[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2316852C2 - Топливный контейнер для топливных элементов - Google Patents

Топливный контейнер для топливных элементов Download PDF

Info

Publication number
RU2316852C2
RU2316852C2 RU2005123858/09A RU2005123858A RU2316852C2 RU 2316852 C2 RU2316852 C2 RU 2316852C2 RU 2005123858/09 A RU2005123858/09 A RU 2005123858/09A RU 2005123858 A RU2005123858 A RU 2005123858A RU 2316852 C2 RU2316852 C2 RU 2316852C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
pump
fuel container
container according
container
Prior art date
Application number
RU2005123858/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005123858A (ru
Inventor
Пол АДАМЗ (US)
Пол АДАМЗ
Original Assignee
Сосьете Бик
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сосьете Бик filed Critical Сосьете Бик
Publication of RU2005123858A publication Critical patent/RU2005123858A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2316852C2 publication Critical patent/RU2316852C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H01M8/04216—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes characterised by the choice for a specific material, e.g. carbon, hydride, absorbent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H01M8/04208—Cartridges, cryogenic media or cryogenic reservoirs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • H01M8/1011—Direct alcohol fuel cells [DAFC], e.g. direct methanol fuel cells [DMFC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области разовых или перезаправляемых топливных контейнеров для топливных элементов. Техническим результатом изобретения является создание контейнера, который может удерживать больше топлива с тем, чтобы обеспечить большой срок службы топливного контейнера. Согласно изобретению заявлен топливный контейнер для хранения метанола и воды, смеси метанола и воды или смесей метанола и воды разных концентраций. В контейнере используется вставка-наполнитель, которая предпочтительно занимает небольшую часть объема топливного контейнера с таким расчетом, чтобы вставка-наполнитель была способна капиллярно распространять и передавать топливо в топливные элементы. Кроме того, вставка-наполнитель остается в физическом контакте с топливом при любой ориентации топливного контейнера и любом уровне топлива в топливном контейнере. Топливный контейнер может иметь более одной камеры, и, предпочтительно, каждая камера содержит топливо разной концентрации. Факультативно, топливный контейнер может содержать и насос, предназначенный для создания потока топлива из топливного резервуара. Кроме того, этот насос может регулировать поток топлива и, что важно, отключать поток топлива при необходимости в этом. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Область изобретения
Данное изобретение относится к топливным контейнерам для топливных элементов вообще, и, в частности, к расходным и перезаправляемым топливным контейнерам. Кроме того, это изобретение относится к топливным контейнерам для топливных элементов с прямым окислением метанола.
Предпосылки изобретения
Топливные элементы - это устройства, непосредственно преобразующие химическую энергию реагентов, т.е. топлива и окислителя, в электрическую энергию постоянного тока. Для растущего числа применений топливные элементы являются более эффективными, чем обычное генерирование энергии, например, при сгорании ископаемого топлива, и более эффективными, чем портативное аккумулирование энергии, например, ионно-литиевые батареи.
Обычно технологии топливных элементов включают самые разные топливные элементы, в том числе щелочные топливные элементы, топливные элементы с полимерным электролитом, фосфорнокислые топливные элементы, топливные элементы с плавленым карбонатом и топливные элементы на твердом оксиде. Сегодняшние представляющие большую важность топливные элементы можно разбить на три общие категории, а именно: топливные элементы, в которых в качестве топлива используется сжатый водород (Н2), топливные элементы с протонно-обменной мембраной (ПОМ), в которых в качестве топлива используется метанол (СН3ОН), риформированный в водород, и топливные элементы с ПОМ, в которых в качестве топлива используется непосредственно метанол (СН3ОН) ("топливные элементы с прямым окислением метанола" или ТЭПОМ). Сжатый водород обычно поддерживается под высоким давлением, и поэтому с ним трудно обращаться. Кроме того, обычно требуются большие баки для хранения, которые невозможно сделать достаточно малогабаритными для использования в потребительских электронных устройствах. С другой стороны, для топливных элементов, в которых используются продукты риформинга метанола, требуются риформинг-установки и иные испарительные и вспомогательные системы, что вызывает увеличение размеров и усложнение топливных элементов на основе продукта риформинга метанола. ТЭПОМ представляет собой простейший и потенциально наименьший топливный элемент и является наиболее перспективным в энергетическом отношении для использования в потребительских электронных устройствах.
ТЭПОМ для относительно более крупногабаритных случаев применения обычно имеет вентилятор или компрессор для подачи окислителя, обычно воздуха или кислорода, на электрод-катод, насос для подачи смеси воды и метанола на электрод-анод и мембранно-электродное устройство (МЭУ). МЭУ обычно состоит из катода, ПОМ и анода. При работе жидкая топливная смесь воды и метанола подается непосредственно на анод, а окислитель - на катод. Электрохимическая реакция на каждом электроде и общая реакция для топливного элемента описываются следующим образом:
Реакция на аноде:
СН3ОН+Н2О→СО2+6H++6е-
Реакция на катоде:
О2+4H++4е-→2Н2О
Общая реакция топливного элемента:
СН3ОН+1.5O2→СО2+2Н2О
Из-за миграции ионов водорода (Н+) через ПОМ из анода через катод и из-за неспособности свободных электронов (е-) проходить через ПОМ эти электроны должны проходить по внешней цепи, что создает во внешней цепи электрический ток. Внешней цепью могут быть любые полезные потребительские электронные устройства, например мобильные или сотовые телефоны, калькуляторы, персональные цифровые ассистенты и дорожные компьютеры и др. ТЭПОМ описан в патентах США №5992008 и 5945231, которые полностью включаются ссылкой в эту заявку. Обычно ПОМ изготовлена из полимера, например, Nafion®, выпускаемого корпорацией DuPont, который представляет собой перфторированный материал толщиной от примерно 0,05 мм до примерно 0,50 мм. Анод обычно выполнен в виде опоры из пропитанной тефлоном (политетрафторэтиленом) копировальной бумаги с осажденным на ней тонким слоем катализатора, например, платины-рутения. Катодом обычно служит газодиффузионный электрод, в котором с одной стороны мембраны связаны частицы платины.
Одной из важнейших особенностей для применения ТЭПОМ является хранение топлива. Другая важная особенность - регулирование подачи топлива из топливного контейнера в МЭУ. Для того чтобы выпускаться в промышленных масштабах, системы ТЭПОМ должны обладать способностью хранить достаточное количество топлива для удовлетворения обычных требований потребителей. Например, для мобильных или сотовых телефонов, ноутбуков и персональных цифровых ассистентов топливные элементы должны питать эти устройства, по крайней мере, столь же длительно, что и нынешние элементы питания, и, предпочтительно, намного дольше. Кроме того, ТЭПОМ должен иметь легко заменяемые или перезаправляемые топливные емкости или избавлять от необходимости длительных перезарядок, которые требуются для сегодняшних перезаряжаемых аккумуляторных батарей.
В патентной литературе портативная топливная емкость или хранение топлива не под давлением для топливных элементов конкретно не описываются. В публикации заявки США на патент № US 2002/0127451 A1 раскрыт компактный топливный элемент с ПОМ, который хранит метанол-топливо в вертикальной(-ых) круглой(-ых) емкости(-ях) и пропускает побочный продукт CO2 обратно в емкость для создания в ней давления. Кроме того, эта топливная емкость имеет предохранительный клапан, предназначенный для предотвращения чрезмерного давления в емкости, и впускной топливный клапан, предназначенный для добавления топлива. Топливная емкость имеет пористый слой для капиллярного распространения топливной смеси воды и метанола к анодному выводу ПОМ. Следует, однако, отметить, что в положениях, иных, нежели вертикальное или под очень малым углом к вертикали, этот пористый слой не может оставаться в контакте с топливом. Следовательно, эту топливную емкость нельзя использовать при всех ориентациях.
Аналогичным образом, в публикации заявки США на патент №2001/0051293 А1 раскрыта структура капиллярного распространения, выполненная из абсорбирующего материала, сообщающегося по текучей среде с перезаправляемым топливным резервуаром. Функция структуры капиллярного распространения заключается в том, чтобы под капиллярным действием подавать топливо на ПОМ регулируемыми количествами. Однако в этой заявке не описывается способ регулирования расхода топлива, равно как не описывается как структура капиллярного распространения поддерживает контакт с топливом, если уровень топлива меньше полного, необходимого для капиллярного действия.
В патенте США №6326097 В1 раскрыты среди прочего топливные ампулы, которые можно заполнять проницаемыми для топлива материалами, что при любой ориентации позволяет топливу сообщаться под капиллярным действием с топливной иглой для его подачи на ПОМ. Эти топливные ампулы не могут хранить достаточное количество топлива, поскольку для требуемого капиллярного действия пространство в проницаемых материалах является необходимо малым. Таким образом, проницаемые для топлива материалы занимают основную часть пространства в этих ампулах, снижая тем самым емкость для хранения топлива. Кроме того, в описании изобретения к этому патенту раскрыт ручной насос, т.е. слегка утопленное место на ампулах, на которое пользователь должен давить, чтобы накачать топливо. Этот насос непрактичен, поскольку для того, чтобы питание могло податься в электронные устройства, пользователь должен вначале накачать топливо; кроме того, может потребоваться, чтобы пользователь непрерывно качал топливный элемент для поддерживания потока топлива на ПОМ. Кроме того, каждое действие ручной подкачки может послать на ПОМ волну топлива и вызвать нежелательный бросок электрического выхода из топливного элемента на электронные устройства. Важно отметить, что в патенте №6326097 не описывается как неиспользованное топливо, абсорбированное проницаемыми материалами, можно подавать на ПОМ.
В публикации заявки США на патент №2002/0018925 А1 раскрыта полость в электронном устройстве, где хранится баллончик, содержащий топливо, или где хранится абсорбирующее твердое вещество, содержащее топливо, для использования в топливным элементе. Подобно патенту №6326097, этот абсорбирующий материал обычно занимает основную часть пространства в топливной емкости и задерживает топливо в абсорбирующих материалах, снижая тем самым эффективную емкость для хранения топлива.
В описании изобретения к патенту США №6447941 В1 раскрыты несколько горизонтальных проницаемых для топлива слоев, которые находятся в контакте с топливом в топливной емкости, и топливо под капиллярным действием подается из топливной емкости в проницаемые для топлива слои. Затем перед тем, как достичь анодного вывода, топливо испаряется в испаряющих его слоях. Эта топливная емкость не имеет какой-либо внутренней структуры в помощь транспортировке топлива.
В описании изобретения к патенту США №6460733 В2 раскрыт топливный контейнер с несколькими стенками, имеющий внутренний контейнер метанола-топлива, находящийся внутри наружного контейнера. Внутренний контейнер может иметь жесткие стенки или представлять собой эластичную камеру. Пространство между двумя контейнерами содержит средства или добавки, которые нейтрализуют метанол-топливо в случае поломки или перед утилизацией. Топливо подается в топливный резервуар или непосредственно на анод самотеком или с помощью источника газа под давлением, находящегося в наружном резервуаре. Для подачи топлива на ПОМ предусмотрен внешний насос.
В описаниях изобретения к патентам США №5709961 и 6268077 В1 раскрыты топливные емкости под давлением, предназначенные для подачи топлива в топливный элемент.
Таким образом, остается необходимость в устройстве хранения топлива, которое обладает большой емкостью хранения и не требует источника под давлением для подачи топлива на ПОМ из устройства хранения.
Кратное описание изобретения
Таким образом, настоящее изобретение относится к топливному контейнеру, приспособленному для использования с топливным элементом.
Кроме того, настоящее изобретение относится к топливному контейнеру, приспособленному для использования с топливным элементом с прямым окислением метанола.
Кроме того, настоящее изобретение относится к одноразовому топливному контейнеру, а также к перезаправляемому топливному контейнеру.
Кроме того, настоящее изобретение относится к наращиваемым топливным контейнерам или топливным контейнерам, имеющим несколько топливных камер.
Один из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения относится к топливному контейнеру, содержащему топливо, пригодному для использования с топливным элементом. Этот топливный контейнер имеет часть свободного пространства и вставку-наполнитель. Вставка-наполнитель выполнена из абсорбирующего материала, способного капиллярно распространять содержащееся в нем топливо, причем вставка-наполнитель при любой ориентации контейнера и при любом уровне топлива находится в контакте с топливом. Вставка-наполнитель предпочтительно занимает примерно менее 67%, более предпочтительно, примерно менее 50% и, еще более предпочтительно, примерно менее 33% объема контейнера.
В соответствии с одним аспектом этого варианта осуществления вставка-наполнитель представляет собой соединительную колонку и, по крайней мере, два диска. Эти диски предпочтительно находятся на концах соединительной колонки. Соединительные колонки и(или), по крайней мере, один диск предпочтительно покрыты непроницаемой для текучей среды пленкой. Предпочтительно, вставка-наполнитель имеет также выпускной канал для выпуска топлива из контейнера. Этот выпускной канал может быть выполненным из абсорбирующего материала или содержать одну капиллярную иглу или пучок капиллярных трубок. Альтернативно, вставка-наполнитель имеет соединительную колонку и несколько спиц и, кроме того, может иметь несколько колец, причем спицы соединяют соединительную колонку с кольцами.
В соответствии с другим аспектом этого варианта осуществления вставка-наполнитель имеет оболочку, покрывающую, по крайней мере, часть внутренней поверхности контейнера, и выпускной канал. Кроме того, вставка-наполнитель может иметь, по крайней мере, один диск и (или) соединительную колонку. Эта оболочка может покрывать и всю внутреннюю поверхность контейнера.
Абсорбирующим материалом вставки-наполнителя могут быть полимерные волокна, например полиэфирные, полиэтиленовые, полиолефиновые, полиацеталевые или полипропиленовые волокна, или же им могут быть волокна растительного происхождения, например из пеньки, хлопка или ацетатцеллюлозы.
Кроме того, контейнер может иметь воздушный канал и заправочный клапан. Воздушный канал предотвращает образование частичного вакуума в контейнере при вытягивании топлива. Этим воздушным каналом может быть воздушный клапан или отверстие, покрытое гидрофобной микромембраной. Кроме того, воздушный канал может позволять парам и газам выходить из контейнера.
В соответствии с еще одним аспектом этого варианта осуществления топливный контейнер функционально соединен с насосом для управления потоком топлива из контейнера. Предпочтительно, этим насосом является насос микроэлектромеханической системы (МЭМС). Насосом МЭМС может быть насос с индуцированным полем потоком или объемный мембранный насос. Насос с индуцированным полем потоком имеет электрическое поле переменного или постоянного тока, прикладываемое к топливу для его перекачивания. К числу приемлемых насосов с индуцированным полем потоком относятся электрогидродинамический, магнитогидродинамический и электроосмотический насосы. Электрогидродинамический и электроосмотический насосы можно использовать вместе. Объемный мембранный насос имеет мембрану, к которой прикладывается сила, заставляющая ее перемещаться или колебаться и при этом перекачивать топливо. К числу приемлемых объемных мембранных насосов относятся электростатический и термопневматический насосы. Насос МЭМС управляет скоростью потока топлива и изменяет его направление на обратное, а также останавливает поток.
Другой предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения относится к топливному контейнеру, содержащему топливо, пригодному для использования с топливным элементом, который имеет вставку-наполнитель и насос МЭМС для управления потоком топлива. Вставка-наполнитель выполнена из абсорбирующего материала, способного капиллярно распространять содержащееся в нем топливо, причем вставка-наполнитель при любой ориентации контейнера и при любом уровне топлива находится в контакте с топливом.
В соответствии с одним аспектом этого варианта осуществления топливный контейнер имеет также первую часть свободного пространства и вторую часть свободного пространства, причем вставка-наполнитель занимает вторую часть свободного пространства. Вставка-наполнитель предпочтительно занимает примерно менее 67%, более предпочтительно, примерно менее 50% и, еще более предпочтительно, примерно менее 33% объема контейнера.
В соответствии с другим аспектом этого варианта осуществления вставка-наполнитель может иметь любую из структур, рассмотренных выше. Абсорбирующим материалом вставки-наполнителя могут быть полимерные волокна или волокна растительного происхождения. Кроме того, контейнер может иметь воздушный канал и заправочный клапан. Насосом МЭМС может быть насос с индуцированным полем потоком или объемный мембранный насос, как описано выше.
Еще один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения относится к топливному контейнеру, содержащему топливо, пригодному для использования с топливным элементом, в котором контейнер имеет несколько камер. Каждая камера имеет заданную концентрацию топлива, и каждая камера содержит вставку-наполнитель из абсорбирующего материала, способного капиллярно распространять топливо, содержащееся в камере. Вставка-наполнитель при любой ориентации контейнера и при любом уровне топлива находится в контакте с топливом.
Концентрации топлива в камерах предпочтительно отличаются. Концентрация топлива может колебаться от примерно 100% топлива и 0% воды до примерно 0% топлива и 100% воды. Камеры могут располагаться рядом или концами друг к другу.
В соответствии с одним аспектом этого варианта осуществления, по крайней мере, одна камера имеет первую часть свободного пространства и вторую часть свободного пространства, причем вставка-наполнитель занимает вторую часть свободного пространства. Вставка-наполнитель предпочтительно занимает примерно менее 67%, более предпочтительно, примерно менее 50% и, еще более предпочтительно, примерно менее 33% объема камеры.
В соответствии с другим аспектом этого варианта осуществления вставка-наполнитель может иметь любую из структур, рассмотренных выше. Абсорбирующим материалом вставки-наполнителя могут быть полимерные волокна или волокна растительного происхождения. Кроме того, контейнер может иметь воздушный канал и заправочный клапан. Насосом МЭМС может быть насос с индуцированным полем потоком или объемный мембранный насос, как описано выше. Топливо в каждой камере предпочтительно выкачивается с разным расходом, и, предпочтительно, оба вида топлива смешиваются после выкачивания из камер.
Краткое описание чертежей
На прилагаемых чертежах, которые являются неотъемлемой частью настоящего описания и должны рассматриваться вместе с ним, для указания одинаковых деталей на разных видах используются одинаковые позиции:
Фиг.1 представляет собой вид спереди предлагаемого предпочтительного топливного контейнера в произвольном положении;
Фиг.2 представляет собой вид спереди топливного контейнера на Фиг.1, ориентированного в другом произвольном положении;
Фиг.3(а) представляет собой вид спереди предпочтительного варианта осуществления предлагаемой вставки-наполнителя; Фиг.3(b)-3(d) представляют собой разные виды другого предпочтительного варианта осуществления вставки-наполнителя; и Фиг.3(e)-3(g) представляют собой разные виды еще одного предпочтительного варианта осуществления вставки-наполнителя;
Фиг.4(а) представляет собой вид спереди с частичным вырезом еще одного варианта осуществления предлагаемой вставки-наполнителя; Фиг.4(b) и 4(с) представляют собой разные виды еще одного предпочтительного варианта осуществления вставки-наполнителя; и Фиг.4(d) и 4(е) представляют собой виды спереди еще одного предпочтительного варианта осуществления вставки-наполнителя;
Фиг.5(а), 5(b) и 6 представляют альтернативные варианты осуществления топливного контейнера, показанного на Фиг.1 и 2;
Фиг.7(а)-7(b) представляют собой принципиальные схемы альтернативных вариантов осуществления элекгроосмотического насоса, управляющего и регулирующего поток метанола-топлива и(или) воды из топливного(-ых) контейнера(-ов) в МЭУ;
Фиг.8(а)-8(b) представляют собой принципиальные схемы электроосмотического насоса с обратной полярностью для остановки потока топлива и электрически изолированным от топливного контейнера соответственно;
Фиг.9 представляет собой еще один предпочтительный вариант осуществления предлагаемого топливного контейнера, имеющего несколько топливных камер, для простоты понимания некоторые детали не показаны;
Фиг.10 представляет собой еще один предпочтительный вариант осуществления предлагаемого топливного контейнера, имеющего несколько топливных камер, схематически соединенными с факультативным диффузором/смесительным элементом и МЭУ, для простоты понимания некоторые детали не показаны;
Фиг.11 представляет собой альтернативный вариант осуществления вставки-наполнителя, показанной на Фиг.1 и 2, с защитной оболочкой.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Как показано на прилагаемых чертежах и подробно описывается ниже, настоящее изобретение относится к универсальному топливному контейнеру, предназначенному для хранения разных видов топлива для топливных элементов, например, метанол и вода, смесь метанола и воды, смеси метанола и воды разных концентраций или чистый метанол. Топливный контейнер может содержать другие виды топлива для топливных элементов, например, этанол или другие химические вещества, которые могут улучшить характеристики или эффективность топливных элементов, и настоящее изобретение не ограничивается каким-либо видом топлива или жидкости, содержащимся в контейнере. Термин «топливо», используемый в тексте настоящего описания, охватывает все виды топлива, которые могут реагировать в топливных элементах, в том числе все указанные выше подходящие виды топлива, жидкости и(или) химические вещества и их смеси. В настоящем изобретении используется вставка-наполнитель, которая предпочтительно занимает небольшую часть объема топливного контейнера, чтобы топливный контейнер мог вмещать больше топлива, чтобы обеспечить большой срок службы топливного контейнера, а также уменьшить остаток топлива в контейнере в конце полезного срока службы контейнера. Вставка-наполнитель способна капиллярно распространять и передавать топливо в МЭУ. Кроме того, вставка-наполнитель остается в физическом контакте с топливом при любой ориентации топливного контейнера и любом уровне топлива в топливном контейнере.
Факультативно, топливный контейнер может содержать и насос, предназначенный для того, чтобы создавать, поддерживать и(или) регулировать поток топлива из топливного резервуара. Кроме того, этот насос может регулировать поток топлива в МЭУ для увеличения или уменьшения выходного электрического тока из МЭУ и, что важно, отключать поток топлива при необходимости в этом. Альтернативно, для перекрытия потока топлива, когда электронное устройство выключено или контейнер вынут из этого устройства, может использоваться запорный клапан. Кроме того, насос или насосы могут смешивать чистый метанол с водой перед закачиванием этой смеси в МЭУ. Кроме того, этот насос может избирательно перекачивать смесь метанола и воды из разных резервуаров, имеющих разные концентрации метанола.
Предпочтительно, этот насос адаптирован для использования при низком расходе жидкости и, предпочтительно, выполнен с малыми размерами для использования с потребительскими электронными устройствами. Предпочтительно, насос имеет минимальное количество подвижный частей или, более предпочтительно, вообще не имеет подвижных частей, чтобы снизить вероятность поломки. Предпочтительно, подходящими насосами являются насосы микроэлектромеханических систем (МЭМС), например, насосы, которые используются для подачи краски в струйных принтерах, или насосы, которые используются в системах доставки лекарственных средств, или насосы, которые используются для охлаждения микропроцессорных интегральных схем, и другие. В частности, приемлемыми насосами МЭМС являются насосы с индуцированным полем потоком и объемные мембранные насосы. В насосах с индуцированным полем потоком для получения потока используется электрическое или магнитное поле. Приемлемым насосом с индуцированным полем потоком является электроосмотический насос, способный перемещать жидкость в малых пространствах, например, капиллярных, при прикладывании напряжения постоянного тока поперек, по крайней мере, части капиллярной колонки. Изменением направления напряжения постоянного тока на обратное можно изменить направление потока текучей среды на обратное или остановить поток. К числу других насосов с индуцированным полем потоком относятся электрогидродинамические и магнитогидродинамические насосы. В объемных мембранных насосах используется сила, например, электрический заряд, прикладываемая к мембране, которая вызывает движение или колебание мембраны для приведения перекачиваемой текучей среды в движение. К числу приемлемых объемных мембранных насосов относятся электростатические и термопневматические насосы.
Как показано на Фиг.1, топливный контейнер 10 имеет часть свободного пространства и часть, занятую вставкой-наполнителем 12. Наличие части свободного пространства указывает, что это пространство может заниматься топливом или газом, когда уровень топлива меньше полного, но иначе другими веществами или материалами не занимается. Вставка 12 предпочтительно выполнена из абсорбирующего материала. К числу приемлемых абсорбирующих материалов относятся губки и волокнистые полимеры, например, полиэфирные, полиэтиленовые, полиолефиновые, полиацеталевые, полипропиленовые волокна, или же она может быть из натуральных волокон, например, из пеньки, хлопка или ацетатцеллюлозы или иных волокон растительного происхождения. Предпочтительно, в случае использования полимерных волокон, эти волокна являются термореактивными или термопластичными с высокой температурой размягчения или плавления для выдерживания потенциально высоких внутренних температур, которые могут иметь место внутри топливных элементов или внутри электронных устройств. Можно использовать материалы наполнителя любой пористости или проницаемости, причем в течение такого времени, пока материалы наполнителя могут капиллярно распространять топливо с достаточным расходом. Вставка 12 предпочтительно имеет два основания или диска 14 и соединительную колонку 16. Вставка 12 предпочтительно занимает примерно менее 67% внутреннего объема контейнера 10, более предпочтительно, примерно менее 50% и, еще более предпочтительно, примерно менее 33%, с таким расчетом, чтобы часть свободного пространства и поровый объем внутри вставки 12 могли использоваться для удерживания топлива 20. Альтернативно, вставка 12 может занимать весь внутренний объем контейнера 10, предпочтительно, если контейнер 10 используется с насосом МЭМС.
На Фиг.1 контейнер 10 произвольно показан в горизонтальном положении для моделирования электронного устройства, например, используемого калькулятора или персонального цифрового ассистента. В этом положении жидкое топливо 20, показанное частично опорожненным, может контактировать со вставкой-наполнителем 12, а именно: топливо 20 может сообщаться со вставкой 12 в контактных точках 22 для капиллярного распространения в МЭУ. Затем топливо передается из контейнера 10 через выпускной канал 24. Выпускной канал 24 может содержать такой же материал наполнителя, из которого изготовлена вставка 12, и топливо 20 может непрерывно капиллярно распространяться из контейнера 10. Альтернативно, выпускной канал 24 может содержать одну капиллярную иглу или пучок капиллярных трубок. Более предпочтительно, выпускной канал 24 содержит материал, более приемлемый для выбранного насоса с точки зрения оптимизации и регулирования потока из контейнера. Например, при использовании электроосмотического насоса выпускной канал 24 предпочтительно содержит стеклянные или кварцевые капиллярные трубки или шарики.
Как показано на Фиг.2, контейнер 10 можно произвольно расположить и с любым углом наклона, и при этом топливо 20 будет практически поддерживать контакт со вставкой-наполнителем 12 в контактной(-ых) точке(-ах) 22. Аналогичным образом, если контейнер 10 расположен вертикально (так, что выпускной канал 24 находится сверху или снизу), топливо, остающееся в контейнере 10, практически поддерживает контакт с диском 14 вставки-наполнителя 12.
Альтернативно, как показано на Фиг.3(а), вставка-наполнитель 12 может иметь дополнительный(-ые) диск(-и) 26, расположенный(-ые) между дисками 14. Диск 26 может иметь любую ориентацию, в том числе быть параллельным дискам 14. Диск 26 может располагаться по диагонали между дисками 14. Для дополнительной конструктивной опоры соединительная колонка 16 может покрываться тонкой пластиковой пленкой 25, как показано на Фиг.11. Преимущественно, такая тонкая пленка улучшается поток жидкости через вставку 12, предотвращая проникание воздуха или иных газов в материал наполнителя. Альтернативно, тонкая пластиковая пленка 25 может также, по крайней мере, частично, покрывать диск 14, 26, и в месте, где пленка, покрывающая колонку 14, пересекается с пленкой, покрывающей диск 14, 26, могут предусматриваться уплотнения 27.
Фиг.3(b) иллюстрирует другой вариант вставки-наполнителя 12, который имеет колонку 16 и несколько спиц 28. Фиг.3(с) представляет собой разрез Фиг.3(b), на котором показан предпочтительный поток топлива во вставке. Спицы 28 могут быть выставлены прямыми линиями, как показано на Фиг.3(b) и 3(с), или смещены, как показано на Фиг.3(d). Фиг.3(е) иллюстрирует еще один вариант вставки-наполнителя 12, который имеет колонку 16, спицы 28 и кольца 29. Фиг.3(f) представляет собой разрез Фиг.3(е), на котором показан предпочтительный поток топлива во вставке. Фиг.3(g) - это вид сверху Фиг.3(е). И в этом варианте осуществления спицы 28 могут быть выставлены прямыми линиями или смещены.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления вставка-наполнитель 12 может иметь выпускной канал 24, диски 14 и оболочку 31. Этот вариант осуществления показан на Фиг.4(а), на котором часть оболочки 31 для доходчивости не показана. Поскольку оболочка 31 и диски 14 будут покрывать всю внутреннюю поверхность контейнера 10, топливо 20 будет всегда оставаться в контакте со вставкой 12 при любом уровне топлива и при любой ориентации контейнера. Важно отметить, что для того, чтобы практически поддерживать контакт со вставкой 12, вовсе необязательно, чтобы оболочка 31 и диски 14 полностью покрывали внутреннюю поверхность контейнера 10 для топлива 20. Например, как показано на Фиг.4(d) и 4(е), оболочка 31 может иметь форму спирали или состоять из нескольких разнесенных полосок соответственно и частично покрывать внутреннюю поверхность контейнер. Как показано на Фиг.4(d) и 4(е), вставка 12 тоже может иметь выпускной канал 24 и один диск 14. Альтернативно, этот вариант осуществления может иметь и второй диск 14 и соединительную колонку 16. Кроме того, как показано на Фиг.4(b), вставка-наполнитель 12 имеет выпускной канал 24, колонку 16, диск 14 и оболочку 31, соединенные последовательно, как показано. Фиг.4(с) представляет собой разрез Фиг.4(b), на котором показан предпочтительный поток топлива во вставке.
Преимущественно, вставка-наполнитель 12 может использоваться с другими контейнерами, например, с контейнером 30, которые имеют наружные поверхности разной кривизны, например, контейнер в форме песочных часов, показанный на Фиг.5(а), или контейнер в форме бутылки, показанный на Фиг.5(b). Как показано на этих фигурах, вставка-наполнитель, показанная на Фиг.1-2, используется с контейнером 30 на Фиг.5 (а), а вставка-наполнитель, показанная на Фиг.4(b)-4(с), используется с контейнером 30 на Фиг.5(b). Для возможности использования в контейнере 32, показанном на Фиг.6, дискам 14 и (или) кольцам 29 тоже можно придать другие формы, например форму шестигранных дисков 34. Таким образом, при использовании в тексте настоящего описания термин "диск" или "кольцо" не ограничивается какой-либо конкретной формой и охватывает круглые и некруглые, а также правильные и неправильные формы.
При вытягивании топлива из контейнера 10, 30 или 32 в контейнере может создаваться частичный вакуум. Этот частичный вакуум заставляет топливо течь обратно в контейнер или может оттягивать воду из реакции топливного элемента в контейнер. Это действие может противодействовать капиллярному действию вставки-наполнителя 12 по вытягиванию топлива из контейнера. Для того чтобы преодолеть это действие, когда потребительское электронное устройство не используется, можно разрешить протекание воздуха или СО2, образованного при реакции топливного элемента, в контейнер через выпускной канал 24 для устранения частичного вакуума. В тех случаях применения, когда выпускной канал 24 герметично соединен с МЭУ, или если топливный элемент используется непрерывно в течение продолжительного времени, может предусматриваться отверстие 36 для впуска воздуха в контейнер для уравновешивания внутреннего давления контейнера с наружным давлением. В качестве отверстия 36, схематически показанного на Фиг.6, может служить однопутевой клапан, который позволяет только входить воздуху и не позволяет выходить топливу или иным жидкостям. Альтернативно, отверстие 36 представляет собой отверстие, покрытое гидрофобной мембраной, через которую не могут проходить метанол, вода или иные жидкости, а воздух может проходить в контейнер. Гидрофобные мембраны могут изготавливаться из политетрафторэтилена (ПТФЭ), нейлона, полиамидов, поливинилидена, полипропилена, полиэтилена или иного полимера. Серийно выпускаемые гидрофобные микропористые мембраны из ПТФЭ можно заказать у компании W.L Gore Associates, Inc. Кроме того, может предусматриваться заправочный клапан 38 для добавки топлива в контейнер 10, 30, 32 при необходимости в этом. Важно отметить, что хотя воздушное отверстие 36 и клапан 38 показаны только на Фиг.6, эти устройства применимы ко всем вариантам осуществления контейнера, показанным и заявляемым в настоящей заявке.
Для того чтобы обеспечить возможность регулирования потока топлива из выпускного канала 24 топливного контейнера в МЭУ, предусмотрен факультативный насос. Любой насос можно использовать, пока топливо может регулируемо перекачиваться из контейнера. Для уменьшения размеров насоса предпочтительно использовать насос МЭМС. Одним из насосов МЭСМ, которые можно использовать в настоящем изобретении, является электроосмотический насос. Как показано на Фиг.7(а)-7(с), предусмотрен электроосмотический насос 39. Электроосмотический насос 39 не имеет подвижных частей и может перемещать текучие среды через тугие пространства. Электроосмотический насос преимущественно может перемешать текучую среду с низкой удельной электропроводностью. Электроосмотический поток создается при прикладывании напряжения постоянного тока поперек пористой среды. При воздействии электрического поля постоянного тока жидкость в пористой среде приводится в движение в направлении от анода или положительного электрода к катоду или отрицательному электроду. Электроосмотический насос особенно эффективен в микроканалах, подобных каналам во вставке-наполнителе 12 или выпускном канале 24, и при малом и регулируемом потоке, который используется в ТЭПОМ. Электроосмотический поток подробно описан в патенте США №3923426 под названием "Электроосмотический насос и содержащее его устройство для распределения текучей среды", выданном 2 декабря 1975 г., в статье "Насосы электроосмотического потока с полимерными фриттами", авторы S.Zeng, С.Chen, J.Santiago, J.Chen, R.Zare, J.Tripp, F.Svec и J.Frechet, опубликованной в журнале Sensors и Actuators В Chemical Journal, том 82, стр.209-212 (2002 г.), и в работе "Крупный расходный элекгроосмотический насос с микропорами", авторы S.Yao, D.Huber, J.Mikkelsen и J.Santiago, труды Международного механико-технического конгресса и выставки Американского института инженеров-механиков, 11-16 ноября 2001 г., Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, и других работах. Эти работы полностью включаются ссылкой в настоящее описание.
Как показано на Фиг.7(а), для того, чтобы регулировать поток топлива из контейнера 10, напряжение постоянного тока можно прикладывать поперек всей вставки 12. Более предпочтительно, напряжение постоянного тока прикладывается поперек только выпускного канала 24, поскольку при этом требуется меньшее напряжение, и после того, как топливо начинает течь через выпускной канал 24, количество движения за счет вязкого взаимодействия передается остальному топливу. Аккумуляторная батарея 40 выбирается так, чтобы иметь любое напряжение, необходимое, чтобы вызвать поток топлива. Для увеличения прикладываемого напряжения постоянного тока, одну или несколько аккумуляторных батарей 40 можно собрать последовательно, как показано на Фиг.7(с). Альтернативно, для увеличения выходного напряжения постоянного тока можно использовать преобразователь постоянного тока в постоянный ток. Этот преобразователь преобразует низкое напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока (или электрические импульсы), а затем преобразует низкое напряжение переменного тока в более высокое напряжение переменного тока, после чего преобразует последнее обратно в напряжение постоянного тока. Преимущественно, преобразователи постоянного тока в постоянный ток имеют малые размеры. После того как топливо, хранящееся в свободном пространстве топливного контейнера, израсходовано, электроосмотический насос 39 может выкачивать топливо из вставки 12, делая тем самым большую часть этого топлива используемой. Для того чтобы уменьшить разряд аккумуляторной батареи 40, для запитывания электроосмотического потока при работающем топливном элементе можно использовать электрическое напряжение от топливного элемента. Предпочтительно, для управления напряжением и (или) инвертирования полярности аккумуляторной батареи 40 предусматривается регулятор 42.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, аккумуляторная батарея 40 является перезаряжаемой: ток из топливного элемента, когда он в работе, перезаряжает аккумуляторную батарею 40. Преимущественно, аккумуляторная батарея 40 может перезаряжаться постоянно для продления ее срока службы, и при этом потребитель может даже и не знать, что в топливном элементе используется какая-то аккумуляторная батарея. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, может быть предусмотрен ручной насос 44, например, ручной пневматический насос, для ручной подачи топлива для включения МЭУ, если аккумуляторная батарея полностью разрядилась, или если после длительного периода бездействия топливо сливается из выпускного канала 24 или большей части вставки 12, или если капиллярное пространство заблокировалось.
Другое преимущество электроосмотического насоса 39 заключается в том, что при необходимости выключения МЭУ регулятор/инвертор 42 может менять полярность аккумуляторной батареи 40 на обратную, заставляя при этом топливо вытекать из МЭУ для остановки реакции в топливном элементе с отключением электрической цепи, как показано на Фиг.8(а). Альтернативно, может предусматриваться запорный клапан 45, как показано на Фиг.6, для перекрытия потока топлива из МЭУ. Кроме того, запорный клапан 45 может помочь предотвратить непреднамеренное вытекание топлива из топливного контейнера, когда контейнер вынут из электронного устройства. Запорный клапан можно расположить выше или ниже заправочного клапана 38. Запорный клапан 45 может быть нормально открытым или нормально закрытым, как описано в принадлежащем совместным владельцам патенте США 5520197. Этот патент настоящим ссылкой полностью включается в эту заявку.
После того как топливный элемент перестает вырабатывать электрическую энергию, ручной или электронный выключатель 44 открывается, чтобы снять любое напряжение постоянного тока, прикладываемое поперек вставки-наполнителя 12 или выпускного канала 24. Регулятор 42 может, например, подключаться к включателю/выключателю потребительского электронного устройства так, что когда это устройство включено, напряжение постоянного тока прикладывается поперек вставки-наполнителя 12 или выпускного канала 24. Когда это устройство выключено, напряжение постоянного тока меняет полярность на обратную и затем отключается. Кроме того, регулятор 42 может регулировать расход потока топлива из топливного контейнера путем изменения прикладываемого напряжения постоянного тока. Ниже описывается один из способов изменения напряжения постоянного тока.
Аккумуляторная батарея 40 и регулятор/инвертер 42 могут находиться на топливном контейнере, предпочтительно, если контейнер является перезаправляемым, или в топливном элементе с тем, чтобы издержки на изготовление топливных контейнеров можно было снизить за счет выполнения топливного контейнера для одноразового использования.
В соответствии с другим аспектом изобретения топливный контейнер 10 может иметь две или более камер. Как показано на Фиг.9, топливный контейнер 10 может иметь камеры 46 и 48, причем одна камера находится сверху другой. Предпочтительно, одна камера содержит метанол, а вторая воду. В каждой камере имеется вставка-наполнитель. В варианте осуществления, показанном на Фиг.9, соединительная колонка 50 камеры 48 расположена концентрически внутри соединительной колонки 52 камеры 46. Предпочтительно, колонка 50 изолирована от колонки 52 водонепроницаемой пленкой. Как показано на этой фигуре, каждая колонка соединена с дисками с таким расчетом, чтобы жидкость, содержащаяся в ней, могла вытекать из камер за счет капиллярного распространения. Альтернативно, эти камеры могут располагаться рядом, например, как камеры 54 и 56, показанные на Фиг.10. Каждая камера 54, 56 содержит вставку-наполнитель, имеющую соединительную колонку 58, 60 соответственно и диски для отвода жидкостей из камер за счет капиллярного распространения. В вариантах осуществления, показанных на Фиг.9 и 10, потоки метанола и воды до того, как они достигнут МЭУ, необходимо объединить или смешать. Предпочтительно, эти жидкости смешиваются в диффузоре или зоне смешивания 62. Предпочтительно, зона 62 заполнена тем же материалом наполнителя, что и вставка 12, для распространения топливной смеси за счет капиллярного действия до того, как она достигнет МЭУ. Кроме того, перед диффузором или зоной смешивания 62 можно предусмотреть камеру предварительного смешивания с тем, чтобы жидкости можно было тщательно смешивать до того, как они достигнут диффузора 62.
Разные топливные элементы могут потребовать для работы разные концентрации метанола и воды в топливной смеси. Этого можно добиться благодаря использованию электроосмотического насоса, схематически показанного на Фиг.7(с). К камерам 46, 48 или 54, 56 можно прикладывать одно и то же напряжение постоянного тока. Из-за разной вязкости и поверхностного натяжения метанола и воды расход метанола и воды может быть разным. Регулятор/инвертер 42 может иметь несколько выходов, и каждый выход может иметь разное напряжение для регулирования потоков из камер. Альтернативно, в одном предпочтительном варианте осуществления каждый выход может иметь переменный резистор 64, предназначенный для регулирования напряжения выхода, как показано на Фиг.7(b). Альтернативно, этот переменный резистор может включаться последовательно с камерой для регулирования прикладываемого к ней напряжения, как показано на Фиг.7(с).
Альтернативно, камеры 46, 48 или 54, 56 могут содержать топливные смеси разной концентрации или состава, и электроосмотический насос 39 может избирательно качать топливную смесь из одной или другой камеры в зависимости от требуемой потребителем мощности. Это можно проделать путем увеличения сопротивления резистора 64, подключенного к не нужной на данный момент камере, чтобы оно стало значительно выше импеданса или сопротивления вставки-наполнителя в этой камере. Если сопротивление резистора 64 достаточно высокое, напряжение постоянного тока поперек вставки-наполнителя очень низкое, в результате чего поток из не нужной на данный момент камеры эффективно останавливается, и топливная смесь может вытекать только из выбранной камеры. Топливные смеси в двух или более камерах до того, как они достигнет МЭУ, могут смешиваться, как объяснялось выше. Альтернативно, каждая камера может иметь свой собственный насос для регулирования или управления потоком топлива из нее.
В соответствии с другими вариантами осуществления изобретения с топливными контейнерами 10, 30, 32 или иными топливными контейнерами могут использоваться другие насосы. Как отмечалось выше, к числу других приемлемых насосов относятся насосы с индуцированным полем потоком, например электрогидродинамические и магнитогидродинамические насосы. К числу других приемлемых насосов относятся объемные мембранные насосы, например электростатические и термопневматические насосы.
Электрогидродинамический насос прикладывает к перекачиваемой текучей среде напряжение переменного тока. Пример электрогидродинамического насоса раскрыт в патенте США №4316233 под названием "Однофазный электрогидродинамический насос", выданном 16 февраля 1982 г. Этот патент настоящим ссылкой полностью включается в эту заявку. Электрогидродинамический насос обычно работает за счет кулоновских сил притяжения и отталкивания, прикладываемых к текучей среде электрическим полем. Поскольку на текучую среду действует электрическое поле, а не механическое давление, внутреннее давление текучей среды при ее перекачивании значительно не повышается. Электрогидродинамический насос особенно подходит для жидкости с низкой удельной электропроводностью. Как раскрыто в описании изобретения к патенту США №4316233 и показано на фигурах в нем, заряд переменного тока прикладывается к каналу потока, причем указанный канал потока содержит несколько внутренних выступов из полуизолирующего материала, свисающих со стенки канала. Этим каналом потока преимущественно может быть выпускной канал 24 вставки-наполнителя 12. Выступы выполнены из разных материалов, имеющих разное время электрической релаксации, и, соответственно, электрический заряд для каждого выступа достигает своего максимума в разное время. Это приводит к созданию в текучей среде электрического поля переменного тока. Например, если заряд переменного тока представляет собой синусоидальное напряжение, напряжения на кончиках выступов вызывают перекачивание текучей среды синусоидальным электрическим полем в нужном направлении. Альтернативно, эти выступы могут быть выполненными из одних и тех же материалов, но иметь разные размеры для разного времени релаксации. Выступы могут быть разнесены или находиться рядом друг с другом. Выступы могут иметь любую геометрическую форму.
Известно, что для перекачивания текучей среды электрогидродинамический поток можно использовать в сочетании с электроосмотическим потоком; кроме того, известно, что электрогидродинамический и электроосмотический насосы можно использовать вместе для перекачивания метанола и этанола через капиллярные трубки.
Магнитогидродинамический насос, с другой стороны, прикладывает к рабочей текучей среде магнитное поле, вызывая тем самым перемещение рабочей текучей среды в нужной направлении. Реверсированием магнитного поля направление потока рабочей текучей среды можно изменить на обратное. Пример магнитогидродинамического насоса описан в патенте США №6241480 под названием "Микромагнитогидродинамический насос и способ его эксплуатации", выданном 5 июня 2001 г. Этот патент настоящим ссылкой полностью включается в эту заявку. Рабочей текучей средой может быть любая проводящая жидкость. Предпочтительно, рабочей текучей средой является жидкий металл высокой вязкости, например сплав ртути или галлия. В предпочтительном варианте осуществления магнитогидродинамический насос имеет камеру с впускным и выпускным отверстиями, причем в качестве поршня действует масса жидкого металла. Магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом, электромагнитом или несколькими спиральными магнитными индукторами, прикладывается к рабочей текучей среде, вызывая ее движение в направлении от впускного отверстия с затягиванием перекачиваемой жидкости в камеру. Затем направлением магнитного поля меняется на обратное для выкачивания текучей среды из камеры через выпускное отверстие. Магнитодинамический насос может иметь дополнительную камеру для перекачиваемой жидкости. В каждом отверстии - впускном и выпускном - имеется обратный клапан, предназначенный для регулирования потока перекачиваемой текучей среды. Впускное отверстие предпочтительно сообщается по текучей среде с выпускным каналом 24, а выпускное отверстие предпочтительно сообщается по текучей среде с МЭУ для передачи текучей среды в МЭУ.
Электростатический насос - это объемный мембранный насос, который отличается от рассмотренных насосов с индуцированным полем потоком. Вместо прикладывания к текучей среде электрического или магнитного поля (или обоих) и перекачивания этой текучей среды, объемный мембранный насос обычно имеет мембрану или диафрагму, и для перекачивания текучей среды к мембране или диафрагме прикладывается сила. В электростатическом насосе к мембране или диафрагме прикладывается электрическое напряжение, которое вызывает перемещение или колебание мембраны или диафрагмы с перекачиванием текучей среды. Электростатический насос раскрыт в патенте США №6485273 под названием "Электростатические перекачивающие устройства с распределенной МЭМС", выданном 26 ноября 2002 г. В этом патенте раскрыт среди прочего насос МЭМС, который имеет подвижную мембрану, одним концом прикрепленную к подкладке. На своем свободном конце мембрана смещена от подкладки. При прикладывании электростатического напряжения к первому электроду в подвижной мембране и второму электроду в подкладке подвижная мембрана перемещается к подкладке. Это перемещение вызывает перекачивание любой перекачиваемой текучей среды, находящейся между свободным концом подвижной мембраны и подкладкой. При снятии электростатической силы подвижная мембрана смещается назад в свое исходное положение. Для непрерывного перекачивания текучей среды этот цикл может повторяться. Еще один электростатический насос раскрыт в патенте США №5336062 под названием "Микронасос", выданном 9 августа 1994 г. В этом патенте раскрыт среди прочего электростатический насос, который имеет, по крайней мере, одну мембрану. При прикладывании к мембране через ее "омический" контакт напряжения переменного тока мембрана колеблется и перекачивает текучую среду. В патенте №6485273 раскрыт и вариант осуществления с двумя мембранами, в котором к мембранам прикладываются напряжения переменного тока с разными фазами и разной величины, и при этом для перекачивания текучей среды мембраны могут колебаться противофазно. Описания изобретения к патентам №6485273 и 5336062 полностью ссылкой включены в эту заявку.
Термопневматический насос - это еще один объемный мембранный насос. В этом насосе нагревательный элемент, например резисторный нагревательный элемент, находится в напорной камере, и напорная камера функционально соединена с мембраной. В камере находится некоторое количество рабочего газа или рабочей жидкости, который(-ая) при нагревании расширяется. К числу приемлемых рабочих жидкостей относится фторированные углеводородные жидкости, поставляемые компанией «3М». Это тепловое расширение создает действующую на мембрану силу, которая перемещает мембрану. При перемещении мембраны происходит перекачивание перекачиваемой текучей среды. Снижение температуры замкнутого рабочего газа или жидкости вызывает сжатие мембраны. Термопневматический насос и другие объемные мембранные микронасосы раскрыты в патенте США №6069392 под названием "Микросильфонный приводной элемент", выданном 30 мая 2000 г., патенте США №6326211 под названием "Способ манипулирования газовым пузырем в микрожидкостном устройстве", выданном 4 декабря 2001 г. Эти патенты ссылкой полностью включается в эту заявку.
Топливные контейнеры 10, 30, 32, описанные выше, могут использоваться с ТЭПОМ или могут включаться с продуктом риформинга для преобразования метанола в водород для использования с топливными элементами с продуктом риформинга метанола.
Хотя и очевидно, что описанные выше иллюстративные варианты осуществления изобретения позволяют достичь целей настоящего изобретения, ясно и то, что специалисты могут изобрести многочисленные модификации и иные варианты осуществления. Кроме того, признак(-и) и(или) элемент(-ы) любого варианта осуществления может (могут) использоваться отдельно или в сочетании с другим(-и) вариантом(-ами) осуществления. Поэтому будет понятно, что прилагаемая формула изобретения предназначена для охвата всех таких модификаций и вариантов осуществления в пределах сущности и объема настоящего изобретения.

Claims (26)

1. Топливный контейнер, содержащий жидкое топливо, пригодный для использования с топливным элементом, где указанный топливный контейнер содержит вставку-наполнитель, причем указанная вставка-наполнитель содержит абсорбирующий материал для транспортировки жидкого топлива, содержащегося в картридже, посредством капиллярного действия, при этом вставка-наполнитель при любой ориентации контейнера и при любом уровне топлива находится в контакте с топливом, причем по крайней мере часть вставки-наполнителя покрыта непроницаемой для текучей среды пленкой.
2. Топливный контейнер по п.1, отличающийся тем, что топливный контейнер соединен с насосом для управления потоком жидкого топлива из контейнера.
3. Топливный контейнер по п.2, отличающийся тем, что указанный насос представляет собой микроэлектромеханический насос.
4. Топливный контейнер по п.3, отличающийся тем, что указанный микроэлектромеханический насос содержит по крайней мере один из следующих типов насосов:
i. насос с индуцированным полем потоком,
ii. насос с потоком, индуцированным электрическим полем,
iii. насос с потоком, индуцированным магнитным полем,
iv. электрогидродинамический насос,
v. комбинацию электрогидродинамического насоса и электроосмотического насоса,
vi. магнитогидродинамический насос,
vii. электроосмотический насос,
viii. объемный мембранный насос,
ix. микроэлектромеханический насос с мембраной, к которой прикладывается сила, заставляющая ее перемещаться и при этом перекачивать топливо,
х. электростатический насос, или
xi. термопневматический насос.
5. Топливный контейнер по п.1, отличающийся тем, что вставка-наполнитель содержит по крайней мере одно из следующих средств:
i. соединительную колонку и по крайней мере два диска,
ii. оболочку, покрывающую по крайней мере часть внутренней поверхности контейнера,
iii. выпускной канал,
iv. выпускной канал, содержащий по крайней мере два абсорбирующих материала,
v. соединительную колонку и несколько спиц, соединенных с ней, или
vi. соединительную колонку и несколько спиц, соединенных с ней, где с некоторыми спицами соединено по крайней мере одно кольцо.
6. Топливный контейнер по п.1, отличающийся тем, что указанный абсорбирующий материал изготовлен из полимерных волокон или из волокон растительного происхождения.
7. Топливный контейнер по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит воздушный канал.
8. Топливный контейнер по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит заправочный клапан.
9. Топливный контейнер по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит запорный клапан.
10. Топливный контейнер по п.1, отличающийся тем, что вставка-наполнитель соединена с капиллярной иглой или капиллярной трубкой.
11. Топливный контейнер по п.2, отличающийся тем, что указанный насос является реверсивным.
12. Топливный контейнер, содержащий жидкое топливо, пригодный для использования с топливным элементом, где указанный топливный контейнер содержит несколько камер, причем каждая камера имеет заданную концентрацию топлива и каждая камера содержит вставку-наполнитель, выполненную из абсорбирующего материала для транспортировки жидкого топлива, содержащегося в камере, посредством капиллярного действия, при этом вставка-наполнитель при любой ориентации камеры и при любом уровне топлива находится в контакте с топливом.
13. Топливный контейнер по п.12, отличающийся тем, что по крайней мере часть по крайней мере одной из указанных вставок-наполнителей покрыта непроницаемой для текучей среды пленкой.
14. Топливный контейнер по п.12, отличающийся тем, что топливный контейнер соединен с насосом для управления потоком жидкого топлива из контейнера.
15. Топливный контейнер по п.14, отличающийся тем, что указанный насос представляет собой микроэлектромеханический насос.
16. Топливный контейнер по п.15, отличающийся тем, что указанный микроэлектромеханический насос содержит по крайней мере один из следующих типов насосов:
i. насос с индуцированным полем потоком,
ii. насос с потоком, индуцированным электрическим полем,
iii. насос с потоком, индуцированным магнитным полем,
iv. электрогидродинамический насос,
v. комбинацию электрогидродинамического насоса и электроосмотического насоса,
vi. магнитогидродинамический насос,
vii. электроосмотический насос,
viii. объемный мембранный насос,
ix. микроэлектромеханический насос с мембраной, к которой прикладывается сила, заставляющая ее перемещаться и при этом перекачивать топливо,
х. электростатический насос, или
xi. термопневматический насос.
17. Топливный контейнер по п.12, отличающийся тем, что по крайней мере одна из указанных вставок-наполнителей содержит по крайней мере одно из следующих средств:
i. соединительную колонку и по крайней мере два диска,
ii. оболочку, покрывающую по крайней мере часть внутренней поверхности контейнера,
iii. выпускной канал,
iv. выпускной канал, содержащий по крайней мере два абсорбирующих материала,
v. соединительную колонку и несколько спиц, соединенных с ней, или
vi. соединительную колонку и несколько спиц, соединенных с ней, где с некоторыми спицами соединено по крайней мере одно кольцо.
18. Топливный контейнер по п.12, отличающийся тем, что указанный абсорбирующий материал изготовлен из полимерных волокон или из волокон растительного происхождения.
19. Топливный контейнер по п.12, отличающийся тем, что дополнительно содержит воздушный канал.
20. Топливный контейнер по п.12, отличающийся тем, что дополнительно содержит заправочный клапан.
21. Топливный контейнер по п.12, отличающийся тем, что концентрация топлива находится в пределах от примерно 100% жидкого топлива и 0% воды до примерно 0% топлива и 100% воды.
22. Топливный контейнер по п.21, отличающийся тем, что жидкое топливо содержит метанол.
23. Топливный контейнер по п.12, отличающийся тем, что указанные камеры расположены рядом или торцами друг к другу.
24. Топливный контейнер по п.12, отличающийся тем, что дополнительно содержит запорный клапан.
25. Топливный контейнер по п.14, отличающийся тем, что указанный насос является реверсивным.
26. Топливный контейнер по п.12, отличающийся тем, что по крайней мере одна вставка-наполнитель соединена с капиллярной иглой или капиллярной трубкой.
RU2005123858/09A 2003-01-31 2004-01-26 Топливный контейнер для топливных элементов RU2316852C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/356,793 US7147955B2 (en) 2003-01-31 2003-01-31 Fuel cartridge for fuel cells
US10/356,793 2003-01-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005123858A RU2005123858A (ru) 2006-02-27
RU2316852C2 true RU2316852C2 (ru) 2008-02-10

Family

ID=32770877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005123858/09A RU2316852C2 (ru) 2003-01-31 2004-01-26 Топливный контейнер для топливных элементов

Country Status (19)

Country Link
US (2) US7147955B2 (ru)
EP (3) EP1588440B1 (ru)
JP (1) JP4742024B2 (ru)
KR (1) KR100834349B1 (ru)
CN (1) CN1816933B (ru)
AR (1) AR042908A1 (ru)
AT (2) ATE362659T1 (ru)
AU (1) AU2004208231B2 (ru)
BR (1) BRPI0406200A (ru)
CA (1) CA2513650C (ru)
DE (1) DE602004006488T2 (ru)
ES (2) ES2376575T3 (ru)
MX (1) MXPA05008059A (ru)
MY (1) MY141522A (ru)
PL (1) PL379586A1 (ru)
RU (1) RU2316852C2 (ru)
TW (1) TWI237416B (ru)
WO (1) WO2004068611A2 (ru)
ZA (1) ZA200505791B (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470417C2 (ru) * 2008-05-16 2012-12-20 Сони Корпорейшн Топливный картридж и система топливного элемента
RU185789U1 (ru) * 2018-01-26 2018-12-19 Сайфудинов Сергей Константинович Аккумулятор водорода на основе капиллярных и мультикапиллярных структур для энергетической установки беспилотных летательных аппаратов

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003072059A (ja) * 2001-06-21 2003-03-12 Ricoh Co Ltd インクジェット記録装置及び複写機
US7452625B2 (en) * 2003-06-20 2008-11-18 Oorja Protonics Water management in a direct methanol fuel cell system
US20050008924A1 (en) * 2003-06-20 2005-01-13 Sanjiv Malhotra Compact multi-functional modules for a direct methanol fuel cell system
EP1641671B1 (en) * 2003-06-27 2015-06-24 Portaclave LLP Portable fuel cartridge for fuel cells
US8613297B2 (en) 2003-07-29 2013-12-24 Societe Bic Fuel supply systems having operational resistance
US7172825B2 (en) * 2003-07-29 2007-02-06 Societe Bic Fuel cartridge with flexible liner containing insert
US7481858B2 (en) * 2005-02-25 2009-01-27 Societe Bic Hydrogen generating fuel cell cartridges
JP4529451B2 (ja) * 2003-10-23 2010-08-25 株式会社日立製作所 燃料電池装置及びその制御方法、電子機器
US7655331B2 (en) 2003-12-01 2010-02-02 Societe Bic Fuel cell supply including information storage device and control system
US20050162122A1 (en) * 2004-01-22 2005-07-28 Dunn Glenn M. Fuel cell power and management system, and technique for controlling and/or operating same
US8486575B2 (en) * 2004-02-05 2013-07-16 GM Global Technology Operations LLC Passive hydrogen vent for a fuel cell
US7117906B2 (en) 2004-02-06 2006-10-10 Societe Bic Datum based interchangeable fuel cell cartridges
US20050233190A1 (en) * 2004-04-15 2005-10-20 Gennadi Finkelshtain Fuel cell with removable/replaceable cartridge and method of making and using the fuel cell and cartridge
US7521140B2 (en) * 2004-04-19 2009-04-21 Eksigent Technologies, Llc Fuel cell system with electrokinetic pump
US20050260465A1 (en) * 2004-05-18 2005-11-24 Harris Scott C Direct methanol fuel cell system, fuel cartridge, system of operation, and system for detecting forgery
US7968250B2 (en) 2004-06-25 2011-06-28 Ultracell Corporation Fuel cartridge connectivity
US7648792B2 (en) 2004-06-25 2010-01-19 Ultracell Corporation Disposable component on a fuel cartridge and for use with a portable fuel cell system
CN1998105A (zh) * 2004-07-08 2007-07-11 直接甲醇燃料电池公司 燃料电池盒和燃料输送系统
US7799453B2 (en) 2004-08-04 2010-09-21 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Fuel cell with electroosmotic pump
JP2006085952A (ja) * 2004-09-15 2006-03-30 Hitachi Maxell Ltd 燃料電池及び電力供給システム並びに電子機器
US20060071088A1 (en) * 2004-10-05 2006-04-06 Paul Adams Fuel cartridge with an environmentally sensitive valve
JP4753569B2 (ja) * 2004-11-24 2011-08-24 三菱鉛筆株式会社 燃料カートリッジ及び燃料電池
CN104554830B (zh) * 2005-02-16 2017-09-19 智能能源有限公司 具有操作阻力的燃料补给系统装置
US7727293B2 (en) 2005-02-25 2010-06-01 SOCIéTé BIC Hydrogen generating fuel cell cartridges
TWI296599B (en) * 2005-06-13 2008-05-11 Wisepoint Technology Co Ltd Beam jet propellor
US7829211B2 (en) * 2005-06-15 2010-11-09 Univeristy Of Connecticut Thermal-fluids management system for direct methanol fuel cells
DE102005039887A1 (de) * 2005-08-23 2007-03-08 Siemens Ag Festkörperdetektor zur Aufnahme von digitalen Röntgenabbildungen
US20070084523A1 (en) * 2005-09-23 2007-04-19 Angstrom Power Incorporated Systems and methods for replenishing fuel-cell-powered portable devices
JP2007095400A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Hitachi Ltd 燃料カートリッジ
US7779856B2 (en) * 2005-10-05 2010-08-24 Societe Bic Fuel cartridge of a fuel cell with fuel stored outside fuel liner
KR100695112B1 (ko) * 2005-11-02 2007-03-14 삼성에스디아이 주식회사 두개의 연료저장부를 구비한 직접액체 연료전지 시스템
US8794929B2 (en) 2005-11-23 2014-08-05 Eksigent Technologies Llc Electrokinetic pump designs and drug delivery systems
US8196894B2 (en) * 2006-01-06 2012-06-12 Societe Bic Check valves for fuel cartridges
US20070231621A1 (en) * 2006-01-19 2007-10-04 Rosal Manuel A D Fuel cartridge coupling valve
US20080029156A1 (en) * 2006-01-19 2008-02-07 Rosal Manuel A D Fuel cartridge
JP5105758B2 (ja) 2006-03-27 2012-12-26 三洋電機株式会社 燃料電池システム
JP4285518B2 (ja) * 2006-03-28 2009-06-24 カシオ計算機株式会社 接続構造体、流路制御部、燃料電池型発電装置及び電子機器
JP4893195B2 (ja) 2006-09-27 2012-03-07 カシオ計算機株式会社 送液装置の接続構造体、燃料電池型発電装置及び電子機器
JP2008091080A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Casio Comput Co Ltd 液体カートリッジ、発電装置及び電子機器
US8076820B2 (en) * 2006-10-06 2011-12-13 Teledyne Licensing, Llc High energy density electro-osmotic pump and actuator
WO2008066547A1 (en) * 2006-11-28 2008-06-05 Utc Power Corporation Fuel cell power plant including a variable resistive device
US7867592B2 (en) 2007-01-30 2011-01-11 Eksigent Technologies, Inc. Methods, compositions and devices, including electroosmotic pumps, comprising coated porous surfaces
KR100811984B1 (ko) * 2007-02-15 2008-03-10 삼성에스디아이 주식회사 연료 카트리지 및 이를 이용한 연료전지
JP5025288B2 (ja) * 2007-03-05 2012-09-12 株式会社東芝 燃料電池システム及び電子機器
JP4930783B2 (ja) * 2007-05-28 2012-05-16 ソニー株式会社 液体タンクおよび液体タンク用管状構造、燃料電池、並びに電子機器
TWI350609B (en) * 2007-07-30 2011-10-11 Young Green Energy Co Fuel cell device
GB0720203D0 (en) * 2007-10-16 2007-11-28 Goryanin Irina Microbial fuel cell cathode assembly
WO2009076134A1 (en) 2007-12-11 2009-06-18 Eksigent Technologies, Llc Electrokinetic pump with fixed stroke volume
US8636826B2 (en) 2009-11-03 2014-01-28 Societe Bic Hydrogen membrane separator
US8986404B2 (en) 2009-11-03 2015-03-24 Societe Bic Gas generator with starter mechanism and catalyst shield
JP5631324B2 (ja) 2008-11-03 2014-11-26 ソシエテ ビックＳｏｃｉｅｔｅ Ｂｉｃ ガス発生装置
US20100124679A1 (en) * 2008-11-20 2010-05-20 Mti Microfuel Cells, Inc. Method for increasing the durability of direct oxidation fuel cells
WO2010110862A2 (en) * 2009-03-23 2010-09-30 Vacca, Inc, Safety fuel transportation, storage, and delivery system
JP2010236799A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Sony Corp 液体タンクおよび燃料電池
CN101599549B (zh) * 2009-07-02 2011-01-12 哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司 基于金属极板的自呼吸直接甲醇燃料电池系统与制备方法
TWI398983B (zh) * 2010-04-28 2013-06-11 Nat Univ Chin Yi Technology Used in direct methanol fuel cell magnetic micro-pump and its direct methanol fuel cell
EP2704759A4 (en) 2011-05-05 2015-06-03 Eksigent Technologies Llc COUPLING GEL FOR ELECTROCINETIC FLUID DISTRIBUTION SYSTEMS
JP5806923B2 (ja) * 2011-12-15 2015-11-10 シャープ株式会社 燃料電池用燃料タンク
US9005321B2 (en) 2012-03-19 2015-04-14 Intelligent Energy Inc. Hydrogen generator system with liquid interface
US20140193735A1 (en) * 2013-01-04 2014-07-10 Lilliputian Systems, Inc. Low Vibration Linear Motor Systems
WO2014144705A2 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 State Of Oregon Acting By & Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Microbial fuel cell and methods of use
USD741254S1 (en) 2013-10-11 2015-10-20 Intelligent Energy Limited Modular hydrogen fuel cartridge
EP3230721B1 (en) * 2015-01-30 2020-06-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Diagnostic chip
WO2016122598A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Diagnostic chip
CN111370619B (zh) * 2020-04-17 2021-01-19 福建南平延平区南孚新能源科技有限公司 可充电纽扣电池
DE102022134398B3 (de) 2022-12-21 2024-05-23 FAE Elektrotechnik GmbH & Co. KG Portables Speichersystem für Kraftstoffe sowie Ringdruckspeicher und Gehäuse für das Speichersystem

Family Cites Families (113)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US122966A (en) * 1872-01-23 Improvement in devices for moving pianos
US86193A (en) * 1869-01-26 Improvement in floats for life-preservers
US127141A (en) * 1872-05-28 Improvement in compounds for destroying insects
US102451A (en) * 1870-04-26 Improved metaii-roof protector
US8193A (en) * 1851-07-01 Bread-cutter
US3253430A (en) * 1964-03-10 1966-05-31 Firefly Lighter Inc Lighter assembly
US3774243A (en) 1971-10-20 1973-11-27 D Ng Implantable power system for an artificial heart
US3923426A (en) 1974-08-15 1975-12-02 Alza Corp Electroosmotic pump and fluid dispenser including same
US4419663A (en) 1979-03-14 1983-12-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Display device
US4316233A (en) 1980-01-29 1982-02-16 Chato John C Single phase electrohydrodynamic pump
US4294891A (en) 1980-03-12 1981-10-13 The Montefiore Hospital Association Of Western Pennsylvania Intermittently refuelable implantable bio-oxidant fuel cell
JPS5738163A (en) 1980-08-18 1982-03-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Image recording method and apparatus therefor
US4396925A (en) 1980-09-18 1983-08-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electroosmotic ink printer
US4387382A (en) 1980-10-07 1983-06-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ink recording apparatus
JPS585268A (ja) 1981-07-02 1983-01-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd インク記録ヘツド
US4420544A (en) 1981-10-02 1983-12-13 California Institute Of Technology High performance methanol-oxygen fuel cell with hollow fiber electrode
US4481520A (en) 1982-02-03 1984-11-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electroosmotic ink printer head
US4525727A (en) 1982-02-17 1985-06-25 Matsushita Electric Industrial Company, Limited Electroosmotic ink printer
US4463068A (en) 1982-09-30 1984-07-31 Engelhard Corporation Fuel cell and system for supplying electrolyte thereto with wick feed
US4463066A (en) 1982-09-30 1984-07-31 Engelhard Corporation Fuel cell and system for supplying electrolyte thereto
JPS6062064A (ja) 1983-09-14 1985-04-10 Hitachi Ltd 液体燃料電池
JPS60189174A (ja) * 1984-03-07 1985-09-26 Hitachi Ltd 燃料電池
IE60941B1 (en) 1986-07-10 1994-09-07 Elan Transdermal Ltd Transdermal drug delivery device
GB8724543D0 (en) 1987-10-20 1987-11-25 Johnson Matthey Plc Demonstrating & studying operation of fuel cell
JP2619288B2 (ja) * 1989-06-15 1997-06-11 大日精化工業株式会社 着色合せガラスの製造方法
DE3925749C1 (ru) 1989-08-03 1990-10-31 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung Ev, 8000 Muenchen, De
DE4006152A1 (de) 1990-02-27 1991-08-29 Fraunhofer Ges Forschung Mikrominiaturisierte pumpe
JPH05166522A (ja) * 1991-12-11 1993-07-02 Hitachi Ltd 燃料電池
US5364711A (en) 1992-04-01 1994-11-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Fuel cell
JPH0684533A (ja) * 1992-08-31 1994-03-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 固体高分子型燃料電池の加湿手段
US5520197A (en) 1993-07-28 1996-05-28 Bic Corporation Lighter with guard
JP3064167B2 (ja) 1993-09-01 2000-07-12 三菱重工業株式会社 固体電解質燃料電池
US5659171A (en) 1993-09-22 1997-08-19 Northrop Grumman Corporation Micro-miniature diaphragm pump for the low pressure pumping of gases
US5773162A (en) 1993-10-12 1998-06-30 California Institute Of Technology Direct methanol feed fuel cell and system
US5599638A (en) 1993-10-12 1997-02-04 California Institute Of Technology Aqueous liquid feed organic fuel cell using solid polymer electrolyte membrane
SE9400821D0 (sv) * 1994-03-10 1994-03-10 Siemens Elema Ab Implanterbart infusionssystem med tryckneutral läkemedelsbehållare
US5534363A (en) 1994-03-22 1996-07-09 Rockwell International Corporation Hollow artery anode wick for passive variable pressure regenerative fuel cells
US5632876A (en) 1995-06-06 1997-05-27 David Sarnoff Research Center, Inc. Apparatus and methods for controlling fluid flow in microchannels
US5846396A (en) 1994-11-10 1998-12-08 Sarnoff Corporation Liquid distribution system
US5660703A (en) 1995-05-31 1997-08-26 The Dow Chemical Company Apparatus for capillary electrophoresis having an auxiliary electroosmotic pump
GB2336602B (en) 1995-06-27 2000-01-12 Harden Technolgies Ltd Method of effecting flow in porous ground
US5856174A (en) 1995-06-29 1999-01-05 Affymetrix, Inc. Integrated nucleic acid diagnostic device
US5795496A (en) 1995-11-22 1998-08-18 California Institute Of Technology Polymer material for electrolytic membranes in fuel cells
DE69608770T2 (de) 1995-12-06 2000-10-12 Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo Direkt Methanol-Brennstoffzelle
US6068449A (en) 1996-01-31 2000-05-30 Roach; John F. Magnetohydrodynamic pump
DE69708715T2 (de) 1996-02-05 2002-08-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brennstoffzelle zur Befestigung auf Geräten
US5630709A (en) 1996-02-09 1997-05-20 California Institute Of Technology Pump having pistons and valves made of electroactive actuators
US5945231A (en) 1996-03-26 1999-08-31 California Institute Of Technology Direct liquid-feed fuel cell with membrane electrolyte and manufacturing thereof
US5808874A (en) * 1996-05-02 1998-09-15 Tessera, Inc. Microelectronic connections with liquid conductive elements
US5709961A (en) 1996-06-06 1998-01-20 Lynntech, Inc. Low pressure fuel cell system
US6054228A (en) 1996-06-06 2000-04-25 Lynntech, Inc. Fuel cell system for low pressure operation
EP0813264A3 (en) 1996-06-14 2004-02-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fuel cell system, fuel feed system for fuel cell and portable electric appliance
US5950871A (en) * 1996-06-14 1999-09-14 Valois S.A. Spray pump dispenser accommodating thin configurations
US5961298A (en) 1996-06-25 1999-10-05 California Institute Of Technology Traveling wave pump employing electroactive actuators
US5723229A (en) 1996-07-08 1998-03-03 Motorola, Inc. Portable fuel cell device including a water trap
US6465257B1 (en) 1996-11-19 2002-10-15 Caliper Technologies Corp. Microfluidic systems
US6447727B1 (en) 1996-11-19 2002-09-10 Caliper Technologies Corp. Microfluidic systems
US5759712A (en) 1997-01-06 1998-06-02 Hockaday; Robert G. Surface replica fuel cell for micro fuel cell electrical power pack
US5964995A (en) 1997-04-04 1999-10-12 Caliper Technologies Corp. Methods and systems for enhanced fluid transport
US6306285B1 (en) 1997-04-08 2001-10-23 California Institute Of Technology Techniques for sensing methanol concentration in aqueous environments
US6069392A (en) 1997-04-11 2000-05-30 California Institute Of Technology Microbellows actuator
US5869004A (en) 1997-06-09 1999-02-09 Caliper Technologies Corp. Methods and apparatus for in situ concentration and/or dilution of materials in microfluidic systems
US5932365A (en) 1997-06-09 1999-08-03 Industrial Technology Research Institute Hydrogen canister fuel cell battery
US6259971B1 (en) 1997-06-30 2001-07-10 Compaq Computer Corporation Portable fuel-cell-powered system with ultrasonic atomization of H2O by-product
US6001231A (en) 1997-07-15 1999-12-14 Caliper Technologies Corp. Methods and systems for monitoring and controlling fluid flow rates in microfluidic systems
US6299744B1 (en) 1997-09-10 2001-10-09 California Institute Of Technology Hydrogen generation by electrolysis of aqueous organic solutions
AU9403698A (en) 1997-09-22 1999-04-12 California Institute Of Technology Sputter-deposited fuel cell membranes and electrodes
US6150047A (en) 1997-09-22 2000-11-21 California Institute Of Technology Polymer electrolyte membrane assembly for fuel cells
JP4058783B2 (ja) 1997-11-07 2008-03-12 松下電器産業株式会社 燃料電池装置
US6136463A (en) 1997-11-25 2000-10-24 California Institute Of Technology HSPES membrane electrode assembly
AU1996099A (en) 1997-11-25 1999-06-15 California Institute Of Technology Fuel cell elements with improved water handling capacity
US6228518B1 (en) 1997-11-26 2001-05-08 California Institute Of Technology Low cost, lightweight fuel cell elements
US5992008A (en) 1998-02-10 1999-11-30 California Institute Of Technology Direct methanol feed fuel cell with reduced catalyst loading
US6221523B1 (en) 1998-02-10 2001-04-24 California Institute Of Technology Direct deposit of catalyst on the membrane of direct feed fuel cells
US6482306B1 (en) 1998-09-22 2002-11-19 University Of Washington Meso- and microfluidic continuous flow and stopped flow electroösmotic mixer
US6447941B1 (en) 1998-09-30 2002-09-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Fuel cell
DE19846895A1 (de) 1998-10-13 2000-04-20 Elenac Gmbh Kraftstoffbehälter für Kraftfahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb
US6326097B1 (en) 1998-12-10 2001-12-04 Manhattan Scientifics, Inc. Micro-fuel cell power devices
CA2354076A1 (en) * 1998-12-11 2000-06-22 The Government Of The United States Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration (Nasa) Ferroelectric pump
US6241480B1 (en) 1998-12-29 2001-06-05 The Regents Of The Unversity Of California Micro-magnetohydrodynamic pump and method for operation of the same
US6268077B1 (en) 1999-03-01 2001-07-31 Motorola, Inc. Portable fuel cell power supply
US6406605B1 (en) 1999-06-01 2002-06-18 Ysi Incorporated Electroosmotic flow controlled microfluidic devices
GB2385014B (en) 1999-06-21 2003-10-15 Micro Chemical Systems Ltd Method of preparing a working solution
US6380126B1 (en) 1999-08-20 2002-04-30 Medis El Ltd Class of electrocatalysts and a gas diffusion electrode based thereon for fuel cells
JP3668069B2 (ja) 1999-09-21 2005-07-06 株式会社東芝 燃料電池用液体燃料収容容器および燃料電池
US6312846B1 (en) 1999-11-24 2001-11-06 Integrated Fuel Cell Technologies, Inc. Fuel cell and power chip technology
AU2001234997B2 (en) 2000-02-11 2006-07-27 Monogram Biosciences, Inc. Microfluid device with sample injector and method of use
US6599652B2 (en) 2000-02-22 2003-07-29 General Motors Corporation Fuel cell with a degassing device
US20020023841A1 (en) 2000-06-02 2002-02-28 Ahn Chong H. Electrohydrodynamic convection microfluidic mixer
US6680139B2 (en) 2000-06-13 2004-01-20 California Institute Of Technology Reduced size fuel cell for portable applications
US20020015959A1 (en) 2000-06-23 2002-02-07 Bardell Ronald L. Fluid mixing in microfluidic structures
EP1176650B1 (en) 2000-07-24 2011-06-29 IPG Electronics 504 Limited System for storing fuel in a handheld device
US6645665B2 (en) * 2000-08-11 2003-11-11 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Battery retainer
US6485273B1 (en) 2000-09-01 2002-11-26 Mcnc Distributed MEMS electrostatic pumping devices
US6645655B1 (en) * 2000-11-21 2003-11-11 Mti Microfuel Cells Inc. Passively pumped liquid feed fuel cell system
US6824899B2 (en) 2000-11-22 2004-11-30 Mti Microfuel Cells, Inc. Apparatus and methods for sensor-less optimization of methanol concentration in a direct methanol fuel cell system
JP2004536419A (ja) 2000-11-30 2004-12-02 エムティーアイ・マイクロフューエル・セルズ・インコーポレイテッド 燃料電池膜および一体化されたガス分離を有するシステム
US6447945B1 (en) 2000-12-12 2002-09-10 General Atomics Portable electronic device powered by proton exchange membrane fuel cell
US6660423B2 (en) 2000-12-15 2003-12-09 Motorola, Inc. Direct methanol fuel cell including a water management system and method of fabrication
JP3887815B2 (ja) * 2000-12-27 2007-02-28 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 燃料電池システム
US6460733B2 (en) 2001-02-20 2002-10-08 Mti Microfuel Cells, Inc. Multiple-walled fuel container and delivery system
US20020127451A1 (en) 2001-02-27 2002-09-12 Yiding Cao Compact direct methanol fuel cell
US6418968B1 (en) 2001-04-20 2002-07-16 Nanostream, Inc. Porous microfluidic valves
US6737181B2 (en) * 2001-06-15 2004-05-18 Mti Microfuel Cells, Inc. Methods and apparatuses for a self-regulating gas displacement pump for a fuel cell system
US6994932B2 (en) * 2001-06-28 2006-02-07 Foamex L.P. Liquid fuel reservoir for fuel cells
US20030008193A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-09 Foamex L.P. Liquid fuel delivery system for fuel cells
WO2003017396A1 (en) * 2001-08-20 2003-02-27 Energetics, Inc. Amine-based fuel cell/battery with high specific energy density
US6924054B2 (en) * 2001-10-29 2005-08-02 Hewlett-Packard Development Company L.P. Fuel supply for a fuel cell
US6554591B1 (en) 2001-11-26 2003-04-29 Motorola, Inc. Micropump including ball check valve utilizing ceramic technology and method of fabrication
US7074511B2 (en) * 2002-01-08 2006-07-11 The Gillette Company Fuel container and delivery apparatus for a liquid feed fuel cell system
US20040001991A1 (en) * 2002-07-01 2004-01-01 Kinkelaar Mark R. Capillarity structures for water and/or fuel management in fuel cells
AU2002364240A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-19 Foamex L.P. Gas diffusion layer for fuel cells
AU2003298987A1 (en) * 2002-09-18 2004-04-08 Foamex L.P. Orientation independent liquid fuel reservoir

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470417C2 (ru) * 2008-05-16 2012-12-20 Сони Корпорейшн Топливный картридж и система топливного элемента
RU185789U1 (ru) * 2018-01-26 2018-12-19 Сайфудинов Сергей Константинович Аккумулятор водорода на основе капиллярных и мультикапиллярных структур для энергетической установки беспилотных летательных аппаратов

Also Published As

Publication number Publication date
US20070095860A1 (en) 2007-05-03
AU2004208231A1 (en) 2004-08-12
EP1791209A3 (en) 2007-06-06
WO2004068611A2 (en) 2004-08-12
RU2005123858A (ru) 2006-02-27
KR20050101319A (ko) 2005-10-21
ATE362659T1 (de) 2007-06-15
MY141522A (en) 2010-05-14
ES2376575T3 (es) 2012-03-15
ZA200505791B (en) 2006-04-26
KR100834349B1 (ko) 2008-06-02
JP4742024B2 (ja) 2011-08-10
BRPI0406200A (pt) 2005-08-09
EP1791209A2 (en) 2007-05-30
WO2004068611A3 (en) 2006-03-30
EP2259372A2 (en) 2010-12-08
TWI237416B (en) 2005-08-01
ATE528816T1 (de) 2011-10-15
CN1816933A (zh) 2006-08-09
EP1791209B1 (en) 2011-10-12
JP2006522434A (ja) 2006-09-28
US7147955B2 (en) 2006-12-12
DE602004006488D1 (de) 2007-06-28
US20040151962A1 (en) 2004-08-05
TW200423454A (en) 2004-11-01
DE602004006488T2 (de) 2008-03-20
PL379586A1 (pl) 2006-10-16
EP1588440A2 (en) 2005-10-26
MXPA05008059A (es) 2005-10-19
AR042908A1 (es) 2005-07-06
CA2513650A1 (en) 2004-08-12
AU2004208231B2 (en) 2009-03-26
CA2513650C (en) 2012-11-27
EP2259372A3 (en) 2011-03-09
EP1588440B1 (en) 2007-05-16
ES2286597T3 (es) 2007-12-01
CN1816933B (zh) 2011-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2316852C2 (ru) Топливный контейнер для топливных элементов
RU2316079C2 (ru) Топливный баллончик с гибкой внутренней камерой
RU2360331C2 (ru) Способ и устройство для заправки топливных контейнеров
ES2393405T3 (es) Cartucho de combustible para pilas de combustible
US6808833B2 (en) Fuel supply for a fuel cell