燃料盒中的清除劑材料的製作方法

2023-05-22 04:49:16 3

專利名稱：：燃料盒中的清除劑材料的製作方法
技術領域：
：本發明總的來說涉及燃料電池的燃料源，更具體地本發明涉及在可拋棄式和可再填充的燃料盒中使用清除劑材料。
背景技術：
：燃料電池是一種將反應劑，如燃料和氧化物的化學能直接轉換成直流(DC)電的設備。對於許多的應用場合來說，燃料電池比常規的發電裝置如礦物燃料的燃燒以及可攜式的電能存貯裝置如鋰離子電池具有更高的效率。一般來講，燃料電池技術中包括有多種不同類型的燃料電池，如鹼性燃料電池、聚合物電解型燃料電池、磷酸型燃料電池、熔融型碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池以及酶燃料電池。現今更重要的燃料電池可大致劃分為幾種類型，即(i)釆用壓縮的氫(H2)作為燃料的燃料電池；(ii)質子交換膜(PEM)燃料電池，其採用的是醇類如甲醇(CH3OH)、金屬氫化物如硼氫化鈉(NaBH4)、碳氫化合物或者是其它能轉換成氫燃料的燃料；(iii)能夠直接消耗非氫燃料的PEM燃料電池或者是直接氧化燃料電池；以及(iv)能在很高的溫度下直接將碳氫化合物燃料轉換成電力的固體氧化物燃料電池(SOFC)。壓縮的氫通常處於高壓狀態，因此其操作非常困難。此外，其通常需要很大的儲罐，因此對於消費類電子設備而言無法做到足夠小。常規的轉換型燃料電池需要轉換劑以及其它的蒸發和輔助系統來將燃料轉換成氫從而與燃料電池中的氧化劑反應。最新的進展使轉換劑或轉換型燃料電池很有希望用於消費類電子設備。最常用的直接氧化燃料電池是直接甲醇燃料電池或稱DMFC。其它的直接氧化燃料電池包括直接乙醇燃料電池和直接原碳酸四甲酯燃料電池。SOFC在高熱下轉換碳氫化合物燃料如丁烷而產生電力。SOFC需要在1000°C範圍內的相對高溫來使燃料電池反應發生。用來生產電力的化學反應對每一類燃料電池來說都是不同的。對於DMFC來說，每一個電極處的化學-電學反應以及直接甲醇燃料電池的總反應可描述如下陽極的半反應CH3OH+H20—C02+6P^+6e-陰極的半反應1.502+6lT+6e-—3H20總燃料電池的反應CH3OH+1.502—C02+2H20由於氫離子(fT)從陽極遷移到陰極穿過PEM,並且由於自由電子(e—)不能穿過PEM，因此電子流過外部電路，從而通過外部電路產生電流。該外部電路可用來給許多有用的消費類電子設備提供電力，如行動電話或蜂窩電話、計算器、個人數字助理、膝上電腦以及動力工具等。美國專利號5,992,008和5，945，231均對DMFC進行了描述，這兩篇專利以引用的方式全文併入這裡。通常來講，PEM由聚合物製成，如DuPont公司的Nafior^或者是其它合適的膜，前者是厚度在約0.05mm到約0.5mm之間的全氟化磺酸聚合物。陽極通常由用聚四氟乙烯處理的碳紙製成，該碳紙是由一層很薄的催化劑如鉑-釕沉積並支持。陰極通常是氣體擴散電極，其中有鉑顆粒粘接到該膜的一側上。在另一種直接氧化燃料電池中，硼氫化物燃料電池(DBFC)的反應如下陽極的半反應BH4扁+8OH-^B02-+6H20+8e-陰極的半反應202+4H20+8e-+80H-在化學金屬氫化物燃料電池中，通常重新形成硼氫化鈉水溶液，反應如下NaBH4+2H20—(熱或催化劑)—4(H2)+(NaB02)。陽極的半反應H2—+2e-陰極的半反應2(2HT+2e》+02—2H20適合於該反應的催化劑包括鉑、釕以及其它的金屬。在燃料電池中，轉換的硼氫化鈉與氧化劑如02進行反應中生產氫燃料從而產生電(或者是電子流)和副產品水。該轉換過程中還會產生副產品硼酸鈉(NaB02)。硼氫化鈉燃料電池在美國專利號4,261,956中進行了描述，其以引用的方式全文併入這裡。然而仍需要對燃料盒中隨著時間的推移形成的壓力進行控制。
發明內容本發明是涉及可連接到燃料電池的燃料源，該燃料源包括至少一種接觸燃料的材料。在接觸燃料的材料上可分布有氧清除劑、二氧化碳清除劑、過渡金屬清除劑和/或千燥劑。本發明的上述和其他的特徵以及優點將如附圖中描繪的那樣更明顯地展示在以下描述中。這裡併入的附圖構成了說明書的一部分，進一步對發明原理進行解釋並使相關領域的技術人員能夠實現和使用本發明。圖i是具有多層壁的燃料盒和燃料電池的示意圖。具體實施例方式如附圖及下面內容所詳細描述的那樣，本發明涉及燃料源，其存貯了燃料電池的燃料如甲醇、水、不同濃度的甲醇/水的混合物、甲基籠形包合物和類似物，例如，在美國專利號5，364，977和6,512,005B2中描述的，這兩篇專利在此經引用而全文併入。甲醇以及其他醇類可用在許多類型的燃料電池中，如DMFC、酶燃料電池和轉換型燃料電池等。燃料源可包含其它類型的燃料電池燃料，如乙醇或其他醇類、金屬氫化物如硼氫化鈉、其他的能夠轉換成氫的化學物質、其它可提高燃料電池性能或效率的化學物質以及它們的組合。燃料還包括氫氧化鉀(KOH)電解液，其通常用在金屬或鹼性燃料電池中，並能儲存在燃料源中。對於金屬燃料電池來說，燃料通常為載有金屬(例如鋅)顆粒的流體形式，其中的鋅顆粒浸在KOH電解質反應溶液中，並且電池腔中的陽極通常是由金屬(例如鋅)顆粒所形成的顆粒陽極。在名稱為"MethodofUsingFuelCellSystemConfiguredtoProvidePowertoOneorMoreLoads"公開日為2003年4月24日的美國專利申請公開號US2003/0077493中描述了一種類型的KOH電解質溶液，該專利全文在這裡以引用的方式併入。燃料還包括甲醇、過氧化氫和硫酸的混合物，其流過矽片上形成的催化劑從而發生燃料電池反應。並且，燃料還包括如在美國專利號6,554,877、6,562,497和6,758,871中所描述的甲醇、硼氫化鈉、電解液以及其它化合物的共混物或混合物，這些專利文獻的全文在這裡以引用的形式併入。另外，燃料還可包括那些如在美國專利號6,773,470中描述的部分溶解和/或分散在溶劑中的組合物，以及如在美國已公開申請號2002/0076602中描述的混合的液體-固體燃料組合物。這些專利文獻的全文在這裡以引用的形式併入。燃料還包括金屬氫化物，如上述的硼氫化鈉(NaBHj和水。燃料還包括碳氫化合物燃料，其包括但不限於如在名稱為"LiquidHereto-InterfaceFuelCellDevice"及其公開日為2003年5月22日的美國已公開專利申請號US2003/0096150中所描述的丁烷、煤油、酒精、天然氣和類似物等，該專利文獻在此以引用的方式全文併入。燃料還包括能與燃料進行反應的液態氧化劑。因此，本發明並不限於某一類型的包含在燃料源中或燃料電池系統中使用的燃料、電解質溶液、氧化劑溶液或者液體或固體。這裡所用的術語"燃料"包括所有的能用於燃料電池中或燃料源中進行反應的燃料，並且其包括但不限於上面所有合適的燃料、電解質溶液、氧化劑溶液、氣體、液體、固體和/或化學物質以及它們的混合物和反應產物。當然，燃料也包括氫。這裡所用的術語"燃料源"包括但不限於可拋棄式盒、可再填充/重複使用的盒、容器、置於電子設備內部的盒、可拆除的盒、置於電子設備外部的盒、燃料簡、燃料充填簡、其它的能夠保存燃料的容器，以及與燃料簡和容器相連的管子。儘管以下對盒的描述是結合本發明的實施例進行的，但需要注意的是這些實施例也可用於其它的燃料源，並且本發明並不限於某一特定類型的燃料源。本發明的燃料源也可用作存儲通常不在電化學燃料電池使用的化合物(通常為燃料)。這些非電化學燃料電池的應用包括但不限於，為在矽晶片上構建的微燃氣渦輪發動機存儲氫和氫燃料，如發表在TheIndustrialPhysicist2001年12月/2002年1月)，第20-25頁中的"HereCometheMicroengines，"的一文中進行了討論。在本申請中使用的術語"燃料電池"也可包括微型發動機。其他非電化學燃料電池的應用可包括儲存用於內部燃燒發動機的傳統燃料以及儲存用於如口袋型點火器及點火槍的碳氫化合物如丁烷和液態丙烷。參見圖l,燃料盒70包括一外簡，外殼或外套12，和一裝有燃料的內燃料容器或內囊14。燃料容器14置於外殼12內，和空間15被定義為在外殼12和內燃料容器14之間的區域。內燃料容器14是優選地為柔軟並具有彈性，這樣襯套14內的體積隨燃料轉移出襯套而減小。外殼12還包括一噴嘴16，其內容納有一與襯套14流體連接的截止閥18。噴嘴16經裝配而連接到燃料電池或填充燃料容器/盒上。燃料(>CH3OH+H20)通過其他方式泵出或流出噴嘴16，在膜電極組件(MEA)處可選擇地與02反應。由MEA產生的二氧化碳和水(C02+H20)可在進入噴嘴72處被泵送回盒70。C02和過量的H20副產物至少在一開始可儲存在外殼12和內襯套14間的空間15內。由於由燃料電池反應形成的C02和H20的體積可大於一般尺寸的盒可儲存的體積，故盒70還包括至少一個出口安全閥74。由於C02為氣態(並且至少一部分水是以水蒸氣形式存在)，故C02和H20副產物也可不需泵吸而流回盒中。噴嘴16和72可置於盒內任何位置，兩者也可相互同軸放置。C02和過量的H20副產物也可排放到大氣中。這樣的燃料盒的設計以及其他適合的燃料盒的設計在題為"FuelCartridgewithFlexibleLiner"，提交於2003年7月29日的共有且共同審查的美國專利申請號10/629,004中作了披露。該申請在此經引用而全文併入。本發明涉及的是在燃料盒中帶有燃料襯套(囊)或未帶燃料襯套(囊)的燃料盒。燃料襯套的內表面通常是接觸燃料的表面。然而，當未帶燃料襯套時，盒的外殼的內表面通常是接觸燃料的表面。已觀察到在用甲醇填充之後以及在消耗燃料之前，燃料襯套和/或燃料盒的蒸氣壓通常隨時間推移而增加。對燃料囊腫的蒸氣的分析表明，氣體成分包括空氣，水蒸氣，二氧化碳，和氫。考慮到總的直接甲醇燃料電池反應，CH3OH+1.502~>C02+2H20本發明可有助於儘可能地減少燃料襯套和燃料盒中增加的內壓。並不局限於理論，減小DMFC中內壓的機制包括通過加入一些物質來捕獲，除去(反應),或防止反應性氣體，反應催化劑，和/或其他增加內壓的化合物的形成，這些物質例如是(a)適合的氧清除劑，(b)適合的二氧化碳清除劑，(c)適合的過渡金屬清除劑，(d)適合的乾燥劑水，或(e)這些物質的組合。這些清除劑和/或乾燥劑可方便地結合到閥，燃料管線或外殼中，並最好與燃料形成物理接觸(例如，在形成燃料管線和/或外殼的材料中，在與燃料呈物理接觸的燃料管線和/或外殼的一個或多個表面上，或者在不與燃料呈物理接觸的燃料管線和/或外殼的一個或多個表面上，此時，活性氣體和/或反應催化劑可暴露於或滲透到該一個或多個表面)。氧清除劑作為水的添加劑在食品加工業中用於產生蒸汽。例如參見"有機食品加工系統中的蒸汽的生成"(SteamGenerationinOrganicFoodProcessingSystems)—文，該文可通過網際網路連結http:〃www.ams.usda.gov/nop/NationalList/TAPReviewsZbackgroundpaper.pdf獲得。非限制性的氧清除劑的例子包括亞硫酸鈉(Na2S03)、與如催化劑組合的乙二胺四乙酸(EDTA)(C1H16N208)和次氮基三乙酸(NTA)(C2HN02)。其他的氧清除劑的例子包括但不限於，抗壞血酸(C6H806)，檸檬酸(C6Hs07)和焦酚，其也稱為1，2，3-三羥基苯或焦掊酸(C6H603)。例如參見"焦酚[87-66-1]毒理學文獻綜述，，(Pyrogallol[87-66-1]ReviewofToxicologicalLiterature)—文，該文可通過網際網路連結http:〃ntp.niehs.nih.gov/index.cfhiobiectid=03DB78BD-C460-35EC-14052981B9EBFF23獲得。這些文獻的內容在此經引用而全文併入。另一個非限制性例子包括在囊或盒上的氧清除塗層(例如在美國專利號6，333，087中的揭露，該專利在此經引用而全文併入)，該塗層可包括但不限於,可氧化的聚合物、烯化不飽和聚合物、節基聚合物、烯丙基聚合物、聚丁二烯、聚[乙烯-丙烯酸甲酯-環己烯丙烯酸酯]三元共聚物、聚[乙烯-乙烯基環己烯]共聚物、聚P-蒎烯、聚ct-蒎烯、聚檸檬烯樹脂和其組合或共聚物。在一種實施方式中，氧清除劑可進一步含有一聚合骨架、環狀烯族側基和將環狀烯族側基連接到聚合骨架上的連接基團。在一種實施方式中，聚合骨架可由烯族單體如乙烯、其他的乙烯基單體如苯乙烯、和其組合或共聚物形成。在一種優選的實施方式中，氧清除材料可結合到外殼或襯套中作為含清除劑的膜/層。在另一種實施方式中，氧清除材料可以通過如粘結劑或類似物等而附著在容器內表面的帶狀形式存在。在另一種實施方式中，氧清除材料可以盒或襯套的內表面層的形式存在。環狀烯族側基的例子可包括但不限於具有結構(I)的物質其中qi、q2、q3、q4和r可獨立地為-H、-CH3和/或《2:5;且m可包括-(CH2)n-，n為04的整數；且當r為-H時，q,、q2、q3和q4中的至少一者也是-H。連接基團的例子包括但不限於-(C=0)-O-(CHR)n--0-(CHR)n-、-NH畫(CHR)n陽、-O(C=0)-(CHR)n-、誦(C=0)-NH畫(畫CHR)n-和/或-(C=0)-0-CHOH-CH2-0-;其中R是氫或CrC4烷基，且n可以是1~12範圍內的整數。根據本發明的氧清除劑可進一步含有其他的組分，例如光引發劑(其可進一步促進和/或控制氧清除性能)、抗氧化劑(其可防止在過程中過早發生氧化)和類似物等，以及它們的組合。如果氧清除劑中含有光引發劑，則適合的例子包括但不限於，二苯甲酮、間甲氧基二苯甲酮、二苯甲醯聯苯、取代的二苯甲醯聯苯、苯甲醯化的三聯苯、取代的苯甲醯化的三聯苯、三苯甲醯三苯基苯、取代的三苯甲醯三苯基苯、苯甲醯化的苯乙烯低聚物(含有2-12個重複苯乙烯基的化合物的混合物，包括二苯甲醯化的l，l-二苯基乙烷、二苯甲醯化的1,3-二苯基丙烷、二苯甲醯化的l-苯基萘、二苯甲醯化的苯乙烯二聚體、二苯甲醯化的苯乙烯三聚體以及三苯甲醯化的苯乙烯三聚體)、取代的苯甲醯化的苯乙烯低聚物、苯乙酮、鄰甲氧基苯乙酮、苯乙酮，甲基乙基酮、苯戊酮、苯己酮、Ot-苯基-苯丁酮、對嗎啉基苯丙酮、二苯並環庚酮、4-嗎啉基苯甲酮、苯偶姻、苯偶姻甲醚、4-鄰-嗎啉基脫氧苯偶姻、對雙乙醯苯、4-氨基苯甲酮、4'-甲氧基苯乙酮、取代的和未取代的蒽醌、a-四氫萘酮、9-乙醯基菲、2-乙醯基菲、10-噻噸酮、3-乙醯基菲、3-乙醯基吲哚、9-芴酮、l-茚酮、1,3,5-三乙醯基苯、噻噸-9-酮、卩佔噸-9-酮、苯繞蒽酮、苯偶姻四氫吡喃基醚、4，4'-雙(二甲基氨基)苯甲酮、l'-萘乙酮、2'-萘乙酮、萘乙酮和2，3-丁二酮、苯並蒽-7,12-二酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、oc,a-二乙氧基-苯乙酮、a,oc-二丁氧基苯乙酮、那些光引發劑如在美國專利號6,139,770中公開的具有至少兩個取代的(如包括卣素或具有124個碳原子的烷基、芳基、烷氧基、苯氧基或脂環基)或未取代的苯甲酮基團等，以及類似物和其組合。還可額外釆用產生單線態氧的光引發劑如孟加拉玫魂紅(RoseBengal)、亞甲藍和四苯基膦作為光引發劑。聚合光引發劑可包括聚(乙烯-一氧化碳)和低聚[2-羥基-2-甲基-l-[4-(l-甲基乙烯基)苯基]-丙酮]。當使用光引發劑時，通常可更快和/或更有效地引發氧清除性能的體現。可在清除組合物中加入抗氧化劑，起到例如對化合和成形期間組分降解進行控制的作用。這裡定義的抗氧化劑包括任何抑制氧化降解和/或聚合物交聯的材料。通常，這些抗氧化劑被加入到聚合物樹脂中以促進聚合材料的加工和或延長它們的使用壽命。適用於本發明的抗氧化劑的例子可包括但不限於，維生素E(生育酚)及其衍生物，那些以商品名Irganox如Irganox1010銷售的產品、2，6-二(叔丁基)-4-甲基-苯酚(BHT)、2,2'-亞甲基-雙(6-叔丁基-對甲酚)、亞磷酸三苯酯、三-(壬基苯基)亞磷酸酯、四-雙亞甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)-丙酸酯甲烷、硫代二丙酸二月桂酯等和類似物以及其組合物。氧清除組合物還可包含光引發劑。適合的光引發劑是本領域技術人員所熟悉的。具體的例子包括但不限於苯甲酮，鄰甲氧基苯甲酮，苯乙酮、鄰甲氧基苯乙酮、苊醌、甲基乙基酮、苯戊酮、苯己酮、ot-苯基-苯丁酮、對嗎啉基苯丙酮、二苯並環庚酮、4-嗎啉基苯甲酮、苯偶姻、苯偶姻甲醚、4-鄰-嗎啉基脫氧苯偶姻、對雙乙醯苯、4-氨基苯甲酮、4'-甲氧基苯乙酮、a-四氫萘酮、9-乙醯基菲、2-乙醯基菲、10-蓬噸酮、3-乙醯基菲、3-乙醯基吲哚、9-芴酮、l-茚酮、1，3,5-三乙醯基苯、噻噸-9-酮、卩佔噸-9-酮、苯繞蒽酮、苯偶姻四氫吡喃基醚、4，4'-雙(二甲基氨基)-苯甲酮、l'-萘乙酮、2'-萘乙酮、萘乙酮和2,3-丁二酮、苯並蒽-7,12-二酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、a，a-二乙氧基-苯乙酮、和oc,a-二丁氧基苯乙酮等。還可額外採用產生單線態氧的光引發劑如孟加拉玫瑰紅(RoseBengal)、亞甲藍和四苯基膦作為光引發劑。聚合光引發劑可包括聚(乙烯-一氧化碳)和低聚[2-羥基-2-甲基-l-[4-(l-甲基乙烯基)苯基]-丙酮]等。氧清除劑的另一例包括二苯酮，如在美國專利號6,607,795中討論的，該物質對進一步氧化和水解穩定。此專利在此經引用而全文併入。因此，這類氧清除劑是無毒的，可用作食品添加劑且不會產生味覺和嗅覺上的不良影響。參見"TastelessOxygenScavengingPolymers:ANewPlatformTechnologyForFoodPackagingBasedonControlledOxidation,2001andBeyond,"OxygenScavengingPolymersConference,第l國8頁。在另一種實施方式中，氧清除材料可包括具有含有亞甲基雙(4-[官能]苯基)基團重複單元的聚合的雙酚A類似物、過渡金屬氧化催化劑和最大電磁輻射吸收波長在約200nm到約750nm的光引發劑，其中[官能]基團可獨立地為(或經反應形成)-O-、-C(=0)O-、-NH-、-NHC(=0)-、-NHC(=0)O-和-NR-基，且其中R可以是氫或CrC6烷基。已觀察到帶有亞甲基雙(4-[官能沐基)基團的聚合雙酚A類似物能夠清除氧，因此除其他用途外，其可用於氧清除或活性氧屏障包裝應用中。並不局限於任何理論，可以認為帶有亞甲基雙(4-[官能]苯基)基團的聚合物可通過亞甲基部分氧化形成羰基部分而得到二苯基酮重複單元，如羰基雙(4-[官能]苯基)基團而清除氧。並不局限於任何理論，可以認為酮對進一步的氧化和水解是非常穩定的。所以氧清除事件並未導致聚合物中發生大規模碎裂。這一點與現有技術形成了對比。現有技術一般報導氧化導致聚合物結構更易受進一步氧化和水解的影響，從而產生碎裂和生成揮發性組分。在另一種實施方式中，氧清除材料可包括含羰基雙(4-[官能]苯基)基團和脂肪或芳香烴或取代的烴基，優選為C2-d2的烴或取代的烴的重複單元。"取代的烴"是指含有一個或多個雜原子，包括但不限於氧、氮、矽和滷素的烴。在優選的實施方式中，[官能]苯基可以獨立地為(或經反應形成)--、-C(=0)O、-NHC(O)-或-NHC(O)O-基團。例如，聚縮甲醛是優選的聚醚。在又一實施方式中，氧清除材料可包括羰基雙(4-[官能]苯基)("羰基")基團重複單元和亞甲基雙(4-[官能]苯基)基團重複單元，其中的羰基與亞甲基的比例如是約l:99mol%到約99:lmo1。/。。在另一種實施方式中，羰基與亞甲基重複單元的比例可以是約40:60mol%到約60:40mol%。當與一種或多種前述聚合物一同使用時，過渡金屬氧化催化劑不應起到燃料電池反應的催化劑的作用。當存在過渡金屬氧化催化劑時，其可方便迅速地在至少兩個氧化狀態之間互變。當過渡金屬氧化催化劑存在時，其通常是以鹽的形式出現，而過渡金屬是選自元素周期表中第一、二或三過渡系列。適合的過渡金屬包括但不限於錳、鐵、鈷、鎳、銅、銠以及它們的組合。過渡金屬在引入時的氧化態不必為活性形式。過渡金屬可優選為鐵、鎳、錳、鈷或銅，更優選的是錳或鈷，最優選的是鈷。過渡金屬鹽的適合的反離子包括但不限於氯化物、乙酸鹽、油酸鹽、硬脂酸鹽、棕櫚酸鹽、2-乙基己酸鹽、新癸酸鹽或環烷酸鹽，優選為d-C2。的鏈垸酸鹽。如果使用過渡金屬鹽，則特別優選地包括油酸鈷、硬脂酸鈷、2-乙基己酸鈷和新癸酸鈷。如果使用過渡金屬氧化催化劑，則其用量通常可在氧清除組合物的約0.001%到約1%(約10到約10，000ppm)，這一比例僅基於金屬成分(不包括配體，反離子等)。其他適合的氧清除劑可包括但不限於(a)鎳金屬(例如在美國專利號6,744,235中描述的，該專利經引用全文併入)，例如以鎳金屬泡沬、鎳線或鎳網的形式；(b)有機金屬配合物，包括但不限於以上描述的過渡金屬氧化催化劑、血色素中的天然Fe-P卜啉和合成的"圍欄"Fe-卟啉；(c)聚合物共混物，例如聚酯-尼龍混合物如OXBAR系統(包括MXD6尼龍與PET在約5°/。水平的熔融共混物，其中也包括加入的低濃度的如少於200ppm的催化劑如鈷鹽，其被認為是用於引起MXD6的氧化；參見美國專利號6，083，585,該專利經引用全文併入；另參見"SmartPackaging-IntelligentPackagingforFood,Beverages,PharmaceuticalsandHouseholdProducts,"—文，可通過網際網路連結獲得，http:〃www.azom.com/details,aspArticleID=2152)，該文引用全文併入；以及上述物質的組合。二氧化碳清除劑可包括但不限於，氫氧化鋰(LiOH)、環己胺、乙醇胺(C2H7NO)、二乙基氨基乙醇(DEAE)(C6Hi5NO)和嗎啉(C4H9NO)。可用作二氧化碳清除劑的胺的其他例子可在Atofina寫的"GlobalSupplierofAminesandAmineTechnology"中找到，可通過網際網路連結www.e-organicchemicals.com/thio/tds/499.pdf獲得，該文引用全文併入。過渡金屬清除劑可包括但不限於官能化的含矽化合物，例如那些可由SilicycleofQuebecCity,魁北克(Quebec)，加拿大(Canada)獲得的商業產品(見下表1)。tableseeoriginaldocumentpage16可被這些清除劑結合和/或使其失去活性的過渡金屬包括，鈀(n)、鈀(o)、錫、鋅、鉛、鎳(II)、鎳(O)、鉑、銅、鎘、鈷、銠、釕、銀和汞。參見"MetalScavengerSelectionGuide",可通過網際網路4連接http:〃www.silicycle.com/html/english/products/product—line.phpcatid=l5獲得,該文引用全文併入。對於Zr和其他金屬，可使用以商品名CombiZorbS(可由AgilentTechnologiesofWilmington,DE商業獲得)銷售的清除劑。參見"UseofReactionScavengerstoSpeedSynthesisandBioactivityScreeninginDrugDevelopment"，可通過網際網路連結http:〃www.iscpubs.com/articles/abl/b0008sza.pdf獲得,該文引用全文併入。水清除劑或乾燥劑可被用於結合燃料囊中的水和/或使其失去活性。最常用的乾燥劑是矽膠，其包含二氧化矽(Si02)。矽膠能夠吸收多達其自身重量約40%或更多的水分。參見"TypesofDesiccants"，可通過網際網路連結http:〃waltonfeed.com/grain/faqs/ivd2.html獲得，該文引用全文併入。乾燥劑的其他例子包括但不限於，蒙皂石粘土(例如皂石、鋰蒙脫石、雲母、斑脫土、綠脫石、貝得石、富鉻綠脫石、magadite、水羥矽鈉石和類似物等)，以及層狀的頁矽酸鹽粘土(Strunz分類VIII/H或Dana分類71)例如蛭石，蒙脫石和類似物等。蒙脫石乾燥劑在77。F和40。/。的相對溼度下能夠吸收多達其自身重量約25%的水蒸氣。在一些實施方式中，特別是當粘土乾燥劑存在於聚合襯套或囊中時，粘土(如蒙脫石)可經改性而呈現在有機層表面，這樣聚合材料可插入和/或剝落粘土晶體。插入的和/或剝落的粘土不僅作為乾燥劑的有效性得到增加，而且也可作為屏障劑減少蒸氣(例如空氣，水，二氧化碳等)通過構成襯套/囊的聚合材料的滲透性。這類改性的粘土可由許多公司獲得，這些公司包括Nanocor,Inc.、SouthernClayProducts、KunimineIndustries,Ltd.和Rheox。例如參見美國專利號6，387，996，該專利在此經引用而全文併入。乾燥劑的另一個例子是氧化鈣(CaO)或"生石灰"，這是一種強吸收劑。它將吸收多達其自身重量28%的水分，但與其他乾燥劑不同的是不會在幾小時內吸收而是慢慢地在幾天內吸收。乾燥劑的另一個例子包括以商品名"Drierite"銷售的硫酸鈣(CaS04)，這是一種天然礦物質。它是通過石膏的可控脫水而生產的。它在化學上是穩定的，且不會立即釋放吸收的水分，並具有可吸收其自身重量約10%的水分的能力。其他的乾燥劑的非限制性例子包括硫酸鎂和五氧化二磷(P205)。根據本發明可使用的其他化學組成包括碘。需要注意的是多數聚合樹脂材料，例如那些可形成燃料襯套/囊、外簡/殼、噴嘴或燃料電池盒的任何其他組件的材料，它們可含有低濃度的具有上述揭示的任何清除劑特徵的化學組成(例如，抗氧化劑通常作為聚合製品加工中的加工助劑被添加以減小與升高的加工溫度相關的氧化傾向)。然而，當在形成燃料電池的聚合組件過程中加入本發明的清除劑，而這類化學組成又已經存在時，應當理解的是本發明的清除劑是在已存在的化學物質濃度的基礎之上額外添加的，從而得到的濃度大於為達到這種化學物質在聚合組件中的原始目的所必需的濃度。例如，當用含一定濃度抗氧化劑的聚合樹脂材料形成燃料襯套/囊，並根據本發明需要加入額外的抗氧化劑作為清除劑材料時，所得在聚合襯套/囊中的抗氧化劑的總濃度有必要(優選為明顯)大於為防止或抑制與加工相關的氧化所需的濃度。這樣，具有清除劑特徵的化學組成的總濃度通常會超過(例如可以是兩倍或更高)之前存在的與這些化學物質的原始目的相關的濃度(例如總的清除劑含量通常超過，優選明顯超過作為加工助劑而已經存在的抗氧化劑的含量)。在一種實施方式中，可在聚合樹脂被加工成燃料電池組件之前向其中加入一種或多種清除劑，基於聚合樹脂重量，加入的清除劑的量在約1重量％到約20重量％，例如從約2重量％到約15重量％。在另一種實施方式中，可在聚合樹脂被加工成燃料電池組件之前向其中加入一種或多種清除劑。基於聚合樹脂以及任何存在於其中作為加工助劑的總重量，加入的清除劑的量在約0.5重量％到約18重量％,但不包括任何作為加工助劑的量，例如從約1重量°/。到約15重量％，但不包括任何作為加工助劑的量。儘管這裡揭露的本發明的示例性的實施方式顯然達到了本發明的目的，但應當認識到本領域技術人員可由本發明作出各種改進和提出其他的實施方式。並且，任何實施方式中的特徵和/或元件均可單獨使用或與其他實施方式結合使用。因此，應當理解的是，後附的權利要求旨在覆蓋所有這些在本發明精神和範圍內的更改和實施方式。權利要求1.一種可連接到燃料電池的燃料源，包括至少一種接觸燃料的材料，其中該接觸燃料的材料包含一化學組合物，該化學組合物包含氧清除劑、二氧化碳清除劑、過渡金屬清除劑和乾燥劑中的至少一種。2.權利要求l的燃料源，其中至少一種接觸燃料的材料形成內燃料容器的至少一部分。3.權利要求1的燃料源，其中至少一種接觸燃料的材料形成外殼的至少一部分。4.權利要求2的燃料源，其中至少一種接觸燃料的材料進一步形成外殼的一部分。5.權利要求1的燃料源，其中至少一種接觸燃料的材料含有氧清除劑和二氧化碳清除劑。6.權利要求1的燃料源，其中至少一種接觸燃料的材料含有氧清除劑和乾燥劑。7.權利要求1的燃料源，其中至少一種接觸燃料的材料含有氧清除劑、二氧化碳清除劑和乾燥劑。8.權利要求1的燃料源，其中至少一種接觸燃料的材料含有氧清除劑、二氧化碳清除劑、過渡金屬清除劑和乾燥劑。9.權利要求1的燃料源，其中存在氧清除劑且該氧清除劑含有亞硫酸鈉、乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、抗壞血酸、梓檬酸、焦掊酸、肼、微小地磨碎的潮溼的氧化亞鐵和鉀的混合物、鎳金屬、過渡金屬鹽、Fe-卟啉、二苯甲酮、間甲氧基二苯甲酮、二苯甲醯聯苯、取代的二苯甲醯聯苯、苯甲醯化的三聯苯、取代的苯甲醯化的三聯苯、三苯甲醯三苯基苯、取代的三苯甲醯三苯基苯、苯甲醯化的苯乙烯低聚物、二苯甲醯化的l，l-二苯基乙烷、二苯甲醯化的1,3-二苯基丙烷、二苯甲醯化的l-苯基萘、二苯甲醯化的苯乙烯二聚體、二苯甲醯化的苯乙烯三聚體、三苯甲醯化的苯乙烯三聚體、取代的苯甲醯化的苯乙烯低聚物、苯乙酮、鄰甲氧基苯乙酮、苯乙酮、甲基乙基酮、苯戊酮、苯己酮、a-苯基-苯丁酮、對嗎啉基苯丙酮、二苯並環庚酮、4-嗎啉基苯甲酮、苯偶姻、苯偶姻甲醚、4-鄰-嗎啉基脫氧苯偶姻、對雙乙醯苯、4-氨基苯甲酮、4'-甲氧基苯乙酮、取代的和未取代的蒽醌、a-四氫萘酮、9-乙醯基菲、2-乙醯基菲、10-噻噸酮、3-乙醯基菲、3-乙醯基吲哚、9-芴酮、l-茚酮、1,3,5-三乙醯基苯、蓬噸-9-酮、沾噸-9-酮、苯繞蒽酮、苯偶姻四氫吡喃基醚、4,4'-雙(二甲基氨基)苯甲酮、l'-萘乙酮、2'-萘乙酮、萘乙酮和2，3-丁二酮、苯並蒽-7，12-二酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、a,a-二乙氧基-苯乙酮、a，a-二丁氧基苯乙酮、孟加拉玫瑰紅、亞甲藍、四苯基膦、2，6-二(叔丁基)-4-甲基-苯酚、2，2'-亞甲基-雙(6-叔丁基-對甲酴)、亞磷酸三苯酯、三-(壬基苯基)亞磷酸酯、維生素E、四-雙亞甲基-3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)-丙酸酯甲烷、硫代二丙酸二月桂酯、二苯基酮、含有可氧化的聚合物的聚合組分、烯化不飽和聚合物、節基聚合物、烯丙基聚合物、聚丁二烯、聚[乙烯-丙烯酸甲酯-環己烯丙烯酸酯]三元共聚物、聚[乙烯-乙烯基環己烯]共聚物、聚梓檬烯樹脂、聚p-蒎烯、聚a-蒎烯、聚縮甲醛、含有環狀烯族側基的聚合物、聚(乙烯-一氧化碳)、低聚[2-羥基-2-甲基-l-[4-(l-甲基乙烯基)苯基]-丙酮]、聚合雙酚A類似物、聚二苯基酮、聚對苯二甲酸乙二酯、己二酸-間亞二甲苯基二胺尼龍聚合物、或其共聚物、或其組合或反應產物。10.權利要求1的燃料源，其中存在二氧化碳清除劑和該二氧化碳清除劑包含氫氧化鋰、環己胺、乙醇胺、二乙基氨基乙醇、嗎啉或其組合。11.權利要求1的燃料源，其中存在過渡金屬離子清除劑和該過渡金屬離子清除劑包含57-三胺、&'-二胺、5V-硫醇、5V-TAAcOH，、5V-TAAcONa，、5V-硫脲、CombizorbS或其組合。12.權利要求1的燃料源，其中存在乾燥劑和該乾燥劑包含矽石、矽膠、矽酸鎂鋁、氧化鈣、硫酸鈣、硫酸鎂、五氧化磷、蒙脫石粘土、層狀矽酸鹽粘土、有機改性的粘土、插層粘土、剝落粘土或其組合。13.權利要求l的燃料源，其中至少一種接觸燃料的材料含有碘。14.權利要求2的燃料源，其中接觸燃料的材料至少是在內燃料容器內或其表面上。15.權利要求3的燃料源，其中接觸燃料的材料至少是在外殼內或其表面上。16.權利要求1的燃料源，其中至少一種接觸燃料的材料形成閥的一部分。全文摘要這裡公開了一種可連接到燃料電池的燃料源(70)，包括至少一種接觸燃料的材料。接觸燃料的材料包含一化學組合物，該化學組合物含有氧清除劑、二氧化碳清除、過渡金屬清除劑和乾燥劑中的至少一種。接觸燃料的材料可形成內燃料容器(14)、外殼(12)或閥(18)的至少一部分。文檔編號H01M2/00GK101310397SQ200680042494公開日2008年11月19日申請日期2006年10月2日優先權日2005年10月5日發明者安德魯·J·庫瑞羅,康士坦士·R·史蒂芬申請人:法商Bic公司