專利名稱：燃料匣及儲氫方法
燃料匣及儲氫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料匣(fuel cartridge)及儲氫方法，且特別涉及一種具有加熱 裝置的燃料匣及使用此燃料匣的儲氫方法。
背景技術(shù)：
能源的開發(fā)與應(yīng)用一直是人類生活不可或缺的條件，但傳統(tǒng)的能源的開發(fā)與應(yīng)用 對環(huán)境的破壞與日俱增。利用燃料電池(fuel cell)技術(shù)產(chǎn)生能源具有高效率、低噪音、無 污染的優(yōu)點，是符合時代趨勢的能源技術(shù)。燃料電池可區(qū)分為多種類型，常見的為質(zhì)子交換膜型燃料電池(protonexchange membrane fuel cell，PEMFC)以及直接甲醇燃料電池(directmethanol fuel cell，DMFC)。 以質(zhì)子交換膜型燃料電池為例，質(zhì)子交換膜型燃料電池的燃料電池模塊是由質(zhì)子交換膜 (proton exchange membrane)及分別設(shè)置于質(zhì)子交換膜兩側(cè)的陰極(cathode)與陽極 (anode)所組成，且陰極與陽極分別暴露在不同的反應(yīng)物中。在質(zhì)子交換膜燃料電池中的陽 極端，氫氣分子會與陽極的觸媒發(fā)生反應(yīng)而生成氫離子(H+)與電子(e_)，其化學(xué)式可以表 示如下2 — 4H++4e_。由陽極反應(yīng)生成的電子經(jīng)由外部電路往陰極端移動，以提供負載使 用。而陽極反應(yīng)生成的氫離子則會通過質(zhì)子交換膜移動至陰極端，并在陰極側(cè)與氧氣分子 及來自外部電路的電子反應(yīng)，而生成水，其化學(xué)式可以表示如下4礦+如_+02 —鞏0。因此， PEMFC的總化學(xué)反應(yīng)式可以表示如下2 + — 2H20。由上述可知，質(zhì)子交換膜型燃料電池中陽極的燃料為氫氣。因此，在燃料電池系統(tǒng) 中，氫氣的產(chǎn)生及攜帶是相當(dāng)重要的課題。傳統(tǒng)的攜氫方式是利用氫氣鋼瓶、金屬儲氫罐、 石化燃料轉(zhuǎn)質(zhì)產(chǎn)生氫氣等方式，其體積龐大且系統(tǒng)復(fù)雜，因而難以應(yīng)用。而且，陽極的氫氣 反應(yīng)時的流率需要恒定，必須利用復(fù)雜的閥件及泵去做控制。因此，儲存的氫氣通常是由泵 及流量控制閥輸送至陽極流道中，造成系統(tǒng)必要的主動件太多，不易小型化且不易降低成 本?，F(xiàn)今的燃料電池系統(tǒng)中所采用的燃料匣主要是用以提供燃料電池產(chǎn)生電力所需 的氫氣。一般而言，傳統(tǒng)燃料匣大多采用一次性反應(yīng)的硼基化合物儲氫技術(shù)，并加水使其產(chǎn) 生化學(xué)反應(yīng)以不斷地產(chǎn)生氫氣給燃料電池。然而，由于傳統(tǒng)燃料匣的設(shè)計僅具有一個大型 腔體，且硼基化合物儲氫技術(shù)應(yīng)用在此類燃料匣內(nèi)所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)為一次性反應(yīng)。所以， 氫氣會被不斷地產(chǎn)生，直至硼氫化鈉(NaBH4)燃料與水(H2O)的化學(xué)反應(yīng)完全反應(yīng)完成才會 停止。由此可知，一次性反應(yīng)的燃料匣會持續(xù)提供氫氣給燃料電池，從而造成氫氣及電力的 浪費，以至于燃料匣所提供的氫氣無法被充分的利用。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種燃料匣及儲氫方法，可以主動控制燃料匣內(nèi)所產(chǎn)生的氫氣量，并 達到高的氫氣儲存率。本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所揭露的技術(shù)特征中得到進一步的了解。
為達上述之一或部份或全部目的或是其它目的，本發(fā)明的一個實施例提供一種燃 料匣，其包括多個反應(yīng)單元。各反應(yīng)單元包括第一反應(yīng)物、第二反應(yīng)物以及加熱裝置。第一 反應(yīng)物與第二反應(yīng)物為分離配置。加熱裝置用以使分離配置的第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物接 觸而產(chǎn)生氫氣。本發(fā)明的另一實施例提供一種儲氫方法，包括下列步驟。提供燃料電池系統(tǒng)，其包 括燃料電池堆及燃料匣。燃料閘具有多個反應(yīng)單元，各反應(yīng)單元包括第一反應(yīng)物、第二反應(yīng) 物及加熱裝置，其中第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物為分離配置。偵測燃料電池堆的電量，當(dāng)燃料 電池堆的電量不足時，依據(jù)燃料電池堆所耗損的電量進行第一產(chǎn)氫反應(yīng)。第一產(chǎn)氫反應(yīng)包 括控制至少一反應(yīng)單元中的加熱裝置以進行加熱，由此使此至少一反應(yīng)單元中的第一反應(yīng) 物與第二反應(yīng)物接觸而發(fā)生反應(yīng)，而產(chǎn)生適量的氫氣。然后將反應(yīng)產(chǎn)生的適量氫氣供給至 燃料電池堆?；谏鲜觯诒景l(fā)明的實施例中至少具有以下其中一個優(yōu)點，由于燃料匣中具有 多個反應(yīng)單元，且反應(yīng)單元中的第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物是分離配置的。當(dāng)偵測到燃料電 池堆的電量不足時，可以依據(jù)燃料電池堆所耗損的電量，并啟動一個或多個反應(yīng)單元中的 加熱裝置以進行加熱，使得此一個或多個反應(yīng)單元中分離的第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物能 夠接觸而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生適量的氫氣給燃料電池堆使用。也即，本發(fā)明的實施例可以 分段使第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物進行反應(yīng)來提供氫氣，而非一次性反應(yīng)以避免造成氫氣的 浪費。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉多個實施例，并結(jié)合附圖， 作詳細說明如下。
具體實施方式有關(guān)本發(fā)明的前述及其它技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合參考附圖的多個實 施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而非用 來限制本發(fā)明。圖1是依照本發(fā)明的一個實施例的燃料電池系統(tǒng)的配置示意圖。圖2是依照本發(fā) 明的一個實施例的儲氫方法的流程示意圖。請同時參照圖1及圖2，本發(fā)明實施例的儲氫方法是先提供燃料電池系統(tǒng)100(步 驟S200)。燃料電池系統(tǒng)100包括燃料電池堆102以及燃料匣104。燃料電池堆102連接 燃料匣104，并使用燃料匣104提供的氫氣以產(chǎn)生電力。燃料電池堆102例如是質(zhì)子交換膜 型燃料電池，但本發(fā)明并不限于此。燃料匣104包括多個反應(yīng)單元108及氫氣流道110。每一個反應(yīng)單元108中包括 第一反應(yīng)物、第二反應(yīng)物以及加熱裝置112，其中第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物為分離配置。加 熱裝置112例如是電阻或電熱絲。各加熱裝置112例如是通過加熱使得對應(yīng)的反應(yīng)單元 108中分離的第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物能夠接觸，因而發(fā)生反應(yīng)以產(chǎn)生氫氣。承上述，第一反應(yīng)物包括化學(xué)儲氫材料，其例如是制備成固態(tài)燃料(solid fuel) 的形式。在一實施例中，化學(xué)儲氫材料是選自于由金屬、金屬氫化物、硼氫化物、鋁氫化物、 碳氫化物及銨基氫化物所組成的群組，其中化學(xué)儲氫材料可含有IA族、IIA族或IIIA族的金屬元素。舉例而言，上述的化學(xué)儲氫材料可以為鎂(Mg)、鋁(Al)、鈉(Na)、鋰(Li)、鈣 (Ca)、氫化鈣(CaH2)、氫化鎂(MgH2)、氫化鋰(LiH)、氫化鋁(AlH3)、氫化鈹(BeH2)、氫化鈉 (NaH)、鋁氫化鋰(LiAlH4)、硼氫化鋰(LiBH4)、硼氫化鈉(NaBH4)等，但并不以此為限。第二 反應(yīng)物包括含氫的反應(yīng)物，例如水(H2O),且其可以是液態(tài)水或固態(tài)水。上述的固態(tài)水例如 是使用具有強大吸水功能的超吸水材，并使此超吸水材吸附材料本身重量的10倍至300倍 重的水。此外，在第一反應(yīng)物中例如是預(yù)先攪拌有觸媒。如此一來，當(dāng)各反應(yīng)單元108所對 應(yīng)的加熱裝置112通過加熱使分離的第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物接觸之后，即能夠發(fā)生反應(yīng) 而產(chǎn)生氫氣。在每一個反應(yīng)單元108中具有固定量的第一反應(yīng)物以及固定量的第二反應(yīng) 物，以在進行反應(yīng)時可以反應(yīng)完全，而達到高氫氣儲存率。在各反應(yīng)單元108中，第一反應(yīng) 物與第二反應(yīng)物的莫耳比可以是約介于1 2至1 6之間。當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)物與第二反應(yīng)物 進行反應(yīng)時，各反應(yīng)單元108中的反應(yīng)溫度例如是約介于室溫至150°C之間。燃料閘104還包括外部控制電路106。外部控制電路106連接燃料閘104，以選擇 性地控制至少一個反應(yīng)單元108中的加熱裝置112通電并進行加熱。外部控制電路106可 包括微控制器(micro controller unit，MCU)、控制開關(guān)及連接燃料閘104的接口。在一 實施例中，燃料閘104可具有與外部控制電路106連接的接口 114，此接口 114例如是金手 指或連接器(connector)等。各反應(yīng)單元108中的加熱裝置112則會分別電性連接于上述 連接外部控制電路106的接口 114上，而使外部控制電路106可以分別控制一個或多個預(yù) 進行產(chǎn)氫反應(yīng)的反應(yīng)單元108中的加熱裝置112。之后，偵測燃料電池堆102的電量(步驟S210)。當(dāng)偵測到燃料電池堆102的電量 不足時，依據(jù)燃料電池堆102所耗損的電量進行產(chǎn)氫反應(yīng)。產(chǎn)氫反應(yīng)是通過外部控制電路 106控制一個或多個反應(yīng)單元108中的加熱裝置112以進行加熱(步驟S220)。在一實施 例中，當(dāng)控制多個反應(yīng)單元108中的加熱裝置112進行加熱時，進行反應(yīng)的各反應(yīng)單元108 互不相鄰。通過加熱使得對應(yīng)的反應(yīng)單元108中分離的第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物接觸而發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生氫氣。接著，經(jīng)由氫氣流道110將反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣供給至燃料電池堆 102(步驟 S230)。此外，在一實施例中，在完成步驟S230提供氫氣給燃料電池堆102之后，還可以重 復(fù)進行步驟S210至步驟S230這個循環(huán)，以持續(xù)監(jiān)測燃料電池堆102的電量，并根據(jù)燃料電 池堆102再次耗損的電量進行另一次產(chǎn)氫反應(yīng)。另一次產(chǎn)氫反應(yīng)可以根據(jù)燃料電池堆102 再次耗損的電量，并通過外部控制電路106的控制使另外的一個或多個反應(yīng)單元108中的 加熱裝置112進行加熱，以產(chǎn)生適量的氫氣。值得一提的是，在另一次產(chǎn)氫反應(yīng)中進行反應(yīng) 的反應(yīng)單元108與在前述產(chǎn)氫反應(yīng)中進行反應(yīng)的反應(yīng)單元108不相同且互不相鄰。也就是 說，在依序進行的兩次產(chǎn)氫反應(yīng)中，進行前后兩次產(chǎn)氫反應(yīng)的各反應(yīng)單元108不會相鄰，以 避免反應(yīng)時上升的溫度傳導(dǎo)至周圍，而影響反應(yīng)效率。在此說明的是，由于燃料匣104中具有多個反應(yīng)單元108，且可以利用外部控制電 路106分別控制一個或多個預(yù)進行產(chǎn)氫反應(yīng)的反應(yīng)單元108中的加熱裝置112。當(dāng)燃料電 池堆102的總電量消耗已達默認值時，可以根據(jù)燃料電池堆102所消耗的電量來控制加熱 裝置112，以使第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣給燃料電池堆102使用。如此一 來，即可確保燃料匣內(nèi)每一反應(yīng)單元108所產(chǎn)生的氫氣充分地被燃料電池堆102所使用，而不會造成氫氣的浪費。接下來，進一步利用上視圖及剖面圖的方式來說明本發(fā)明實施例的燃料閘。須注 意的是，以下實施例所述的燃料閘的結(jié)構(gòu)配置主要是為了使熟習(xí)此項技術(shù)者能夠據(jù)以實 施，但并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明實施例的燃料閘的結(jié)構(gòu)配置只要是利用加熱裝 置使分離配置的第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物接觸而產(chǎn)生氫氣即可，所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常 知識者當(dāng)可知其變化及應(yīng)用，而不限于下述實施例所述。此外，在下述實施例中，第一反應(yīng) 物、第二反應(yīng)物及加熱裝置主要是類似于上述實施例所述，故在此省略其詳細說明。圖3A是依照本發(fā)明的一個實施例的燃料閘的上視示意圖。圖:3B至圖3C是燃料 閘作動時沿著圖3A的線段I-I'的剖面示意圖。請同時參照圖3A與圖:3B，燃料匣300包括多個反應(yīng)單元302。多個反應(yīng)單元302 的配置方式可以是如圖3A所示的數(shù)組排列，或者是與隔離材(未繪示)交替間隔排列。也 就是說，在相鄰的反應(yīng)單元302之間可以配置有隔離材，以避免反應(yīng)時上升的溫度傳導(dǎo)至 周圍的反應(yīng)單元302。而且，反應(yīng)單元302的數(shù)量并不限于圖示中所繪示的數(shù)量，可視需求 徑行調(diào)整。各反應(yīng)單元302包括第一反應(yīng)物304、第二反應(yīng)物306以及加熱裝置308。第一 反應(yīng)物304與第二反應(yīng)物306為分離配置。在每一個反應(yīng)單元302中，第一反應(yīng)物304與 第二反應(yīng)物306例如是具有固定量，以利進行反應(yīng)時可以反應(yīng)完全，達到高氫氣儲存率。加 熱裝置308是用來使反應(yīng)單元302中分離的第一反應(yīng)物304與第二反應(yīng)物306能夠接觸反 應(yīng)而產(chǎn)生氫氣。詳細說明的是，如圖:3B所示，第一反應(yīng)物304與第二反應(yīng)物306例如是隔離配置 于腔體中，且可以利用薄膜310來隔離第一反應(yīng)物304與第二反應(yīng)物306。相鄰的反應(yīng)單 元302的腔體例如是互不連通。也即，相鄰的反應(yīng)單元302各自具有封閉的腔體，且第一反 應(yīng)物304與第二反應(yīng)物306則容納于其中。薄膜310的材料例如是不與第一反應(yīng)物304及 第二反應(yīng)物306發(fā)生反應(yīng)的材料，且薄膜310的材料例如是不含金屬離子。舉例來說，薄膜 310的材料可以是高分子聚合物、蠟?zāi)さ取１∧?10的融點例如是介于40°C至200°C之間。在一實施例中，在第一反應(yīng)物304的周圍還可填充有超吸水材(未繪示)，由于超 吸水材具有強大的吸水能力，因此可有助于防止第二反應(yīng)物306泄漏至燃料電池堆而影響 電池效能。加熱裝置308配置于薄膜310的表面上，以通過加熱將薄膜310融穿形成孔洞，而 使相對應(yīng)的反應(yīng)單元302中的第一反應(yīng)物304與第二反應(yīng)物306通過孔洞接觸，而進行反 應(yīng)產(chǎn)生氫氣。加熱裝置308例如是電阻或電熱絲，因此在加熱裝置308的外表面可選擇性 地包覆保護材料，以防止反應(yīng)物侵入電阻接點。燃料閘300還可包括至少一個施壓結(jié)構(gòu)312以及氫氣流道314。如圖所示，每 一個反應(yīng)單元302的上方例如是對應(yīng)配置有一個施壓結(jié)構(gòu)312。而在多個反應(yīng)單元302的 下方則連通有氫氣流道314，氫氣流道314會連接至燃料電池堆，以將反應(yīng)單元302中所產(chǎn) 生的氫氣供給至燃料電池堆中。請參照圖3C，當(dāng)偵測到燃料電池堆的電量不足時，會依據(jù)燃料電池堆所耗損的電 量，來控制一個或多個反應(yīng)單元302中的加熱裝置308通電加熱。通過使位于薄膜310表 面上的加熱裝置308加熱而融穿薄膜310形成孔洞，使位于薄膜310上方的第二反應(yīng)物306 經(jīng)由孔洞流至第一反應(yīng)物304，因而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生適量的氫氣。在此說明的是，當(dāng)加熱裝置308通過加熱將薄膜310融穿時，施壓結(jié)構(gòu)312可以將第二反應(yīng)物306往第一反應(yīng) 物304推擠，而使其充分反應(yīng)。接著，產(chǎn)生的氫氣可以經(jīng)由下方的氫氣流道314供給至燃料 電池堆。在圖;3B與圖3C所示的實施例中是以將第二反應(yīng)物306配置在第一反應(yīng)物304的 上方為例來進行說明，但本發(fā)明并不限于此。在其它實施例中，第一反應(yīng)物304也可以配置 在第二反應(yīng)物306的上方，并在加熱裝置308通過加熱將薄膜310融穿時，利用施壓結(jié)構(gòu) 312將第一反應(yīng)物304往第二反應(yīng)物306推擠，而使其充分反應(yīng)。圖4與圖5分別是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的剖面示意圖。在圖4與圖 5中，與圖3B、圖3C相同的構(gòu)件則使用相同的標(biāo)號并省略其說明。請參照圖4，在另一實施例中，組成圖4所示的燃料閘400的主要構(gòu)件與組成圖 至圖3C所示的燃料閘300的主要構(gòu)件大致相同，然而兩者之間的差異主要是在于加熱裝置 的配置位置。在圖3B至圖3C中，加熱裝置308是配置在薄膜310的表面上。然而，在圖4 中，加熱裝置308'例如是配置于反應(yīng)單元302的腔體外，并利用線路將加熱裝置308'連 接至薄膜310。因此，在圖4的實施例中，通過控制加熱裝置308'通電加熱而融穿薄膜310 形成孔洞，因而使第一反應(yīng)物304與第二反應(yīng)物306接觸發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生氫氣。請參照圖5，在另一實施例中，組成圖5所示的燃料閘500的主要構(gòu)件與組成圖 至圖3C所示的燃料閘300的主要構(gòu)件大致相同，然而兩者之間的差異主要是在于施壓結(jié)構(gòu) 的配置方式。在圖3B至圖3C中，每一個反應(yīng)單元302的上方是對應(yīng)配置有一個施壓結(jié)構(gòu) 312。然而，在圖5中，施壓結(jié)構(gòu)312'例如是共同配置于多個反應(yīng)單元302的上方。具體而言，在燃料閘500中，每個反應(yīng)單元302'的腔體例如是部分連通。也即，相 鄰的反應(yīng)單元302 ‘的第二反應(yīng)物306例如是共同容納于一個腔體中，而第一反應(yīng)物304則 個別容納于隔離的腔體中。施壓結(jié)構(gòu)312'則是配置在容納多個反應(yīng)單元302'的第二反 應(yīng)物306的腔體上方。因此，在圖5的實施例中，當(dāng)加熱裝置308進行加熱而融穿薄膜310 形成孔洞時，施壓結(jié)構(gòu)312'可以將部分的第二反應(yīng)物306通過孔洞往第一反應(yīng)物304推 擠，以使第二反應(yīng)物306與第一反應(yīng)物304充分反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣。在此說明的是，由于每個 反應(yīng)單元302'的第一反應(yīng)物304是個別容納于隔離的腔體中，因此還是可以依據(jù)燃料電 池堆所需的電量，控制一個或多個反應(yīng)單元302 ‘發(fā)生反應(yīng)，而產(chǎn)生適量的氫氣。值得注意的是，在其它實施例中，用來隔離第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物的薄膜亦可 以設(shè)計為其它構(gòu)形。薄膜例如是具有封閉空間，其中此封閉空間包覆有第一反應(yīng)物或第二 反應(yīng)物，且另一反應(yīng)物則位于封閉空間之外，以下將分別一一說明。為簡化圖示以方便說 明，以下所述的實施例主要是繪示燃料閘中反應(yīng)單元的設(shè)計配置，而省略燃料閘的其它構(gòu) 件。圖6是依照本發(fā)明的一個實施例的燃料閘的剖面示意圖。請參照圖6，燃料匣600包括多個反應(yīng)單元602。各反應(yīng)單元602包括第一反應(yīng)物 604、第二反應(yīng)物606以及加熱裝置608。第一反應(yīng)物604與第二反應(yīng)物606是經(jīng)由薄膜610 而彼此隔離。在此實施例中，第一反應(yīng)物604與第二反應(yīng)物606是配置在同一個腔體中，且 每個薄膜610所形成的封閉空間內(nèi)包覆分別有第一反應(yīng)物604。每個薄膜610的表面上皆 配置有加熱裝置608，以個別通過加熱將薄膜610融穿形成孔洞，而使薄膜610內(nèi)包覆的第 一反應(yīng)物604與薄膜610外的第二反應(yīng)物606通過孔洞接觸，而進行反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。即使多量的第二反應(yīng)物606與多個第一反應(yīng)物604配置在同一個腔體中，由于每個第一反應(yīng)物604皆由薄膜610所包覆，且薄膜610的表面上會分別對應(yīng)配置有加熱裝置 608，因此可以實現(xiàn)選擇性地控制加熱裝置608，而使固定量的第一反應(yīng)物604與第二反應(yīng) 物606反應(yīng)，以產(chǎn)生適量的氫氣。在圖6的實施例中是以薄膜610的封閉空間內(nèi)包覆有第一反應(yīng)物604為例來進行 說明，但在其它實施例中，薄膜610的封閉空間內(nèi)也可以是包覆第二反應(yīng)物606，而第一反 應(yīng)物604則位于封閉空間之外。此外，燃料閘的各反應(yīng)單元還可以包括膠囊，膠囊是配置于薄膜的封閉空間內(nèi)。膠 囊內(nèi)例如是含有第一反應(yīng)物或第二反應(yīng)物，且膠囊內(nèi)與膠囊外的反應(yīng)物不同，以下將利用 剖面圖來分別說明含有膠能的反應(yīng)單元。圖7A至圖7B是依照本發(fā)明的一個實施例的燃料 閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示意圖。請參照圖7A，燃料匣包括多個反應(yīng)單元702。各反應(yīng)單元702包括第一反應(yīng)物704、 第二反應(yīng)物706以及加熱裝置708。第一反應(yīng)物704與第二反應(yīng)物706是經(jīng)由薄膜710而 彼此隔離。薄膜710所形成的封閉空間內(nèi)包覆有第一反應(yīng)物704，且第二反應(yīng)物706配置在 薄膜710所形成的封閉空間外。在此實施例中，反應(yīng)單元702還包括膠囊712，配置于薄膜 710所形成的封閉空間內(nèi)。膠囊712內(nèi)包覆有反應(yīng)物714，其中膠囊712內(nèi)的反應(yīng)物714 與第二反應(yīng)物706的種類可以是相同或不同。也就是說，薄膜710所形成的封閉空間內(nèi)同 時包覆有含有反應(yīng)物714的膠囊712與第一反應(yīng)物704，當(dāng)膠囊712內(nèi)的反應(yīng)物714與第一 反應(yīng)物704接觸時可產(chǎn)生氣體。膠囊712例如是配置在第一反應(yīng)物704的鄰近處。加熱裝 置708配置于膠囊712的表面上。膠囊712的材料例如是與薄膜710的材料相同或類似。 此外，反應(yīng)單元還包括尖狀物716，尖狀物716配置于薄膜710的封閉空間外。請參照圖7B，當(dāng)偵測到燃料電池堆的電量不足時，會依據(jù)燃料電池堆所耗損的電 量，來控制一個或多個反應(yīng)單元702中的加熱裝置708通電加熱。通過使位于膠囊712表 面上的加熱裝置708加熱而融穿膠囊712形成孔洞，使位于膠囊712內(nèi)的反應(yīng)物714經(jīng)由 孔洞流至膠囊外而滲入第一反應(yīng)物704的表面，以反應(yīng)產(chǎn)生氣體，例如氫氣。在此說明的 是，加熱裝置708通過加熱將膠囊712融穿使膠囊內(nèi)的反應(yīng)物714與第一反應(yīng)物704反應(yīng) 產(chǎn)生氣體，隨著氣體的產(chǎn)生量增加會使得薄膜710膨脹。此時，尖狀物716會刺破膨脹的薄 膜710而形成孔洞718，因此位于薄膜710所形成的封閉空間外的第二反應(yīng)物706就會通過 孔洞718而進入至薄膜710所形成的封閉空間內(nèi)，而與第一反應(yīng)物704持續(xù)進行反應(yīng)產(chǎn)生 氫氣。在圖7A至圖7B的實施例中膠囊712內(nèi)所包覆的反應(yīng)物714可相同于第二反應(yīng)物 706，但在另一實施例中，上述的膠囊內(nèi)也可以是包覆第一反應(yīng)物，或是包覆第一反應(yīng)物及 第二反應(yīng)物以外的反應(yīng)物。圖8是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的反應(yīng)單元的剖面示 意圖。請參照圖8，燃料匣包括多個反應(yīng)單元802。各反應(yīng)單元802包括第一反應(yīng)物804、 第二反應(yīng)物806以及加熱裝置808。第一反應(yīng)物804與第二反應(yīng)物806是經(jīng)由薄膜810而 彼此隔離。薄膜810所形成的封閉空間內(nèi)包覆有第二反應(yīng)物806，且第一反應(yīng)物804配置在 薄膜810所形成的封閉空間外。在此實施例中，反應(yīng)單元802還包括膠囊812，配置于薄膜 810所形成的封閉空間內(nèi)。膠囊812內(nèi)包覆有反應(yīng)物814，其中膠囊812內(nèi)的反應(yīng)物814與 第一反應(yīng)物804的種類可以是相同或不同。也就是說，薄膜810所形成的封閉空間內(nèi)同時包覆有含有反應(yīng)物814的膠囊812與第二反應(yīng)物806，且膠囊812例如是配置在第二反應(yīng)物 806的鄰近處。加熱裝置808例如是配置于膠囊812的內(nèi)側(cè)表面上。膠囊812的材料例如 是與薄膜810的材料相同或類似。當(dāng)偵測到燃料電池堆的電量不足時，會依據(jù)燃料電池堆所耗損的電量，來控制一 個或多個反應(yīng)單元802中的加熱裝置808通電加熱。通過使位于膠囊812表面上的加熱裝 置808加熱而融穿膠囊812形成孔洞，因此位于膠囊812外的第二反應(yīng)物806會滲入至膠 囊812內(nèi)而與膠囊812內(nèi)的反應(yīng)物814發(fā)生反應(yīng)以產(chǎn)生氣體，例如氫氣。當(dāng)氣體的產(chǎn)生量 越益增加時，會造成薄膜810脹破或是被薄膜810的封閉空間外的尖狀物(未繪示)刺破 而形成孔洞。因此，位于薄膜810所形成的封閉空間內(nèi)的第二反應(yīng)物806就會滲出至封閉 空間外，而與外側(cè)的第一反應(yīng)物804持續(xù)進行反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。值得一提的是，本發(fā)明除了上述實施例之外，尚具有其它的實施型態(tài)。在上述實施 例中，是利用加熱裝置融穿薄膜或膠囊形成孔洞，而使第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物接觸，但本 發(fā)明不限于此。在其它實施例中，也可以是利用薄膜破壞結(jié)構(gòu)來刺穿薄膜，只要是通過控制 加熱裝置來控制預(yù)進行反應(yīng)的反應(yīng)單元即可，以下將舉例說明。圖9A至圖9B是依照本發(fā)明的一個實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示意 圖。請參照圖9A，燃料匣包括多個反應(yīng)單元902。各反應(yīng)單元902包括第一反應(yīng)物904、 第二反應(yīng)物906以及加熱裝置908。第一反應(yīng)物904與第二反應(yīng)物906是經(jīng)由薄膜910而 彼此隔離。反應(yīng)單元902還包括薄膜破壞結(jié)構(gòu)912，薄膜破壞結(jié)構(gòu)912例如是具有尖狀物 916以刺破薄膜910，而使經(jīng)由薄膜910而隔離的第一反應(yīng)物904與第二反應(yīng)物906接觸。 在一實施例中，薄膜破壞結(jié)構(gòu)912包括配置有尖狀物916的連桿914、連接部918以及彈性 件920。彈性件920連接連桿914，用以施加彈力至連桿914。彈性件920例如是彈簧。連 接部918連接連桿914，以壓縮彈性件920并將連桿914固定于第一位置。在此實施例中， 連接部918是將連桿914固定于側(cè)邊，以將連桿914的一端升起，使連接于連桿914的尖狀 物916位于薄膜910的上方。加熱裝置908例如是配置于連接部918上。連接部918的材 料可以是高分子聚合物、蠟?zāi)さ?。在此實施例中，連接部918例如是塑料繩，但并不限于此。請參照圖9B，當(dāng)偵測到燃料電池堆的電量不足時，會依據(jù)燃料電池堆所耗損的電 量，來控制一個或多個反應(yīng)單元902中的加熱裝置908通電加熱。通過使位于連接部918 ‘ 上的加熱裝置908加熱而融穿連接部918'，使經(jīng)由連接部918'固定的連桿914松脫。此 時，連桿914會受到重力作用而，自第一位置移動至第二位置，使連桿914上的尖狀物916 得以刺破薄膜910。因此，第二反應(yīng)物906可以通過被刺穿的薄膜910而與第一反應(yīng)物904 進行反應(yīng)并產(chǎn)生氫氣。此外，在另一實施例中，用來隔離第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物的薄膜亦可以是設(shè)計 為具有封閉空間。圖IOA至圖IOB是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時 的剖面示意圖。在圖IOA至圖IOB中，與圖9A至圖9B相同的構(gòu)件則使用相同的標(biāo)號并省 略其說明。請參照圖10A，在另一實施例中，組成圖IOA所示的反應(yīng)單元1002的主要構(gòu)件與組 成圖9A所示的反應(yīng)單元902的主要構(gòu)件大致相同，然而兩者之間的差異主要是在于薄膜的 構(gòu)型。在圖IOA中，薄膜1010例如是具有封閉空間，其中此封閉空間內(nèi)包覆有第二反應(yīng)物906。相似地，請參照圖10B，當(dāng)控制位于連接部918上的加熱裝置908進行加熱而融穿 連接部918時，經(jīng)由連接部918'固定的連桿914會松脫并受到重力作用，而驅(qū)使連桿914 自第一位置移動至第二位置。因此，連桿914上的尖狀物916可以刺破薄膜1010，而薄膜 1010所形成的封閉空間所包覆的第二反應(yīng)物906可以通過被刺穿的薄膜1010而與第一反 應(yīng)物904進行反應(yīng)并產(chǎn)生氫氣。圖IlA至圖IlB是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示意圖。請參照圖11A，燃料匣包括多個反應(yīng)單元1102。各反應(yīng)單元1102包括第一反應(yīng)物 1104、第二反應(yīng)物1106以及加熱裝置1108，其中第一反應(yīng)物1104與第二反應(yīng)物1106是分 離配置。反應(yīng)單元1102還包括固定結(jié)構(gòu)1112，且固定結(jié)構(gòu)1112例如是用以使第一反應(yīng)物 1104與第二反應(yīng)物1106分開互不接觸。在一實施例中，固定結(jié)構(gòu)1112包括連接第一反應(yīng) 物1104的連桿1114、連接部1118以及彈性件1120。彈性件1120連接連桿1114，用以施 加彈力至連桿1114。彈性件1120例如是彈簧。連接部1118連接連桿1114，以壓縮彈性件 1120并將連桿1114固定于第一位置。在此實施例中，連接部1118是將連桿1114固定于側(cè) 邊，以將連桿1114的一端升起，使連接于連桿1114下方的第一反應(yīng)物1104不會接觸到第 二反應(yīng)物1106。加熱裝置1108例如是配置于連接部1118上。連接部1118的材料可以是 高分子聚合物、蠟?zāi)?、等。在此實施例中，連接部1118例如是塑料繩，但并不限于此。請參照圖11B，當(dāng)通過使位于連接部1118上的加熱裝置1108加熱而融穿連接部 1118時，經(jīng)由連接部1118'固定的連桿1114會松脫并受到重力作用，驅(qū)使連桿1114自第 一位置移動至第二位置，使連接于連桿1114下方的第一反應(yīng)物1104會落至第二反應(yīng)物 1106中，并進行反應(yīng)以產(chǎn)生氫氣。圖12A至圖12B是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示 意圖。請參照圖12A，燃料匣包括多個反應(yīng)單元1202。各反應(yīng)單元1202包括第一反應(yīng)物 1204、第二反應(yīng)物1206以及加熱裝置1208，其中第一反應(yīng)物1204與第二反應(yīng)物1206是分 離配置。反應(yīng)單元1202還包括固定結(jié)構(gòu)1212，且固定結(jié)構(gòu)1212例如是用以使第一反應(yīng)物 1204與第二反應(yīng)物1206分開互不接觸。在一實施例中，固定結(jié)構(gòu)1212包括連接第一反應(yīng) 物1204的連桿1214、連接部1218以及彈性件1220。彈性件1220連接連桿1214，用以施 加彈力至連桿1214。彈性件1220例如是彈簧。連接部1218連接連桿1214，以壓縮彈性件 1220并將連桿1214固定于第一位置。在此實施例中，是以利用兩個連接部1218連接于連 桿1214的上方而懸吊固定連桿1214為例，但并不以此為限。加熱裝置1208例如是配置于 連接部1218上。連接部1218的材料可以是高分子聚合物、蠟?zāi)さ?。在此實施例中，連接部 1218例如是塑料繩，但并不限于此。在一實施例中，反應(yīng)單元1202還可以包括吸水棉布1222、透氣不透液膜12M及鋁 箔孔12 。吸水棉布1222與透氣不透液膜12M例如是設(shè)置于容納第二反應(yīng)物1206的腔 體內(nèi)，而鋁箔孔12 例如是用以密封容納第二反應(yīng)物1206的腔體。連接連桿1214的第一 反應(yīng)物1204是對應(yīng)懸吊在鋁箔孔12 的上方處，且第一反應(yīng)物1204的外形例如是形成尖 狀物。
請參照圖12B，當(dāng)偵測到燃料電池堆的電量不足時，會依據(jù)燃料電池堆所耗損的 電量，來控制一個或多個反應(yīng)單元1202中的加熱裝置1208通電加熱。通過使位于連接部 1218上的加熱裝置1208加熱而融穿連接部1218，使經(jīng)由連接部1218'固定的連桿1214 松脫。此時，連桿1214會受到重作用，驅(qū)使連桿1214自第一位置移動至第二位置，使連桿 1214上的尖狀第一反應(yīng)物1204得以穿過鋁箔孔12 而與第二反應(yīng)物1206進行反應(yīng)并產(chǎn) 生氫氣。此外，當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)物1204經(jīng)由彈性件1220的彈力作用而掉落至第二反應(yīng)物1206 中時，由于容納第二反應(yīng)物1206的腔體內(nèi)設(shè)置有吸水棉布1222與透氣不透液膜1224，因此 可以防止第二反應(yīng)物1206溢出，并使產(chǎn)生的氫氣通過透氣不透液紙12 而供給至燃料電 池堆。圖13A至圖1 是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示 意圖。請參照圖13A，燃料匣包括多個反應(yīng)單元1302。各反應(yīng)單元1302包括第一反應(yīng)物 1304、第二反應(yīng)物1306以及加熱裝置1308，其中第一反應(yīng)物1304與第二反應(yīng)物1306是分 離配置。反應(yīng)單元1302還包括固定結(jié)構(gòu)1312，且固定結(jié)構(gòu)1312例如是用以使第一反應(yīng)物 1304與第二反應(yīng)物1306分開互不接觸。在一實施例中，固定結(jié)構(gòu)1312包括連接第一反應(yīng)物 1304的連桿1314、連接部1318以及彈性件1320。彈性件1320連接連桿1314，用以施加彈 力至連桿1314。彈性件1320例如是彈簧。連接部1318連接連桿1314，以壓縮彈性件1320 并將連桿1314固定于第一位置。在此實施例中，是于連桿1314的兩端分別設(shè)置有連接部 1318，且連接部1318例如是分別連接在腔體內(nèi)壁上，以通過連接部1318固定連桿1314，但 并不以此為限。加熱裝置1308例如是配置于連接部1318上。連接部1318的材料可以是 高分子聚合物、蠟?zāi)さ取４送?，反?yīng)單元1302的腔體內(nèi)還包括有薄膜1310，以使容納第二反應(yīng)物1306的部 分腔體形成密封空間。第一反應(yīng)物1304的外形例如是形成尖狀物。請參照圖13B，當(dāng)偵測到燃料電池堆的電量不足時，會依據(jù)燃料電池堆所耗損的電 量，來控制一個或多個反應(yīng)單元1302中的加熱裝置1308通電加熱。用于固定連接部1318 的加熱裝置1308會因加熱裝置1308的加熱而融化，使得原先固定的連桿1314松脫。此時， 連桿1314會受到重力作用，驅(qū)使連桿1314自第一位置移動至第二位置。因此，連桿1314 上的尖狀第一反應(yīng)物1304可以刺穿薄膜1310而與第二反應(yīng)物1306接觸進行反應(yīng)，并產(chǎn)生 氫氣。在其它實施例中，還可以經(jīng)由氣體產(chǎn)生組件的輔助，來使分離的第一反應(yīng)物與第 二反應(yīng)物能夠接觸以產(chǎn)生氫氣，以下將一一說明。圖14A至圖14B是依照本發(fā)明的一個實 施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示意圖。請參照圖14A，燃料匣包括多個反應(yīng)單元1402。各反應(yīng)單元1402包括第一反應(yīng)物 1404、第二反應(yīng)物1406以及加熱裝置1408，其中第一反應(yīng)物1404與第二反應(yīng)物1406是分 離配置。在此實施例中，反應(yīng)單元1402的腔體中具有分隔件1412、塞子1414及活塞1416。 第一反應(yīng)物1404與第二反應(yīng)物1406分別置于分隔件1412的兩側(cè)，且第二反應(yīng)物1406則 容納于分隔件1412與活塞1416之間的密封空間中。分隔件1412例如是具有開口 1412a， 且塞子1414卡合于開口 141 處以密封分隔件1412。此外，反應(yīng)單元1402還包括氣體產(chǎn)生組件(gas generator) 1418，配置于活塞1416的下方。氣體產(chǎn)生組件1418例如是用來產(chǎn)生氣體以帶動容納于腔體內(nèi)的活塞1416運 動，使分離的第一反應(yīng)物1404與第二反應(yīng)物1406接觸發(fā)生反應(yīng)。在一實施例中，氣體產(chǎn)生 組件1418包括第三反應(yīng)物1420、第四反應(yīng)物1422以及薄膜1424，其中薄膜1似4阻隔第四 反應(yīng)物1420與第四反應(yīng)物1422接觸。加熱裝置1408連接薄膜1422，例如是配置于薄膜 1422表面上，以通過加熱作用將薄膜1422融穿，使隔離的第三反應(yīng)物1420與第四反應(yīng)物 1422接觸而產(chǎn)生氣體。第三反應(yīng)物1420例如是粉末，第四反應(yīng)物1422例如是任意液體，但 并不以此為限。在本技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識的人可以依其需求來調(diào)整第三反應(yīng)物1420與 第四反應(yīng)物1422的材料及種類，只要使其在接觸后會產(chǎn)生氣體即可。請參照圖14B，當(dāng)偵測到燃料電池堆的電量不足時，會依據(jù)燃料電池堆所耗損的電 量，來控制一個或多個反應(yīng)單元1402中的加熱裝置1408通電加熱。位于薄膜1似4表面上 的加熱裝置1408會加熱而融穿薄膜1似4形成孔洞，由薄膜1似4阻隔的第三反應(yīng)物1420 與第四反應(yīng)物1422經(jīng)由薄膜1似4上的孔洞而接觸，以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體1似6。氣 體1似6會施予壓力于活塞1416，可以帶動活塞1416往分隔件1412的方向移動，也即活塞 1416會往圖式的上方移動。當(dāng)活塞1416自氣體產(chǎn)生組件1418受到氣體1似6壓力的作用 而向上移動時，會推擠活塞1416上方的第二反應(yīng)物1406，并施壓給卡合于開口 141 處的 塞子1414，以將塞子1414移出開口 1412a。因此，第二反應(yīng)物1406可以通過開口 141 被 推擠到分隔件1412的另一側(cè)，而與第一反應(yīng)物1404發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生適量的氫氣。此外，在另一實施例中，容納于上述分隔件與活塞之間的密封空間中的第二反應(yīng) 物也可以具有其它的配置方式。圖15A至圖15B是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的反 應(yīng)單元作動時的剖面示意圖。在圖15A至圖15B中，與圖14A至圖14B相同的構(gòu)件則使用 相同的標(biāo)號并省略其說明。請參照圖15A，在另一實施例中，組成圖15A所示的反應(yīng)單元1502的主要構(gòu)件與組 成圖14A所示的反應(yīng)單元1402的主要構(gòu)件大致相同，然而兩者之間的差異主要是在于容納 第二反應(yīng)物的密封空間。在圖15A中，第二反應(yīng)物1406例如是容納于可塑形的容器1512 內(nèi)。容器1512具有噴嘴(nozzle) 1514，以使容器1512內(nèi)的第二反應(yīng)物1406可以通過噴嘴 1514而射出。噴嘴1514例如是卡合于開口 1412a處，以密封分隔件1412。容器1512例如 是水袋，但不以此為限。此外，氣體產(chǎn)生組件1418例如是配置于容器1512的下方。請參照圖15B，當(dāng)偵測到燃料電池堆的電量不足時，會依據(jù)燃料電池堆所耗損的電 量，來控制一個或多個反應(yīng)單元1502中的加熱裝置1408通電加熱。位于薄膜1似4表面上 的加熱裝置1408會加熱而融穿薄膜1似4形成孔洞，由薄膜1似4阻隔的第三反應(yīng)物1420 與第四反應(yīng)物1422經(jīng)由薄膜1似4上的孔洞而接觸，以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體1似6。自氣 體產(chǎn)生組件1418產(chǎn)生的氣體1似6會施予壓力于可塑形的容器1512，因而容器1512的底部 外形會向內(nèi)凹而變形。當(dāng)容器1512受到氣體14 壓力的作用而內(nèi)凹變形時，會擠壓容器 1512內(nèi)的第二反應(yīng)物1406，使得第二反應(yīng)物1406被推擠出容器1512的內(nèi)部空間。因此， 第二反應(yīng)物1406可以經(jīng)由噴嘴1514自容器1512內(nèi)射出至分隔件1412的另一側(cè)，而與第 一反應(yīng)物1404發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生適量的氫氣。綜上所述，在本發(fā)明的上述實施例中至少具有以下其中一個優(yōu)點，燃料匣具有多 個反應(yīng)單元，且反應(yīng)單元中的第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物是分開配置的。當(dāng)偵測到燃料電池 堆的電量不足時，可以依據(jù)燃料電池堆所耗損的電量，并控制一個或多個反應(yīng)單元中的加熱裝置通電加熱，使得對應(yīng)的反應(yīng)單元中分離的第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物能夠接觸而發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生適量的氫氣給燃料電池堆使用。如此一來，可以主動控制燃料匣內(nèi)所產(chǎn)生 的氫氣量，而不會造成氫氣的浪費。此外，本發(fā)明的上述實施例使用固態(tài)的化學(xué)儲氫材料，因此可以達到高的氫氣儲 存率。再者，通過使每一個反應(yīng)單元中固定量的第一反應(yīng)物與固定量的第二反應(yīng)物反應(yīng)，因 而可以在進行反應(yīng)時可確保反應(yīng)物已反應(yīng)完全。另一方面，本發(fā)明的上述實施例利用加熱裝置來主動控制反應(yīng)物之間的反應(yīng)，而 沒有使用任何閥件及泵等復(fù)雜的機構(gòu)，因此可降低成本，并使燃料匣體最小化。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，即凡是依 本發(fā)明權(quán)利要求及說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍落入本申請權(quán)利要求涵 蓋的范圍內(nèi)。另外，本發(fā)明的任一實施例或權(quán)利要求不須達成本發(fā)明所揭示的全部目的或 優(yōu)點或特點。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，并非用來限制本申請 的權(quán)利范圍。

圖1是依照本發(fā)明的一個實施例的燃料電池系統(tǒng)的配置示意圖。圖2是依照本發(fā)明的一個實施例的儲氫方法的流程示意圖。圖3A是依照本發(fā)明的一個實施例的燃料閘的上視示意圖。圖:3B至圖3C是燃料閘作動時沿著圖3A的線段Ι-Γ的剖面示意圖。圖4與圖5分別是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的剖面示意圖。圖6是依照本發(fā)明的一個實施例的燃料閘的剖面示意圖。圖7A至圖7B是依照本發(fā)明的一個實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示意 圖。圖8是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的反應(yīng)單元的剖面示意圖。圖9A至圖9B是依照本發(fā)明的一個實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示意 圖。圖IOA至圖IOB是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示意圖。圖IlA至圖IlB是依照本發(fā)明的一個實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示意圖。圖12A至圖12B是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示 意圖。圖13A至圖1 是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面 示意圖。圖14A至圖14B是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示 意圖。圖15A至圖15B是依照本發(fā)明的另一實施例的燃料閘的反應(yīng)單元作動時的剖面示 意圖。主要組件附圖標(biāo)記說明0090]100 燃料電池系統(tǒng)
0091]102:燃料電池堆
0092]104、300、400、500、600 燃料匣
0093]106:外部控制電路
0094]108,302,302'、602、702、802、902、1002、1102、1202、1302、1402、1502 反應(yīng)單元
0095]110、314:氫氣流道
0096]112、308、308'、608、708、808、908、1108、1208、1308、1408 加熱裝置
0097]114:界面
0098]304、604、704、804、904、1104、1204、1304、1404 第一反應(yīng)物
0099]306、606、706、806、906、1106、1206、1306、1406 第二反應(yīng)物
0100]310、610、710、810、910、1010、1310、1424 薄膜
0101]312,312'、612 施壓結(jié)構(gòu)
0102]712,812 膠囊
0103]714,814 反應(yīng)物
0104]716 尖狀物
0105]718 孔洞
0106]912 薄膜破壞結(jié)構(gòu)
0107]914、1114、1214、1314 連桿
0108]916 尖狀物
0109]918,918'、1118、1118'、1218、1218'、1318:連接部
0110]920、1120、1220、1320 彈性件
0111]1112、1212、1312 固定結(jié)構(gòu)
0112]1222:吸水棉布
0113]1224:透氣不透液膜
0114]1226:鋁箔孔
0115]1412:分隔件
0116]1412a:開口
0117]1414:塞子
0118]1416:活塞
0119]1418:氣體產(chǎn)生組件
0120]1420:第三反應(yīng)物
0121]1422:第四反應(yīng)物
0122]1似6 氣體
0123]1512 容器
0124]1514:噴嘴
0125]S200、S210、S220、S230 步驟。
權(quán)利要求
1.一種燃料匣，其包括多個反應(yīng)單元，這些反應(yīng)單元各包括分離配置的一第一反應(yīng)物及一第二反應(yīng)物；以及一加熱裝置，適于使分離配置的該第一反應(yīng)物與該第二反應(yīng)物接觸而產(chǎn)生氫氣。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料匣，其中這些反應(yīng)單元各自還包括一薄膜，該薄膜隔離該 第一反應(yīng)物與該第二反應(yīng)物。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料匣，其中該加熱裝置連接該薄膜，該加熱裝置適于通過加 熱將該薄膜融穿，而使該第一反應(yīng)物與該第二反應(yīng)物接觸。
4.如權(quán)利要求3所述的燃料匣，其中該燃料閘還包括至少一施壓結(jié)構(gòu)，當(dāng)該加熱裝置 通過加熱將該薄膜融穿時，該施壓結(jié)構(gòu)將該第一反應(yīng)物往該第二反應(yīng)物推擠，或者將該第 二反應(yīng)物往該第一反應(yīng)物推擠。
5.如權(quán)利要求2所述的燃料匣，其中該薄膜具有一封閉空間，該第一反應(yīng)物及該第二 反應(yīng)物的其中之一位于該封閉空間之內(nèi)，該第一反應(yīng)物及該第二反應(yīng)物的另一則位于該封 閉空間之外。
6.如權(quán)利要求5所述的燃料匣，其中這些反應(yīng)單元各自還包括一膠囊，配置于該薄膜 的該封閉空間內(nèi)，該膠囊內(nèi)含有一反應(yīng)物，且該反應(yīng)物與位于該封閉空間之內(nèi)的該第一反 應(yīng)物及該第二反應(yīng)物的該其中之一不同，其中該加熱裝置連接該膠囊，且適于通過加熱將 該膠囊融穿，而使分別位于該膠囊內(nèi)與該膠囊外的反應(yīng)物接觸而產(chǎn)生氣體。
7.如權(quán)利要求6所述的燃料匣，其中這些反應(yīng)單元各自還包括一尖狀物，配置于該薄 膜的該封閉空間外，當(dāng)產(chǎn)生氣體而使該薄膜膨脹時，該尖狀物刺破該薄膜，以使經(jīng)由該薄膜 而隔離的該第一反應(yīng)物與該第二反應(yīng)物接觸而產(chǎn)生氫氣。
8.如權(quán)利要求2所述的燃料匣，其中這些反應(yīng)單元各自還包括一薄膜破壞結(jié)構(gòu)，該薄 膜破壞結(jié)構(gòu)具有一尖狀物以刺破該薄膜，而使經(jīng)由該薄膜而隔離的該第一反應(yīng)物與該第二 反應(yīng)物接觸。
9.如權(quán)利要求8所述的燃料匣，其中該薄膜破壞結(jié)構(gòu)包括一連桿，配置有該尖狀物；一彈性件，連接該連桿，用以施加彈力至該連桿；一連接部，連接該連桿，以將該連桿固定于一第一位置，該加熱裝置連接該連接部，其中當(dāng)該加熱裝置通過加熱將該連接部融穿時，驅(qū)使該連桿自該第一位置移動至一第 二位置，使得該連桿上的該尖狀物刺破該薄膜，而使該第一反應(yīng)物與該第二反應(yīng)物接觸。
10.如權(quán)利要求2所述的燃料匣，其中該薄膜的材料為不與該第一反應(yīng)物及該第二反 應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)的材料。
11.如權(quán)利要求1所述的燃料匣，其中這些反應(yīng)單元各自還包括一固定結(jié)構(gòu)，包括一連桿，連接該第一反應(yīng)物；一彈性件，連接該連桿，用以施加彈力至該連桿；一連接部，連接該連桿，以將該連桿固定于一第一位置，該加熱裝置連接該連接部，其中當(dāng)該加熱裝置通過加熱將該連接部融穿時，驅(qū)使連接該連桿的該第一反應(yīng)物自該 第一位置移動至一第二位置，而使該第一反應(yīng)物與該第二反應(yīng)物接觸。
12.如權(quán)利要求11所述的燃料匣，其中該第一反應(yīng)物的外形為尖狀物。
13.如權(quán)利要求1所述的燃料匣，其中這些反應(yīng)單元各自還包括一氣體產(chǎn)生組件，該氣 體產(chǎn)生組件適于產(chǎn)生一氣體，該氣體適于將該第二反應(yīng)物推擠至該第一反應(yīng)物。
14.如權(quán)利要求1所述的燃料匣，其中該氣體產(chǎn)生組件，包括分離配置的一第三反應(yīng)物及一第四反應(yīng)物；以及一薄膜，以隔離該第三反應(yīng)物與該第四反應(yīng)物，其中該加熱裝置連接該薄膜，且適于通 過加熱將該薄膜融穿，而使該第三反應(yīng)物與該第四反應(yīng)物接觸而產(chǎn)生該氣體。
15.如權(quán)利要求1所述的燃料匣，還包括一外部控制電路，分別連接這些反應(yīng)單元各自 的該加熱裝置，且適于選擇性地控制該至少一反應(yīng)單元中的該至少一加熱裝置進行加熱。
16.如權(quán)利要求1所述的燃料匣，其中該第一反應(yīng)物包括一化學(xué)儲氫材料，該第二反應(yīng) 物包括一含氫的反應(yīng)物。
17.如權(quán)利要求16所述的燃料匣，其中該化學(xué)儲氫材料為選自于由金屬、金屬氫化物、 硼氫化物、鋁氫化物、碳氫化物及銨基氫化物所組成的群組。
18.如權(quán)利要求16所述的燃料匣，其中該含氫的反應(yīng)物為液態(tài)水或固態(tài)水。
19.如權(quán)利要求1所述的燃料匣，其中該加熱裝置為電阻或電熱絲。
20.一種儲氫方法，包括提供一燃料電池系統(tǒng)，該燃料電池系統(tǒng)包括一燃料電池堆及一燃料匣，該燃料間具有 多個反應(yīng)單元，這些反應(yīng)單元各包括一第一反應(yīng)物、一第二反應(yīng)物及一加熱裝置，其中該第 一反應(yīng)物與該第二反應(yīng)物為分離配置；偵測該燃料電池堆的電量；當(dāng)該燃料電池堆的電量不足時，依據(jù)該燃料電池堆所耗損的電量進行一第一產(chǎn)氫反應(yīng) 以產(chǎn)生氫氣，該第一產(chǎn)氫反應(yīng)包括控制該至少一反應(yīng)單元中的該至少一加熱裝置以進行加熱，而使該至少一反應(yīng)單元中 的該第一反應(yīng)物與該第二反應(yīng)物接觸而發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生氫氣；以及將反應(yīng)所產(chǎn)生的氫氣供給至該燃料電池堆。
21.如權(quán)利要求20所述的儲氫方法，其中被控制的該至少一反應(yīng)單元互不相鄰。
22.如權(quán)利要求20所述的儲氫方法，其中在進行該第一產(chǎn)氫反應(yīng)之后，還包括再次偵 測該燃料電池堆的電量，當(dāng)該燃料電池堆的電量不足時，依據(jù)該燃料電池堆再次耗損的電 量進行一第二產(chǎn)氫反應(yīng)以產(chǎn)生氫氣，該第二產(chǎn)氫反應(yīng)包括控制另外該至少一反應(yīng)單元中的另外該至少一加熱裝置以進行加熱，而使另外該至少 一反應(yīng)單元中的該第一反應(yīng)物與該第二反應(yīng)物接觸而發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生氫氣。
23.如權(quán)利要求20所述的儲氫方法，其中在該第二產(chǎn)氫反應(yīng)中進行反應(yīng)的另外該至少 一反應(yīng)單元，與在該第一產(chǎn)氫反應(yīng)中進行反應(yīng)的該至少一反應(yīng)單元不相同且互不相鄰。
24.如權(quán)利要求20所述的儲氫方法，其中該第一反應(yīng)物包括一化學(xué)儲氫材料，該第二 反應(yīng)物包括一含氫的反應(yīng)物。
25.如權(quán)利要求M所述的儲氫方法，其中該化學(xué)儲氫材料為選自于由金屬、金屬氫化 物、硼氫化物、鋁氫化物、碳氫化物及銨基氫化物所組成的群組。
26.如權(quán)利要求M所述的儲氫方法，其中該含氫的反應(yīng)物為液態(tài)水或固態(tài)水。
27.如權(quán)利要求20所述的儲氫方法，其中該加熱裝置為電阻或電熱絲。
全文摘要
一種燃料匣及儲氫方法，其中燃料匣包括多個反應(yīng)單元。各反應(yīng)單元包括第一反應(yīng)物、第二反應(yīng)物以及加熱裝置。第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物為分離配置。加熱裝置用以使分離配置的第一反應(yīng)物與第二反應(yīng)物接觸而產(chǎn)生氫氣。
文檔編號H01M8/02GK102130348SQ20101000298
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者周柏圭, 洪國泰, 王正 申請人:揚光綠能股份有限公司