的压力P^最终将达到该压力将活塞980推向塞子940的水平。然而，反应室918内的压力Pws的进一步增加将最终阻止额外的液体燃料成分922流经流体传输管982,这如同当反应室918压力P训大于液体燃料成分室内压力P944时，由于压力梯度使液体燃料成分922不能流入反应室918。换句话说，液体燃料成分室内压力P944需要高于反应室918内的压力P，至少一个固定值如Xpsi。流体传输管982优选具有足够的长度使流体流过流体传输管982，这样X如等于2psi。当反应室918内的压力P，降低时，例如由于经阀934而传输出反应室时，液体燃料成分922再次流过流体传输管982从而可产生额外的气体。换句话说，只要产生的氢以足以保持反应室918内的压力P^较低的速率被带出气体生成装置912,则液体燃料成分922将持续传输至反应室918。用于本发明中的燃料的一些例子包括但不限于元素周期表中IA-IVA族的元素的氢氧化物和它们的混合物，例如碱金属或碱土金属氢氧化物，或它们的混合物。其他的化合物，例如碱金属-铝的氢氧化物(铝氧化物)以及碱金属硼氢化物也可被使用。金属氢氧化物的更具体的例子包括但不限于氢氧化锂，氢氧化锂钼，硼氢化锂，氢氧化钠，硼氢化钠，氢氧化钾，硼氢化钾，氢氧化镁，氢氧化钙，以及它们的盐和/或衍生物。优选的氢氧化物为硼氢化钠，硼氢化镁，硼氢化锂，以及硼氢化钾。优选地，含氢的燃料包括固体形式的NaBH4,Mg(BH4》，或者包括甲醇的甲醇笼形包合物(MCC)为固体。在固体形式下，NaBH4在无水时不会水解，从而改进了燃料盒的保存期限。然而，液体形式的含氢的燃料，例如NaBH4水溶液，也可用于本发明。当使用水溶液形式的NaBH4时，容纳NaBH4水溶液的室还包括稳定剂。稳定剂的例子可包括但不限于甲醛和金属氢氧化物如碱金属氢氧化物。这样的稳定剂的例子在美囯专利6,683，025中进行了描述，该专利在此经引用而全文并入。优选地，稳定剂为NaOH。固体形式的含氢的燃料比液体形式的较为优选。一般而言，固体燃料优于液体燃料是由于液体燃料含有的能量按比例地少于固体燃料，且液体燃料较其相应的固体燃料较不稳定。因此，本发明最为优选的燃料是硼氢化钠粉末或聚集的粉末。根据本发明，流体燃料成分优选能够与含氢的固体燃料成分在选择性的催化剂存在下反应产生氢。优选地，流体燃料成分包括但不限于水，醇，和/或稀释的酸。最常用的流体燃料成分是水。如上面所公开以及在下面的方程式中所显示，水可与含氢的燃料如NaBH4在选择性的催化剂存在下反应产生氢。X(BH4)y+2H20~>X(BO)2+4H2其中X包括但不限于Na，Mg，Li和所有的碱金属，y为整数。流体燃料成分还包括选择性的添加剂，其降低或提高溶液的pH值。流体燃料成分的pH值可用于确定生成氢的速度。例如，减小流体燃料成分pH值的添加剂导致较高的产氢速率。这样的添加剂包括但不限于酸，例如乙酸和硫酸。相反，增加流体燃料成分pH值的添加剂可减慢反应速率直到几乎没有氢溢出。本发明的溶液可具有任何小于7的pH值，例如pH值为约l约6，优选地为约3-约5。在一些典型的实施方式中，流体燃料成分包括催化剂，该催化剂可通过提高流体燃料成分与燃料成分的反应速率而引发和/或促进氢气生成。这些典型的实施方式中的催化剂包括任何形状或尺寸的能促进期望反应的催化剂。例如，根据催化剂的理想的表面积，催化剂可小至形成粉末或可大至作为反应室。在一些典型的实施方式中，催化剂是催化剂床。催化剂可位于反应室内或靠近反应室处，只要流体燃料成分或固体燃料成分的至少一部分与催化剂接触即可。本发明的催化剂可包括一种或多种元素周期表VIIIB族的过渡金属。例如，催化剂可包括过渡金属如铁(Fe)，钴(Co),镍(Ni),钌(Ru)，铑(Rh),铂(Pt),钯(Pd),锇(Os)和铱(Ir)。此外，IB族的过渡金属，即铜(Cu),银(Ag)和金(Au)，也可作本发明的催化剂。催化剂还可包括其他的过渡金属，包括但不限于钪(Sc),钛(Ti)，钒(V),铬(Cr)和锰(Mn)。可用于本发明的过渡金属催化剂描述在美国专利5,804,329中，该专利在此引用而全文并入。本发明优选的催化剂是CoCl2。本发明的一些催化剂可由一下通式定义MaXb其中M为过渡金属的阳离子，X为阴离子，"a"和"b"为平衡过渡金属复合物电荷的l-6的整数。适合的过渡金属阳离子包括但不限于铁，铁(II)(Fe2+),铁(III)(Fe3+)，钴(c。2+)，镍(n)(N产)，镍(ni)(Ni3+),钉(m)(Ru3+),钉(iv)(Ru4+),钌(v)(ru5+),钉(VI)(Ru6+),钉(VIII)(Ru8+),铑(III)(Rh3+),铑(IV)(Rh4+),铑(VI)(Rh6+),钯(pd2+)，锇(m)(Os3+),锇(iv)(os4+)，锇(v)(Os5+),锇(vi)(Os6+),锇(vm)(Os8+),铱(III)(Ir3+)，铱(IV)(Ir4+)，铱(VI)(Ir6+)，铂(II)(Pt2+),铂(III)(Pt3+)，铂(IV)(Pt4+),销(VI)(Pt6+),铜(I)(Cu+),铜(II)(Cu2+),银(I)(Ag+),银(II)(Ag2+)，金(I)(Au+),金(III)(Au3+),锌(Zn2+)，镉(Cd2、汞(I)(Hg+)，汞(II)(Hg2+)等。适合的阴离子包括但不限于氢离子(H-)、氟离子(F-)、氯离子(cr)、溴离子(bo、碘离子(r)、氧离子(o"、硫离子(s2—)、氮离子(n3—)、磷离子(p4—)、次氯根离子(C10—)、亚氯根离子(CKV)、氯酸根离子(cioo、过氯酸根离子(CKV)、亚硫酸根离子(S03"、硫酸根离子(S042，、硫酸氢根离子(HS(V)、氢氧根离子(OIT)、氰根离子(CN—)、硫氰酸根离子(SCN—)、氧氰酸根离子(OCN-)、过氧根离子(022—)、锰酸根离子(Mn042，、过锰酸根离子(Mn(V)、重铬酸根离子(0"2072')、碳酸根离子(CO力、碳酸氢根离子(HCO3〉磷酸根离子(PO,)、磷酸氢根离子(HP(V)、磷酸二氢根离子(H2PCV)、铝酸根离子(Al2042-)、砷酸根离子(AsO-)、硝酸根离子(NO3，、醋酸根离子(CH3COCT)、草酸根离子(C2(V-)等等。优选的催化剂是氯化钴。在一些典型的实施方式中，选择性的在流体燃料成分和/或反应室内的添加剂是任何能够显著预防流体燃料成分和/或固体燃料成分和发生冻结或降低其凝固点的组合物。在一些典型的实施方式中，添加剂可以为醇基的组合物，例如防冻剂。本发明优选的添加剂是CH3OH。然而，如上面所陈述的，任何可降低流体燃料成分和/或固体燃料成分的凝固点的添加剂均可使用。在考虑这里公开的本说明书以及对本发明的实施之后，本发明的其他实施方式对于本领域技术人员来说将是显而易见的。本说明书和例子仅是对涵盖在后面的权利要求及其等同物中的本发明的真实范围和精神的示例性描述。尽管这里公开的本发明的示例性的实施方式显然达到了本发明的目的，但例如，这里的任何阀均可由电动控制器如微处理器触发。并且，在那些同时包括止回阀(34,234，334,434，534，634,834,934)和/或截止阀(36，834,934)的实施方式中，这些阀中的一个或两者均可被省略和/或止回阀和截止阀可互特征和/或元件组合使用。因此，应当理解的是，后附的权利要求旨在覆盖所有这些在本发明精神和范围内的更改和实施方式。这里讨论的所有出版物，包括但不限于专利，专利申请，文章，书籍，均经引用全文并入。权利要求1.一种气体生成装置，包括一个容纳固体燃料成分的反应室；一个容纳液体燃料成分的贮液器，一个将液体燃料成分引入反应室中的液体通道；以及一个用于控制液体燃料成分进入反应室的装置。2.—种气体生成装置，包括一个容纳固体燃料成分的反应室；一个容纳液体燃料成分的贮液器，以及一个将液体燃料成分引入反应室中的液体通道，其中液体燃料成分响应反应室内的压力而被引入至反应室。3.权利要求2的气体生成装置，其中反应室为置于贮液器和空室之间的可移动的室。4.权利要求3的气体生成装置，其中流体通道包括置于可移动的室侧壁上的喷嘴。5.权利要求4的气体生成装置，其中喷嘴包含一个闽。6.权利要求4的气体生成装置，其中喷嘴包含一个开口。7.权利要求4的气体生成装置，其中可移动的室被偏压向贮液器。8.权利要求2的气体生成装置，其中反应室通过一条柔性管连接至一个燃料传输阀。9.权利要求2的气体生成装置，其中可移动的室连接至一个臂。10.权利要求9的气体生成装置，其中将臂配置为延伸进贮液器的形式，这样当可移动的室移动时，该臂密封住流体通道。11.权利要求9的气体生成装置，进一步包括一个将可移动的室连接至臂上的轮以及一个可操作地连接至臂的塞子，其中当室移动时，塞子密封住流体通道。12.权利要求ll的气体生成装置，其中塞子可移动地置于一个管中，该管以铰链的形式连接至臂并且以铰链的形式流动地连接至流体通道，其中当室移动时，塞子运动以密封住流体通道。13.权利要求2的气体生成装置，其中流体通道包括一个具有延伸进反应室的自由端的管形件，其中在自由端中至少设置一个端口，且其中固体燃料成分和芯吸材料连接至该自由端。14.权利要求13的气体生成装置，其中芯吸材料包含存在于纤维基质中的聚丙烯酸钠晶体。15.权利要求13的气体生成装置，进一步包括一个置于管形件内的流体控制阀和一个连接反应室和管形件的压力传输管，这样流体控制闽可由反应室内的压力触发。16.权利要求2的气体生成装置，其中反应室包括一可膨胀的囊，其容纳有固体燃料成分和液体燃料成分，并且其中在一个将固体燃料成分与液体燃料成分隔开的套中形成了流体通道，并且其中当可膨胀的囊处于塌陷形式时，液体燃料成分与固体燃料成分接触而在液体燃料成分与固体燃料成分发生反应以产生气体，且当可膨胀的囊膨胀到既定直径时，液体燃料成分不与固体燃料成分接触从而实质上不产生气体。17.权利要求16的气体生成装置，其中可膨胀的囊在反应室内的压力低于一既定水平时处于塌陷形式，从而产生额外的气体，且可膨胀的囊在反应室内的压力高于一既定水平时发生膨胀。18.权利要求16的气体生成装置，进一步包括一个流体传输通道，其配置成将反应产生的气体输送到燃料电池的形式。19.权利要求2的气体生成装置，进一步包括一个网状活塞，其滑动地置于反应室内与固体燃料成分接触，其中该网状活塞设置成允许固体燃料成分与液体燃料成分间反应的副产物和液体燃料成分通过的形式；一个延伸穿过网状活塞的柔性管，其中该柔性管是流体通道；以及一个将网状活塞偏压向固体燃料成分的弹簧。20.权利要求19的气体生成装置，其中随着固体燃料成分在反应中的消耗，弹簧推动网状活塞穿过副产物到达新鲜固体燃料成分所在处。21.权利要求2的气体生成装置，进一步包括一个可滑动地置于反应室和贮液器之间的活塞，其中流体通道包括一个延伸穿过活塞的小孔管形件。22.权利要求21的气体生成装置，进一步包括一个置于反应室内靠近活塞处的斜撑，其中该斜撑配置成允许活塞仅朝贮液器运动的形式。23.权利要求21的气体生成装置，进一步包括一个置于贮液器内的囊，其中该囊配置成通过膨胀而从贮液器中排出液体燃料成分的形式。24.权利要求23的气体生成装置，其中囊中容纳有液态烃。25.权利要求21的气体生成装置，其中管形件的大小和尺寸防止在达到贮液器和反应室间的阀值压力差之前液体燃料成分流经管形件。26.权利要求2的气体生成装置，其中贮液器是一个可变形的囊，并用一个恒力弹簧固定地连接至囊的第一端，其中恒力弹簧持续地将囊的第一端拉向囊的第二端从而通过流体通道排出液体燃料成分。27.权利要求26的气体生成装置，进一步包括一个压力触发套，其中该压力触发的套配置为在反应室内压力达到阀值压力时防止恒力弹簧旋紧的形式。28.权利要求26的气体生成装置，其中流体通道包含一个流体连接至囊的喷嘴。29.权利要求28的气体生成装置，其中喷嘴包括一个单一出口端口。30.权利要求28的气体生成装置，其中喷嘴包括多个出口端口。31.权利要求2的气体生成装置，其中流体通道包括多个流体通道，其中多个流体通道流体相连，这样液体燃料依次流经每个流体通道。32.权利要求31的气体生成装置，其中多个流体通道中的每一个具有不同的直径。33.权利要求32的气体生成装置，其中多个流体通道的直径顺次递减，而在多个流体通道下提供的室的直径顺次递增。34.权利要求31的气体生成装置，其中向多个流体通道中的每一个均提供一个阀，其中该阀配置成在达到阀值压力之前限制进入与其相关的流动通道的形式。全文摘要一种气体生成装置(10)，包括一容纳固体燃料成分(24)的反应室(18)和一通过一流体通道如管，喷嘴或阀引入反应室的液体燃料成分(22)。液体燃料箱固体燃料的流动是自调节的。还公开了气体生成装置的其他实施方式。文档编号B01J8/00GK101243162SQ200680029332公开日2008年8月13日申请日期2006年6月12日优先权日2005年6月13日发明者佛洛伊德·菲尔班克斯,安东尼·史格洛依,安德鲁·J·库瑞罗,康士坦士·R·斯蒂芬,迈克尔·居里娄申请人:法商Bic公司