专利名称：用于燃料电池的燃料组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于直接和间接液体燃料电池的含氢化物的燃 料组合物。
背景技术：
燃料电池是其中在阳极的燃料(例如分子氢或甲醇)电催化 氧化和在阴极的氧化剂(经常为分子氧)电催化还原同时发生的 电化学电源。传统的燃料如氢和曱醇引起各种贮存和运输问题， 特别是对于便携式燃料电池(例如用于便携式电或电子设备如 便携式电脑、手机等)。基于硼氢化物(和其它氢化物)的燃料对于便携式燃料电池 尤其有意义，这是由于它们很高的比能量容量(参见例如J. of Electrochem. Soc.,這，(3)， A398-402, 2003)。这种类型的火然津牛 可以直接用作燃料或间接用作氢(其在阳极被氧化)的发生器， 例如用作便携式质子交换膜(PEM)燃料电池部件(参见例如US 20010045364 Al、 US 20030207160 Al、 US 20030207157 Al、 US 20030099876 Al和U.S. Patent No. 6，554，877 B2与6,562,497 B2)。所有上述文献的公开以其整体特别在此引入以作参考。在评价基于氲化物的燃料的性能时，有几个因素必须考虑。 这些因素之一是燃料的效率。燃料效率可以例如通过将在给定 燃料电池中提供的实际的能量密度(Wh/体积单位燃料)与理论 能量密度进行比较而确定。该能量密度的绝对值也是燃料性能 的指标之一。在这点上，应该考虑尽管在燃料中高(硼)氢化物 浓度可以提供所需的燃料的高能量密度，在某些情况下，在燃 料的液相中的高(硼)氢化物浓度也可能是不利的。例如，相应 的燃料可能化学腐独性过高，因此可能损害该燃料电池的 一 个 或多个结构组件，特别是阳极。因此，必须在燃料的能量密度 和该燃料与燃料电池组件间的相容性之间找到折衷，和/或寻找 到尽管在燃料的液相中硼氢化物的浓度相对高但避免使燃料电 池组件显著损害的方法。可能影响基于氢化物的燃料的性能的另 一 因素为溶解度。 例如，燃料电池阳极的硼氢化物化合物的主要氧化反应可以如下所示BH4+80Hr=B02-+6H20+8e。 因此，在4吏用液体燃料电池期间，起始物例如硼氩化物化 合物转化为阳才及氧化产物例如偏硼酸盐。该起始物和该氧化产 物在燃料的液相中的溶解度可能显著不同。这种溶解度的差异 可能影响燃料效率以及由此的燃料电池的性能。通过非限定性 的实例，NaBH4具有在碱性溶液中相对高的溶解度，而其氧化 产物NaB02在该溶液中溶解度较低。如果相对高浓度的NaBH4 存在在初始燃料中，该燃料电池在放电过程开始时具有高水平 的活性，而随着越来越多的NaBHU以氧化的形式存在，活性逐 渐降低。此外，氧化产物的浓度以与BHU—浓度降低的相同速率 增大，并且由于硼氢化钠的高初始浓度，溶解度较低的偏硼酸 钠在该放电过程的相对早的阶段开始沉淀。该偏硼酸盐沉淀可 能阻塞燃料电池的阳极、隔膜和其它组件，因此可能加剧由在 燃料液相中的BH[浓度降低引起的燃料活性的降低。
硼氩化钾的情况与硼氢化钠相反。硼氢化钾具有在腐蚀性 溶液(特别是在室温下)中相对低的溶解度，而其氧化产物偏硼 酸钾在腐蚀性溶液中的溶解度比硼氢化钾高得多。由于硼氢化 钾在腐蚀性溶液中相对低的溶解度，因而不能使燃料液相中的
初始BH4-浓度如硼氢化钠的情况下那样高，因此更难获得高电
流。另一方面，消耗的燃料(包含偏硼酸钾)不表现出任何由氧 化产物沉淀引起的重大问题。
有利的是可获得用于液体燃料电池的燃料，该燃料允许在 燃料液相中理想的高氢化物浓度并提供高能量密度和/或其他 优点而不引起问题如所使用的氩化物的阳极氧化产物从燃料的 液相中过早沉淀和/或对该燃料电池的组件损害。
发明内容
本发明提供用于液体燃料电池的含氢化物的燃料组合物。 该组合物包含^5咸性液相和至少第 一 氢化物化合物和第二氬化物 化合物。第 一 氢化物化合物在液相中的溶解度高于第二氢化物 化合物在液相中的溶解度，并且第一氬化物化合物的阳极氧化 产物在液相中的溶解度低于第二氢化物化合物的阳极氧化产物 在液相中的溶解度。
在该组合物的一个方面中，第一氲化物化合物和第二氢化
物化合物可以独立地选自金属优选碱和石咸土金属、Zn和Al、铵、 的氢化物、硼氢化物(包括多硼氢化物和氰基硼氢化物)和铝氢 化物，以及烷基胺-BH3配合物，例如选自NaBH4、 KBH4、 LiBH4、 NH4BH4、 Be(BH4)2、 Ca(BH4)2、 Mg(BH4)2、 Zn(BH4)2、 A1(BH4)3 和多硼氢化物例如分子式为MB3H8 、 M2B,oH,。、 MB1C)H3、 M2BuHu或M2B2oH！8，其中M二Li、 Na、 K、 NH4、 Be1/2、 Ca1/2、 Mg1/2、 Zn,2或Al〃3的化合物、(CH3)2NHBH3、 NaCNBH3、 LiH、
NaH、 KH、 CaH2、 BeH2、 MgH2、 NaAlH4、 LiAlH》KAlH4。
另 一方面中，第一氢化物化合物和/或第二氢化物化合物可 以选自硼氢化物，例如选自石咸和i威土金属的硼氢化物。例如， 第 一 氢化物化合物和/或第二氢化物化合物可以选自NaBH4和 KBH4。
在该组合物的另一方面中，第一氢化物化合物和第二氢化 物化合物的摩尔比可以为约95:5至约5:95,例如约90:10至约 10:90、约80:20至约20:80、约75:25至约25:75或约60:40至约 40:60。
在又一方面中，该组合物可以包含氢化物化合物，其总浓 度为至少约0.5摩尔每升组合物，例如总浓度为至少约l摩尔每 升组合物、至少约2摩尔每升组合物、至少3摩尔每升组合物、 至少约4摩尔每升组合物或至少约5摩尔每升组合物。当然，如 果要提供浓缩物，该氲化物化合物的浓度可以高达例如至少约6 摩尔每升组合物、至少约8摩尔每升组合物或至少约10摩尔每升 组合物。
在再一方面中，该组合物的液相可以包含氢氧离子。通过 非限定性的实例，该氢氧离子可以以至少约0.01摩尔每升，例 如至少约0.05摩尔每升、至少约0.1摩尔每升、至少约0.5摩尔每 升、至少约l摩尔每升、至少约1.5摩尔每升、至少约2摩尔每升、 至少约3摩尔每升、至少约4摩尔每升或至少约5摩尔每升的浓度 和/或以不高于约7摩尔每升液相的浓度存在。尤其，如果要提 供浓缩物，该氲氧离子浓度甚至可以更高，例如高达约14摩尔 每升，例如约12摩尔每升。
在另一方面，该液相可以包含溶于其中的至少一种氢氧离 子提供化合物，所述氬氧离子提供化合物选自碱金属、碱土金 属、Zn和Al的氢氧化物以及选自氢氧化铵，例如选自LiOH、 NaOH、 KOH、 RbOH、 CsOH、 Ca(OH)" Mg(OH)2、 Ba(OH)2、 Zn(OH)2、 Al(OH)3和NH40H中的一种或多种。例如，该液相可 以包含溶解于其中的NaOH和/或KOH。
在本发明组合物的另一方面中，该液相可以包含至少一种 溶剂，例如至少两种溶剂，其选自水和(优选水可混溶和/或水 可溶)物质，例如选自具有多达约6个碳原子和多达约6个羟基的
(环)脂族醇，C2-4亚烷基二醇，二(C2-4亚烷基二醇)，聚(CM亚烷 基二醇)，C2-4亚烷基二醇、二(C2-4亚烷基二醇)和聚(C2.4亚烷基 二醇)的单-d-4-烷基醚，C2—4亚烷基二醇、二(C2—4亚烷基二醇) 和聚(C2-4亚烷基二醇)的二 -d-4-烷基醚，环氧乙烷/环氧丙烷嵌 段共聚物，乙氧基化脂族多元醇，丙氧基化脂族多元醇，乙氧 基化和丙氧基化脂族多元醇，具有多达约6个碳原子的脂族醚，
具有多达约6个碳原子的脂族酮，具有多达约6个碳原子的脂族
醛，d.4链烷(脂肪)酸的Cw烷基酯和具有总共多达约10个碳原
子的伯、仲和^又脂族胺。通过非限定性的实例，该液相可以包
含水、曱醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、二甘醇、1,2,4-
丁三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨醇(或其它任何糖醇)、 甘油、丙酮、甲乙酮、二乙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、二噁烷、 四氢呋喃、二甘醇二甲醚、三甘醇二曱醚、单乙醇胺、二乙醇 胺、三乙醇胺、单丙醇胺、二丙醇胺和三丙醇胺的一种或多种。 在另一方面，该液相可以单独包含水，或包含水与一种或
多种选自以下的物质的组合具有多达约6个碳原子和多达约6
个羟基的(环)脂族醇，C2-4亚烷基二醇，二(C2.4亚烷基二醇)， 聚(C2-4亚烷基二醇)，Cw亚烷基二醇、二(C2 — 4亚烷基二醇)和聚 (C2-4亚烷基二醇)的单-d-4-烷基醚，C2-4亚烷基二醇、二(C2-4亚 烷基二醇)和聚(C2-4亚烷基二醇)的二-d-4-烷基醚，环氧乙烷/ 环氧丙烷嵌段共聚物，乙氧基化脂族多元醇，丙氧基化脂族多
元醇，乙氧基化和丙氧基化脂族多元醇，具有多达约6个碳原子 的脂族醚，具有多达约6个碳原子的脂族酮，具有多达约6个碳 原子的脂族醛，d.4链烷(脂肪)酸的C,(烷基酯和具有总共多达 约10个碳原子的伯、仲和叔脂族胺。
在另一方面中，本发明的组合物可以包含两种氢化物化合 物。在再一方面中，其可以包含至少三种氢化物化合物。
本发明还提供用于液体燃料电池的含氢化物的燃料组合 物，该组合物包含碱性液相和至少第 一 氢化物化合物和第二氢 化物化合物。第一氬化物化合物在液相中的溶解度高于第二氬 化物化合物在液相中的溶解度，并且第 一 氢化物化合物的阳极 氧化产物在液相中的溶解度低于第二氢化物化合物的阳极氧化 产物在液相中的溶解度。该碱性液相进一步具有至少0.5摩尔每 升的氢氧离子浓度并且包含溶于其中的下列物质的 一 种或多 种LiOH、 NaOH、 KOH、 RbOH、 CsOH、 Ca(OH)2、 Mg(OH)2、 Ba(OH)2、 Zn(OH)2、 Al(OH)3和NH40H。该第一氬化物化合物 和第二氢化物化合物独立地选自NaBH4 、 KBH4 、 LiBH4 、 NH4BH4、 Be(BH4)2、 Ca(BH4)2、 Mg(BH4)2、 Zn(BH4)2、 A1(BH4)3、 多硼氬化物、(CH3)2NHBH3、 NaCNBH3、 LiH、 NaH、 KH、 CaH2、 BeH2、 MgH2、 NaAlH4、 LiA旧4和KA旧4。
在该组合物的一个方面中，第一氢化物化合物和第二氢化 物化合物可以独立地选自NaBH4、 KBH4、 LiBH4、 Be(BH4)2、 NH4BH4、多硼氢化物、Ca(BH4)2、 Mg(BH4)2、 Zn(BH4)2、 A1(BH4)3 、 (CH3)2NHBH4pNaCNBH3。例如，第一氬化物化合物和第二氢 化物化合物可以为NaBH4和KBH4。
在另一方面中，第一氢化物化合物和第二氢化物化合物的 摩尔比可以为约95:5至约5:95,例如约75:25至约25:75。
在又一方面中，该组合物可以包含氢化物化合物，其总浓
度为至少约0.5摩尔每升组合物，例如总浓度为至少约l摩尔每 升组合物、至少约2摩尔每升组合物或至少约3摩尔每升组合物。在该组合物的再一方面中，该液相中的氢氧离子浓度可以 为至少约l摩尔每升，例如至少约1.5摩尔每升、至少约2摩尔每 升、至少约3摩尔每升、至少约4摩尔每升或至少约5摩尔每升和 /或可以不高于约7摩尔每升。在该组合物的另 一 方面，该液相可以包含溶于其中的 NaOH和/或KOH。在另一方面，该液相可以包含至少一种，例如至少两种选 自下列的溶剂水，具有多达约6个碳原子和多达约6个羟基的(环)脂族醇，C2-4亚烷基二醇，二(C24亚烷基二醇)，聚(C2—4亚烷 基二醇)，C2-4亚烷基二醇、二(C2-4亚烷基二醇)和聚(C2.4亚烷基 二醇)的单-d-4-烷基醚，C2.4亚烷基二醇、二(C2-4亚烷基二醇) 和聚(C24亚烷基二醇)的二 -d-4-烷基醚，环氧乙烷/环氧丙烷嵌 段共聚物，乙氧基化脂族多元醇，丙氧基化脂族多元醇，乙氧 基化和丙氧基化脂族多元醇，具有多达约6个碳原子的脂族醚， 具有多达约6个碳原子的脂族酮，具有多达约6个碳原子的脂族 醛，d-4链烷(脂肪)酸的C,—4-烷基酯和具有总共多达约IO个碳原 子的伯、仲和A又脂族胺。例如，该液相可以包含水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、二甘醇、1，2，4-丁三醇、三羟曱基丙烷、季戊四醇、山梨醇、甘油、丙酮、曱乙酮、二乙酮、乙 酸甲酯、乙酸乙酯、二噁烷、四氩呋喃、二甘醇二曱醚、三甘 醇二甲醚、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单丙醇胺、二丙 醇胺和三丙醇胺的一种或多种。在另 一 方面中，该液相可以包含水。例如，该液相可以包含水和以下物质的一种或多种曱醇、乙醇、丙醇、异丙醇、 乙二醇、二甘醇、1，2，4-丁三醇、三羟曱基丙烷、季戊四醇、山
梨醇、甘油、丙酮、曱乙酮、二乙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、 二噁烷、四氢呋喃、二甘醇二曱醚、三甘醇二甲醚、单乙醇胺、 二乙醇胺、三乙醇胺、单丙醇胺、二丙醇胺和三丙醇胺。本发明还提供在用于液体燃料电池的燃料中使用的含氩化 物的混合物，该混合物包含至少第 一 氢化物化合物和第二氬化物化合物，其化合物独立地选自碱和》咸土金属、Zn、 Al、铵和 二烷基胺的氩化物、硼氢化物(包括多硼氢化物和氰基硼氢化物) 和铝氢化物，并且其中第一氢化物化合物和第二氢化物化合物 的比例为约95:5至约5:95。在该混合物的 一个方面中，氢化物化合物的摩尔比可以为 约80:20至约20:80。在该混合物的另 一 方面中，第 一 氢化物化合物和第二氢化 物化合物可以独立地选自NaBH4、 KBH4、 LiBH4、 Be(BH4)2、 NH4BH4、多硼氢化物、Ca(BH4)2、 Mg(BH4)2、 Zn(BH4)2、 A1(BH4)3 、 (CH3)2NHBH^0NaCNBH3。例如，第 一氢化物化合物和/或第二 氬化物化合物可以选自硼氲化物，如碱和石咸土金属的硼氢化物。 特别是，第 一 氲化物化合物和/或第二氢化物化合物可以为 NaBH》KBH4。本发明还提供用于直接液体燃料电池的含氬化物的燃料组 合物，该组合物包含至少两种不同的氢化物化合物。选择该至 少两种不同的氢化物化合物，以致在其它方面相同的条件下， 与以等同于该至少两种不同氢化物化合物总摩尔量的摩尔量仅 包含这些不同氲化物化合物之一的其它方面相同的燃料组合物 相比，该组合物提供更高的燃料效率。换句话说，存在协同作 用。在该组合物的一方面，该至少两种不同氢化物化合物的第 一氢化物化合物与该至少两种不同氬化物化合物的第二氢化物
化合物相比，可以具有更高的在该液体燃料液相中的溶解度， 并且第一氩化物化合物的阳极氧化产物与第二氢化物化合物的 阳极氧化产物相比，可以具有较低的在该液体燃料液相中的溶 解度。在另一方面中，第一氢化物化合物和第二氢化物化合物可以独立地选自碱和石咸土金属、Zn、 Al、铵和二烷基胺的氬化物、 硼氢化物(包括多硼氢化物)和铝氢化物，例如选自NaBH4 、 KBH4、 UBH4、 Be(BH4)2、 NH4BH4、多硼氩化物、Ca(BH4)2、 Mg(BH4)2、 Zn(BH4)2、 A1(BH4)3 、 (CH3)2NHBH;^NaCNBH3 。 例如，第一氩化物化合物和/或第二氬化物化合物可以选自硼氲 化物，如选自碱和碱土金属的硼氢化物。特别是，第一氢化物 化合物和第二氬化物化合物的至少之 一 可以为N aB H 4和K B H 4 。在又一方面中，第一氢化物化合物和第二氩化物化合物的 摩尔比可以为约95:5至约5:95,例如约90:10至约10:90、约80:20 至约20:80、约75:25至约25:75或约60:40至约40:60。本发明还提供提高用于直接液体燃料电池的含氢化物化合 物的液体燃冲牛组合物的燃料效率的方法，其中该方法包含在液 体燃料中采用至少两种不同氢化物化合物，选择该至少两种不 同氢化物化合物，以致包含这些不同氢化物化合物的燃料与以 等同于该至少两种不同氢化物化合物总摩尔量的摩尔量仅包含 这些氢化物化合物之一的燃料可获得的效率相比，具有更高的 效率。在该方法的一个方面中，该至少两种不同氢化物化合物的 第 一 氬化物化合物与该至少两种不同氢化物化合物的第二氲化 物化合物相比，可以具有更高的在燃料组合物液相中的溶解度， 并且第 一 氢化物化合物的阳极氧化产物与第二氢化物化合物的 阳极氧化产物相比可以具有更低的在燃度。在该方法的另 一方面，第一氢化物化合物和第二氢化物化合物可以独立地选自碱和碱土金属、Zn、 Al、铵和二烷基胺的 氢化物、硼氢化物和铝氢化物，例如选自NaBH4、 KBH4、 LiBH4、 Be(BH4)2 、 NH4BH4、多硼氢化物、Ca(BH4)2 、 Mg(BH4)2 、 Zn(BH4)2 、 A1(BH4)3、 (CH3)2NHBH^。NaCNBH3。例如，该第一氢化物化 合物和/或第二氢化物化合物可以独立地选自硼氲化物，例如选 自碱和碱土金属的硼氩化物。特别是，第一氢化物化合物和/ 或第二氬化物化合物可以为NaBH4或KBH4 。在本发明的又一方面中，第一氢化物化合物和第二氢化物 化合物的摩尔比可以为约95:5至约5:95 ,例如约90:10至约 10:90、约80:20至约20:80、约75:25至约25:75或约60:40至约 40:60。本发明还提供用于液体燃料电池的含氢化物的燃料组合 物，该组合物包含石咸性液相和一种或多种氢化物化合物。该一 种或多种氮化物化合物以至少约0.5摩尔每升液相的总浓度溶 解在该液相中(例如在约室温下)，并且该 一 种或多种氬化物化 合物的阳才及氧化产物在液相中在约室温(例如在2 5 ° C)下的溶解 度使得约8 0摩尔％的 一 种或多种氢化物化合物阳极氧化后基本 无氧化产物沉淀(在约室温下)。此处和所附的权利要求中使用 的"基本无沉淀"意指少于约10%,优选少于约5%,例如少于约 1%的形成的阳极氧化产物以不溶形式存在。在该组合物的一个方面中，在该一种或多种氢化物化合物 的约90摩尔％阳极氧化后，甚至约95摩尔％阳极氧化后基本无 氧化产物沉淀和/或该 一 种或多种氢化物化合物可以以总浓度 至少约l摩尔每升，例如以总浓度至少约2摩尔每升或至少约3 摩尔每升溶解在该液相中。
在本发明组合物的另 一方面中，该一种或多种氢化物化合物可以独立地选自碱和碱土金属、Zn、 Al、铵和二烷基胺的氩 化物、硼氢化物和铝氢化物，例如选自NaBH4、 KBH4、 LiBH4、 Be(BH4)2、 NH4BH4、多硼氢化物、Ca(BH4)2 、 Mg(BH4)2、 Zn(BH4)2、 A1(BH4)3、 (CH3)2NHBH3和NaCNBH3。特别是，该一种或多种 氢化物可以选自(多)硼氢化物，例如选自碱和石咸土金属的硼氬 化物。例如，该一种或多种氢化物化合物的至少一种可以选自 NaBH*KBH4。在本发明组合物的又一方面中，该一种或多种氢化物化合 物可以至少包含第一氳化物化合物和第二氢化物化合物，并且 该第一氢化物化合物在液相中的溶解度可以高于该第二氲化物 化合物在该液相中的溶解度，该第 一氢化物化合物的阳极氧化 产物在该液相中的溶解度可以低于该第二氢化物化合物的阳极 氧化产物在该液相中的溶解度。在一方面中，第一氢化物化合物和第二氢化物化合物的摩 尔比可以为约95:5至约5:95,例如约90:10至约10:90、约80:20 至约20:80、约75:25至约25:75或约60:40至约40:60。在该组合物的再一方面中，该液相可以以浓度为至少约1 摩尔每升，例如以浓度至少约1.5摩尔每升、至少约2摩尔每升 和/或以浓度不高于约7摩尔每升包含氲氧离子。在又一方面，该液相可以包含溶于其中的至少一种氢氧离 子提供化合物，所述氢氧离子提供化合物选自碱金属、碱土金 属、Al和Zn的氲氧化物以及选自氢氧化铵，例如LiOH、 NaOH、 KOH、 RbOH、 CsOH、 Ca(OH)2、 Mg(OH)2、 Ba(OH)2、 Zn(OH)2、 Al(OH)3和NH40H。特别是，该液相可以包含溶解于其中的 NaOH和/或KOH。在该组合物的再一方面，该液相可以包含下列的至少之一 (例如，至少之二)水，具有多达约6个碳原子和多达约6个羟基的(环)脂族醇，C2"亚烷基二醇，二(C2.4亚烷基二醇)，聚(C2-4 亚烷基二醇)，C2"亚烷基二醇、二(C2-4亚烷基二醇)和聚(Cw亚 烷基二醇)的单-d-4-烷基醚，C2-4亚烷基二醇、二(C2-4亚烷基二 醇)和聚(C2-4亚烷基二醇)的二 -C i -4-烷基醚，环氧乙烷/环氧丙烷 嵌段共聚物，乙氧基化脂族多元醇，丙氧基化脂族多元醇，乙 氧基化和丙氧基化脂族多元醇，具有多达约6个碳原子的脂族 醚，具有多达约6个碳原子的脂族酮，具有多达约6个碳原子的 脂族醛，CM链烷(脂肪)酸的d.4-烷基酯和具有总共多达约10个碳原子的伯、仲和叔脂族胺，例如下列的至少之一水、曱醇、 乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、二甘醇、1,2,4-丁三醇、三羟曱 基丙烷、季戊四醇、山梨醇、甘油、丙酮、甲乙酮、二乙酮、 乙酸甲酯、乙酸乙酯、二噁烷、四氩吹喃、二甘醇二曱醚、三 甘醇二甲醚、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单丙醇胺、二 丙醇胺和三丙醇胺。在另一方面中，该液相可以单独包含水，或包含水与一种 或多种选自以下的溶剂的组合具有多达约6个碳原子和多达约6个羟基的(环)脂族醇，C2-4亚烷基二醇，二(C2.4亚烷基二醇)， 聚(C^亚烷基二醇)，C2-4亚烷基二醇、二(C2-4亚烷基二醇)和聚 (C2-4亚烷基二醇)的单-d-4-烷基醚，C2-4亚烷基二醇、二(C2.4亚 烷基二醇)和聚(C24亚烷基二醇)的二-d-4-烷基醚，环氧乙烷/ 环氧丙烷嵌段共聚物，乙氧基化脂族多元醇，丙氧基化脂族多 元醇，乙氧基化和丙氧基化脂族多元醇，具有多达约6个碳原子 的脂族醚，具有多达约6个碳原子的脂族酮，具有多达约6个碳 原子的脂族醛，Cw链烷(脂肪)酸的C,.4-烷基酯和具有总共多达 约10个碳原子的伯、仲和叔脂族胺。通过非限定性实例，该液相可以包含水和下列的一种或多种(如两种)曱醇、乙醇、丙
醇、异丙醇、乙二醇、二甘醇、1，2,4-丁三醇、三羟甲基丙烷、 季戊四醇、山梨醇、甘油、丙酮、曱乙酮、二乙酮、乙酸曱酉旨、 乙酸乙酯、二噁烷、四氢呋喃、二甘醇二曱醚、三甘醇二曱醚、 单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单丙醇胺、二丙醇胺和三丙 醇胺，例如水和下列的至少一种曱醇、乙醇、丙醇、异丙醇 和乙二醇。本发明还提供包含本发明的燃料组合物的液体燃料电池， 包括其各个方面。本发明还提供用于(再)充填液体燃料电池的燃料盒，该燃 料盒包含本发明的燃料组合物，包括其各个方面。本发明还提供提高用于直接液体燃料电池的含氢化物化合 物的液体燃料组合物的燃料效率的方法。该方法包含选择一种 或多种氢化物化合物和一种或多种溶剂，以使该一种或多种氢 化物化合物在该一种或多种溶剂中以浓度至少约0.5摩尔每升 (约室温下)可溶，并且在约80摩尔％该一种或多种氢化物化合物 阳极氧化后，基本上所有形成的阳极氧化产物在该一种或多种 溶剂中可溶(约室温下)。在该方法的一个方面中，该一种或多种氬化物化合物可以 至少包含第一氢化物化合物和第二氢化物化合物，并且该第一 氢化物化合物在该一种或多种溶剂中的溶解度可以高于该第二 氢化物化合物在该一种或多种溶剂中的溶解度，并且第一氬化 物化合物的阳极氧化产物在该一种或多种溶剂中的溶解度可以 低于该第二氢化物化合物的阳极氧化产物在该一种或多种溶剂 中的溶解度低。本发明还提供提高用于直接液体燃料电池的含氩化物化合 物的液体燃料组合物的燃料效率的方法，该方法包含在燃料组 合物中使用至少两种不同氬化物化合物(例如至少两种不同的 硼氢化物化合物)。选择该至少两种(例如两种、三种或四种)不 同的氩化物化合物，以使包含这些不同的氢化物化合物的燃料 组合物在其它方面相同的条件下，与以等同于该至少两种不同 氲化物化合物总摩尔量的摩尔量仅包含该至少两种不同氢化物 化合物之一 的其它方面相同的燃料组合物相比，具有更高的效 率。在该方法的一个方面，该至少两种不同氢化物化合物中的 第 一 氢化物化合物可以具有比该至少两种不同氢化物化合物中 的第二氢化物化合物更高的在液体燃料组合物液相中的溶解 度，并且第 一 氢化物化合物的阳极氧化产物可以具有比第二氢 化物化合物的阳极氧化产物更低的在该液体燃#+组合物液相中 的溶解度。在该方法的另 一方面中，该至少两种氢化物化合物可以以总浓度至少约l摩尔每升，例如至少约2摩尔每升存在于燃料组 合物的液相中。本发明还提供提高包括含氢化物化合物的液体燃料组合物 的液体燃料电池性能的方法。该方法包含在液体燃料组合物中 使用至少两种不同氩化物化合物(例如两种或多种不同的硼氢 化物化合物)，选择该至少两种不同氢化物化合物，以使包含该 至少两种不同氩化物化合物的燃料组合物在其它方面相同的条 件下，与以等同于该至少两种不同氢化物化合物总摩尔量的摩 尔量仅包含这些氢化物化合物之一的液体燃料组合物相比，对 于该燃料电池的至少 一种结构组件(例如阳极)的化学腐蚀性更 低，并且显示至少相同的效率。根据本发明的 一个方面，用于液体燃料电池的燃料的性能 可以通过提供溶解的(硼)氢化物化合物的相对高的初始浓度并 同时防止大量阳极氧化产物的沉淀，和/或同时防止由过度化学
极的显著损害而优化。至此，本发明利用可以单独或组合使用 的几个基本概念。第 一 个概念包含两种或多种氢化物化合物的 混合物的使用，该两种或多种氢化物化合物在燃料的液态组分 中它们的溶解度不同并且它们的阳极氧化产物的溶解度也不 同，更高可溶性的氢化物化合物提供更小可溶性的氧化产物。 第二个概念包含至少两种不同溶剂的混合物的使用，选择该至 少两种不同溶剂以提供一种或多种氢化物化合物的理想的高溶 解度以及还提供这些一种或多种氢化物化合物的阳极氧化产物 理想的高溶解度。在这种情况下，如果使用超过一种的氢化物 化合物，该氢化物化合物和阳极氧化产物的溶解度可以近似或 不同，只要该溶剂混合物可以在理想的高程度上溶解氬化物化 合物和其阳极氧化产物两者。第三个概念平衡不同(金属)阳离子在燃料(可以是悬浊液)的液相中的浓度，以实现理想的在燃 料的液相中的高(硼)氢化物浓度，同时将燃料的化学腐蚀性保 持在可接受的水平。上述概念的使用也便于燃料浆和/或浓缩液的制备。关于对应的产物，参考2004年1月16日提交的同时待审的美国专利申请 No. 10/757，849(美国专利申请公报No. 2005/0155279 Al)，其全 部公开在此引入以作参考。关于生产相应的产物的方法，参考 与此同时提交的标题为"生产用于燃料电池的燃料分散体的方 法(Method of Producing Fuel Dispersion for a Fuel Cell)，，的美国 !峰日于申i貪(Attorney Docket No. P28866),其全吾卩乂>开在^t匕力口入 以作参考。如上所述，燃料"效率"可以通过使用各种参数，例如可以 获得的初始电流或每体积单位的电输出进行评价，每一参数在 燃料电池中测定。
用于本发明的氢化物化合物优选可以同样在燃料电池的阳 极被氧化以提供电子的化合物。需要理解的是用于本说明书和 所附的权利要求中的术语"氢化物化合物"广义地使用并包括特别是"简单，，氢化物如NaH、 KH等的化合物，以及包含氢化物复 合离子的化合物如硼氬化物、铝氬化物等。本发明中使用的金 属氢化物的非限定性实例包括碱金属如Li、 Na、 K、 Rb和Cs以 及碱土金属如Be、 Mg、 Ca、 Sr和Ba以及其它金属如Al和Zn、 铵的氢化物、包括氰基硼氢化物和多硼氢化物的硼氢化物以及 铝氢化物和BH3与单、二、三烷基胺的配合物。相应的具体化 合物包括，但不限定于LiBH4、 NaBH4、 KBH4、 NH4BH4、 Be(BH4)2、 Ca(BH4)2、 Mg(BH4)2、 (CH3)3NHBH3 、 NaCNBH3、 LiH、 NaH、 KH、 CaH2、 BeH2、 MgH2、 NaAlH4、 LiAlH^。KAlH4。 也可以使用多硼氢化物。多硼氢化物的非限定性实例是分子式 为MB3Hs、 M2B10H10、 MB10H13、 ^428121112和M2B20H18,其中M 可以为Li、 Na、 K、 NH4、 Be1/2、 Ca1/2、 Mg1/2、 Zn〃2或八11/3(要 考虑到与Ca、 Mg、 Zn和Al締合的分数，这些金属为二价或三 价)的那些。适用于本发明中的多硼氢化物化合物的进一步的实 例公开于例如美国专利申请公报2005/0132640 Al,其全部公开 在此引入以作参考。硼氢化物，特别是NaBH4和KBH4是为了本 发明的目的优选的氢化物的实例。本发明组合物的液相优选包含一种或多种才及性(质子的和/ 或非质子的)溶剂组分。如果该溶剂为纯溶剂，即只有 一 种溶剂， 该溶剂优选为极性的。如果该溶剂为溶剂混合物，即包含一种 或多种(例如两种、三种、四种或甚至更多)单独的溶剂，混合 物组分的至少一种优选为极性的。例如，所有或至少基本上所 有的溶剂组分可以为极性的。本发明中使用的溶剂和溶剂混合 物优选在室温下为液态，并且优选以足以溶解氢化物化合物和
氢氧离子提供化合物的量存在。合适的溶剂组分的非限定性实例包括水、 一元和多元醇(例如曱醇、乙醇、丙醇、异丙醇、 丁醇、甘油、1，2,4-丁三醇、三羟曱基丙烷和季戊四醇)和单-和 聚亚烷基二醇(例如乙二醇、二甘醇、丙二醇和二丙二醇)、一 元和多元羧酸的脂族酯(例如乙酸乙酯、乙酸甲酯、曱酸乙酯和 草酸二乙酯)、脂族酮(例如丙酮、曱乙酮和二乙酮)、脂族醛(例 如乙醛和丙醛)和(环)脂族醚(例如四氢呋喃、二噁烷和一元和多 元醇以及单-和聚亚烷基二醇的部分或全部烷基酯)。优选溶剂 组分为水。其它优选溶剂组分的实例包括一元和多元脂族醇和 (环)脂族醇，例如甲醇和乙醇。如果水存在，其浓度将经常为 至少约10体积％，例如至少约30体积％、至少约50体积％或至少 约70体积％,基于组合溶剂的总体积。用于本发明的组合物中的氢氧离子提供化合物可以是在该 组合物中能够例如通过离解、分解或通过与可以存在于该组合 物中的任何其它化合物(原位)反应或相互作用来提供氲氧离子 的任何化合物。当然，这些化合物必须不在任何显著的程度上 干扰燃料电池的运行，特别是其中发生的电化学反应。通常， 氩氧离子提供化合物将包括至少一种碱金属或碱土金属氬氧化 物和/或氢氧化铵。适当化合物的非限定性具体实例为LiOH、 NaOH、 KOH、 RbOH、 CsOH、 Ca(OH)2、 Mg(OH)2、 Ba(OH)2、 Zn(OH)2、 Al(OH)3和NHUOH。相应的氧化物、碳酸盐和碳酸氢 盐是可用作氬氧离子提供化合物的另外化合物的非限定性实 例。经常使用NaOH和/或KOH。该氬氧离子提供化合物的量明 显依赖于浓缩物中所需的氢氧离子浓度。如果在本发明中使用两种不同的氢化物化合物，这些氬化 物化合物的摩尔比通常在约99:1至约1:99的范围内，特别是在 约95:5至约5:95的范围内。该摩尔比经常不高于约90:10,例如
不高于约80:20,不高于约75:25或不高于约60:40，并且不低于 约10:90,例如不低于约20:80,不低于约25:75或不低于约40:60。 通过非限定性实例，在例如腐蚀性水溶液的情况下，NaBH4和 KBEU的摩尔比为约25:75可以提供特别有利的结果。本领域熟练技术人员将认识到当两种不同的氢化物化合物 例如NaBH4和KBH4以一定的摩尔比使用时，该摩尔比不一定为 这两种化合物存在于燃料液相中的摩尔比，即使两种化合物以 完全溶解的形式存在。这是由于在液相中这些化合物通常以离 解的形式存在的事实。例如，如果在使用氢氧离子提供化合物 例如NaOH的同时，该化合物还以离解的形式存在于液相中， 因此提高液相中相对于钾阳离子的钠阳离子浓度，从而提高相 对于KBH4浓度的NaBH4浓度。同理，如果NaBH4用作唯 一 的硼 氬化物化合物，KOH用作唯一的氢氧离子提供化合物，相应的 溶液不仅包含NaBH4，还包含KBHU。换句话说，如果只使用一 种类型的氬化物化合物(例如只有两种或多种硼氢化物)，相应的相对于比例，即不仅是这些阳离子存在于所使用的氬化物化 合物中的相对比例而确定。优选的，本发明的燃料组合物包含一种或多种氢化物化合 物，其总浓度为至少约0.5摩尔每升组合物(该组合物包括液相 和任选存在的不溶材料的固相)，例如总浓度为至少约l摩尔每 升、至少约2摩尔每升、至少约3摩尔每升、至少约4摩尔每升或 至少约5摩尔每升液相。该浓度甚至可以更高，特别是在燃料浓 縮物的情况下。而且，本发明的燃料组合物的液相优选包含氢氧离子，其 浓度为至少约0.01摩尔每升，例如约0.05摩尔每升、约0.1摩尔 每升、约0.5摩尔每升、至少约l摩尔每升、至少约1.5摩尔每升、 至少约2摩尔每升、至少约3摩尔每升或甚至约6摩尔每升。另一 方面，该氢氧离子浓度优选不高于约8摩尔每升，例如不高于约 7摩尔每升。特别是在燃料浓缩物的情况下，该氢氧离子浓度将 经常高于约7摩尔每升，例如高达约14摩尔每升，或高达约12 摩尔每升。本领域的熟练技术人员将认识到本发明的组合物可以任选 包含各种其它组分，其它组分在燃料中的存在可以是需要的， 至少只要这些其它组分不显著干扰该燃料组合物的预期用途。 通过非限定性实例，该组合物可以包含添加剂，例如稳定剂。 优选的稳定剂包括脂族和芳族胺。
在以下的详细描述中，参考值得注意的多张附图，通过本 发明的示例性实施方案的非限定性实例，进一步描述本发明， 其中图1示出根据实施例1制备的直接硼氢化物-空气燃料电池 的》文电曲线；图2示出根据实施例2制备的直接硼氩化物-空气燃料电池 的放电曲线；图3示出根据实施例3制备的直接硼氢化物-空气燃料电池 的》文电曲线；和图4示出根据实施例4制备的直接硼氢化物-空气燃料电池 的放电曲线。
具体实施方式
此处所示的细节借助实施例并且仅为了本发明实施方案的 说明性讨论，其为了提供认为是最有用和最易于理解本发明原
则和概念方面的描述而展现。在这方面，没有试图显示比基本 理解本发明所必需的内容更详细的本发明的细节，该描述对于 本领域的熟练技术人员如何可在实践中将本发明的几种形式具 体化是显而易见的。 实施例l(比较)制备以下组合物(以重量％表示)的燃料 水 58% KOH 23% KBH4 19%图l示出该燃料在0.6V恒压下在直接硼氢化物-空气燃料电 池(阳极面积-17cm2，燃料体积55cc)中的》丈电曲线。该燃料的 放电能量为13.8Wh/24h。 实施例2制备以下组合物(以重量％)的燃料 水 71% KOH 10% NaOH 7% KBH4 7% NaBH4 5%图2示出该燃料在0.6V恒压下在直接硼氲化物-空气燃料电 池(阳极面积—7cm2,燃料体积55cc)中的》文电曲线。该燃料的 放电能量为16.2Wh/24h。 实施例3制备以下组合物(以重量％)的燃料 水 67% KOH 10% NaOH 7% KBH4 9.5% NaBH4 6.5% 图3示出该燃料在0.6 V恒压下在直接硼氢化物-空气燃料电 池(P曰极面积二17cm2,燃料体积55cc)中的》文电曲线。该燃料的 放电能量为18Wh/24h。 实施例4制备以下组合物(以重量％)的燃料 水 64.9% KOH 14.6% NaOH 3.5% KBH4 14% NaBH4 3%图4示出该燃料在0.6 V恒压下在直接硼氢化物-空气燃料电 池(P日极面积-17cm2，燃料体积55cc)中的放电曲线。该燃料的 放电能量为19.2Wh/24h。注意前述实施例仅为了说明的目的而提供，绝不解释为限 制本发明。尽管本发明已参考示例性的实施方案来描述，应理 解此处已使用的词汇是描述和说明的词汇，不是限制的词汇。 在如目前记载的和修改的所附权利要求书的范围内，可以作出 改变而不脱离本发明在其各方面的范围和精神。尽管本发明已 参考特定的方法、材料和实施方案在此描述，本发明并不意欲 限于此处公开的细节；相反，本发明扩展至所有功能等同的结 构、方法和用途，如在所附的权利要求书的范围内。
权利要求
1. 一种用于液体燃料电池的含氢化物的燃料组合物，其中 该组合物包含碱性液相和至少第 一 氢化物化合物和第二氢化物 化合物，并且其中该第 一氬化物化合物在液相中的溶解度高于 该第二氢化物化合物在液相中的溶解度，该第一氢化物化合物 的阳极氧化产物在该液相中的溶解度低于该第二氢化物化合物 的阳极氧化产物在该液相中的溶解度。
2. 根据权利要求l所述的燃料组合物，其中该第一氩化物 化合物和该第二氢化物化合物独立地选自碱和碱土金属、铵、 Zn和Al的氢化物、硼氢化物和铝氢化物。
3. 根据权利要求1和2任一项所述的燃料组合物，其中该第 一氢化物化合物和该第二氢化物化合物独立地选自NaBH4 、 KBH4、 LiBH4、 NH4BH4 、 Be(BH4)2 、 Ca(BH4)2 、 Mg(BH4)2 、 Zn(BH4)2、 A1(BH4)3、多硼氢化物、(CH3)3NBH3、 NaCNBH3、 LiH、 NaH、 KH、 CaH2、 BeH2、 MgH2、 NaA恥、LiA恥和KA旧4。
4. 根据权利要求3所述的燃料组合物，其中该第一氮化物 化合物和该第二氢化物化合物独立地选自NaBH4 、 KBH4 、 LiBH4、 NH4BH4和分子式为MB3H8 、 M2B1()H10、 MB10H13 、 M2B!2Hn或M2B2oH^，其中M:Li、 Na、 K、 NH4、 Be1/2、 Ca1/2、 Mg1/2、 Zm,2或Ah/3的多硼氲化物。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的燃料组合物，其中该第 一氢化物化合物和该第二氢化物化合物的至少之一选自硼氬化 物和多硼氲化物。
6. 根据权利要求5所述的燃料组合物，其中该第一氬化物 化合物和该第二氢化物化合物选自碱和碱土金属的硼氢化物和 多硼氬化物。
7. 根据权利要求5所述的燃料组合物，其中该第一氬化物 化合物和该第二氲化物化合物的至少之一 为NaBHU或KBH4。
8. 根据权利要求1至7任一项所述的燃料组合物，其中该第 一氢化物化合物和该第二氢化物化合物的摩尔比为约95:5至约 5:95。
9. 权利要求8所述的燃料组合物，其中该摩尔比为约60:40 至约40:60。
10. 根据权利要求1至9任一项所述的燃料组合物，其中该 组合物以至少约0.5摩尔每升组合物的总浓度包含氢化物化合 物。
11. 根据权利要求10所述的燃料组合物，其中该总浓度为 至少约3摩尔每升组合物。
12. 根据权利要求l至ll任一项所述的燃料组合物，其中该 液相包含氢氧离子。
13. 根据权利要求12所述的燃料组合物，其中该液相中的 氢氧离子浓度为至少约0.0l摩尔每升。
14. 根据权利要求13所述的燃料组合物，其中该氢氧离子 浓度为至少约0.1摩尔每升。
15. 根据权利要求1至14任一项所述的燃料组合物，其中该 液相包含至少一种溶解于其中的氢氧离子提供化合物，所述氬 氧离子提供化合物选自碱和碱土金属氢氧化物和氢氧化铵。
16. 根据权利要求1至15任一项所述的燃料组合物，其中该 液相包含溶解于其中的LiOH、 NaOH、 KOH、 RbOH、 CsOH、 Ca(OH)2、 Mg(OH)2、 Ba(OH)2、 Zn(OH)2、 Al(OH)3和NHUOH的 一种或多种。
17. 根据权利要求16所述的燃料组合物，其中该液相包含 溶解于其中的NaOH和KOH的至少 一种。
18. 根据权利要求1至17任一项所述的燃料组合物，其中该 液相包含以下的至少一种水，具有多达约6个碳原子和多达约 6个羟基的(环)脂族醇，C2-4亚烷基二醇，二(C2-4亚烷基二醇)， 聚(C2-4亚烷基二醇)，C2-4亚烷基二醇、二(C2-4亚烷基二醇)或聚 (C2-4亚烷基二醇)的单-d-4-烷基醚，C^4亚烷基二醇、二(C2-4亚 烷基二醇)或聚(C2-4亚烷基二醇)的二-d-4-烷基醚，环氧乙烷/ 环氧丙烷嵌段共聚物，乙氧基化脂族多元醇，丙氧基化脂族多 元醇，乙氧基化和丙氧基化脂族多元醇，具有多达约6个碳原子 的脂族醚，具有多达约6个碳原子的脂族酮，具有多达约6个碳 原子的脂族醛，C i — 4链烷(脂肪)酸的C i _ 4 -烷基酯和具有总共多达 约10个碳原子的伯、仲或叔脂族胺。
19. 才艮据权利要求18所述的燃料组合物，其中该液相包含 水和以下的至少一种具有多达约6个碳原子和多达约6个羟基的脂族醇，C2-4亚烷基二醇，二(C2-4亚烷基二醇)，聚(CM亚烷 基二醇)，C2-4亚烷基二醇、二(C2.4亚烷基二醇)或聚(C2.4亚烷基 二醇)的单-C!-4-烷基醚，C2-4亚烷基二醇、二(C2-4亚烷基二醇) 或聚(C2_4亚烷基二醇)的二 -C M-烷基醚，环氧乙烷/环氧丙烷嵌 段共聚物，乙氧基化和/或丙氧基化脂族多元醇，具有多达约6 个碳原子的脂族醚，具有多达约6个碳原子的脂族酮和具有总共 多达约10个碳原子的伯、仲或叔脂族胺。
20. 根据权利要求1至19任一项所述的燃料组合物，其中该 液相包含水和以下的至少一种甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、 乙二醇、二甘醇、1，2，4-丁三醇、三羟曱基丙烷、季戊四醇、山 梨醇、甘油、丙酮、曱乙酮、二乙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、 二噁烷、四氢呋喃、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、单乙醇胺、 二乙醇胺、三乙醇胺、单丙醇胺、二丙醇胺和三丙醇胺。
21. 根据权利要求1至20任一项所述的燃料组合物，其中该 液相包含水。
22. 根据权利要求21所述的燃料组合物，其中该组合物包 含两种氢化物化合物。
23. —种用于液体燃料电池的含氢化物的燃料组合物，其 中该组合物包含碱性液相和至少第 一 氢化物化合物和第二氢化 物化合物，并且其中该第一氲化物化合物在液相中的溶解度高 于该第二氢化物化合物在该液相中的溶解度，并且该第 一 氢化物化合物的阳极氧化产物在该液相中的溶解度低于该第二氬化 物化合物的阳极氧化产物在该液相中的溶解度，所述义威性液相 具有至少约0.5摩尔/升的氢氧离子浓度并且包含溶解于其中的 LiOH、 NaOH、 KOH、 RbOH、 CsOH、 Ca(OH)2、 Mg(OH)2、 Ba(OH)2、 Zn(OH)2、 Al(OH)3和NH40H中的一种或多种，并且所述第一氢 化物化合物和所述第二氢化物化合物独立地选自NaBH4 、 KBH4、 LiBH4、 NH4BH4、 Be(BH4)2、 Ca(BH4)2 、 Mg(BH4)2 、 Zn(BH4)2、 A1(BH4)3、多硼氢化物、(CH3)2NHBH3、 NaCNBH3、 LiH、 NaH、 KH、 CaH2、 BeH2、 MgH2、 NaAlH4、 LiAlH4和KAlH4。
24. 根据权利要求23所述的燃料组合物，其中该第一氢化 物化合物和该第二氲化物化合物的至少之 一 选自NaBH4和 KBH4。
25. 根据权利要求23和24任一项所述的燃料组合物，其中 第 一氢化物化合物和第二氬化物化合物的摩尔比为约95:5至约 5:95。
26. 根据权利要求23至25任一项所述的燃料组合物，其中 该组合物以至少约l摩尔每升组合物的总浓度包含氢化物化合 物。
27. 根据权利要求23至26任一项所述的燃料组合物，其中 该氢氧离子浓度为至少约l摩尔每升液相。
28. 根据权利要求23至27任一项所述的燃料组合物，其中 该液相中的氢氧离子浓度为不高于约7摩尔每升液相。
29. 根据权利要求23至28任一项所述的燃料组合物，其中 该液相包含溶解于其中的NaOH和KOH的 一 种或多种。
30. 根据权利要求23至29任一项所述的燃料组合物，其中 该液相包含水和以下的至少一种甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、 乙二醇、二甘醇、1,2，4-丁三醇、三羟曱基丙烷、季戊四醇、山 梨醇、甘油、丙酮、甲乙酮、二乙酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、 二噁烷、四氢呋喃、二甘醇二曱醚、三甘醇二曱醚、单乙醇胺、 二乙醇胺、三乙醇胺、单丙醇胺、二丙醇胺和三丙醇胺。
31. —种用于直接液体燃料电池的含氢化物的燃料组合 物，其中该组合物包含至少两种不同氢化物化合物，该至少两 种不同氩化物化合物使该组合物与以等同于该至少两种不同氢 化物化合物总摩尔量的摩尔量仅包含这些不同氢化物化合物之 一的其它方面相同的燃料组合物相比，提供更高的效率。
32. 根据权利要求31所述的组合物，其中该至少两种不同 氢化物化合物的第 一 氬化物化合物与该至少两种不同氬化物化 合物的第二氬化物化合物相比具有更高的在液体燃料液相中的溶解度，并且其中该第一氲化物化合物的阳极氧化产物与该第 二氢化物化合物的阳极氧化产物相比具有更低的在液体燃料液 相中的溶解度。
33. —种液体燃料电池，其包含冲艮据权利要求1至32任一项 所述的燃料组合物。
34. —种用于充填液体燃料电池的燃料盒，其中该燃料盒 包含权利要求1至3 2任 一 项所述的燃料组合物。
35. —种提高用于直接液体燃料电池的含氢化物化合物的 液体燃料组合物的燃料效率的方法，其中该方法包含在燃料组 合物中使用至少两种不同氢化物化合物，选择该至少两种不同 氢化物化合物，以使包含该至少两种不同氢化物化合物的燃料 组合物与以等同于该至少两种不同氢化物化合物总摩尔量的摩 尔量仅包含该至少两种不同氢化物化合物之一 的其它方面相同 的燃料组合物相比，具有更高的效率。
36. 根据权利要求35所述的方法，其中该至少两种不同氢 化物化合物的第 一 氢化物化合物与该至少两种不同氬化物化合 物的第二氢化物化合物相比具有更高的在液体燃料组合物的液 相中的溶解度，并且其中该第 一 氢化物化合物的阳极氧化产物 与该第二氢化物化合物的阳极氧化产物相比，具有更低的在液 体燃料组合物的液相中的溶解度。
37. 根据权利要求35与35任一项所述的方法，其中该至少 两种氢化物化合物以总浓度为至少约l摩尔每升存在于该液相 中。
38. 根据权利要求35至37任一项所述的方法，其中该至少 两种不同氲化物化合物包含至少两种硼氬化物化合物。
39. —种提高包括含氢化物化合物的液体燃料组合物的液 体燃料电池性能的方法，其中该方法包括在液体燃料组合物中 使用至少两种不同氬化物化合物，选择该至少两种不同氩化物 化合物，以使包含该至少两种不同氢化物化合物的燃料组合物 与以等同于该至少两种不同氢化物化合物总摩尔量的摩尔量仅 包含这些氲化物化合物之一的液体燃料组合物相比，对于该燃 料电池的至少一种结构组件的化学腐蚀性更低，并且显示至少 相同的效率。
全文摘要
一种用于液体燃料电池的含氢化物的燃料组合物。该组合物包含碱性液相和至少两种氢化物化合物。该第一氢化物化合物在该液相中的溶解度高于该第二氢化物化合物在该液相中的溶解度，对于其阳极氧化产物则相反。
文档编号C10L1/12GK101146895SQ200680009330
公开日2008年3月19日 申请日期2006年3月21日 优先权日2005年3月22日
发明者亚历山大·史劳克夫, 尤利·卡茨曼, 盖纳蒂·芬克尔斯坦, 艾利克斯·切劳克夫, 马克·金克拉尔 申请人:摩尔能源有限公司