CN1240472C - 化学反应装置以及动力供给*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种化学反应装置，所述化学反应装置包括一个具有一外表面的实体，在其中至少形成有一个允许一化学介质流动的流动通道。所述实体具有一个加热元件，所述加热元件加热在所述流动通道中流动的化学介质，从而加速化学介质的化学反应，以及一个热辐射抑制薄膜，所述热辐射抑制薄膜覆盖所述实体外表面的至少一部分，并且抑制所述加热元件产生的热量从所述外表面的一部分辐射出去。

Description

化学反应装置以及动力供给***
技术领域
本发明涉及一种化学反应装置以及一种具有这一化学反应装置的动力供给***，尤其是涉及一种用于一动力供给***的化学反应装置，其中所述动力供给***具有一个通过燃料产生电能的燃料电池。
背景技术
在化学反应的技术领域中，已知在化学反应装置中，各种液化材料混合物进入流动通道引起化学反应，例如将催化剂放入流动通道中的催化反应，从而生成所需的流体材料。
这些化学反应装置根据其不同的应用具有不同的规格和结构。例如，在一尺寸相当小的化学反应装置中，利用在制造诸如半导体集成电路一类的半导体技术中所发展起来的显微图案技术，在一硅基底上形成一个微米级或毫米级的流动通道，同时流体进入所述流动通道以产生一化学反应。
图15为一传统化学反应装置的平面打开视图。图16是沿图15线C-C的剖视图。
该化学反应装置包括一个硅基底1。利用在半导体制造技术中所发展起来的显微图案技术，在所述硅基底1的一个表面上形成一微细的曲折形流动通道2。
所述流动通道2的两端部延伸至两预置端面的大致中心处以形成一个入口3以及一个出口4。用于实现一化学反应的催化层5在所述流动通道2的内壁面上形成。
一玻璃基底6与所述硅基底1的上述表面焊接在一起。在远离与所述硅基底1相对的表面的所述玻璃基底6的表面上，形成有一个与流动通道2相对应的曲折形薄膜加热片7。
所述薄膜加热片7的宽度略小于所述流动通道2的宽度。如果所述化学反应装置中产生的化学反应(催化反应)在一预定的温度条件下导致一吸热反应，则所述薄膜加热片7在化学反应下向在流动通道2中的催化剂提供一预定的热能。
下面将对采用上述构造的该化学反应装置的一个应用实例进行说明。
最近，有关将一使用燃料电池的动力供给***投入到实际应用中的研究及开发工作有了很大的进展。一个具有上述构造的化学反应装置能够用于这种使用一燃料电池的动力供给***中。正如下面将要解释的，通过这种化学反应装置，一动力生成燃料气体产生氢，并且将所产生的氢提供给所述燃料电池，并且使用所述燃料电池的动力供给***的尺寸能够减小。
同时所述薄膜加热片7加热所述流动通道2的内部使之达到一预定的温度，上述的动力生成燃料气体由所述入口3进入所述流动通道2。流动通道2中的催化剂5使之产生一吸热反应，从而生成氢以及作为副产品的二氧化碳。在这些产品中，通过将二氧化碳排除，可以只得到其中的氢。将所得到的氢提供给所述燃料电池，电能得以产生。
在上述传统的化学反应装置中，当所述薄膜加热片7加热所述流动通道2的内部时，两个基底1及6均受到加热。因此，如果基底1和6的整个外表面暴露于大气中，则由薄膜加热片7产生的热能将部分自基底1及6的表面辐射至外部。这就增加了热能的损耗并且降低了能量的利用。
发明内容
在本发明的化学反应装置中，其包括一个允许流体在其中流动的流动通道，并且使得一加热部件加热所述流动通道的内部而产生一预期的化学反应，通过抑制由加热部件产生的热能部分辐射至外部而造成的热能损耗，能量的利用率得以提高，以上是本发明的优点。本发明同时还具有如下的优点，当所述化学反应装置用于一使用燃料重整型燃料电池的动力供给***时，产生动力所需的热能的损耗能减少，能量利用率能够增加，并且动力供给***的尺寸能得以减小。
为了实现上述的优点，按照本发明的一个化学反应装置包括多个连接在一起的基底，在所述多个基底的至少一个基底上形成至少一个流动通道，在所述多个基底的至少一个基底的至少一个表面上形成的用于加热所述流动通道的加热元件，以及一覆盖所述多个基底的所有最外侧表面或除侧面外的所有最外侧表面的热辐射抑制薄膜，该热辐射抑制薄膜具有热反射性。所述热辐射抑制薄膜能够防止热量从所述基底的外表面辐射出去。
所述化学反应装置还包括一个箱体部件，所述箱体部件覆盖包括热辐射抑制薄膜在内的所述多个基底的所有最外侧表面，其中在所述箱体部件和包括热辐射抑制薄膜在内的所述多个基底的最外侧表面之间的至少一部分内形成有一空间。所述空间保持一大致真空状态，或者密封有一种气体，该气体的热导率小于所述箱体部件的组件的热导率，因此，从包括热辐射抑制薄膜在内的所述基底的外表面至所述外部的热传导能够得以抑制。相应地，当所述加热元件加热所述流动通道的内部时，热能的损耗有可能得到抑制，并且能量的利用率增加。
所述多个基底包括至少一个第一基底，在所述第一基底的一个表面上形成有所述流动通道，以及一个与所述第一基底的一个表面连接在一起的第二基底。
所述热辐射抑制薄膜是一种由金、铝或银制成的金属薄膜，以及由二氧化锡、三氧化铟或氧化锌制成的金属氧化物薄膜。所述热辐射抑制薄膜是下面四种薄膜中的至少一种，这四种薄膜包括一第一热辐射抑制薄膜，所述第一热辐射抑制薄膜偏离所述第一基底的一个表面覆盖所述第一基底的另一个表面的至少一部分，一个第二热辐射抑制薄膜，所述第二热辐射抑制薄膜偏离与所述第一基底相对的所述第二基底的一个表面覆盖所述第二基底的另一个表面的至少一部分，一个第三热辐射抑制薄膜，所述第三热辐射抑制薄膜覆盖与所述第一基底的上述另一个表面垂直的所述第一基底的侧面的至少一部分，以及一个第四热辐射抑制薄膜，所述第四热辐射抑制薄膜覆盖与所述第二基底的上述另一个表面垂直的所述第二基底的侧面的至少一部分。
所述加热元件包括一个薄膜加热片。所述薄膜加热片采用下面两种结构中的一种，即和流动通道的曲折形状相对应的曲折形结构以及一覆盖大致整个流动通道的矩形结构。并且所述加热元件至少在下列三个表面中的至少一个表面上形成，即与所述第一基底相对的所述第二基底的所述一个表面，远离所述第二基底的所述一个表面的所述第二基底的另一个表面，以及所述第一基底的另一个表面。在所述加热元件形成的表面上，所述加热元件具有一个覆盖所述薄膜加热片的隔热薄膜，并且具有一个平直的上表面。所述热辐射抑制薄膜也可以在所述隔热薄膜上形成。或者，还可以包括一个第三基底，所述第三基底被连接在所述隔热薄膜上，并在与所述薄膜加热片相对的表面上具有一个凹槽，并且在该第三基底的外表面上形成有热辐射抑制薄膜。所述凹槽大致呈真空状态，或者其中密封有一种热导率小于所述第三基底的热导率的气体。
此外，所述加热元件还可包括一个在其至少一部分上形成有一燃烧催化层的燃烧流动通道，一个向燃烧流动通道提供燃烧流体的供给单元，以及一个通过燃烧流动通道内的燃烧催化层的燃烧反应而产生热能的能量生成装置。
当本发明的化学反应装置应用于包括一燃料重整型燃料电池的动力供给***时，作为一个燃料气化装置，有可能将甲醇水溶液作为一动力产生燃料提供给所述流动通道，并且通过加热元件加热所述流动通道而使其中的流体气化。作为一个重整装置，有可能在流动通道中形成一个重整催化层，并且通过加热元件加热所述流动通道而使其中的动力生成燃料重整，从而产生氢。作为一个二氧化碳去除装置，有可能在所述流动通道中形成一个有选择的氧化催化层，并且通过加热元件加热所述流动通道可将包含有二氧化碳的气体混合物中的二氧化碳去除。将通过这些装置生成的氢提供给燃料电池，并且使氢和氧发生化学反应，电能能够得以生成。另外，形成一个热辐射抑制薄膜也是可能的，该热辐射抑制薄膜覆盖所述化学反应装置的多个基底的最外侧表面，此外，所述化学反应装置还可以包括一个箱体部件，所述箱体部件覆盖包括所述热辐射抑制薄膜在内的所述多个基底的所有最外侧表面，并且围绕其形成一个空间，所述空间成大致真空状态，或密封有一种具有较小热导率的气体。以这种方式，加热以产生动力所需的热能损耗可降低，能量的利用率可以增大，并且所述动力供给***的尺寸可减小。
通过下面的描述可以了解本发明的其他目的和优点，其中部分目的和优点通过描述是显而易见的，或者可以通过对本发明的实际应用而熟知。尤其是通过下面所列出的工具和手段，本发明的目的和优点可得以实现。
附图说明
下面的附图构成了说明书的一部分，并且示出了本发明的实施例，其连同上面的概括描述以及下面将要给出的对实施例的详细描述用于解释本发明的原理。其中，
图1是按照本发明的化学反应装置的第一实施例的打开的平面视图；
图2是按照本发明的化学反应装置的第一实施例的剖面图；
图3是按照本发明的化学反应装置被装配后的剖面图；
图4是按照本发明的化学反应装置的第二实施例的打开的平面视图；
图5是按照本发明的化学反应装置的第二实施例的剖面图；
图6是按照本发明的化学反应装置的第三实施例的剖面图；
图7是按照本发明的化学反应装置的第四实施例的剖面图；
图8是按照本发明的化学反应装置的第五实施例的剖面图；
图9是按照本发明的化学反应装置的第六实施例的剖面图；
图10是按照本发明的化学反应装置的第七实施例的剖面图；
图11是按照本发明的化学反应装置的第八实施例的剖面图；
图12是使用一燃料电池的动力供给***的布置的方块图，其中使用了本发明的化学反应装置；
图13示出了使用本发明的化学反应装置的聚合物电解质燃料电池的结构示意图；
图14示出了使用了应用本发明的化学反应装置的燃料电池的整个动力供给***的实际结构的主要部分的示意图；
图15是一个已有化学反应装置实例的打开的平面视图；
图16是一个已有化学反应装置实例的剖面图。
具体实施方式
下面将根据附图所示的实施例对按照本发明的一个化学反应装置以及包含所述化学反应装置的动力供给***进行描述。
<化学反应装置>
(第一实施例)
图1是按照本发明的化学反应装置100的第一实施例的打开的平面视图。图2是沿图1所示化学反应装置100的线A-A的剖面图。图3是按照本发明的化学反应装置100被应用于一任意的***上，表示装配后状态的剖面图。
本发明第一实施例的化学反应装置100包括一个矩形、板状的第一基底11，所述第一基底具有至少一个平直的上表面并且由硅制成。例如，所述第一基底11的长度大约为15-35毫米，宽度大约为10-25毫米，厚度大约为0.4-1.0毫米。在所述第一基底11的一个表面，即上表面，通过在半导体制造技术中发展起来的显微图案技术形成一个微细的曲折形流动通道12。例如，流动通道12的宽度大约为0.2-0.8毫米，深度大约为0.2-0.6毫米，总长大于为30-1000毫米。所述流动通道12的两端部延伸至所述第一基底两个预设端面的中部，从而形成一个入口13以及一个出口14。即所述流动通道12的深度大约是所述基底厚度的一半。
例如，一个用于实现所需化学反应的反应催化层15最好在所述流动通道12的整个内壁面上形成。本发明并没有被限制为这种形式，即所述反应催化层15形成在流动通道12的内壁表面上。也就是说，只设有流动通道12，而不形成所述反应催化层的结构也是可以的。
一个由大约0.7毫米厚的玻璃制成、起到盖的作用的第二矩形基底21粘接至(连接至)所述第一基底11的所述上表面，从而与所述第一基底形成一个实体。面对所述第一基底11的所述第二基底的表面，或者所述第二基底21的下表面是平直的。在大致所述整个平面上(特别在本实施例中的所述第二基底下表面除圆周部分的其它部分)形成有一个作为一加热元件的薄膜加热片22，所述薄膜加热片22由诸如TaSiox或TaSioxN一类的薄的电阻薄膜构成。所述薄的电阻薄膜可以通过诸如喷涂的方式形成。
正如下面将要描述的第二至第八实施例所示的，本发明的加热元件，即本实施例的薄膜加热片22并不限制于只能在与所述第一基底11相对的所述第二基底21的所述表面上形成。换言之，所述薄膜加热片22只需设计成能够向所述流动通道12中的反应催化层15，或者是在所述流动通道12中流动的流体提供预定的热能，使之能够在流动通道12中产生一预期的化学反应(催化反应)即可。当所述薄膜加热片22在与所述第一基底11相对的所述第二基底21的所述表面上形成时，即当所述薄膜加热片22如所述第一实施例在所述流动通道12上或上方形成时，热能能够有效地提供给所述流动通道12。这就大大地增加了热能的利用率。
在所述第一实施例中，在与所述第一基底11相对的所述第二基底21的所述大致整个表面上形成的所述薄膜加热片22成矩形。因此，形成该薄膜加热片22所需的步骤可以减少，因此制造成本可以降低。
在如图2所示的实施例中，在所述第一基底11的另一个表面或下表面以及除所述入口13以及出口14之外的侧面部分形成有一热辐射抑制薄膜16。同样，一个与所述热辐射抑制薄膜16相类似的热辐射抑制薄膜23在所述第二基底21远离与所述第一基底11相对的表面的另一个表面上，或所述第二基底21的上表面上，以及所述第二基底21的侧面上形成。
如图2所示，所述热辐射抑制薄膜16以及23覆盖所述第一以及第二基底11及21的所有外表面，即所述化学反应装置的大致所有外部表面。但是，本发明并不局限于这种结构，所述这些薄膜还可以根据需要而部分设置。例如，由于所述每个基底的侧面区域远远小于所有外表面的区域，因此，所述热辐射抑制薄膜16以及23可以只在所述基底除所述侧面之外的其它所述外表面上形成。通过在所述这些基底的所述外表面上形成所述热辐射抑制薄膜16以及23，将有助于抑制热量从所述第一以及第二基底11和21辐射出去。
这些热辐射抑制薄膜16以及23由具有良好的热反射性的金属材料制成，如金、铝或银，或者由金属氧化物制成，如二氧化锡、三氧化铟或氧化锌。
作为形成所述热辐射抑制薄膜的方法，下面的方法可以采用。即可以将上述的金属材料制成一薄片或薄膜，然后在其上覆盖上述的金属氧化物，或者形成一金属氧化物薄膜，并且最终的薄膜产品被粘接至每个基底的所述外表面；或者利用诸如喷镀、喷涂或电镀一类的薄膜制造技术在每一基底的所述外表面上形成由上述任意材料构成的薄膜；或者将上述任意材料的细粒连同适当的溶剂一起涂覆在每一基底的所述外表面上。
另外，如图3所示，当按照本发明的化学反应装置100用于一任意的***，例如下面将要描述的使用一燃料电池的动力供给***时，所述化学反应装置100可以通过支撑块41装配在一支承件40内(例如：一个壳体、箱体或安装支架)。所述支承件40支撑一个进给管13a以及一个排出管14a。所述进给管13a以及排出管14a分别和入口13以及出口14(图2)相连，并且最好具有一个与前述流动通道的横截面相同的流动通道。所述支撑块41可以设在所述化学反应装置100的上下四个角上。相应地，在所述支承件40与所述化学反应装置100之间除支撑块41之外的区域形成一个空间或多个空间42。所述空间42是一个隔热空间。通过在该空间密封一种气体，如空气、氟氯烷或碳酸气体，隔热性能可以增强。如果该空间处于真空状态，则隔热性能还可进一步改善。因此，由于部分热量从在所述化学反应装置100的外表面上形成的热辐射抑制薄膜16以及23传导至四周的支承件40而引起的热能损耗有可能得到控制。
所述箱体(支承件)40的内表面以及/或外表面可以覆盖一层辐射抑制薄膜或辐射抑制层40a和40b，以反射从装置100向外辐射的热量(红外光线)，从而防止热能向外扩散，即热量损失能够受到控制或减少。
其中，所述空间42可以设置成真空状态以增加隔热效率，所述空间的压力越低，则隔热效率越高。例如，在实际使用中，所述空间42的压力可以是大约100帕，或者低于100帕。当压力大约是100帕时，与所述空间42内的压力是大气压时相比，用于所述薄膜加热片22的能量可减少大约30％。所述空间42内的压力最好设置成大约10帕或小于10帕。当压力设置成大约10帕时，与所述空间42内的压力是大气压时相比，用于所述薄膜加热片22的能量可大约降低一半。
应当理解图3所示的实施例不仅可用于所述第一实施例的化学反应装置，还可应用于下面将要描述的其它实施例的化学反应装置中。
在上述的按照本发明的该实施例的化学反应装置100中，所述热辐射抑制薄膜16以及23分别形成于所述第一基底11和第二基底21上。因此，从所述第一基底11以及所述第二基底21辐射至外部的热量能够得到抑制。此外，环绕所述化学反应装置100形成的隔热空间42能够抑制热量传导至外界。因而当所述薄膜加热片22加热所述流动通道12的内部时，由于热能部分辐射至外界而引起的热能损耗可得到抑制，并因此改善能量的利用率。
(第二实施例)
图4和图1所示的第一实施例类似，是一个打开的平面视图，是按照本发明的化学反应装置100的第二实施例。图5和图2类似，是沿图4所示化学反应装置100的线B-B的剖面图。
第二实施例和第一实施例的构造有所不同，在所述第二基底21与所述第一基底11相对的所述一个表面(所述第二基底的下表面)上形成的薄膜加热片22具有和图4所示流动通道12相一致的曲折形状，并且所述薄膜加热片22的宽度小于所述流动通道12的宽度，以便于如图5所示容纳在所述流动通道12中。
在这一结构中，与上述第一实施例的结构相比较，所述薄膜加热片22更加接近于位于流动通道12中的反应催化层。因此，向所述流动通道12供给热量的能力进一步增强，故热能利用率能进一步得以改善。
在所述第二实施例中，所述第二基底21直接粘接至(连接至)所述第一基底11的一个表面上。所述第一以及第二基底11和21可通过粘接剂粘接在一起，也可通过阳极连接方法连接在一起。
所述阳极连接方法将在下面予以描述。
所述第二基底21叠至在所述第一基底11上，并且所述第一以及第二基底11和21分别作为一阳极和一阴极。随着所述第一基底11以及第二基底21被加热至大约400-600℃，大约为1千伏的直流电压作用于两个电极之间。因此，在第二基底21中被认为是杂质的阳离子从所述第一基底11上离开，同时一个具有高氧离子密度的层在所述第二基底21的与所述第一基底11相对的分界面上形成。相应地，在所述第一基底的与所述第二基底21相对的所述分界面上的硅原子与所述第二基底21的与所述第一基底11相对的分界面上的氧离子接合在一起，从而形成一个稳固的接合面。
在这一方法中，当所述第一和第二基底11和21被加热至大约400-600℃，并且如上所述一个大约为1千伏的直流电压作用于两个电极之间时，在所述第二基底21中被认为是杂质的阳离子离开所述第一基底11的速度加快，因此这些阳离子能够在一很短的时间内移动。这就使得阳极连接工序所需的时间得以减少。
当所述第一基底11和第二基底21通过上述阳极连接方法连接在一起时，两者的接合很稳固。此外，由于无需粘接剂，因此不会存在诸如粘接剂一类的杂质进入所述流动通道12中的情况。
(第三实施例)
图6和图2类似，是一剖面图，是按照本发明的化学反应装置100的第三实施例。
在所述第三实施例中，如同上述的第一实施例，一个薄膜加热片22在所述第二基底21的与所述第一基底11相对的表面上形成。所述第三实施例与所述第一实施例的不同之处在于：在所述第二基底21的与所述第一基底11相对的表面上额外形成一由氮化硅或氧化硅制成的隔离薄膜24，并且所述薄膜加热片22嵌入所述薄膜24中，因此在所述第二基底21的与所述第一基底11相对的表面上形成了一个包括所述薄膜加热片22在内的平直面。
正如上述的第二实施例，所述薄膜加热片22采用和流动通道12相同的曲折形状。所述第二基底21通过所述隔离薄膜24粘接至(连接至)所述第一基底11的一个面上。
在图6所示的结构中，所述薄膜加热片22的宽度小于所述流动通道12的宽度，但是本发明并不局限于这种结构。在所述第三实施例中，所述薄膜加热片22在所述曲折形的流动通道12的外部形成，因此所述薄膜加热片22的宽度可以等于所述流动通道12的宽度。或者，所述薄膜加热片22的宽度可以大于所述流动通道12的宽度，以便于大致覆盖整个流动通道12。另外，为了覆盖整个流动通道12，所述薄膜加热片22可以如图1第一实施例所示，采用矩形形状。
在第三实施例所示的结构中，将所述薄膜加热片22以及所述流动通道12紧靠在一起布置，热能能够有效地从所述薄膜加热片22传递至所述流动通道12。此外，由于所述薄膜加热片22被所述隔离薄膜24所覆盖，在所述流动通道12内流动的流体不会直接与所述薄膜加热片22接触。这就避免了在所述流动通道12内流动的流体对所述薄膜加热片22的腐蚀及其损伤。
(第四实施例)
图7和图2类似，是一剖面图，是按照本发明的化学反应装置100的第四实施例。
所述第四实施例所示结构和第三实施例所示结构的不同之处在于：所述薄膜加热片22在一第二基底21的外表面或上表面上形成，同时一个隔离薄膜24在所述第二基底21的外表面上形成，以覆盖所述薄膜加热片22，从而形成了一个包含有所述薄膜加热片22的平直的上表面，并且在所述隔离薄膜24的外表面或上表面上形成有一热辐射抑制薄膜23。
在这一实施例中，所述薄膜加热片22和上述第二实施例一样，采用和流动通道12相同的曲折形状。在图7所示的结构中，所述薄膜加热片22的宽度小于所述流动通道12的宽度，但是本发明并不局限于这种结构。
由于所述薄膜加热片22在所述弯折形的流动通道12的外部形成，因此所述薄膜加热片22的宽度可以大致等于所述流动通道12的宽度，或者大于所述流动通道12的宽度。此外，为了覆盖整个流动通道12，所述薄膜加热片22可以如图1的第一实施例所示，采用矩形形状。
在所述第四实施例中，所述热辐射抑制薄膜23在所述隔离薄膜24的外表面或上表面形成。所述热辐射抑制薄膜23可以防止热量从所述薄膜加热片22辐射至外界，并且保护所述薄膜加热片22。
(第五实施例)
图8和图2类似，是一剖面图，是按照本发明的化学反应装置100的第五实施例。
所述第五实施例所示结构和第四实施例所示结构的不同之处在于：一热辐射抑制薄膜23的形成位置发生了变化，同时一个矩形、板状的第三基底25粘接(连接)在一隔离薄膜24的外表面。
所述第三基底25在与所述隔离薄膜24的外表面相对的平面，或者在其下表面的中心部形成有一个矩形的凹槽26。所述第三基底25的凹槽26的圆周部分粘接(连接)在所述隔离薄膜24的外表面。所述第三基底25由玻璃或铝制成。所述热辐射抑制薄膜23在所述第三基底25的整个外表面(侧面以及上表面)上形成。
在这一实施例中，所述第三基底25进一步保护一薄膜加热片22。此外，除了所述热辐射抑制薄膜23可以起到抑制热能损失的作用以外，通过所述凹槽26的隔热作用还可进一步抑制热量由所述薄膜加热片22向外辐射，因此，热效率能够进一步提高。基于这一目的，诸如空气、氟氯烷或碳酸气体一类的导热率小于所述第三基底的导热率的气体可以通过所述隔离薄膜24密封于所述第三基底25的所述凹槽26中，以便于改善隔热性能。将所述第三基底25的所述凹槽26设置成真空状态，则隔热性能还可进一步得到改善。
当所述凹槽26被设置成真空状态时，所述凹槽26的压力越低，则隔热效率越高。例如，在实际使用中，所述凹槽26的压力可以是大约100帕，或者低于100帕，并且最好设置成大约10帕或小于10帕，这样一来，薄膜加热片22所需的能量可以减小。
(第六实施例)
图9和图2类似，是一剖面图，是按照本发明的化学反应装置100的第六实施例。
第六实施例和图2所示第一实施例的不同之处在于一薄膜加热片22在一第一基底11的外表面或下表面上形成，同时一个隔离薄膜24在所述第一基底11的外表面上形成，并覆盖了所述薄膜加热片22，从而在所述第一基底11的所述外表面上形成了一个包含有所述薄膜加热片22的平直的隔离薄膜面，而且一个热辐射抑制薄膜16在所述隔离薄膜24的外表面或下表面上形成。
在这一实施例中，和前面所述的第二实施例相同，所述薄膜加热片22具有一个和流动通道12的曲折形状相同的形状。在图9所示的结构中，所述薄膜加热片22的宽度小于所述流动通道12的宽度，但是本发明并不局限于这种结构。由于所述薄膜加热片22在所述弯折形的流动通道12的外部形成，因此所述薄膜加热片22的宽度可以大致等于所述流动通道12的宽度，或者大于所述流动通道12的宽度。此外，所述薄膜加热片22可以如图1的第一实施例所示，采用矩形结构，并覆盖整个流动通道12。
在所述第六实施例中，所述热辐射抑制薄膜16在所述隔离薄膜24的外表面上形成。所述热辐射抑制薄膜16可以防止热量从所述薄膜加热片22辐射至外界，并且保护所述薄膜加热片22。
(第七实施例)
图10和图4类似，是一剖面图，是按照本发明的化学反应装置100的第七实施例。
在所述第七实施例中，除了图9所示第六实施例的结构外，一个第三基底25粘接(连接)在一隔离薄膜24的平直的外表面上。
所述第三基底25在与所述隔离薄膜24的外表面相对的表面的中心部形成有一凹槽26。所述第三基底25的圆周部分粘接(连接)至所述隔离薄膜24的外表面。所述第三基底25由玻璃或铝制成。一个热辐射抑制薄膜16在所述第三基底25的外表面上形成。
在这种结构中，正如图8所示的结构，所述第三基底25进一步保护一薄膜加热片22。此外，除了所述热辐射抑制薄膜16可以起到抑制热能损失的作用，通过所述凹槽26的隔热作用还可进一步抑制热量由所述薄膜加热片22向外辐射，因此，热效率能够进一步提高。基于这一目的，诸如空气、氟氯烷或碳酸气体一类的导热率小于所述第三基底25的导热率的气体可以被密封于所述第三基底25的所述凹槽26中，以便于改善隔热性能。将所述第三基底25的所述凹槽26设置成大致真空状态，则隔热性能还可进一步得到改善。
在上述第一至第七的每个实施例中，均形成有一个薄膜加热片22。但是，本发明并不局限于这些实施例，并且所述这些实施例还可适当地结合。例如，薄膜加热片22可以在所述流动通道12的两侧形成，即在所述第一基底的下表面以及所述第二基底的下或上表面上形成。当所述两个薄膜加热片22如此形成从而将所述流动通道12夹于它们中间时，所述这些加热片产生的热量能够将所述流动通道12的内部加热到一个较高的温度。因此，这种结构适于所述流动通道12内的化学反应需要一较高温度的情况。
(第八实施例)
图11和图2类似，是一剖面图，是按照本发明的化学反应装置100的第八实施例。
本发明的一个加热元件只需能够将一流动通道12加热至一预定的温度，因此需向所述流动通道12中的反应催化层15或者在所述流动通道12流动的流体提供预定的热能。在第一至第七实施例中，一个薄膜加热片作为所述加热元件。可以利用如一燃烧催化层的燃烧反应产生热能来取代将所述薄膜加热片作为加热元件。
在第八实施例中，一个燃烧催化层用作所述加热元件。
和上述的每一实施例相似，图11所示的装置包括一个第一基底11，所述第一基底的一个面上形成有一个曲折的流动通道12，一个第二基底21，所述基底21和所述第一基底11形成有流动通道的所述面粘接(连接)在一起，起到一个盖的作用，以及一个位于所述第二基底21上的燃烧基底50。所述燃烧基底50上形成有一个燃烧流动通道51，同时在所述燃烧流动通道51的内壁面的至少一部分上形成有一燃烧催化层52。所述燃烧催化层52由诸如铂、金或银一类的金属制成。
在所述第八实施例中，当一燃烧气体的燃烧流体，如取自大气中的氢和氧如图中箭头所示由一入口53进入到燃烧通道51中时，所述燃烧流体在燃烧催化层52的作用下发生燃烧反应，并且通过这一燃烧反应产生热能。所述被燃烧的气体如图中箭头所示，由一出口54排至大气中。在这种结构中，燃烧所产生的热能被提供给所述流体通道12中的反应催化层15。
在这一结构中，如同上述的每一实施例，在所述燃烧基底50的所述外表面(上表面以及侧面)上能够形成一个热辐射抑制薄膜23。这就有可能抑制热能由所述燃烧基底50辐射至外界，防止热能的损失，同时增大了热能的利用率。
<动力供给***>
下面对将本发明的化学反应装置应用于一使用燃料重整型燃料电池的动力***的结构进行描述。
图12是使用一燃料电池的动力供给***30的构造的方框图。所述动力供给***30包括一个燃料单元31，燃料气化装置(气化单元)32，重整单元33，水转换反应单元34，有选择的氧化反应单元35，动力产生装置36以及充电器37。在这些单元中，具有上述任一实施例所述结构的化学反应装置100能够用于所述燃料气化装置32，重整单元33，水转换反应单元34以及有有选择的氧化反应单元35。
所述燃料单元31包括一个燃料包，其中密封有动力生成燃料，如甲醇水溶液(CH3OH+H2O)以及一个燃料泵，将所述动力生成燃料提供给所述燃料气化装置32。
所述燃料气化装置32将由所述燃料单元31供应来的所述动力生成燃料气化。当具有上述任一实施例所述结构的化学反应装置100应用于所述燃料气化装置32时，在所述流动通道12中并未形成反应催化层15。同样，一个玻璃或铝基底可取代一个硅基底作为第一基底11。当所述动力生成燃料通过所述入口13由所述燃料单元31进入到所述燃料气化装置32的所述流动通道12中时，其由于被所述薄膜加热片22加热到一预定的温度，如120℃而气化。所述被气化的动力生成燃料气体由所述出口14排出，并且进入所述重整单元33。
所述重整单元33将所述燃料气化装置32提供的动力生成燃料气体重整而生产氢。当具有上述任意实施例所述结构的化学反应装置100应用于所述重整单元33时，在所述第一基底11的所述流动通道12中具有一用于重整的反应催化层15。所述反应催化层15由一重整催化剂构成，如铜，氧化锌或三氧化二铝。对于所述第一基底11，可以采用玻璃基底取代硅基底。当所述动力生成燃料气(如甲醇水溶液：CH3OH+H2O)由所述燃料气化装置32经过所述入口13传递至所述重整单元33的所述流动通道12中时，所述薄膜加热片22将其加热到一预定的温度，如大约280℃。这就导致了如下所示的吸热反应：
                           (1)
并且生成了氢和作为副产品的二氧化碳。在该反应的最初阶段，方程式(1)中左侧的水(H2O)可以是所述燃料单元31中的燃料所包含的水。当下面将要描述的所述动力产生装置36生成电能时，将所产生的水收集起来并提供给所述重整单元33也是可能的。在所述重整单元33中，方程式(1)中左侧的水(H2O)可以由所述动力产生装置36单独提供，或者所述动力产生装置36和所述燃料单元31一同提供，或者由所述燃料单元31提供。在反应过程中，在所述重整单元33中有时如下面的化学方程式所示产生少量的一氧化碳：
                       (2)
上述方程式(2)右侧的产品(氢以及二氧化碳)以及少量的一氧化碳由所述重整单元33的所述出口14排出。在这些从重整单元33的出口14排出的产品中，气化的氢以及一氧化碳被按这个顺序提供给所述水转换反应单元34以及有选择的氧化反应单元35。二氧化碳被分离出来并排至大气中。
所述水转换反应装置34以及所述有选择的氧化反应装置35形成了一个一氧化碳去除装置38，所述去除装置38用于去除由所述重整单元33产生的一氧化碳。当具有上述任意实施例所述结构的化学反应装置100应用于所述水转换反应单元34时，在所述第一基底11的所述流动通道12中形成有一用于去除一氧化碳的反应催化层15。所述反应催化层15由一选择的氧化催化剂构成，如铂或三氧化二铝。对于所述第一基底11，可以采用玻璃基底或类似的来取代硅基底。当所述气化的氢以及一氧化碳由所述重整单元33经过所述入口13传递至所述水转换反应单元34的所述流动通道12中时，所述薄膜加热片22将这些气化的氢以及一氧化碳加热到一预定的温度，如大约180℃。相应地，对于在所述流动通道12中的氢、一氧化碳以及水，一氧化碳以及水在催化剂的作用下发生了如下所示的水转换发应，产生了氢以及作为副产品的二氧化碳：
                       (3)
在该反应的最初阶段，上述方程式(3)左端的水(H2O)可以是所述燃料单元31中的燃料所包含的水。当所述动力产生装置36生成电能时，将所产生的水收集起来并提供给所述水转换反应单元34也是可能的。在所述水转换反应单元34中，方程式(3)中左侧的水(H2O)可以由所述动力产生装置36单独提供，或者由所述动力产生装置36和所述燃料单元31一同提供，或者由所述燃料单元31单独提供。
所述有选择的氧化反应单元35对所述水转换反应单元34提供的气体混合物进行了一个热处理。如果所述水转换反应单元34提供的气体混合物中含有非常少量的一氧化碳，则所述有选择的氧化反应单元35通过一催化剂选择剩余的一氧化碳，并且使得被选择的一氧化碳和取自大气的氧接触，因此通过如下所示的化学反应产生二氧化碳，从而确实地将所述一氧化碳去除：
                                  (4)
最终到达所述有选择的氧化反应单元35的所述出口14的流体主要包括氢以及二氧化碳。
经过上述一系列的化学反应之后生成的产品是氢以及二氧化碳。在这些产品中，二氧化碳被从氢中去除并排至大气中。因此，只有氢由所述有选择的氧化反应装置35提供至所述动力产生装置36。
图13是将固态聚合物电解质燃料电池应用于所述动力产生装置36的结构示意图。所述动力产生装置36具有一个阴极41，所述阴极是一个碳电极，其上附着有一催化剂，如铂或碳；一个阳极42，所述阳极是一个碳电极，其上附着有一催化剂，如铂、钌或碳；以及一个介于所述阴极41以及所述阳极42之间的离子导电薄膜43，同时所述动力生成装置36将电能提供给位于所述阴极41和所述阳极42之间的充电器37。
在所述阴极41的外侧形成有一个空间44。所述一氧化碳去除单元38将氢提供给所述空间44以及阴极41。同时，在所述阳极42的外侧形成有一个空间45。取自大气的氧通过一个单向阀被提供给所述空间45以及所述阳极42。
在所述阴极41的一侧，通过将氢中的电子(e-)分离出来，从而使得氢离子(质子；H+)得以形成并通过所述离子导电膜43移动至阳极42，同时电子(e-)从阴极41中取出并且被提供给充电器37，正如下面所示：
                                  (4)
在所述阳极42的一侧，充电器37所提供的电子(e-)，穿过所述离子导电膜43的所述氢离子(H+)以及氧彼此发生化学反应而产生作为副产品的水，正如下面所示：
                  (5)
如上所述的一系列电化学反应(方程式(4)以及(5))在一个相对低的温度下进行，这一温度大约是室温至大约80℃，并且除了电能之外，唯一的副产品基本上是水。由所述动力生成装置36产生的作为副产品的水被收集起来。如果由所述动力生成装置36产生的水的至少一部分如前所述被提供给重整单元33，则最初被密封在所述燃料单元31中的水量可得以减少，并且将被收集的水量同样也减少。
所述动力生成装置36如此产生的电能被提供给所述充电器37。所述充电器37包括一个动力储存装置，例如一个二级蓄电池或电容器，并且将所述所述动力生成装置36提供的电能充电给所述二级蓄电池或电容器，以暂时存储电能。此外，所述充电器37将储存的电能提供给一由所述动力供给***驱动的装置。
应用于目前被研究及开发的燃料重整型燃料电池的燃料是流体燃料、被液化的燃料，或者是包括至少一个氢元素的气体燃料。所述燃料的性能只要能够使得所述动力生成装置36以一个相对高的热能转换效率产生电能即可。除了上述的甲醇，如有可能最好使用如甲醇或丁醇的以酒精为基质的流体燃料，或者采用如二甲醚(dimethylether)、异丁烷或天然气(CNG)的流体燃料，其中所述天然气在室温及常压下气化并由碳氢化合物构成，或者采用如氢气的气体燃料。
图14是一个使用燃料电池并构成一个模块的动力供给***的实际结构的主要部分的示意图，其中采用了按照本发明的所述化学反应装置。图14所示的仅仅是按照本发明的所述化学反应装置的一个应用实例，因此根本不能限定本发明的范围。
在图14中，动力供给***30A包括一个燃料重整型燃料电池以及如图12框图所示的组件。图12和图14中相同的部件采用相同的附图标记，并且相应的解释将省略或简化。
如图14所示，所述动力供给***30A的外形例如呈圆柱状，相当于一个普通的化学电池。应当理解所述动力供给***30A的形状并不局限于此，所述动力供给***30A可根据用途、容量以及其他要求而采用其他适当的形状。
如图14所示，所述实际使用的动力供给***30A大致可分为一个动力生成单元200以及一个燃料供给单元300。所述燃料供给单元300和图12所示的燃料单元31相同，包括一个燃料室或燃料包310，一个支撑装置320，所述燃料室310可拆卸地安装在所述支撑装置320上，以及一个燃料泵(未示出)，以及类似装置。所述燃料包310中充满了动力生成燃料330，并且具有一个和所述支撑装置320局部相连，用于防止所述动力生成燃料330泄漏的燃料供给阀340。
当所述燃料包310与所述支撑装置320相连时，一个位于所述支撑装置320上的燃料输送管350向下推动所述所述燃料供给阀340，因此表面张力或所述燃料泵通过所述燃料输送管350将所述动力生成燃料330从一个燃料供给管360输送至所述动力生成单元200。
所述动力生成单元200所包括的组件和图12所示的燃料气化装置32、重整单元33、水转换反应单元34、有选择的氧化反应单元35、动力产生装置36以及充电器37相同。上述任一实施例所述的化学反应装置100适用于所述燃料气化装置32、重整单元33、水转换反应单元34以及有选择的氧化反应单元35。利用例如微型机械制造技术在该装置中形成一个深度及宽度为500微米或更小的流动通道，从而形成一个微型空间。尤其是，如图14所示，所述动力生成装置36沿着一个圆筒形内壁的内表面延伸，所述内壁以一预定的间隔同轴安装在所述圆筒形外壁的内侧，从而在两者之间形成了一个腔室。所述燃料气化装置32、重整单元33、水转换反应单元34以及有选择的氧化反应单元35分别位于一燃料气化装置结构支架210、一重整单元结构支架220、一水转换反应单元结构支架230以及一有选择的氧化反应单元结构支架240上，所述每个支架均在所述动力生成单元200的内部空间中形成。所述每个支架和图3所示的支撑件40相同，并且每个化学反应装置以一预定的间隔在一相应的结构支架上形成。所述这些支架可以通过隔板而相互分开，或者也可以形成一个支架，而将所述燃料气化装置32、重整单元33、水转换反应单元34以及有选择的氧化反应单元35一起叠置于其上。在所述每一结构支架所在的空间内密封诸如空气、氟氯烷或碳酸气体一类的导热率小于所述结构支架的组件导热率的气体，从而隔热性能得以增强。将所述空间设置成如图3所示的大致真空状态，则所述隔热性能还可进一步得到增强。为了避免画图复杂，图14仅仅示出了单独的结构支架。
所述充电器37被加工成微型薄板或类似形状，并且放置在例如所述动力生成单元200的伸出的端部250或其他空间。
所述动力生成单元200包括：多个通风孔(狭槽)260，所述通风孔将空气从所述动力生成单元200的圆周面传递至所述动力生成装置36的阳极42(图13)；一个分离/收集装置270，用于液化(冷凝)所述阳极42上所生成的副产品(例如水)，以便于分离并收集所述副产品；一个副产品供给通道280，所述通道向所述重整单元33以及所述水转换反应单元34提供部分所收集的副产品；以及一个排放孔290，所述排放孔从所述所述动力生成单元200的上表面延伸至所述动力生成装置36的所述空间44处，并且至少将在所述动力生成装置36、所述重整单元33以及有选择的氧化反应单元35的阴极41处产生的副产品(如二氧化碳)排至外部，上述副产品无需被收集。
在具有上述结构的动力动给***中，本发明的化学反应装置100用于所述燃料气化装置32、重整单元33、水转换反应单元34以及有选择的氧化反应单元35。这就使得加热流动通道所需的热能的利用率增大，并且减小了所述动力生成单元200的尺寸。
在本发明中，正如上面所解释的，一个包括有一用于加热一流动通道的加热元件的化学反应装置具有一个热辐射抑制薄膜，所述热辐射抑制薄膜覆盖了所述化学反应装置的最外表面。所述热辐射抑制薄膜可以防止热量从所述每一基底的外表面辐射出去。相应地，当所述加热元件加热所述流动通道的内部时，所述热能损失可得以抑制，并且能量的利用率增大。
此外，所述化学反应装置可很好地用于一使用燃料重整型燃料电池的动力供给***的燃料气化装置、重整单元、或者一氧化碳去除单元。在这种情况下，所述热辐射抑制薄膜抑制加热所述动力生成装置所需的热能的损失，并增大能量的利用率。因此，所述动力供给***的尺寸可减小。
在每一实施例中，通过一电反应或燃烧反应产生热能的装置可用作所述加热元件或加热器来加热所述流动通道，以便于其中的内部化学介质发生化学反应。但是，应当理解，也可使用其他的利用例如物理或化学原理产生热能的装置，如电磁波。
本发明其他的优点和变型对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，本发明不局限于具体的细节以及在此所示及描述的实施例。所以，在不脱离本发明的权利要求及其等同物所确定的精神或范围的情况下，本领域的技术人员可以作出各种改进。

Claims (48)

1、一种化学反应装置，包括：
多个彼此连接在一起的基底；
在所述多个基底的至少一个基底上形成的至少一个流动通道；
一个加热元件，所述加热元件在所述多个基底的至少一个基底的至少一个表面上形成，用于加热所述流动通道；
一个热辐射抑制薄膜，所述热辐射抑制薄膜覆盖所述多个基底的所有最外侧表面或除侧面之外的所有最外侧表面，该热辐射抑制薄膜具有热反射性。
2、如权利要求1所述的化学反应装置，其特征在于：在所述多个基底中，形成有所述流动通道的所述至少一个基底是一硅基底。
3、如权利要求1所述的化学反应装置，其特征在于：还包括一个箱体部件，所述箱体部件覆盖包含有所述热辐射抑制薄膜的所述多个基底的所有最外侧表面，在所述箱体部件的一个内表面和包含有所述热辐射抑制薄膜的所述多个基底的所述最外侧表面之间的至少一部分上形成有一个空间。
4、如权利要求3所述的化学反应装置，其特征在于：所述箱体部件的所述内表面的至少一部分被一辐射抑制薄膜覆盖。
5、如权利要求3所述的化学反应装置，其特征在于：所述箱体部件的一外表面的至少一部分被一辐射抑制薄膜覆盖。
6、如权利要求3所述的化学反应装置，其特征在于：所述空间大致呈真空状态，或者密封有一种气体，所述气体的导热率小于所述箱体部件的组件的导热率。
7、如权利要求6所述的化学反应装置，其特征在于：所述空间内的压力是100帕或更小。
8、如权利要求6所述的化学反应装置，其特征在于：所述空间内的压力设置成10帕或更小。
9、如权利要求1所述的化学反应装置，其特征在于：所述加热元件包括一个薄膜加热片，并且所述流动通道具有一曲折形状，所述薄膜加热片采用下面两种结构中的一种，即与所述流动通道的曲折形状相对应的曲折形结构以及一覆盖大致所述整个流动通道的矩形结构。
10、如权利要求1所述的化学反应装置，其特征在于：所述热辐射抑制薄膜为由金、银或铝制成的金属薄膜或者由二氧化锡、三氧化铟或氧化锌制成的金属氧化物薄膜。
11、如权利要求1所述的化学反应装置，其特征在于：所述多个基底包括至少一个第一基底，在所述第一基底的一个表面上形成有所述流动通道，以及一个与所述第一基底的形成有流动通道的所述表面相连的第二基底。
12、如权利要求11所述的化学反应装置，其特征在于：所述热辐射抑制薄膜是下面四种薄膜中的至少一种，这四种薄膜包括：
一第一热辐射抑制薄膜，所述第一热辐射抑制薄膜远离所述第一基底的上述一个表面覆盖所述第一基底的另一个表面的至少一部分，
一第二热辐射抑制薄膜，所述第二热辐射抑制薄膜远离与所述第一基底相对的所述第二基底的一个表面覆盖所述第二基底的另一个表面的至少一部分，
一个第三热辐射抑制薄膜，所述第三热辐射抑制薄膜覆盖与所述第一基底的所述另一个表面垂直的所述第一基底的侧面的至少一部分，以及
一个第四热辐射抑制薄膜，所述第四热辐射抑制薄膜覆盖与所述第二基底的所述另一个表面垂直的所述第二基底的侧面的至少一部分。
13、如权利要求11所述的化学反应装置，其特征在于：所述加热元件包括一个薄膜加热片，并且所述薄膜加热片在下列三个表面中的至少一个表面上形成，即：与所述第一基底相对的所述第二基底的一个表面，远离所述第二基底的所述一个表面的所述第二基底的另一个表面，以及远离所述第一基底的所述一个表面的第一基底的另一个表面。
14、如权利要求13所述的化学反应装置，其特征在于：在所述薄膜加热片形成的表面上，所述加热元件具有一隔离薄膜，所述隔离薄膜覆盖所述薄膜加热片并且具有一个平直的上表面。
15、如权利要求14所述的化学反应装置，其特征在于：所述薄膜加热片在下列两个表面中的至少一个表面上形成，即所述第二基底的所述另一个表面，该表面远离所述第二基底与所述第一基底相对的所述一个表面；以及远离所述第一基底的所述一个表面的第一基底的另一个表面，并且
所述热辐射抑制薄膜在覆盖所述薄膜加热片的所述隔离薄膜上形成。
16、如权利要求14所述的化学反应装置，其特征在于：所述薄膜加热片在下列两个表面中的至少一个表面上形成，即所述第二基底的所述另一个表面，该表面远离所述第二基底与所述第一基底相对的表面；以及远离所述第一基底的所述一个表面的第一基底的另一个表面，
所述多个基底包括一个连接在覆盖所述薄膜加热片的所述隔离薄膜上的第三基底，并且
所述热辐射抑制薄膜在所述第三基底的所述外表面上形成。
17、如权利要求16所述的化学反应装置，其特征在于：所述第三基底在与所述薄膜加热片相对的表面上形成有一个凹槽。
18、如权利要求17所述的化学反应装置，其特征在于：所述凹槽大致呈真空状态，或者密封有一种导热率低于所述第三基底的导热率的气体。
19、如权利要求1所述的化学反应装置，其特征在于：所述加热元件包括：
一个在其至少一部分上形成有一燃烧催化层的燃烧流动通道，一个向所述燃烧流动通道提供燃烧流体的供给单元，以及
一个通过所述燃烧流动通道内的所述燃烧催化层的燃烧反应而产生热能的热能生成装置。
20、如权利要求1所述的化学反应装置，其特征在于：所述加热元件还包括：
一个向所述流动通道提供流体的供给单元；
一个气化单元，所述气化单元通过加热元件加热所述流动通道，从而使得在所述流动通道中的流体气化。
21、如权利要求1所述的化学反应装置，其特征在于：一个反应催化层在所述流动通道中形成。
22、如权利要求21所述的化学反应装置，其特征在于：所述反应催化层是一个重整催化剂，并且所述化学反应装置还包括：
一个向所述流动通道提供一种流体的供给单元；
一个重整单元，所述重整单元通过加热元件加热所述流动通道，而重整在所述流动通道中的流体，从而产生氢。
23、如权利要求22所述的化学反应装置，其特征在于：所述流体是气化的甲醇以及水的气体混合物。
24、如权利要求21所述的化学反应装置，其特征在于：所述反应催化层是一个有选择的氧化催化剂，并且所述反应装置还包括：
一个向所述流动通道提供流体的供给单元；
一个去除单元，所述去除单元通过加热元件加热所述流动通道，从而将所述流体中的二氧化碳去除。
25、如权利要求24所述的化学反应装置，其特征在于：所述流体是一种包含有二氧化碳的气体混合物。
26、一种动力供给***，包括：
一个化学反应装置，所述化学反应装置包括多个彼此连接在一起的基底，在所述多个基底的至少一个基底上形成的至少一个流动通道，在所述多个基底的至少一个基底的至少一个表面上形成的用于加热所述流动通道的加热元件，和一覆盖所述多个基底的所有最外侧表面或除侧面外的所有最外侧表面并具有热反射性的热辐射抑制薄膜；以及
一个通过氢及氧发生化学反应而产生电能的燃料电池，
其特征在于，所述化学反应装置还包括一个在所述流动通道的至少一部分上形成的重整催化层，一个向所述流动通道提供动力产生燃料的供给单元，以及一个重整单元，所述重整单元通过加热元件加热所述流动通道，而重整在所述流动通道中的动力产生燃料，从而产生氢。
27、如权利要求26所述的动力供给***，其特征在于：在所述化学反应装置的所述多个基底中，至少一个形成有所述流动通道的基底是硅基底。
28、如权利要求26所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置还包括一个箱体部件，所述箱体部件覆盖包含所述热辐射抑制薄膜的所述多个基底的所有最外侧表面，以及一个在所述箱体部件和包含所述热辐射抑制薄膜的所述多个基底的最外侧表面之间的至少一部分上形成的一空间。
29、如权利要求28所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置的所述箱体的所述内表面的至少一部分覆盖有一辐射抑制薄膜。
30、如权利要求28所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置的所述箱体的所述外表面的至少一部分覆盖有一辐射抑制薄膜。
31、如权利要求28所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置中的所述空间大致成真空状态，或者密封有一种导热率低于所述箱体部件的组件的导热率的气体。
32、如权利要求31所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置的所述空间内的压力是100帕或更小。
33、如权利要求26所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置的空间内的压力被设置成10帕或更小。
34、如权利要求26所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置的所述加热元件是一个薄膜加热片。
35、如权利要求26所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置的所述加热元件包括：
一个在其至少一部分上形成有一燃烧催化层的燃烧流动通道，一个向所述燃烧流动通道提供燃烧流体的供给单元，以及
一个通过所述燃烧流动通道内的所述燃烧催化层的燃烧反应而产生热能的热能生成装置。
36、如权利要求26所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置的所述热辐射抑制薄膜为由金、银或铝制成的金属薄膜或者由二氧化锡、三氧化铟或氧化锌制成的金属氧化物薄膜。
37、如权利要求26所述的动力供给***，其特征在于：所述动力产生燃料是一种甲醇水溶液。
38、如权利要求26所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置还包括一个气化单元，所述气化单元通过加热元件加热所述流动通道，从而使得在所述流动通道中的所述动力产生燃料气化。
39、如权利要求26所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置还包括：
一个在所述流动通道中形成的有选择的氧化催化层；
一个向所述流动通道提供一种包含有一氧化碳的气体混合物的供给单元；
一个去除单元，所述去除单元通过加热元件加热所述流动通道，从而将所述气体混合物中的一氧化碳去除。
40、如权利要求26所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置的所述多个基底包括至少一个第一基底，在所述第一基底的一个表面上形成有所述流动通道，以及与所述第一基底的所述一个表面连接在一起的一个第二基底。
41、如权利要求40所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置的所述热辐射抑制薄膜至少是下面四种薄膜中的一种，
一个第一热辐射抑制薄膜，所述第一热辐射抑制薄膜远离所述第一基底的一个表面覆盖所述第一基底的其他表面的至少一部分，
一个第二热辐射抑制薄膜，所述第二热辐射抑制薄膜远离与所述第一基底相对的所述第二基底的一个表面覆盖所述第二基底的另一个表面的至少一部分，
一个第三热辐射抑制薄膜，所述第三热辐射抑制薄膜覆盖与所述第一基底的所述另一个表面垂直的所述第一基底的侧面的至少一部分，以及
一个第四热辐射抑制薄膜，所述第四热辐射抑制薄膜覆盖与所述第二基底的所述另一个表面垂直的所述第二基底的侧面的至少一部分。
42、如权利要求40所述的动力供给***，其特征在于：所述化学反应装置的所述加热元件包括一薄膜加热片，并且所述薄膜加热片在下列三个表面中的至少一个表面上形成，即与所述第一基底相对的所述第二基底的所述一个表面，与所述第二基底的所述一个表面远离的所述第二基底的所述另一个表面，以及远离所述第二基底的所述一个表面的第一基底的另一个表面。
43、如权利要求42所述的动力供给***，其特征在于：在形成有所述薄膜加热片的所述加热元件的所述表面上具有一个隔离薄膜，所述隔离薄膜覆盖所述薄膜加热片，并且具有一个平直的上表面。
44、如权利要求40所述的动力供给***，其特征在于：在所述化学反应装置中，所述薄膜加热片在下列两个表面中的至少一个表面上形成，即所述第二基底的所述另一个表面，该表面远离所述第二基底与所述第一基底相对的所述一个表面；以及远离所述第一基底的所述一个表面的第一基底的另一个表面，并且所述热辐射抑制薄膜在覆盖所述薄膜加热片的所述隔离薄膜上形成。
45、如权利要求40所述的动力供给***，其特征在于：在所述化学反应装置中，所述薄膜加热片在下列两个表面中的至少一个表面上形成，即所述第二基底的所述另一个表面，该表面远离所述第二基底与所述第一基底相对的所述一个表面；以及远离所述第二基底的所述一个表面的第一基底的另一个表面，并且
所述多个基底包括一个连接在覆盖所述薄膜加热片的所述隔离薄膜上的第三基底，并且
所述热辐射抑制薄膜在所述第三基底的所述外表面上形成。
46、如权利要求45所述的动力供给***，其特征在于：所述第三基底在与所述薄膜加热片相对的表面上形成有一个凹槽。
47、如权利要求46所述的动力供给***，其特征在于：所述凹槽大致呈真空状态，或者密封有一种导热率低于所述第三基底的导热率的气体。
48、一种化学反应装置，包括：
一个具有一外表面的实体，在其中至少形成有一个允许一化学介质流动的流动通道；
一个在所述实体上形成的加热元件，所述加热元件加热在所述流动通道中流动的化学介质，从而加速化学介质的化学反应，以及
一个热辐射抑制薄膜，所述热辐射抑制薄膜覆盖所述实体的所有外表面或除侧面外的所有外表面，并且抑制所述加热元件产生的热量从所述外表面辐射出去，所述热辐射抑制薄膜具有热反射性。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3891131B2 (ja) 2002-03-29 2007-03-14 カシオ計算機株式会社 化学反応装置及び電源システム
TW592830B (en) * 2002-03-29 2004-06-21 Casio Computer Co Ltd Chemical reaction apparatus and power supply system
JP4048864B2 (ja) 2002-07-29 2008-02-20 カシオ計算機株式会社 小型化学反応装置およびその製造方法
JP2004066008A (ja) * 2002-08-01 2004-03-04 Casio Comput Co Ltd 化学反応装置
JP3979219B2 (ja) * 2002-08-07 2007-09-19 カシオ計算機株式会社 小型化学反応装置
JP4423847B2 (ja) 2002-10-25 2010-03-03 カシオ計算機株式会社 小型化学反応装置
DE10317197A1 (de) * 2003-04-15 2004-11-04 Degussa Ag Elektrisch beheizter Reaktor und Verfahren zur Durchführung von Gasreaktionen bei hoher Temperatur unter Verwendung dieses Reaktors
US7604673B2 (en) 2003-06-27 2009-10-20 Ultracell Corporation Annular fuel processor and methods
US8821832B2 (en) 2003-06-27 2014-09-02 UltraCell, L.L.C. Fuel processor for use with portable fuel cells
JP4380264B2 (ja) * 2003-08-25 2009-12-09 カシオ計算機株式会社 接合基板及び基板の接合方法
JP2005200266A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Casio Comput Co Ltd 改質方法、改質器、発電装置及び燃料容器
JP2005225686A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Kyocera Corp 燃料改質器収納用容器および燃料改質装置
KR100570754B1 (ko) 2004-02-26 2006-04-12 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템의 개질기 및 이를 채용한 연료 전지시스템
JP2005270727A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Casio Comput Co Ltd スタック構造の製造方法及びスタック構造
WO2005090227A1 (en) * 2004-03-23 2005-09-29 Casio Computer Co., Ltd. Stack structure and method of manufacturing the same
US8133622B2 (en) 2004-09-08 2012-03-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Heated reformer and fuel cell system having the same
KR100578817B1 (ko) 2004-10-28 2006-05-11 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템 및 개질기
JP4984405B2 (ja) * 2005-03-07 2012-07-25 カシオ計算機株式会社 一酸化炭素除去器
JP4848677B2 (ja) * 2005-03-17 2011-12-28 大日本印刷株式会社 水素製造装置およびその製造方法
KR100616685B1 (ko) 2005-06-09 2006-08-28 삼성전기주식회사 소형 개질 기 와 그 제조 방법
DE102005034642B3 (de) * 2005-07-25 2006-08-03 Siemens Ag Mikrofluidiksystem
KR100691274B1 (ko) * 2005-08-24 2007-03-12 삼성전기주식회사 박형 개질 기
JP4631623B2 (ja) * 2005-09-08 2011-02-16 カシオ計算機株式会社 反応装置
KR100674864B1 (ko) * 2005-09-29 2007-01-29 삼성전기주식회사 열특성이 우수한 연료 전지용 개질기
KR100691368B1 (ko) * 2005-10-10 2007-03-09 삼성전기주식회사 증발 부의 배압을 감소시킨 박형 개질 기
SE529516C2 (sv) * 2005-10-24 2007-09-04 Alfa Laval Corp Ab Universell flödesmodul
US7811341B2 (en) 2005-12-28 2010-10-12 Casio Computer Co., Ltd. Reaction device, heat-insulating container, fuel cell device, and electronic apparatus
JP4492534B2 (ja) * 2005-12-28 2010-06-30 カシオ計算機株式会社 反応装置および反応装置の製造方法
JP5590510B2 (ja) * 2006-01-06 2014-09-17 日本電気株式会社 半導体記憶装置
KR100735450B1 (ko) 2006-03-02 2007-07-04 삼성전기주식회사 고분자 탄성 물질(ｐｄｍｓ)로 제작된 마이크로 개질 기 및그 제조방법
KR100735448B1 (ko) 2006-03-07 2007-07-04 삼성전기주식회사 Ｃｍｐ 프로세스를 적용한 연료전지용 초소형 개질 기제조방법
JP4155314B2 (ja) 2006-06-26 2008-09-24 カシオ計算機株式会社 反応装置、その反応装置を用いた発電装置、及び、電子機器
JP2008023406A (ja) * 2006-07-18 2008-02-07 Fuji Xerox Co Ltd 一体型接続部を有するマイクロリアクター装置
JP5046194B2 (ja) 2006-08-07 2012-10-10 日本電気株式会社 ワード線駆動電位可変のｍｒａｍ
JP4311428B2 (ja) 2006-09-19 2009-08-12 カシオ計算機株式会社 反応装置
FR2909224B1 (fr) * 2006-11-24 2010-09-24 Gaz De France Unite de production d'energie integrant un bruleur et une pile a combustible.
JP4636028B2 (ja) * 2007-01-24 2011-02-23 カシオ計算機株式会社 燃料電池装置及び電子機器
JP5023716B2 (ja) * 2007-01-25 2012-09-12 カシオ計算機株式会社 蒸発型ゲッター材、ゲッターポンプ、減圧構造、反応装置、発電装置及び電子機器
JP5082535B2 (ja) 2007-03-27 2012-11-28 カシオ計算機株式会社 反応装置
JP5309482B2 (ja) * 2007-06-18 2013-10-09 カシオ計算機株式会社 反応装置、発電装置及び電子機器
JP2009241028A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Kyocera Corp 反応装置
WO2009135334A1 (zh) * 2008-05-05 2009-11-12 西门子公司 用于测量发酵过程组分浓度的装置和方法
JP5263275B2 (ja) * 2010-12-03 2013-08-14 カシオ計算機株式会社 断熱容器
DE102012217871A1 (de) * 2012-09-28 2014-04-03 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager
KR20180027596A (ko) * 2015-07-15 2018-03-14 그리드텐셜 에너지, 아이엔씨. 바이폴라 배터리 시일 및 열 리브 구성
WO2018096971A1 (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 カルソニックカンセイ株式会社 燃料電池の製造方法及び燃料電池
JP6472842B2 (ja) * 2016-11-22 2019-02-20 カルソニックカンセイ株式会社 固体電解質層と電極との接合方法、及び、燃料電池の製造方法
CN109888341B (zh) * 2019-01-21 2020-12-15 西安交通大学 一种物料分离传输直接甲醇燃料电池及其工作方法

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02172538A (ja) 1988-12-23 1990-07-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 排気ガス浄化触媒体
JPH05235510A (ja) 1992-02-19 1993-09-10 Fujitsu Ltd 薄膜パターンの形成方法
JPH06111838A (ja) 1992-09-30 1994-04-22 Toshiba Corp 改質器、改質システム、及び燃料電池システム
JP3281087B2 (ja) 1993-02-10 2002-05-13 日本碍子株式会社 排ガス浄化用触媒
JP3512186B2 (ja) 1993-03-19 2004-03-29 イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 化学処理及び製造のための一体構造及び方法、並びにその使用方法及び製造方法
JP3324855B2 (ja) 1993-12-04 2002-09-17 株式会社エステック 質量流量センサ
US5811062A (en) 1994-07-29 1998-09-22 Battelle Memorial Institute Microcomponent chemical process sheet architecture
DE4435107C1 (de) 1994-09-30 1996-04-04 Biometra Biomedizinische Analy Miniaturisierter Fluß-Thermocycler
JP3129670B2 (ja) 1997-02-28 2001-01-31 三菱電機株式会社 燃料改質装置
JPH10268343A (ja) 1997-03-24 1998-10-09 Sharp Corp 液晶表示装置およびその製造方法
JPH10284836A (ja) 1997-04-08 1998-10-23 Hitachi Ltd セラミック一括積層配線基板及びその製造方法
DE19720294C1 (de) * 1997-05-15 1998-12-10 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Reformierungsreaktor und Betriebsverfahren hierfür
KR100213110B1 (ko) 1997-06-12 1999-08-02 윤종용 박막형 발열 히터 및 그 제조방법
US6200536B1 (en) * 1997-06-26 2001-03-13 Battelle Memorial Institute Active microchannel heat exchanger
DE19754012C2 (de) * 1997-12-05 1999-11-11 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Anlage zur Wasserdampfreformierung eines Kohlenwasserstoffs
DE59905737D1 (de) * 1998-02-11 2003-07-03 Inst Physikalische Hochtech Ev Miniaturisierter temperaturzonen flussreaktor
TW430552B (en) * 1998-06-09 2001-04-21 Nippon Oxygen Co Ltd A transparent insulated container and its manufacture method
JP2000026105A (ja) 1998-07-08 2000-01-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Ｃｏ選択酸化器
MXPA01007301A (es) * 1999-01-19 2003-06-06 Ascom Hasler Mailing Sys Inc Surtidor y sellador compacto de bolsas sellables por color.
US6638654B2 (en) * 1999-02-01 2003-10-28 The Regents Of The University Of California MEMS-based thin-film fuel cells
DE19920786B4 (de) 1999-05-06 2004-11-18 Ballard Power Systems Ag Reaktor und/oder Wärmetauscher in Stapelbauweise
US6969506B2 (en) 1999-08-17 2005-11-29 Battelle Memorial Institute Methods of conducting simultaneous exothermic and endothermic reactions
AU2082701A (en) * 1999-12-09 2001-06-18 Motorola, Inc. Multilayered microfluidic devices for analyte reactions
DE10010400C2 (de) 2000-02-28 2002-10-31 Mannesmann Ag Vorrichtung und Verfahren zum Erhitzen und/oder Verdampfen flüssiger oder gasförmiger Medien
US7485454B1 (en) 2000-03-10 2009-02-03 Bioprocessors Corp. Microreactor
JP2002018271A (ja) 2000-07-05 2002-01-22 Kawamura Inst Of Chem Res 微小ケミカルデバイス
US6436720B1 (en) * 2000-09-15 2002-08-20 Cellular Process Chemistry, Inc. Residence time providing module/apparatus
US6939451B2 (en) 2000-09-19 2005-09-06 Aclara Biosciences, Inc. Microfluidic chip having integrated electrodes
US6916565B2 (en) * 2000-12-21 2005-07-12 Casio Computer Co., Ltd. Power supply system, fuel pack constituting the system, and device driven by power generator and power supply system
US6824905B2 (en) * 2001-01-15 2004-11-30 Casio Computer Co., Ltd. Power supply system and device driven by power supply system
JP4682476B2 (ja) * 2001-08-01 2011-05-11 カシオ計算機株式会社 加熱装置、改質装置及び燃料電池システム
JP2003089502A (ja) 2001-09-12 2003-03-28 Suzuki Motor Corp メタノール改質装置
US6960235B2 (en) * 2001-12-05 2005-11-01 The Regents Of The University Of California Chemical microreactor and method thereof
US6786716B1 (en) * 2002-02-19 2004-09-07 Sandia Corporation Microcombustor
TW592830B (en) * 2002-03-29 2004-06-21 Casio Computer Co Ltd Chemical reaction apparatus and power supply system
JP3891131B2 (ja) 2002-03-29 2007-03-14 カシオ計算機株式会社 化学反応装置及び電源システム
US7169367B2 (en) * 2002-04-05 2007-01-30 Casio Computer Co., Ltd. Chemical reaction apparatus and power supply system
JP4048864B2 (ja) * 2002-07-29 2008-02-20 カシオ計算機株式会社 小型化学反応装置およびその製造方法
JP3979219B2 (ja) * 2002-08-07 2007-09-19 カシオ計算機株式会社 小型化学反応装置

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Publication number Publication date
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