專利名稱：控制燃料電池中氣體傳輸?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及燃料電池技術(shù)。更具體地，本發(fā)明涉及用于分離在燃料電池裝置的運(yùn)行中產(chǎn)生的氣體的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
燃料電池是電化學(xué)電池，其中，從燃料氧化產(chǎn)生的自由能變化被轉(zhuǎn)換為電能。最早的燃料電池是1829年由William Grove首先制造的，后來，20世紀(jì)30年代后期隨著F.T.Bacon的工作，這方面的研制工作得以繼續(xù)。在早期試驗(yàn)中，氫氣和氧氣以氣泡形式通入到含有水的隔箱中，這些隔箱通過隔板連接，水電解液被允許通過它們。當(dāng)石墨/鉑合成電極浸入到每一個隔箱并且電極被電導(dǎo)耦合起來時，就形成了完整的電路，而且在電池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)在陽極(例如“氫電極”)氫氣被氧化而形成質(zhì)子，并且釋放出電子流向陰極(例如“氧電極”)，在陰極這些電子隨后與氧結(jié)合。
從那時起，從新開始了在可行的商業(yè)和消費(fèi)者級別燃料電池技術(shù)研發(fā)方面的興趣。除了與現(xiàn)有傳統(tǒng)方法相比的各種其他好處，燃料電池通常允許具有更高能量密度的改進(jìn)的電能生產(chǎn)。例如，典型的氫氧電池，運(yùn)行在約250℃和50個大氣壓的壓力下，生產(chǎn)約1伏特電勢，并伴隨產(chǎn)生作為副產(chǎn)品的水和少量熱能。然而最近，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代的聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(PEMFC)，運(yùn)行在低得多的溫度和壓力(即，大約80℃和約1.3個大氣壓)下，而產(chǎn)生幾乎相同的電壓電勢。
燃料電池的附加優(yōu)點(diǎn)是它們通常具有更高的能量密度，并且比涉及直接能量轉(zhuǎn)換的方法更內(nèi)在有效。實(shí)際上，燃料電池效率已經(jīng)典型地測量在熱電轉(zhuǎn)換方法(即化石燃料燃燒熱交換)的近乎兩倍。
關(guān)于便攜式電源應(yīng)用，燃料電池在與標(biāo)準(zhǔn)電池相比不同的原理下運(yùn)行。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電池運(yùn)行時，電極的各種化學(xué)成分隨著時間而耗盡。然而在燃料電池中，只要持續(xù)供應(yīng)燃料和氧化劑，電池的電極材料就不會被消耗，因而將不會用完或需要重新充填或替換。
當(dāng)前為普通消費(fèi)者使用而開發(fā)的一類燃料電池是氫燃料電池，其中富含氫的化合物被用于為氧化還原反應(yīng)供給燃料。隨著化學(xué)燃料物質(zhì)在陽極被氧化，釋放出電子以流經(jīng)外部電路。剩余的正帶電離子(即質(zhì)子)朝向陰極運(yùn)動通過電解液，在陰極它們被還原。自由電子與例如質(zhì)子和氧結(jié)合而產(chǎn)生水，水是環(huán)境清潔的副產(chǎn)品。然而，當(dāng)氧化還原反應(yīng)在直接甲醇燃料電池(DMFC)中進(jìn)行時，副產(chǎn)品二氧化碳的產(chǎn)生可能限制裝置產(chǎn)生附加電能的能力?，F(xiàn)有技術(shù)的燃料電池典型地利用一些方法以消除通?；旧现苯右揽恳ε诺酱髿庵谢虮Ａ粼谌剂想姵刈陨韮?nèi)的副產(chǎn)品氣體。盡管這些方法在特定的大規(guī)模系統(tǒng)中可能是可接受的，但燃料電池技術(shù)的更寬應(yīng)用(例如對于便攜式用戶級)提出了關(guān)于副產(chǎn)品氣體處理的前面未解決的問題。因此，現(xiàn)有技術(shù)中燃料電池技術(shù)的限制關(guān)系到在燃料電池裝置運(yùn)行中產(chǎn)生的氣體的有效和高效分離。

發(fā)明內(nèi)容
在各個代表方面，本發(fā)明尤其提供用于控制溶解、保持和/或排出在燃料電池裝置的運(yùn)行中產(chǎn)生的氣態(tài)副產(chǎn)品的傳輸功能或有效配置其參數(shù)的系統(tǒng)和方法。在一個示范方面，本發(fā)明提供包括與流體流場有效接觸的能滲透氣體的隔板的裝置，并且可以被密封，以阻止例如泄漏或流體和/或包含的氣體在隔板之外遷移而非經(jīng)實(shí)質(zhì)滲透傳輸通過隔板。另外，提供構(gòu)造和使用這種裝置的方法，以通過例如以下變量更好地控制氣體傳輸速度操作溫度、流場表面積、隔板的成分和/或孔隙率、可滲透隔板的方向和/或幾何形狀配置、流場中流體流的體積、后側(cè)部分氣體壓力、燃料流液力壓力、流體流通過流場的流動速度、可滲透隔板的厚度等等。
本發(fā)明的一個典型優(yōu)點(diǎn)包括用戶或設(shè)計(jì)者控制的處理和/或分離在燃料電池裝置運(yùn)行中產(chǎn)生的氣體。另一個示范優(yōu)點(diǎn)包括通常在任何方向排放氣態(tài)副產(chǎn)品來操作燃料電池的能力，同時保持流體溶液沒有顯著的泄漏或流體遷移。
本發(fā)明的另外的優(yōu)點(diǎn)將在后面詳細(xì)的說明書中闡述，并且從詳細(xì)說明書其是顯而易見的，或可以通過本發(fā)明的示范實(shí)施例的實(shí)踐來獲悉。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)可以通過在權(quán)利要求書中具體指出的手段、方法或其組合中的任何手段來實(shí)現(xiàn)。


本發(fā)明的典型元件、運(yùn)行特征、應(yīng)用和/或優(yōu)點(diǎn)尤其存在于詳細(xì)構(gòu)造和操作中，如以下更全面的描繪、敘述和要求的，附圖構(gòu)成其中的一部分，其中相同的數(shù)字代表相同的部分。結(jié)合詳細(xì)說明中列舉的特定示范實(shí)施例，其他的元件、運(yùn)行特征、應(yīng)用和/或優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，其中圖1說明現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用的典型氫氧燃料電池的示意圖；圖2說明現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用的典型DMFC裝置；圖3說明根據(jù)本發(fā)明的一個示范實(shí)施例用于至少部分地分離氣體的組成系統(tǒng)的分解透視圖；圖4說明根據(jù)本發(fā)明的另一個示范實(shí)施例用于至少部分地分離氣體的組成裝置的透視圖；圖5說明根據(jù)本發(fā)明的另一個示范實(shí)施例的組成流體流場的透視圖；圖6說明根據(jù)本發(fā)明的另一個示范實(shí)施例用于至少部分地分離氣體的整體組成裝置的透視圖；圖7說明根據(jù)本發(fā)明的另一個示范實(shí)施例用于至少部分地分離氣體的另一個整體組成裝置的透視圖；
圖8說明根據(jù)本發(fā)明的另一個示范實(shí)施例用于至少部分地分離氣體的另一個整體組成裝置的透視圖；圖9說明根據(jù)本發(fā)明的另一個示范實(shí)施例用于至少部分地分離氣體的另一個整體組成裝置的透視圖；圖10說明根據(jù)本發(fā)明的另一個示范實(shí)施例用于至少部分地分離氣體的另一個整體組成裝置的透視圖；圖11說明根據(jù)本發(fā)明的一個示范實(shí)施例具有用于至少部分地分離二氧化碳的組成子系統(tǒng)的集成DMFC系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖12說明與例如圖11所示的典型實(shí)施例對應(yīng)的操作流程圖；圖13說明根據(jù)本發(fā)明的一個示范實(shí)施例用于移動電話使用的典型燃料電池的透視圖；圖14說明用于與例如圖13所示典型實(shí)施例示范協(xié)同工作的移動電話的透視圖。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員會認(rèn)識到圖中的元件是為了簡單和清楚而示出，并且不必按比例繪制。例如，圖中一些元件的尺寸可能相對于其他元件是放大的，以便幫助增加對本發(fā)明的各實(shí)施例的理解。
具體實(shí)施例方式
以下說明是關(guān)于本發(fā)明的示范實(shí)施例和發(fā)明人的最好模式的觀念，并且不打算以任何方式限制本發(fā)明的范圍、適用性或配置。相反，以下說明意圖提供用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種實(shí)施例的便利說明。很明顯，可以在公開的示范實(shí)施例中所描述的任何元件的功能和/或布置中作出改變，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
本發(fā)明的各種典型實(shí)施可以應(yīng)用到用于控制或否則確定燃料系統(tǒng)中氣體的傳輸和/或分布的任何系統(tǒng)。特定的典型實(shí)施可以包括例如控制燃料電池溶液中溶解的氣體的濃度；控制燃料電池中氣相化學(xué)物質(zhì)的濃度；或控制從燃料電池排出的氣體的瀉出速度。如這里所用的，術(shù)語“排出”、“排放”、“傳輸”、“擴(kuò)散”、“瀉出”和“分離”或其任何變體或組合通常都包括可以被認(rèn)為至少是易受表征的影響的任何東西或通常指至少一種化學(xué)化合物從一個區(qū)域到另一個區(qū)域的移動，使得(1)相對降低一個區(qū)域中或周圍的濃度，和/或(2)相對增加另一個區(qū)域中或周圍的濃度。相同的應(yīng)該被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍和界限之內(nèi)。如這里所用的，術(shù)語“燃料”、“流體”、“溶液”、“流”、“液體”和“流出物”或其任何變體或組合通常都意圖包括任何陽極燃料溶液和/或陰極氧化物溶液，無論該溶液是否已經(jīng)對暴露(exposure)到燃料電池的電極元件進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)或后調(diào)節(jié)。
作為具體的實(shí)施可能方案公開提供了示范應(yīng)用的詳細(xì)說明，即從DMFC陽極燃料流中除去二氧化碳的速度控制和參數(shù)配置，其可被本領(lǐng)域技術(shù)人員推廣到所公開的系統(tǒng)和方法的任何應(yīng)用，公開的系統(tǒng)和方法用于控制根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的任何類型的燃料電池中的氣體傳輸。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，本發(fā)明的原理可以應(yīng)用到確定和/或?qū)崿F(xiàn)與控制燃料電池中的氣體傳輸相關(guān)的任何數(shù)量的其他好處，例如(但不限于)氣態(tài)副產(chǎn)品的回收；至少一種組分燃料化合物的重整；控制燃料系統(tǒng)中溶解的氣態(tài)副產(chǎn)品的濃度；控制燃料電池的氧化還原反應(yīng)動力等。
燃料電池在最寬的意義上，燃料電池可通常被表征為能夠通過電化學(xué)反應(yīng)將供應(yīng)的燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的任何裝置。這種能量轉(zhuǎn)換對應(yīng)由供應(yīng)的燃料的氧化產(chǎn)生的自由能改變。例如，如圖1所示，典型的現(xiàn)有技術(shù)燃料電池110包含陽極(例如“燃料電極”)130和陰極(例如“氧化劑電極”)135，陽極130提供反應(yīng)場所以產(chǎn)生電子，陰極135用于還原為了在外部電路150兩端產(chǎn)生電壓降消耗的燃料離子。電極130、135通常是離子的多孔電子導(dǎo)體，該導(dǎo)體具有催化性能以提供顯著的氧化還原速度。在陽極130，催化通入的(incident)氫氣160離子化以產(chǎn)生質(zhì)子(例如缺失電子的氫原子核)和電子。在陰極135，催化通入的氧氣165與遷移通過電解液140的質(zhì)子和從外部電路150輸入的電子反應(yīng)，產(chǎn)生作為副產(chǎn)品的水。依賴于燃料電池110的各種操作參數(shù)，副產(chǎn)品水可以保持在電解液140中，從而增加了電解液140的體積并稀釋了電解液140，或者可以從陰極135作為蒸汽排出。
陽極130和陰極135通常被離子導(dǎo)電的電解媒質(zhì)140(即PEM或堿金屬氫氧化物，例如KOH、NaOH等)分離。在早期燃料電池試驗(yàn)中，氫160和氧165分別被通入隔箱120和125中，同時電極130、135在那由外部電路150導(dǎo)電連接以給負(fù)載155供電，負(fù)載155可以完成電氣工作。在外部電路150中，電流通常由電子流傳輸，而在電解液140中，電流通常由離子流傳輸。理論上，可以基本上持續(xù)供應(yīng)的任何能夠起氧化作用的化學(xué)物質(zhì)(即氫、甲醇、氨、聯(lián)氨、簡單的碳?xì)浠衔锏?都可以被用作在陽極產(chǎn)生電流的可氧化燃料160。類似地，氧化劑165(即氧、大氣等)可以選擇為任何能夠以足夠的速度氧化消耗的燃料離子以在外部電路150的兩端維持適當(dāng)?shù)碾妷航档奈镔|(zhì)。
熱力學(xué)燃料電池的反應(yīng)的自由能ΔG由下式給出ΔG＝ΔE+ΔH，其中ΔE是完成電氣工作用的能量，ΔH是從反應(yīng)釋放而提高燃料電池和環(huán)境溫度的能量。在典型的燃料電池應(yīng)用中，釋放到燃料電池的環(huán)境的熱量比可用于完成電氣工作的能量低得多；其可以表示為ΔH□ΔE。
例如，當(dāng)QFuelCell=EElectricalEChemical]]>表示化學(xué)勢能EChemical直接轉(zhuǎn)換為電能EElectrical的效率時，已經(jīng)知道典型的氫/氧燃料電池效率為約QFuelCell＝0.65到約QFuelCell＝0.80。這些值是直接熱交換能量轉(zhuǎn)換方法的幾乎兩倍，其可以用以下關(guān)系表示QFuelCell2QHeatExchange。
其中熱交換效率由下式給出QHeatExchange=ECombustionEChemical×EElectricalECombustion.]]>
因子 表示將化學(xué)勢能轉(zhuǎn)換為熱能(即化石燃料的燃燒)的組成效率，因子 表示將熱能轉(zhuǎn)換為電能的組成效率；例如，流驅(qū)動渦輪電能。
因此，燃料電池操作內(nèi)在地比采用熱交換能量轉(zhuǎn)換更有效。此外，燃料電池的其他代表性的好處包括更高的能量密度、無噪聲運(yùn)轉(zhuǎn)以及不需要重新充填和/或電極更換。
便攜式電源過去，標(biāo)準(zhǔn)電池通常支配了用于用戶級電子設(shè)備的便攜式能量存儲方案的可用選擇。然而，與標(biāo)準(zhǔn)電池相關(guān)的一些缺點(diǎn)是它們通常為相對短的持續(xù)時間提供能量然后需要充電或更換。另一方面，除了其他代表性的優(yōu)點(diǎn)，例如長的使用壽命和用液態(tài)或氣態(tài)化合物而非如傳統(tǒng)電池中使用的“固態(tài)燃料”作為燃料的能力，燃料電池還具有通常與標(biāo)準(zhǔn)電池相關(guān)的面向用戶的許多特征(即在便利或便攜式裝置提供無噪聲能量)。
盡管隨著時間燃料電池的尺寸已經(jīng)減小，而且其能量密度提高，但是在現(xiàn)有技術(shù)將燃料電池技術(shù)配合提供能量的應(yīng)用中仍存在各種問題，例如對于便攜式電子裝置。至少一個這樣的問題涉及燃料電池溶液流中廢氣的處理和/或排放。已經(jīng)采用的典型方法通常包括基本上將氧化還原副產(chǎn)品氣體直接、方向依賴(例如與引力反向)的排放到大氣中；然而，直接排放、引力依賴方法通常不允許燃料電池在任何方向沒有實(shí)質(zhì)泄漏或其他不希望的遷移或燃料成分的泄漏而運(yùn)行。
燃料電池發(fā)展當(dāng)前為消費(fèi)者使用而開發(fā)的一類燃料電池是氫燃料電池，其中富含氫的燃料(即氫、甲醇、甲烷等)被用于為氧化還原反應(yīng)供給燃料。隨著燃料在陽極被氧化，質(zhì)子(proton)經(jīng)過電池在陰極還原。例如在使用甲醇作為燃料的情況下，二氧化碳作為副產(chǎn)品在陰極形成。來自外部電路的自由電子然后影響陰極的氧的還原。被還原的氧然后與質(zhì)子結(jié)合產(chǎn)生水。
用于供給氫電池燃料的一種處理包括“直接氧化”方法。直接氧化燃料電池通常包括有機(jī)燃料不經(jīng)對燃料的顯著的預(yù)調(diào)節(jié)或改變而被供給到陽極用于氧化的燃料電池。這通常不是“非直接氧化”(例如“重整”)燃料電池的情況，在“非直接氧化”燃料電池中，有機(jī)燃料通常被催化重整或加工成有機(jī)自由(organic-free)氫用于隨后的氧化反應(yīng)。由于直接氧化燃料電池通常不需要燃料處理，直接氧化相對于非直接氧化方法提供了重要的尺寸和重量優(yōu)點(diǎn)。示范的現(xiàn)有技術(shù)直接和非直接燃料電池之前已經(jīng)公開并可以比較，例如美國專利3,013,908、3,113,049、4,262,063、4,407,905、4,390,603、4,612,261、4,478,917、4,537,840、4,562,123、4,629,664和5,599,638。
另一種眾所周知類型的燃料電池部件稱為“膜電極組件”(MEA)，如在例如1993年12月21日授予Swathirajan的美國專利5,272,017中所述的。這種MEA部件的一個示范實(shí)施例包括通常所說的DMFC，例如圖2中的。示出的DMFC MEA包括薄的、能傳送質(zhì)子的固態(tài)聚合物膜電解液240，它具有在其一面上的陽極230和在相對面上的陰極235。DMFC MEA陽極230、電解液240和陰極235還可以夾在一對導(dǎo)電元件290、295之間，導(dǎo)電元件290、295分別作為陽極230和陰極235的集流器，并且包含適量的通道和/或開口，一般用于在相應(yīng)的電極催化劑上散布燃料262(在DMFC裝置情況下即甲醇和水)和氧化劑反應(yīng)物265(即氧)。實(shí)際上，大量的這種單元燃料電池可以堆疊或組合在一起形成“燃料電池組”。通過將一個電池的陽極集流器290與組中相鄰單元電池的陰極集流器295毗連可以把各個電池串聯(lián)地電連接起來。
由于DMFC陽極230被供給甲醇285和水280的混合物燃料，氧化反應(yīng)通常以三個步驟來進(jìn)行(1)甲醇氧化為甲醛(例如蟻醛)，釋放兩個電子；(2)甲醛氧化為甲酸(例如蟻酸)，釋放兩個電子；(3)甲酸氧化為二氧化碳，釋放另外兩個電子。在示范DMFC的各實(shí)施例中，氧化反應(yīng)可以開始于多步驟系列中的任何點(diǎn)，因?yàn)閮煞N中間體(甲醛和甲酸)通常是容易得到的。然而通常相信，第一個氧化步驟(甲醇到甲醛)是整個反應(yīng)的決定速度的步驟，給出的分光鏡研究顯示甲醛和甲酸呈現(xiàn)相對低的濃度。這通常顯示出中間體是快速氧化的，并且因而，期望與它們的氧化消耗對應(yīng)的反應(yīng)步驟具有較大的動力速度常數(shù)。對于直接甲醇燃料裝置的凈陽極反應(yīng)通常由下式給出
典型地，由DMFC產(chǎn)生的電流與凈反應(yīng)速度成比例，其中1安培對應(yīng)約1.04E18次反應(yīng)每秒。隨著含水的甲醇285在陽極230被氧化，釋放出電子270流經(jīng)外部電路250給負(fù)載255供電，負(fù)載255可以完成電氣工作。質(zhì)子275遷移通過能傳送質(zhì)子的電解質(zhì)膜240，在那它們隨后與已被從外部電路250輸入的電子270還原的氧265結(jié)合，形成水278。
現(xiàn)有技術(shù)DMFC通常采樣在陰極235排出水278和在陽極230排出二氧化碳268的方法，這些方法通常包括基本上直接依賴引力排放到大氣或保留在燃料電池自身內(nèi)。所以，本發(fā)明的各實(shí)施例的一個典型優(yōu)點(diǎn)包括關(guān)于引力實(shí)質(zhì)上在裝置的任何方向有效地排放和/或控制氧化還原燃料系統(tǒng)中副產(chǎn)品氣體的濃度的能力。在一個代表性的和能夠?qū)嵤┑姆矫嬷?，本發(fā)明可以應(yīng)用到例如控制DMFC裝置中來自陽極燃料流的CO2的排除；然而，本發(fā)明可以替代地應(yīng)用、擴(kuò)展或改變用于分隔或分離陽極燃料溶液中的任何副產(chǎn)品氣體、陰極氧化劑溶液和/或燃料電池裝置中任何其他預(yù)調(diào)節(jié)或后調(diào)節(jié)的溶液(即廢液)。
控制氣體傳輸假設(shè)薄的隔板(barrier)具有無限滲透性，剖面面積為A并從x延伸到x+l(其中l(wèi)代表隔板的厚度)，那么隔板的體積可以表示為V＝Al。假設(shè)在時間t氣體G在點(diǎn)x的濃度為[G]。那么，每單位時間進(jìn)入隔板的氣體粒子的數(shù)量為JA，其中J是粒子流量。因此，由于輸入的粒子流量導(dǎo)致的隔板內(nèi)的摩爾濃度的增長速度為∂[G]∂t|x=JAAl=Jl.]]>同樣在隔板的x+l表面的氣體粒子的輸出邊界流量可以類似地得出為∂[G]∂t|x+l=J′AAl=J′l.]]>因此，濃度的凈時間額定(rated)改變(例如，“濃度速度”)可以表示為d[G]dt=J-J′l.]]>假設(shè)(1)在隔板內(nèi)部擴(kuò)散的粒子的流量J包括響應(yīng)由濃度梯度引起的熱力學(xué)力F的運(yùn)動；(2)當(dāng)熱力學(xué)力F由粘滯曳力匹配時，粒子達(dá)到穩(wěn)態(tài)漂移速率s；(3)漂移速率s與熱力學(xué)力F成比例；(4)粒子流量J與漂移速率成比例；(5)熱力學(xué)力F與空間濃度梯度 成比例。得到的比例鏈J∝s，s∝F和F∝d[G]dx]]>意味著粒子流量J與濃度梯度 成比例，與“菲克第一擴(kuò)散定律”相對應(yīng)，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。對于限制于一維x的擴(kuò)散，在方程式J=Dd[G]dx]]>中作為擴(kuò)散系數(shù)D給出比例常數(shù)。因此，從擴(kuò)散濃度速度的表達(dá)式得到的表達(dá)式J-J’為Dd[G]′dx-Dd[G]dx.]]>代換在膜的厚度上粒子濃度的線性累積得到J-J′=Dddx([G]+d[G]dxl)-Dd[G]dx,]]>其進(jìn)一步簡化為J-J′=Dld2[G]dx2.]]>然后，將表達(dá)式代回濃度速度表達(dá)式得到d[G]dt=J-J′l=Dd2[G]dx2=D▿X2[G].]]>這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，因?yàn)闀r間依賴擴(kuò)散方程式根據(jù)“菲克第二擴(kuò)散定律”，并且在任何點(diǎn)的濃度速度與該點(diǎn)的濃度的空間變化相關(guān)。更普通的，這可以被認(rèn)為是典型地觀察到的化學(xué)物質(zhì)擴(kuò)散的行為的物理基礎(chǔ)，化學(xué)物質(zhì)擴(kuò)散從相對高濃度的區(qū)域向相對低濃度的區(qū)域移動(例如，“下移濃度梯度”)。
接下來，考慮從給定容積V的容器瀉出的氣體G的部分分子壓力p的時間依賴性。用于分子尺度系統(tǒng)而非粒子的大集合體的“理想氣體定律”PV＝nRT成為pV＝nkT，其中p是部分分子壓力；V是提供部分邊界條件的容器的容積；n是粒子數(shù)量；k是玻爾茲曼常數(shù)；T是溫度。
對部分壓力求解得出p=nkTV.]]>在恒定溫度和容積下關(guān)于時間進(jìn)行取偏導(dǎo)數(shù)之后，可以得到對于壓力速度的以下表達(dá)式∂p∂t)T,V=∂(nkTV)∂t=kTV∂n∂t]]>對于不隨著時間過去氣體瀉出而補(bǔ)充的瀉出氣體，粒子數(shù)量的時間額定改變由下式給出∂n∂t=-ZwAo,]]>其中，Zw是與氣體粒子的平均自由路徑相關(guān)的碰撞頻率，Ao是瀉出氣體可從那瀉出的開口的面積。碰撞頻率按照方程式Zw=p2πmkT]]>與氣體的部分壓力p、氣體的質(zhì)量m和系統(tǒng)的溫度T相關(guān)。將這種關(guān)系代回壓力速度的表達(dá)式得出∂p∂t=-pAoVkT2πm,]]>其對時間求積分得到p=poe-tτ,]]>其中τ=VAO2πmkt.]]>從對于瀉出壓力速度的這個表達(dá)式通?？梢缘贸鲆韵陆Y(jié)果(1)如果不補(bǔ)充氣體，壓力將按指數(shù)規(guī)律下降至零；(2)提高溫度則壓力速度更快，降低溫度則壓力速度更慢；(3)粒子越重則壓力速度越慢，粒子質(zhì)量越小則壓力速度越快；(4)增加瀉出開口的表面積則壓力速度更快，減小瀉出開口的表面積則壓力速度更慢；(5)增加瀉出容器的容積則壓力速度更慢，減小瀉出容器的容積則壓力速度更快。
在恒溫下，部分壓力的表達(dá)式p=nkTV]]>的時間導(dǎo)數(shù)為
∂p∂t)T=kT∂(nV)∂t=kT∂[G]∂t]]>因此，代換前面得到的濃度速度的對應(yīng)菲克第二擴(kuò)散定律的表達(dá)式，在具有無限滲透性的隔板的三維中擴(kuò)散的氣體的壓力速度的通用表達(dá)式作為氣體的濃度[G]的函數(shù)可以表示為dpdt)T=-kTDG▿2[G]=-kTDG(∂2∂x2+∂2∂y2+∂2∂z2)[G]]]>然而，如果假定隔板具有有限擴(kuò)散滲透性，可以包括附加的擴(kuò)散系數(shù) 來計(jì)算各隔板依賴滲透性度量，例如非均一多孔性、沿不同維度的各向異性傳輸、疏水性、隔板/膜/毛細(xì)管等等。
隨著對于針對根據(jù)本發(fā)明的一個方面的示范DMFC系統(tǒng)的典型實(shí)施例的實(shí)施可能方案的公開的展開，將方便考慮對于通過膜(或其他多孔隔板)擴(kuò)散的二氧化碳的表達(dá)式ψdpdt)ψ,CO2diffusion=-kT(D^ψ(a,b,c...)DCO2)(∂2∂x2+∂2∂y2+∂2∂z2)[CO2]]]>經(jīng)檢查，該表達(dá)式將在膜內(nèi)任意點(diǎn)的二氧化碳的濃度ψ與該點(diǎn)的二氧化碳濃度的三維變量相關(guān)；這就是說二氧化碳將通過多孔隔板擴(kuò)散，以便從具有較高CO2濃度的體積元向具有相對較低CO2濃度的體積元下移其濃度梯度。
用Aψl代換瀉出方程式dpdt=-pA0VkT2πm]]>中的容積V，得到dpdt=-pA0AψlkT2πm.]]>如果將膜開口的面積與垂直于瀉出粒子傳輸路徑的膜的總表面積之比當(dāng)作與在瀉出表面處膜的孔隙率對應(yīng)的無因次值θ，那么對于從膜表面瀉出的二氧化碳的復(fù)合表達(dá)式為dpdt)ψ,CO2effusion=-pCO2θψkT2πmCO2lψ2]]>
而且將通過隔板擴(kuò)散到達(dá)多孔隔板的外表面的二氧化碳的蒸氣壓力ψ相關(guān)到二氧化碳的后側(cè)壓力PCO2、二氧化碳的質(zhì)量mCO2、隔板厚度l和隔板孔隙率θψ。因此，二氧化碳通常將(1)在較高的操作溫度下瀉出較快，在較低的溫度下瀉出較慢；(2)增加CO2的后側(cè)壓力則瀉出更快，減小后側(cè)壓力則瀉出較慢；(3)膜的孔隙率增加則瀉出更快，孔隙率降低則瀉出更慢；(4)多孔隔板的線性傳輸距離減小(即較薄的膜)則瀉出更快，傳輸距離增加則瀉出更慢。
在未有效處理這種副產(chǎn)品氣體的燃料電池中，壓力的積聚可以破壞燃料電池，妨礙其為預(yù)期目的運(yùn)轉(zhuǎn)，或者可能會有力地阻止氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行，不能進(jìn)一步產(chǎn)生電能。
控制DMFC中的CO2傳輸在根據(jù)本發(fā)明的一個典型方面的示范實(shí)施例中，例如圖3所示，用于控制分離燃料電池中氣態(tài)副產(chǎn)品的系統(tǒng)包括流體流場330和能滲透氣體的隔板320。燃料流體360包含至少一種氣態(tài)組分，可以在流場入口340被通入到流體流場330，從而流經(jīng)流場通道335。隨著流體360開始與能滲透氣體的隔板320的第一表面接觸，燃料流360中攜帶的至少一種組分?jǐn)U散通過所述隔板320的第一表面以通過所述隔板320的第二相對表面出來。燃料流體360中所述氣態(tài)組分的濃度從而至少部分地降低，以便在流場出口345從流場330中排出的瀉出流體350具有至少比在所述流場入口340處的通入流體360相對較低的所述氣態(tài)組分的濃度。
在一個實(shí)施例中，通過泵的運(yùn)行和/或任何其他本領(lǐng)域技術(shù)人員已知或此后得到的方法，可使燃料流體360被動地流經(jīng)所述流場330?？梢赃x擇、替換、連續(xù)和/或結(jié)合使用各種其他方法來在所述燃料流體360和所述隔板320的所述第一表面之間提供實(shí)質(zhì)或有效的接觸，包括(但不限于)盤旋的流體通道路徑335(如在例如圖3中一般所示的)；基本平面通道區(qū)域435(如在例如圖4中一般所示的)，用子從流場入口440流入的燃料流體460的增加暴露，以另外提供在瀉出物450排出流場出口445之前與例如配套多孔隔板(未示出)接觸的更大的表面積；和/或波紋狀520(如在例如圖5中典型示出的)。另外，所述隔板320可以被成形為基本匹配波紋狀，以提供和下述部分的最佳接觸波紋狀流場500、基本層狀流場、線性流場、非線性流場、曲線流場以及本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或此后得到的類似其他裝置。
所述隔板320可以進(jìn)一步包括膜、多孔陶瓷、多孔硅板、不銹鋼砂、多孔玻璃和/或類似物或本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或此后得到的其他類似材料。在隔板320可選地包括膜的情況中，所述膜可以是聚合物并可適于呈現(xiàn)憎水或親水特性。在一個示范實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的代表性方面，所述膜可以包括Teflon(E.I.du pont de Nemours andCo.Wilmington，DE)、ZitexA(Saint Gobain Performance Polymers，Inc.，Amherst，New York)、ZitexG(Saint Gobain PerformancePolymers，Inc.，Amherst，New York)或本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或此后得到的象這樣的其他適合形式和/或適于氣體滲透的材料。
在本發(fā)明的各示范應(yīng)用中，能滲透氣體的隔板320可以選擇為證明至少對以下物質(zhì)部分地具有滲透性CO2、CH3OH、CHOOH、H2CO、H2、O2、H2O、H2O2和/或如本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或此后使用的類似其他化學(xué)物質(zhì)。
在根據(jù)本發(fā)明的示范組成系統(tǒng)的另一個典型實(shí)施例中，可選擇地使用開口網(wǎng)格或篩網(wǎng)罩將所述隔板320固定在所述流場330上，以便密封所述組成系統(tǒng)，基本防止泄漏或燃料流體360和/或?yàn)a出流體350的流體遷移，以便所述組成系統(tǒng)可以基本獨(dú)立于引力的方向操作。替代地或結(jié)合地，也可以使用密封的陰極罩，例如在強(qiáng)迫通風(fēng)系統(tǒng)中。氣態(tài)副產(chǎn)品370通?？梢酝ㄟ^所述篩網(wǎng)罩310的開口315，例如排到大氣中。篩網(wǎng)罩310還可以可選地包括外圍邊緣318，以輔助連接和密封所述隔板320到所述流場330。用于密封所述隔板320到所述流場330的各種其他方法可以替代地或可選地包括密封墊、夾板、壓配合夾、熱熔密封、真空密封、磁密封、螺釘、螺栓、螺母、鉚釘、銷、膠粘、焊接、對準(zhǔn)元件和/或類似手段或本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或此后得到的其他這樣的密封手段。因此，隔板320可以被成形為基本自身密封的。
用于分離來自燃料電池流體流的氣態(tài)副產(chǎn)品的各種其他示范系統(tǒng)還可以包括例如圖6到圖10所示的代表性配置?？梢允雇ㄈ氲牧黧w630流經(jīng)流體流引入管線640，在那流體630與例如三維的能滲透氣體的隔板600的內(nèi)表面650開始有效接觸，例如圖6所示。氣體610擴(kuò)散通過所述隔板600，從所屬隔板600的外表面出來。具有至少低于通入流體630的所述氣體630的濃度的泄出流體620然后從所述隔板600出來，流經(jīng)流體流引出線645。
根據(jù)特定的燃料電池設(shè)計(jì)、應(yīng)用和/或操作環(huán)境，可以對該示范的三維能滲透氣體的隔板裝置中的傳輸路徑作出各種修改。例如，隔板660可以可選地成形為實(shí)質(zhì)在所述隔板660的同一個面包括至少一個流體流入口640和流體流出口645，例如圖7一般所示的。傳輸路徑675還可以被延伸，例如以增加用于暴露通入的流體630到例如環(huán)形路徑隔板670(見圖8)的內(nèi)部的表面。傳輸路徑685還可以配置為包括在滲透隔板680(見圖9)之內(nèi)的螺旋狀或盤旋的路徑。在另一個示范實(shí)施例中，滲透隔板690可以替代地、連續(xù)地和/或結(jié)合地配置為包括至少多個傳輸路徑692(見圖10)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，盡管圖6至圖10示出了基本上具有圓筒形幾何形狀的特定代表性三維隔板，可以替代地、連續(xù)地和/或結(jié)合使用各種其他幾何形狀，例如包括(但不限于)球形、卵形、環(huán)形、圓錐形、多胞形、規(guī)則固體和/或不規(guī)則固體或本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或此后得到的類似的其他幾何形狀。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步認(rèn)識到，從本發(fā)明的公開還可以容易地得到或操作地修改為各種其他的流體傳輸路徑。同樣被認(rèn)為包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，一種制造用于控制燃料電池中氣體傳輸?shù)难b置的代表性方法可以包括使用常規(guī)的陶瓷加工技術(shù)。在一種代表性應(yīng)用中，這樣的組成系統(tǒng)可以基本上實(shí)現(xiàn)為開發(fā)例如整體DMFC裝置。在一種代表性操作模式中，在這種DMFC中可以通過使陽極燃料水溶液經(jīng)過流場來實(shí)現(xiàn)CO2氣體的分離，所述流場用于暴露燃料流到能滲透氣體的膜以允許氣態(tài)CO2通過它擴(kuò)散或滲透。在一種示范應(yīng)用中，CO2氣體傳輸通過這樣的膜的速度可以另外通過該膜的孔隙率或厚度來控制。在另一種示范應(yīng)用中，可以用特定的憎水聚合物膜材料和/或替代、連續(xù)或結(jié)合地通過被動地或在低壓下操作系統(tǒng)來減弱陽極燃料溶液中水和/或共沸組分的蒸發(fā)，這種材料例如ZitexA和ZitexG。在一個示范實(shí)施例中，通過在流體流出口加入(例如)限流材料和/或通過減小通道的尺寸以便在所述流體流出口或其附近造成流量收縮可以建立壓力梯度。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，可以使用任何限流材料，例如(但不限于)泡沫材料、紡織纖維、紙纖維、聚合物管等等。此外，除了本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或此后得到的其他材料之外，適當(dāng)形式的限流材料可以用于來自溶液的氣態(tài)組分的氣相結(jié)核。
根據(jù)本發(fā)明的另一個示范實(shí)施例的典型組成系統(tǒng)可以容易地適用于相對簡單的與例如圖11所示的另外多層DMFC的基層系統(tǒng)集成。DMFC系統(tǒng)700通常包括燃料流外殼707和通風(fēng)外殼709。通過操作甲醇燃料泵725將甲醇720供給到陽極燃料混合室740。類似地，通過操作水燃料泵735將水730供給到混合室740。甲醇傳感器750測量陽極燃料流中甲醇720的濃度，以便向甲醇泵725和水泵735提供控制反饋，從而一般地操縱(actuate)燃料組分的濃度。
燃料流外殼707可以配置為包括供應(yīng)燃料路徑770和排放燃料路徑775。供應(yīng)燃料路徑770從燃料混合室740提供陽極燃料流，將甲醇720和水730的燃料混合物發(fā)送到至少一個MEA組760、762的陽極。MEA燃料組760和762配置為具有排放端口794、785，以允許水蒸氣從MEA陰極排出例如到周圍環(huán)境中，并提供空氣到達(dá)陰極的通路。電路連接點(diǎn)755、756、780、782、787、788、789和792提供用于釋放電能的電接觸的各個位置和/或監(jiān)測或控制DMFC運(yùn)轉(zhuǎn)。
從MEA760和762引出的陽極燃料流經(jīng)排放燃料路徑775到流體流場722，在那副產(chǎn)品CO2可以通過能滲透氣體的隔板702排出并且隨后通過排出口790排到周圍環(huán)境中。通過操作泵722循環(huán)陽極燃料從流體流場722流回混合室740。
圖12示出了對于根據(jù)本發(fā)明的一個代表方面的示范DMFC系統(tǒng)的操作的處理控制流程圖。示范控制組件在以下總標(biāo)題下分組“燃料發(fā)送”810、“微流體”830、“燃料電池”850和“電子器件”870。燃料發(fā)送組件包括例如用于供應(yīng)水818和甲醇815到混合室820的筒(cartridge)裝置，混合室820用于橋接所述燃料發(fā)送控制組件810與微流體組件830。微流體組件830包括控制子系統(tǒng)825，用于流體供應(yīng)來自混合室820的燃料以(1)用反饋傳感器動作支持834泵送燃料流體832；(2)影響水回收和再循環(huán)840；以及(3)影響CO2分離和排放842。燃料電池855運(yùn)轉(zhuǎn)以橋接燃料發(fā)送810和微流體830系統(tǒng)，電子裝置870被供電。電子裝置870還可以可選地包括以下任何或全部控制電路868、DC到DC轉(zhuǎn)換器865、可再充電的電池860和/或類似裝置或本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在已知或此后得到的這樣的其他電子組件。再本發(fā)明的一個代表性和示范實(shí)施例中，這樣的電子器件870可以包括例如移動電話890。
根據(jù)本發(fā)明的各示范實(shí)施例的氣體傳輸技術(shù)的應(yīng)用可以被用于任何燃料電池中和/或燃料電池供電的裝置或系統(tǒng)中，例如移動電話、膝上電腦、便攜式娛樂裝置和/或類似裝置或本領(lǐng)域現(xiàn)在已知或此后得到的能夠被配置或適于燃料電池電源任何裝置。
例如，圖13和14一般所示的移動電話1000可以被配置具有DMFC燃料電池900，燃料電池900具有排放端口990，端口990包含蓋子，用于根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的可滲透CO2的膜，以便允許移動電話1000基本上操作于相對引力的任何方向。因此，這樣的裝置1000將適于排放CO2，而基本上沒有泄漏或例如到用戶上或所述移動電話裝置1000外部的流體燃料組分的遷移。
根據(jù)本發(fā)明的一個示范實(shí)施例，運(yùn)行在環(huán)境溫度(例如28℃)和環(huán)境壓力(例如760托)的原型DMFC裝置被觀察到經(jīng)過1小時從陽極燃料流除去了0.172克二氧化碳。除去CO2的速度基本上是獨(dú)立于相對引力的方向的，并且經(jīng)過相同的持續(xù)時間只有7E-6克甲醇和2.72E-3克水的相應(yīng)損耗。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，隨著本發(fā)明的各個特征和方面的試驗(yàn)優(yōu)化，可以具有實(shí)質(zhì)提高的性能；同樣的將被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
在前面的說明中，本發(fā)明已經(jīng)根據(jù)特定的示范實(shí)施例進(jìn)行了描述；然而，會認(rèn)識到可以作出各種修改和改變，而不脫離下面的權(quán)利要求中所闡明的本發(fā)明的范圍。說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的，并且所有這樣的修改都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該由所附的權(quán)利要求及其合法的等同內(nèi)容來確定，而不是只通過上述示例來確定。例如，在任何方法或過程權(quán)利要求中列舉的步驟都可以按任何順序來執(zhí)行，并不限于在權(quán)利要求中提出的特定順序。此外，在任何裝置權(quán)利要求中列舉的組件和/或元件都可以按各種排列來組配或配置，以產(chǎn)生與本發(fā)明基本相同的結(jié)果，并且因此不限于權(quán)利要求中所列舉的特定配置。
上面根據(jù)特定實(shí)施例描述了好處、其他優(yōu)點(diǎn)和問題的解決方案；然而，任何好處、優(yōu)點(diǎn)、問題的解決方案或可以導(dǎo)致任何特定好處、優(yōu)點(diǎn)或方案發(fā)生或更顯著的任何元件都不能解釋為任何或全部權(quán)利要求的關(guān)鍵的、必需的或根本的特征或組成部分。
如這里所用的，術(shù)語“包括”、“包含”或其任何變體表示非排他的包括，以便包括一列元件的過程、方法、項(xiàng)目、成分或裝置不僅包括那些列舉的元件，還包括未明確列出的或該過程、方法、項(xiàng)目、成分或裝置固有的其他元件。在本發(fā)明的實(shí)踐中使用的上述結(jié)構(gòu)、布置、應(yīng)用、屬性、元件、材料或組成部分的其他組合和/或修改，加上那些未明確列出的，可以被本領(lǐng)域技術(shù)人員改變或修改到特定的環(huán)境、制造規(guī)范、設(shè)計(jì)參數(shù)或其他操作要求，而不脫離本發(fā)明的一般原理。
權(quán)利要求
1.一種用于控制在燃料電池的陽極燃料溶液和陰極氧化劑溶液的至少之一中的至少一種氣態(tài)氧化還原副產(chǎn)品的濃度的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括對所述氣態(tài)副產(chǎn)品至少之一是至少部分地可滲透的至少一個隔板；所述隔板包括至少第一表面和第二表面；所述隔板的所述第一表面具有與所述溶液有效數(shù)量的接觸；以及所述隔板被布置為至少有效地密封所述系統(tǒng)，阻止所述溶液和所述氣態(tài)化合物遷移到所述隔板的所述第二表面之外而非經(jīng)充分滲透傳輸通過所述隔板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中，所述隔板包括聚合物膜、多孔陶瓷、多孔硅板、不銹鋼砂和多孔玻璃中至少之一。
3.一種用于控制燃料電池溶液中至少一種氣態(tài)氧化還原副產(chǎn)品的濃度的裝置，其包括對至少一種氣態(tài)化合物是可滲透的隔板，所述隔板包括至少內(nèi)表面和外表面；所述隔板的所述內(nèi)表面包括至少一個流體流動路徑，用于流過含有至少一種氣態(tài)化合物的溶液；至少一個流體流動入口；和至少一個流體流動出口。
4.一種使用如權(quán)利要求3所述組成裝置的方法，其中，在流體流動出口處所述氣態(tài)副產(chǎn)品的濃度至少低于在流體流動入口處所述氣態(tài)副產(chǎn)品的濃度。
5.一種用于控制在燃料電池的陽極燃料溶液和陰極氧化劑溶液的至少之一中的至少一種氣態(tài)氧化還原副產(chǎn)品的濃度的方法，該方法包括將溶液流經(jīng)流體流場；所述流場具有在所述溶液和隔板的第一表面之間的有效接觸；所述隔板具有對所述氣態(tài)化合物至少之一的至少部分滲透性；所述隔板進(jìn)一步包括至少第二表面；以及至少有效地密封所述隔板的所述第一表面和所述流場，以最小化溶液和氣態(tài)化合物遷移到所述第二表面之外而非經(jīng)充分滲透傳輸通過所述隔板。
6.一種用于控制燃料電池溶液中至少一種氣態(tài)氧化還原副產(chǎn)品的濃度的方法，其包括提供對至少一種氣態(tài)副產(chǎn)品是可滲透的隔板，所述隔板包括至少內(nèi)表面和外表面；所述隔板的所述內(nèi)表面包括至少一個流體流動路徑，用于流過含有至少一種氣態(tài)副產(chǎn)品的溶液；提供至少一種流體流動入口；以及提供至少一個流體流動出口。
7.一種用于控制甲醇燃料電池燃料溶液中二氧化碳的濃度的系統(tǒng)，其包括流體流場；具有至少內(nèi)表面和外表面的、對CO2是可滲透的隔板；和用于有效密封所述隔板的所述內(nèi)表面對所述流體流場的裝置，以便阻止CH3OH和CO2遷移到所述隔板的所述外表面之外而非經(jīng)充分滲透傳輸通過所述隔板。
8.一種用于控制燃料電池溶液中水蒸氣的排放傳輸?shù)南到y(tǒng)，其包括流體流場；具有至少內(nèi)表面和外表面的、可滲透水蒸氣的隔板；和用于至少有效密封所述膜以便防止大量溶液泄漏的裝置。
9.一種用于產(chǎn)生電的燃料電池，所述電池具有用于控制氣態(tài)化合物的排放傳輸?shù)慕M成系統(tǒng)，所述電池包括至少一個陽極和至少一個陰極；流體流場；對至少一種氣態(tài)化合物是至少部分地可滲透的隔板，所述隔板包括至少內(nèi)表面和外表面；所述隔板的所述內(nèi)表面與至少一個流體流動路徑有效地接觸，所述路徑用于流動含有至少一種氣態(tài)化合物的溶液；至少一個流體流動入口；和至少一個流體流動出口。
10.一種使用權(quán)利要求9的產(chǎn)生電的裝置的方法，其中，在所述流體流動出口處所述氣態(tài)化合物的濃度至少低于在所述流體流動入口處所述氣態(tài)化合物的濃度。
全文摘要
一種用于控制溶解、保持和/或排出在燃料電池的運(yùn)行中產(chǎn)生的氣態(tài)副產(chǎn)品的傳輸或有效配置其參數(shù)的系統(tǒng)和方法，包括能滲透氣體的膜(320)，用于實(shí)質(zhì)在線獨(dú)立于引力分離例如DMFC裝置中的二氧化碳(710)。本發(fā)明的各種特征和參數(shù)可以適當(dāng)?shù)匦薷囊詢?yōu)化用于任何特定燃料電池設(shè)計(jì)的氣體傳輸函數(shù)。本發(fā)明提供對于從燃料電池燃料溶液中除去氣態(tài)副產(chǎn)品的速度的改進(jìn)的控制，另外提供燃料電池技術(shù)給尤其是便攜式電子裝置供電的改進(jìn)的應(yīng)用。
文檔編號H01M8/10GK1659730SQ03813269
公開日2005年8月24日 申請日期2003年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月8日
發(fā)明者阿莉森·M·費(fèi)希爾, 約瑟夫·W·博斯塔夫 申請人:摩托羅拉公司(在特拉華州注冊的公司)