ES2299324A1 - Fuel cell system and method for producing electrical energy - Google Patents
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Abstract
Description
Sistema de celda de combustible y procedimiento para la producción de energía eléctrica.Fuel cell system and procedure for the production of electrical energy.
La presente invención se refiere en general a celdas de combustible, y de forma más particular, a celdas de combustible que consumen combustibles que contienen hidrógeno gaseoso y producen energía eléctrica y agua.The present invention generally relates to fuel cells, and more particularly, to cells of fuel that consume hydrogen containing fuels gas and produce electricity and water.
Típicamente, una celda de combustible genera agua en el curso normal de la generación de energía, usando oxígeno del aire para combinarse electroquímicamente con gas hidrógeno para producir energía eléctrica mediante principios electroquímicos bien conocidos. Se describen celdas de combustible ventajosas para la conversión de energía en las patentes de Estados Unidos números 4.863.813; Re 34.248; 4.988.582 y 5.094.928. En una celda de combustible del tipo descrito en estas patentes, se transforma directamente un material que contiene hidrógeno a temperatura ambiente, tal como una mezcla gaseosa de hidrógeno y oxígeno, en energía eléctrica de corriente continua y el único producto de reacción es agua.Typically, a fuel cell generates water in the normal course of power generation, using oxygen of the air to be electrochemically combined with hydrogen gas to produce electrical energy by electrochemical principles well known. Advantageous fuel cells are described for the energy conversion in United States patents numbers 4,863,813; Re 34,248; 4,988,582 and 5,094,928. In a cell of fuel of the type described in these patents, is transformed directly a material that contains hydrogen at temperature environment, such as a gaseous mixture of hydrogen and oxygen, in DC power and the only product of reaction is water.
En una celda de combustible de este tipo específicamente ilustrativa, una membrana electrolítica iónicamente conductora permeable a gas de espesor sub-micrométrico, hecha de pseudoboehmita, se deposita sobre un electrodo que comprende un sustrato impermeable platinado. Se deposita, por ejemplo, una capa de platino sobre la superficie superior de la membrana para formar el otro electrodo de la celda de combustible, tal electrodo es suficientemente poroso para permitir que la mezcla de gas entre en la membrana. En una mezcla de hidrógeno/aire, tal celda de combustible proporciona corriente útil a un voltaje de salida tan alto como aproximadamente un voltio. Aunque el voltaje y la corriente proporcionados por la celda de combustible básica sean adecuados para muchas aplicaciones de interés práctico, se reconoce que sería deseable idear una fuente compacta de hidrógeno para esta y otras celdas de combustible, especialmente para aplicaciones de dispositivos electrónicos portátiles, tal como ordenadores portátiles y teléfonos móviles. Una combinación adecuada de una celda de combustible con un peso ligero, fuente de hidrógeno de pequeño volumen, podría proporcionar una fuente mejorada de energía para aplicaciones electrónicas portátiles en comparación con las baterías.In a fuel cell of this type specifically illustrative, an ionically electrolytic membrane gas permeable conductive thickness sub-micrometric, made of pseudoboehmite, is deposited on an electrode comprising an impermeable substrate platinum For example, a platinum layer is deposited on the upper surface of the membrane to form the other electrode of the fuel cell, such an electrode is sufficiently porous to allow the gas mixture to enter the membrane. In a hydrogen / air mixture, such fuel cell provides useful current at an output voltage as high as approximately one volt. Although the voltage and current provided by the Basic fuel cell are suitable for many applications of practical interest, it is recognized that it would be desirable to devise a source Compact hydrogen for this and other fuel cells, especially for electronic device applications laptops, such as laptops and mobile phones. A suitable combination of a fuel cell with a weight Lightweight, small volume hydrogen source, could provide an improved energy source for electronic applications Laptops compared to batteries.
Varios materiales de hidruro químico, con un alto contenido en hidrógeno, reaccionan con agua para dar hidrógeno. El peso y volumen combinados de un hidruro químico y del agua necesaria para reaccionar con él para producir el hidrógeno de utilidad en una celda de combustible, se denomina el contenido de "energía específica" del combustible, que se mide normalmente en términos de watios-hora (contenido de energía) dividido por el peso o volumen del hidruro químico más su agua reactante necesaria. De ahí que los watios-hora por kilogramo o watios-hora por litro sean ejemplos de la energía específica de un combustible para una celda de combustible. En una aplicación portátil, una celda de combustible con su combustible, denominado un sistema de celda de combustible, se beneficiaría del uso de un combustible de energía específica alta, con el que reduciría el peso y volumen de porte del sistema de celda de combustible.Various chemical hydride materials, with a High hydrogen content, react with water to give hydrogen. The combined weight and volume of a chemical hydride and water necessary to react with it to produce hydrogen from utility in a fuel cell, is called the content of "specific energy" of the fuel, which is normally measured in terms of watt hours (energy content) divided by the weight or volume of the chemical hydride plus its water necessary reactant. Hence the watt hours per kilogram or watt hours per liter are examples of the specific energy of a fuel for a cell of fuel. In a portable application, a fuel cell with its fuel, called a fuel cell system, would benefit from the use of a specific energy fuel high, which would reduce the weight and carrying volume of the system of fuel cell.
Se reconoce que debido a que una celda de combustible produce agua como un sub-producto durante el curso normal de su operación de generación de energía, una celda de combustible que pueda usar esta agua sub-producto como el reactante con un combustible de hidruro químico, sería ventajoso para aumentar la energía específica de un sistema de celda de combustible mediante la eliminación de la necesidad de aportar agua adicional. Sólo un reactante, el hidruro químico, sería entonces necesario aportar al sistema de celda de combustible. Se reconoce que las celdas de combustible que podría tolerar aire mezclado con su suministro de combustible se beneficiarían en particular de un procedimiento de generación de hidrógeno de este tipo. También se reconoce que sería ventajoso un medio químico de control de la velocidad de generación de hidrógeno en un sistema de celda de combustible de este tipo. Se reconoce además que un sistema de celda de combustible portátil se beneficiaría de un medio para recoger el agua producida durante la producción normal de energía eléctrica, para evitar la humedad e inundación en la proximidad de la celda de combustible en operación.It is recognized that because a cell of fuel produces water as a by-product during the normal course of your power generation operation, a fuel cell that can use this water by-product as the reactant with a fuel of chemical hydride, it would be advantageous to increase energy specific to a fuel cell system using the Elimination of the need to provide additional water. Just a reactant, the chemical hydride, would then be necessary to contribute to the fuel cell system. It is recognized that the cells of fuel that could tolerate air mixed with its supply of fuel would benefit in particular from a procedure of Hydrogen generation of this type. It is also recognized that it would be advantageous a chemical means of speed control generation of hydrogen in a fuel cell system of this type. Be further recognizes that a portable fuel cell system is would benefit from a means to collect the water produced during the normal production of electrical energy, to avoid moisture and flood in the vicinity of the fuel cell in operation.
La presente invención implementa la operación de una celda de combustible con combustible de hidrógeno derivado de la reacción de un combustible químico, tal como un hidruro químico, con el agua sub-producto de la celda de combustible. La integración de este medio de provisión de combustible con una celda de combustible adecuada constituye un dispositivo, denominado un sistema de celda de combustible, que se caracteriza porque sólo requiere un suministro externo de oxígeno o aire y presenta una densidad de energía específica mayor que un sistema de celda de combustible que requiera una fuente a parte o adicional de agua. Mediante la utilización internamente de la salida de agua propia de la celda de combustible, la presente invención mejora el rendimiento, control y seguridad de un sistema de celda de combustible en el que una celda de combustible está acoplada con el suministro de combustible en consistencia con los principios de la invención. El rendimiento mejorado del dispositivo se caracteriza por un mayor contenido en energía específica, medida por peso y el volumen. Esta mejora se consigue mediante la eliminación de la necesidad de incluir agua adicional para la reacción con un hidruro químico para producir hidrógeno.The present invention implements the operation of a fuel cell with hydrogen fuel derived from the reaction of a chemical fuel, such as a chemical hydride, with the water by-product of the cell of fuel. The integration of this means of provision of fuel with a suitable fuel cell constitutes a device, called a fuel cell system, that characterized in that it only requires an external supply of oxygen or air and has a specific energy density greater than a fuel cell system that requires a separate source or additional water By using internally the own water outlet of the fuel cell, the present invention improves the performance, control and safety of a system of fuel cell in which a fuel cell is coupled with the fuel supply in consistency with the principles of the invention. Enhanced device performance It is characterized by a higher specific energy content, measured by weight and volume. This improvement is achieved through elimination of the need to include additional water for reaction with a chemical hydride to produce hydrogen.
Una ventaja adicional de la presente invención es que controla la velocidad de generación de hidrógeno mediante el control del suministro de agua al hidruro químico. El suministro de agua disponible para la reacción con el combustible químico que contiene hidrógeno se controla mediante la energía eléctrica demandada. En la presente invención se acopla una celda de combustible que produce vapor de agua durante el curso de su operación con un hidruro químico adecuado, que se define como un combustible que contiene hidrógeno que reacciona con vapor de agua para producir gas hidrógeno bajo las mismas condiciones ambientales que la celda de combustible y no necesita una fuente a parte de agua distinta a la proporcionada por la celda de combustible. En la presente invención el vapor de agua de la celda de combustible de escape se dirige hacia un depósito que contiene el material hidruro químico adecuado donde reacciona para formar hidrógeno, que se suministra luego al ánodo de una celda de combustible para mantener la producción de energía eléctrica.An additional advantage of the present invention is that it controls the rate of hydrogen generation by means of control of water supply to chemical hydride. The supply of water available for reaction with the chemical fuel that contains hydrogen is controlled by electrical energy sued In the present invention a cell of fuel that produces water vapor during the course of its operation with a suitable chemical hydride, which is defined as a hydrogen-containing fuel that reacts with water vapor to produce hydrogen gas under the same environmental conditions than the fuel cell and you don't need a source other than water other than that provided by the fuel cell. In the present invention the water vapor of the fuel cell of Exhaust is directed to a reservoir containing the hydride material suitable chemical where it reacts to form hydrogen, which then supplies the anode of a fuel cell to maintain Electricity production.
Sin embargo, las celdas de combustible típicas producen agua en el cátodo o electrodo positivo, que se mezcla con aire y así el producto después de la reacción de esta celda de combustible típica con un hidruro químico contendría hidrógeno y aire. En este diseño típico de la celda de combustible, el combustible se requiere que esté en su mayor parte descontaminado de aire. Por tanto, si la celda de combustible requiere hidrógeno en su mayor parte no mezclado con aire en su electrodo anódico o negativo, sería ventajoso un medio adicional para separar el vapor de agua del aire o del hidrógeno del aire, de modo que sólo se suministra hidrógeno en su mayor parte no mezclado con aire al ánodo de la celda de combustible.However, typical fuel cells produce water in the cathode or positive electrode, which is mixed with air and thus the product after the reaction of this cell of typical fuel with a chemical hydride would contain hydrogen and air. In this typical fuel cell design, the fuel is required to be mostly decontaminated of air. Therefore, if the fuel cell requires hydrogen for the most part not mixed with air in your anodic electrode or negative, an additional means of separating steam would be advantageous of water from the air or hydrogen from the air, so that only supplies hydrogen for the most part not mixed with air at anode of the fuel cell.
De forma ventajosa, una celda de combustible que no sólo produce vapor de agua sino que también requiere una mezcla de aire e hidrógeno para generar energía eléctrica, se beneficiaría especialmente de la presente invención debido a que no se requeriría separación de agua del aire o hidrógeno del aire para operar una celda de combustible de este tipo. Ejemplos de una celda de combustible de este tipo se describen en las patentes de Estados Unidos números 4.863.813; Re 34.248; 4.988.582 y 5.094.928. Esta celda de combustible combinada con la presente invención constituiría una realización preferida. Otra celda de combustible que se beneficiaría ventajosamente de la presente invención sería una celda de combustible que produzca agua no mezclada con aire, por ejemplo, una celda de combustible que produzca agua en el ánodo, o zona negativa del electrodo de la celda, donde está acompañada mayormente de hidrógeno, un ejemplo es la celda de combustible de óxido sólido.Advantageously, a fuel cell that not only produces water vapor but also requires a mixture of air and hydrogen to generate electricity, would benefit especially of the present invention because it is not would require separation of water from the air or hydrogen from the air to operate a fuel cell of this type. Examples of a cell of fuel of this type are described in the United States patents United numbers 4,863,813; Re 34,248; 4,988,582 and 5,094,928. This fuel cell combined with the present invention It would be a preferred embodiment. Other fuel cell that would advantageously benefit from the present invention would be a fuel cell that produces water not mixed with air, by example, a fuel cell that produces water at the anode, or negative zone of the cell electrode, where it is accompanied mostly hydrogen, an example is the fuel cell of solid oxide
Debido a que la celda de combustible produce agua sub-producto de forma directamente proporcional a la cantidad de energía eléctrica producida, el suministro de agua en la presente invención se regula mediante la demanda de energía eléctrica. En la presente invención el combustible químico, tal como un hidruro químico, se selecciona preferiblemente para requerir la misma cantidad de agua reactante que la celda de combustible produzca para mantener la operación de la celda de combustible. Esto evita entonces la producción excesiva e inútil de hidrógeno y de esta forma actúa como un control, que es ventajoso tanto para la conservación del material de hidruro químico que queda como para la seguridad. El hidruro químico se selecciona también preferiblemente en base a que el suministro de agua por parte de la celda de combustible sea suficiente para reaccionar todo el hidruro químico. Para una cantidad dada de energía eléctrica producida la velocidad de producción de hidrógeno necesario para uso en una celda de combustible está equilibrado exactamente con la cantidad de agua que produce cuando se usa un hidruro químico preferido. Cuando la demanda de energía eléctrica aumenta, se produce más corriente acompañada de más producción de agua, que en reacción con el hidruro químico lleva a más producción de hidrógeno para mantener la mayor demanda de energía eléctrica. Cuando la demanda de energía eléctrica se reduce hasta cero, la cantidad de agua producida se reduce correspondientemente hasta cero y como consecuencia la cantidad de hidrógeno se reduce también a cero, lo que proporciona un procedimiento seguro de almacenamiento y transporte de hidrógeno. Con lo cual, la presente invención proporciona de forma ventajosa un medio de control eficiente y seguro de la cantidad de hidrógeno producido.Because the fuel cell produces water by-product directly proportionally to the amount of electrical energy produced, the water supply in the present invention it is regulated by the energy demand electric In the present invention the chemical fuel, such as a chemical hydride, is preferably selected to require the same amount of reactant water as the fuel cell Produce to maintain the operation of the fuel cell. This then avoids the excessive and useless production of hydrogen and in this way it acts as a control, which is advantageous for both the conservation of the chemical hydride material that remains as for the security. The chemical hydride is also preferably selected based on the water supply by the cell of Fuel is enough to react all chemical hydride. For a given amount of electrical energy produced the speed of hydrogen production necessary for use in a cell fuel is balanced exactly with the amount of water that Produces when a preferred chemical hydride is used. When the Electricity demand increases, more current is produced accompanied by more water production, than in reaction with the hydride chemical leads to more hydrogen production to maintain the highest electric power demand. When the demand for electric power it is reduced to zero, the amount of water produced is reduced correspondingly to zero and as a consequence the amount of hydrogen is also reduced to zero, which provides a Safe hydrogen storage and transport procedure. Whereby, the present invention advantageously provides a efficient and safe means of controlling the amount of hydrogen produced.
Otra ventaja de la presente invención sería el uso de un combustible que contiene hidrógeno sólido que absorbe de forma efectiva el agua producto de la celda de combustible, con lo que se evita la humedad e inundación en las proximidades de la salida de una celda de combustible en operación. Distintos hidruros químicos inorgánicos reaccionan con vapor de agua para dar hidrógeno y producir también un producto sólido, lo cual es un procedimiento beneficioso de "gestión del agua" en la presente invención. La presente invención se caracteriza por otros beneficios concurrentes ya que proporciona un medio de medida del contenido de energía que queda en la celda. Para celdas de combustible que usan la presente invención, la producción de hidrógeno puede ir acompañada de una ganancia de peso y volumen dentro del depósito de hidruro químico. Tales cambios físicos se podrían registrar mediante medios gravimétricos o volumétricos sencillos para proporcionar una medida de la extensión de reacción sufrida por el hidruro químico y por tanto el contenido de energía que le queda al sistema.Another advantage of the present invention would be the use of a fuel containing solid hydrogen that absorbs from effectively the water product of the fuel cell, with that prevents moisture and flooding in the vicinity of the output of a fuel cell in operation. Different hydrides inorganic chemicals react with water vapor to give hydrogen and also produce a solid product, which is a beneficial procedure of "water management" here invention. The present invention is characterized by others concurrent benefits as it provides a means of measuring energy content left in the cell. For cells of fuel using the present invention, the production of hydrogen can be accompanied by a gain in weight and volume inside the chemical hydride tank. Such physical changes are could record by gravimetric or volumetric means simple to provide a measure of the extent of reaction suffered by chemical hydride and therefore the energy content What does the system have left.
Lo anterior así como también otros objetos, características y ventajas de la presente invención se harán fácilmente aparentes para los especialistas en la técnica con la lectura de la siguiente descripción detallada de la invención cuando se lea junto con los dibujos acompañantes.The above as well as other objects, Features and advantages of the present invention will be made easily apparent to those skilled in the art with the reading the following detailed description of the invention when read along with the accompanying drawings.
La figura 1 es una representación en diagrama simplificada de un sistema de celda de combustible de acuerdo con los principios de la presente invención; yFigure 1 is a diagrammatic representation simplified of a fuel cell system according to the principles of the present invention; Y
La figura 2 es un diagrama explicatorio que muestra las reacciones que tienen lugar usando aire como la fuente de oxígeno durante la operación del sistema de celda de combustible mostrado en la figura 1; yFigure 2 is an explanatory diagram that show the reactions that take place using air as the source of oxygen during operation of the fuel cell system shown in figure 1; Y
La figura 3 es una representación en diagrama simplificada de otra realización de un sistema de celda de combustible de acuerdo con los principios de la presente invención.Figure 3 is a diagrammatic representation simplified of another embodiment of a cell system of fuel in accordance with the principles of this invention.
En la figura 1 se muestra un ejemplo ilustrativo de un sistema de celda de combustible de acuerdo con la presente invención. El sistema de celda de combustible comprende un combustible que contiene hidrógeno 1 tal como, por ejemplo, un combustible de hidruro químico NaBH_{4}, alojado dentro de un depósito de combustible 2. El depósito de combustible 2 presenta una entrada 3 para la admisión de agua principalmente en forma de vapor de agua dentro del depósito 2 para reacción con el combustible que contiene hidrógeno 1 para producir gas hidrógeno que sale del depósito 1 a través de la salida 4.An illustrative example is shown in Figure 1 of a fuel cell system in accordance with the present invention. The fuel cell system comprises a hydrogen-containing fuel 1 such as, for example, a NaBH_ {4} chemical hydride fuel, housed within a fuel tank 2. Fuel tank 2 features an inlet 3 for the admission of water mainly in the form of water vapor inside tank 2 for reaction with the hydrogen containing fuel 1 to produce hydrogen gas leaving tank 1 through exit 4.
Se ha dispuesto en el interior de un compartimiento 5 de celda de combustible una celda de combustible 6 que puede ser, por ejemplo, del tipo descrito en las patentes de Estados Unidos números 4.863.813; Re 34.248; 4.988.582 y 5.094.928, las descripciones completas de las mismas constituyen parte de la descripción de la presente solicitud y se incorporan a esta invención como referencia. Un ejemplo de una celda de combustible 6 de este tipo se muestra en diagrama en la figura 1 y comprende una celda de combustible de gas mixto que presenta un sustrato impermeable 18, un electrodo catalítico impermeable o permeable 17, una membrana electrolítica de aislamiento de electrones que conduce iones permeable 16 (denominada como un cuerpo electrolítico sólido en patentes previas) y un electrodo catalítico permeable 15. Los electrodos catalíticos 15 y 17 y la membrana 16 son típicamente delgadas de acuerdo con las descripciones previamente mencionadas, de las cuales deriva el término celda de combustible de película delgada usado en relación a estas descripciones. Por contra, de forma típica el sustrato 18 es relativamente grueso en comparación con la celda de combustible de película delgada ya que actúa como un soporte mecánico para la celda de combustible de película delgada. El sustrato 18 puede ser normalmente también electrónicamente conductor. La celda de combustible 6 está provista con un par de alambres de plomo 6a, 6b para extraer la energía eléctrica producida por la celda de combustible, y los alambres de plomo 6a, 6b están conectados a los electrodos de la celda de combustible de forma conocida en la técnica. El compartimiento 5 de la celda de combustible está provisto con una entrada de oxígeno 7 para la introducción de oxígeno en el compartimiento, una entrada 8 de hidrógeno para la introducción de gas hidrógeno en el compartimiento, y una salida de agua 9 para la evacuación de agua del compartimiento. Se provee una válvula de entrada 10 preferiblemente en la entrada de oxígeno 7 para controlar el flujo de entrada de gas oxígeno.It has been arranged inside a fuel cell compartment 5 a fuel cell 6 which may be, for example, of the type described in the patents of United States numbers 4,863,813; Re 34,248; 4,988,582 and 5,094,928, the complete descriptions thereof constitute part of the description of the present application and are incorporated into this invention as a reference. An example of a fuel cell 6 of this type is shown in diagram in figure 1 and comprises a mixed gas fuel cell presenting a substrate waterproof 18, a waterproof or permeable catalytic electrode 17, an electrolytic electron isolation membrane that conducts permeable ions 16 (referred to as a solid electrolytic body in previous patents) and a permeable catalytic electrode 15. The catalytic electrodes 15 and 17 and membrane 16 are typically thin according to the previously mentioned descriptions, from which the term film fuel cell derives thin used in relation to these descriptions. On the contrary, of typical form the substrate 18 is relatively thick compared with the thin film fuel cell as it acts as a mechanical support for the film fuel cell thin. The substrate 18 can normally be also electronically conductive The fuel cell 6 is provided with a pair of lead wires 6a, 6b to extract energy electric produced by the fuel cell, and the wires of lead 6a, 6b are connected to the electrodes of the cell fuel in a manner known in the art. The compartment 5 of the fuel cell is provided with an oxygen inlet 7 for the introduction of oxygen into the compartment, an input 8 of hydrogen for the introduction of hydrogen gas into the compartment, and a water outlet 9 for water evacuation of the compartment. An inlet valve 10 is provided preferably at the oxygen inlet 7 to control the flow of oxygen gas inlet.
En la realización mostrada en la figura 1, la salida 4 del depósito de combustible 2 está conectada directamente con la entrada de hidrógeno 8 del compartimiento 5 mediante un conducto 11. De esta forma, el interior del depósito de combustible 2 comunica con el interior del compartimiento 5 de la celda de combustible de modo que el gas hidrógeno producido por el combustible 1 se evacua a través de la salida 4 y se dirige a través del conducto 11 y la entrada de hidrógeno 8 dentro del compartimiento 5 de la celda de combustible. En esta realización, otro conducto 12 comunica la salida de agua 9 del compartimiento 5 de la celda de combustible con la entrada 3 del depósito de combustible 2. Esto permite que el agua producida durante la operación de la celda de combustible 6 sea admitida dentro del depósito de combustible 2 para la reacción con el combustible que contiene hidrógeno 1. En caso de necesidad se puede proveer una válvula de venteo 14 a lo largo del conducto 12.In the embodiment shown in Figure 1, the outlet 4 of fuel tank 2 is directly connected with the hydrogen inlet 8 of the compartment 5 by means of a duct 11. In this way, the inside of the fuel tank 2 communicates with the interior of compartment 5 of the cell fuel so that the hydrogen gas produced by the fuel 1 is evacuated through exit 4 and is directed through of the duct 11 and the hydrogen inlet 8 inside the 5 compartment of the fuel cell. In this embodiment, another conduit 12 communicates the water outlet 9 of the compartment 5 of the fuel cell with input 3 of the fuel tank fuel 2. This allows the water produced during the operation of the fuel cell 6 be admitted within the fuel tank 2 for the reaction with the fuel that contains hydrogen 1. If necessary, a vent valve 14 along conduit 12.
En operación, se admite oxígeno o aire a través de la válvula de entrada 10 (que está en la posición abierta) y de la entrada de oxígeno 7 dentro del compartimiento 5 de la celda de combustible y se mezcla con hidrógeno admitido a través de la entrada de hidrógeno 8 para formar la mezcla de gas necesaria por la celda de combustible 6 para generar energía eléctrica que pasa por los alambres de plomo 6a, 6b unidos a los electrodos de la celda de combustible. Se genera una cantidad de vapor de agua correspondiente por parte de la celda de combustible 6 y se evacua del compartimiento 5 de la celda de combustible a través de la salida de agua 9 y pasa a través del conducto 12 hasta el combustible que contiene hidrógeno 1 mediante la entrada 3. El vapor de agua reacciona con el combustible que contiene hidrógeno 1 en el depósito de combustible 2, y da lugar a más hidrógeno que pasa a través de la celda de combustible 6 para mantener la generación de energía eléctrica.In operation, oxygen or air is admitted through of inlet valve 10 (which is in the open position) and of the oxygen inlet 7 into compartment 5 of the cell of fuel and mixed with admitted hydrogen through the hydrogen inlet 8 to form the necessary gas mixture by the fuel cell 6 to generate electrical energy passing through the lead wires 6a, 6b attached to the electrodes of the cell fuel. A corresponding amount of water vapor is generated by the fuel cell 6 and evacuated from compartment 5 of the fuel cell through the outlet of water 9 and passes through conduit 12 to the fuel that Contains hydrogen 1 through inlet 3. Water vapor reacts with the fuel containing hydrogen 1 in the fuel tank 2, and results in more hydrogen that passes to through fuel cell 6 to maintain the generation of electric power.
Aunque las finalidades primarias de las entradas 7 y 8 y salida 9 son permitir el paso de los reactantes de la celda de combustible primarios oxígeno e hidrógeno y el agua producto, respectivamente, en la práctica pueden acompañar otros gases a los reactantes primarios y producto agua. Por ejemplo, además de agua, pueden pasar gases no reaccionados en la celda de combustible 6, incluyendo oxígeno e hidrógeno no reaccionados, a través de la entrada 9 y luego pasar no reaccionados al compartimiento 5 a través del combustible 1, depósito 2, salida 4, conducto 11 y entrada 8. Si se usa aire como la fuente de oxígeno, también pasará nitrógeno no reaccionado a través de los elementos del sistema de la celda de combustible mostrados en la figura 1 e ilustrados adicionalmente en la figura 2. Dicho aire se irá subsiguientemente agotando en oxígeno como resultado de la operación normal de la celda de combustible.Although the primary purposes of the tickets 7 and 8 and exit 9 are allow the passage of the reactants of the cell of primary oxygen and hydrogen fuel and product water, respectively, in practice other gases may accompany the primary reactants and water product. For example, in addition to water, unreacted gases can pass into the fuel cell 6, including unreacted oxygen and hydrogen, through the entry 9 and then pass unreacted to compartment 5 through of fuel 1, tank 2, outlet 4, conduit 11 and inlet 8. If air is used as the source of oxygen, nitrogen will also pass not reacted through the system elements of the cell of fuel shown in figure 1 and further illustrated in Figure 2. Said air will subsequently run out of oxygen. as a result of the normal operation of the cell of fuel.
Para mantener un esquema de flujo dirigido, el oxígeno o aire se pueden forzar dentro del compartimiento de la celda de combustible 5 a través de la entrada de oxígeno 7 con la válvula de entrada 10 abierta. Esto se puede conseguir mediante uso de algo de energía eléctrica producida por la celda de combustible 6. La válvula de venteo 14 puede requerirse para dejar que aire agotado en oxígeno sea eliminado del depósito 2 de la celda de combustible y reemplazarlo por aire rico en oxígeno a través de la entrada de oxígeno 7.To maintain a targeted flow scheme, the oxygen or air can be forced into the compartment of the fuel cell 5 through the oxygen inlet 7 with the inlet valve 10 open. This can be achieved through use. of some electrical energy produced by the fuel cell 6. Vent valve 14 may be required to allow air depleted in oxygen be removed from reservoir 2 of the cell fuel and replace it with oxygen-rich air through the oxygen inlet 7.
En la realización mostrada en la figura 3, las válvulas 10 y 14, junto con la salida 4, la entrada 8 y los conductos 11 y 12 se eliminan, y el compartimiento 5 de la celda de combustible se une directamente con el depósito de combustible 2. Se alinean una o más aberturas (tales como la salida 9) provistas en el compartimiento 5 de la celda de combustible con una o más aberturas similares (tales como la entrada 3) provistas en el depósito de combustible 2, de modo que el aire que difunde a través de la entrada de oxígeno 7 se mezcla con el hidrógeno que difunde desde el depósito de combustible 2 para proporcionar el ambiente de gas mixto requerido para la generación de energía por parte de la celda de combustible 6, y el vapor de agua que difunde del compartimiento 5 de la celda de combustible entra en el depósito de combustible 2 para la reacción con el combustible que contiene hidrógeno 1. Esta realización permitiría un diseño más simple y generaría menores niveles de energía y sería adecuado para equipos portátiles de baja energía tales como un teléfono celular. Mayores niveles de energía requeridos durante la transmisión por telefonía móvil serían proporcionados por una pequeña batería, que se mantiene constantemente cargada por el sistema de celda de combustible de baja energía.In the embodiment shown in Figure 3, the valves 10 and 14, together with outlet 4, inlet 8 and ducts 11 and 12 are removed, and compartment 5 of the cell fuel joins directly with fuel tank 2. One or more openings (such as exit 9) are provided in the fuel cell compartment 5 with one or more similar openings (such as entry 3) provided in the fuel tank 2, so that the air that diffuses through of the oxygen inlet 7 is mixed with the hydrogen that diffuses from the fuel tank 2 to provide the environment of mixed gas required for power generation by the fuel cell 6, and the water vapor that diffuses from compartment 5 of the fuel cell enters the fuel tank fuel 2 for the reaction with the fuel it contains hydrogen 1. This embodiment would allow a simpler design and would generate lower energy levels and would be suitable for equipment Low energy laptops such as a cell phone. Greater energy levels required during telephony transmission mobile would be provided by a small battery, which keeps constantly charged by the cell system of low energy fuel
De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el depósito de combustible 2 está conectado, de forma retirable con el sistema de celda de combustible de modo que se puede retirar y reemplazar por un nuevo depósito de combustible. Para este fin se puede usar cualquier conexión retirable adecuada, tal como conexiones roscadas o conexiones de bridas atornilladas, para conectar de forma retirable la entrada 3 y la salida 4 del depósito de combustible 2 de los conductos 11 y 12. En la realización en la que se omiten la salida 4, la entrada 8 y los conductos 11 y 12, el depósito de combustible 2 se conectaría de forma retirable directamente con el compartimiento 5 de la celda de combustible de modo que la salida 9 del compartimiento 5 de la celda de combustible comunica directamente con la entrada 3 del depósito de combustible 2. Si se desea, se podría proporcionar una pluralidad de salidas alineadas 9 y entradas 3 en el compartimiento 5 y depósito 2, respectivamente. De forma alternativa, el conducto 12 se podría mantener, en cuyo caso sólo la entrada 3 del depósito de combustible 2 necesita estar conectado de forma retirable con el conducto 12. De esta forma se puede retirar un depósito de combustible 2 agotado y reemplazarlo con un depósito de combustible fresco.In accordance with another aspect of this invention, the fuel tank 2 is connected, so removable with the fuel cell system so that it You can remove and replace with a new fuel tank. Any suitable removable connection can be used for this purpose, such as threaded connections or screwed flange connections, to removably connect input 3 and output 4 of the fuel tank 2 of ducts 11 and 12. In the embodiment in which output 4, input 8 and lines 11 and 12, the fuel tank 2 would be connected from removable form directly with compartment 5 of the cell fuel so that the outlet 9 of the cell compartment 5 of fuel communicates directly with the entrance 3 of the tank of fuel 2. If desired, a plurality of aligned outputs 9 and inputs 3 in the compartment 5 and deposit 2, respectively. Alternatively, the duct 12 could be maintained, in which case only deposit entry 3 of fuel 2 needs to be removably connected to the duct 12. In this way a deposit of Exhausted fuel 2 and replace it with a fuel tank cool.
La secuencia de reacciones involucradas en el sistema de celda de combustible de la figura 1 se muestra como un diagrama de flujo en la figura 2:The sequence of reactions involved in the fuel cell system of figure 1 is shown as a flow chart in figure 2:
En la celda de combustible 6: 4H_{2} + 2O_{2} (aire) \rightarrow 4H_{2}O (+ energía eléctrica)In fuel cell 6: 4H_ {2} + 2O_ {(air) → 4H_ {O} (+ electric power)
En el depósito de combustible 2: NaBH_{4} + 4H_{2}O \rightarrow NaOH\cdotB(OH)_{3}In fuel tank 2: NaBH_ {4} + 4H 2 O → NaOH • B (OH) 3
Reacción global: NaBH_{4} + 2O_{2} (aire) \rightarrow NaOH\cdotB(OH)_{3}Global reaction: NaBH_4 + 2O2 (air) → NaOH • B (OH) 3
La reacción global muestra que el sistema de celda de combustible mostrado en la figura 1 produce energía eléctrica a partir sólo de un reactante externo (oxígeno), que está disponible fácilmente en el aire, y que no se produce hidrógeno en exceso distinto al que se necesita internamente para la producción de energía eléctrica. La reacción también muestra que la cantidad de agua producida por la celda de combustible es suficiente para hacer reaccionar todo el material de hidruro químico. Se controla y dirige directamente un ciclo interno de producción de agua e hidrógeno mediante la demanda externa de energía eléctrica, que hace el sistema inherentemente seguro. Este ciclo se puede caracterizar como sigue: para una cantidad dada de energía eléctrica producida, la velocidad de producción de hidrógeno necesario para uso en la celda de combustible está equilibrada exactamente con la cantidad de agua que produce cuando se usan los hidruros químicos adecuados. Cuando la demanda de energía eléctrica aumenta, se produce más corriente acompañada de más producción de agua, lo cual lleva a más producción de hidrógeno para mantener la mayor demanda de energía eléctrica. Cuando la demanda de energía eléctrica se reduce a cero, la cantidad de agua producida se reduce correspondientemente a cero y en consecuencia la cantidad de hidrógeno se reduce también a cero, lo cual hace el sistema seguro para el almacenamiento y transporte de hidrógeno con la válvula de entrada 10 cerrada.The overall reaction shows that the system of fuel cell shown in figure 1 produces energy electrical from only an external reactant (oxygen), which is readily available in the air, and that hydrogen is not produced in excess other than what is needed internally for production electric power The reaction also shows that the amount of water produced by the fuel cell is enough to react all chemical hydride material. It is controlled and directly directs an internal cycle of water production and hydrogen through external demand for electrical energy, which makes The inherently safe system. This cycle can be characterized as follows: for a given amount of electrical energy produced, the rate of hydrogen production necessary for use in the fuel cell is balanced exactly with the amount of water that is produced when the appropriate chemical hydrides are used. When the demand for electric power increases, more occurs stream accompanied by more water production, which leads to more hydrogen production to maintain the highest energy demand electric When the demand for electricity is reduced to zero, the amount of water produced is correspondingly reduced to zero and consequently the amount of hydrogen is also reduced to zero, which makes the system safe for storage and Hydrogen transport with inlet valve 10 closed.
Una celda de combustible capaz de producir energía eléctrica con exposición a una mezcla de aire e hidrógeno al 2 a 4%, tal como se describe en las patentes de Estados Unidos números 4.863.813; Re 34.248; 4.988.582 y 5.094.928, se beneficiaría particularmente de la presente invención ya que la capacidad de aporte del aire en vapor de agua está en el mismo intervalo, a saber, de 2 a 4% para el intervalo de temperatura de 20 a 30ºC. Este beneficio particular tiene lugar debido a que en las reacciones ejemplos mostradas anteriormente, la reacción de un número dado de moléculas de agua con el hidruro químico produce el mismo número de moléculas de hidrógeno proporcionando así un control natural de la cantidad de hidrógeno generada en el intervalo de 2 a 4%, que se considera en general que es un nivel seguro de hidrógeno en aire, que sería especialmente beneficioso para uso en las aplicaciones de dispositivo electrónico portátil consideradas, tal como teléfonos móviles y ordenadores portátiles. Además, el suministro de agua como vapor es un medio ventajoso para utilizar más eficientemente el combustible de hidruro químico.A fuel cell capable of producing electrical energy with exposure to a mixture of air and hydrogen 2 to 4%, as described in United States patents 4,863,813; Re 34,248; 4,988,582 and 5,094,928, are would particularly benefit from the present invention since the air supply capacity in water vapor is in the same range, namely 2 to 4% for the temperature range of 20 at 30 ° C. This particular benefit takes place because in the reactions examples shown above, the reaction of a given number of water molecules with the chemical hydride produces the same number of hydrogen molecules thus providing a natural control of the amount of hydrogen generated in the interval 2 to 4%, which is generally considered to be a safe level of hydrogen in air, which would be especially beneficial for use in the portable electronic device applications considered, such as mobile phones and laptops. In addition, the water supply as steam is an advantageous means to use more efficiently the chemical hydride fuel.
La válvula de entrada 10 evita el acceso no controlado de aire u oxígeno al sistema de celda de combustible cuando no esté en use, como se muestra en la figura 1. La válvula de entrada 10 comprendería típicamente una válvula de cierre activada mecánica o eléctricamente cuando la celda de combustible 6 ya no liberase energía. La válvula de venteo 14 también se cerraría cuando la celda de combustible 6 ya no operase para producir energía eléctrica.Inlet valve 10 prevents access not controlled air or oxygen to the fuel cell system when not in use, as shown in figure 1. The valve inlet 10 would typically comprise an activated shut-off valve mechanically or electrically when the fuel cell 6 is no longer release energy. The vent valve 14 would also close when the fuel cell 6 no longer operated to produce energy electric
La presente invención acopla la celda de combustible con el combustible químico mediante un sistema de entradas y salidas que omite la necesidad de suministro de agua externo para reaccionar con el hidruro químico. En virtud de esto el sistema de celda de combustible de la presente invención es más ligero en peso y menor en volumen por la cantidad de agua que no es necesaria, lo cual para el borhidruro de sodio, estas cantidades relativas al ahorro de peso y volumen son de aproximadamente dos tercios. Esto es claramente ventajoso para aplicaciones portátiles. La densidad de energía específica basada en el contenido en hidrógeno del borhidruro de sodio sólo (sin incluir el volumen o peso de agua reactante) es de aproximadamente 6300 watios-hora por litro y 5900 watios-hora por kilogramo. Otros hidruros químicos proporcionarían incluso mayores densidades de energía si se usasen de acuerdo con la presente invención.The present invention couples the cell of fuel with the chemical fuel through a system of inputs and outputs that omit the need for water supply external to react with chemical hydride. Under this the fuel cell system of the present invention is more light in weight and smaller in volume by the amount of water that is not necessary, which for sodium borhydride, these amounts relative to weight and volume savings are approximately two thirds This is clearly advantageous for portable applications. The specific energy density based on the content in hydrogen from sodium borhydride only (not including volume or reactant water weight) is approximately 6300 watt hours per liter and 5900 watt hours per kilogram. Other chemical hydrides would provide even higher energy densities if used in accordance with the present invention.
Varios hidruros químicos inorgánicos adecuados reaccionan con agua de forma equilibrada para provecho de esta invención y dan hidrógeno, se dan ejemplos de tales reacciones a continuación.Several suitable inorganic chemical hydrides react with water in a balanced way for the benefit of this invention and give hydrogen, examples of such reactions are given to continuation.
- \quadquad
- NaBH_{4} + 4H_{2}O \rightarrow 4H_{2} + NaOH\cdotB(OH)_{3}NaBH_ {4} + 4H_ {2} O → 4H_ {2} + NaOH • B (OH) 3
- \quadquad
- NaBH_{4} + 4H_{2}O \rightarrow 4H_{2} + NaBO_{2}\cdot2(H_{2}O)NaBH_ {4} + 4H_ {2} O → 4H_ {2} + NaBO_2 \ cdot2 (H2O)
- \quadquad
- CaH_{2} + 2H_{2}O \rightarrow 2H_{2} + Ca(OH)_{2}CaH_ {2} + 2H_ {2} O → 2H_ {2} + Ca (OH) 2
- \quadquad
- LiBH_{4} + 4H_{2}O \rightarrow 4H_{2} + LiOH\cdotB(OH)_{3}LiBH_ {4} + 4H_ {2} O → 4H_ {2} + LiOH • B (OH) 3
- \quadquad
- LiAlBH_{4} + 4H_{2}O \rightarrow 4H_{2} + LiOH\cdotAl(OH)_{3}LiAlBH_ {4} + 4H_ {2} O → 4H_ {2} + LiOH • (OH) 3
Estos son ejemplos de combustibles adecuados para el uso beneficioso en la presente invención. Su selección dependerá también de factores que incluyen su densidad de energía específica, velocidad de reacción con vapor de agua, que se complete la reacción con vapor de agua, temperatura, etc. Densidades de energía específica sustancialmente mayores se encuentran disponibles usando un hidruro basado en Li tal como el LiBH_{4}, que presenta una densidad de energía de aproximadamente 10.000 watios-hora por litro y por kilogramo. Si se usa en la presente invención, esta energía específica es mucho mayor que la de combustibles tradicionales para celdas de combustible tales como metanol e hidruros de metales relativamente pesados que adsorben y desorben gas hidrógeno en oposición a los combustibles de hidruro químico usados en la presente invención que reaccionan con agua para producir gas hidrógeno.These are examples of suitable fuels for the beneficial use in the present invention. Your selection it will also depend on factors that include your energy density specific, reaction rate with water vapor, which complete the reaction with steam, temperature, etc. Densities of substantially higher specific energy are found available using a Li-based hydride such as LiBH_4, which has an energy density of approximately 10,000 watt hours per liter and per kilogram. If used in the present invention, this specific energy is much greater than the of traditional fuels for fuel cells such as methanol and relatively heavy metal hydrides that adsorb and desorb hydrogen gas as opposed to hydride fuels chemical used in the present invention that react with water to produce hydrogen gas.
Realizaciones ventajosas de la presente invención incluirían medios para utilizar tanto combustible de hidruro químico como sea posible por parte del vapor de agua suministrado por la celda de combustible. El agua suministrada por la celda de combustible al hidruro químico, si está en un estado vaporizado, ayudaría a la penetración en una masa de hidruro químico sólida para conseguir una extensión más uniforme de la reacción del hidruro químico sólido disponible (alta utilización) que si el agua estuviese en un estado líquido. En particular, el agua como vapor, reduce el comienzo del bloqueo del trayecto del vapor de la masa en partículas de hidruro químico sólido, lo que de otro modo reduciría la densidad de energía del sistema impidiendo que más agua acceda a las partículas interiores del hidruro químico.Advantageous embodiments of the present invention would include means to use both fuel from chemical hydride as possible by water vapor supplied by the fuel cell. The water supplied by the chemical hydride fuel cell, if it is in a state vaporized, it would help the penetration into a mass of hydride solid chemical to achieve a more uniform extension of the Solid chemical hydride reaction available (high utilization) that if the water were in a liquid state. In particular, the water as steam, reduces the beginning of the path blockage vapor of the solid chemical hydride particulate mass, which of otherwise it would reduce the energy density of the system by preventing that more water access the inner particles of the hydride chemical.
Puede ser ventajoso el mezclado de las partículas de hidruro químico con material inerte que promueve el ingreso y penetración por parte del vapor de agua. También puede ser ventajosa para gran utilización la elección juiciosa del tamaño de partícula de hidruro químico y de la distribución de tamaño de partícula. Aumentando la porosidad del combustible de hidruro químico respecto al vapor de agua se podría conseguir dando forma al hidruro químico en forma de una lámina o disco con un espacio de aire entre cada lámina o disco para permitir el fácil ingreso del vapor de agua para facilitar un grado superior y uniformidad de reacción del hidruro químico. La velocidad de reacción del combustible de hidruro químico sólido se puede aumentar mediante la inclusión de aditivos en el hidruro químico, tales como un catalizador para la reacción incluyendo la adición de rutenio o compuestos que contienen ácido.It may be advantageous to mix the chemical hydride particles with inert material that promotes the entry and penetration by water vapor. also can the judicious choice of size to be advantageous for great use of chemical hydride particle and size distribution of particle. Increasing the porosity of the hydride fuel chemical with respect to water vapor could be achieved by shaping the chemical hydride in the form of a sheet or disk with a space of air between each sheet or disk to allow easy entry of water vapor to facilitate a higher degree and uniformity of chemical hydride reaction. The reaction rate of solid chemical hydride fuel can be increased by the inclusion of additives in the chemical hydride, such as a catalyst for the reaction including the addition of ruthenium or Acid-containing compounds
La adición de un polímero fundible a las partículas de hidruro químico puede ser beneficiosa para la seguridad, seleccionando un polímero que fundiese y se extienda por el combustible de hidruro químico que queda si la temperatura subiese hasta un nivel inaceptable, que presentaría una barrera para la reacción posterior con entrada de vapor de agua, con lo que se reduce la velocidad de reacción de vapor de agua con el combustible de hidruro químico.The addition of a meltable polymer to the chemical hydride particles can be beneficial for the security, selecting a polymer that melts and spreads by the chemical hydride fuel that remains if the temperature rise to an unacceptable level, which would present a barrier to the subsequent reaction with water vapor inlet, so that reduces the reaction rate of water vapor with the fuel of chemical hydride.
Aunque se prevé que la principal fuente de hidrógeno es mediante reacción del combustible que contiene hidrógeno con agua, debido a que este combustible comienza a reaccionar progresivamente, la velocidad de producción de hidrógeno puede disminuir y la celda de combustible puede requerir un suministro de hidrógeno complementario para mantener la salida de energía invariable.Although the main source of hydrogen is by reaction of the fuel it contains hydrogen with water, because this fuel begins to react progressively, the rate of hydrogen production may decrease and the fuel cell may require a Complementary hydrogen supply to maintain the output of invariable energy
Todas las celdas de combustible que producen energía eléctrica a partir de hidrógeno y oxígeno generan agua que puede condensar a temperatura ambiente y acumularse en sus electrodos, y reducir así el rendimiento del electrodo mediante la obstrucción del flujo de gas reactante a las superficies catalíticas del electrodo. Esto se evita habitualmente mediante el aumento del flujo de aire para desplazar el agua. La presente invención elimina el vapor de agua sin tener que aumentar el flujo de aire y reduce internamente la formación de condensado de agua actuando como un agente "de secado" en la proximidad de la celda de combustible. Esto es especialmente ventajoso en las aplicaciones de celda de combustible cercanas a gente y equipos, que sean susceptibles de generar humedad.All the fuel cells they produce electrical energy from hydrogen and oxygen generate water that it can condense at room temperature and accumulate in its electrodes, and thus reduce electrode performance by means of obstruction of the reactant gas flow to the catalytic surfaces of the electrode. This is usually avoided by increasing the air flow to displace water. The present invention eliminates water vapor without having to increase air flow and reduce internally the formation of water condensate acting as a "drying" agent in the vicinity of the fuel cell. This is especially advantageous in cell applications of fuel close to people and equipment that are susceptible to generate moisture
La presente invención prevé la retirada del combustible de hidruro químico agotado (producto de reacción del combustible) con agua reaccionada químicamente mediante medios mecánicos. La retirada del depósito de combustible 2 en la figura 1 y el reemplazo por un depósito con hidruro químico no reaccionado se puede diseñar para que sea simple y eficiente. La eliminación del borhidruro de sodio gastado, que se trata de bórax sólido, no se prevé que sea problemática para esta invención.The present invention provides for the withdrawal of spent chemical hydride fuel (reaction product of fuel) with chemically reacted water by means mechanics The withdrawal of the fuel tank 2 in Figure 1 and replacement by a tank with unreacted chemical hydride will You can design to be simple and efficient. The elimination of spent sodium borhydride, which is solid borax, does not It is expected to be problematic for this invention.
Aunque las realizaciones preferidas de la presente invención se han descrito en referencia a celdas de combustible de gas mixto, se ha de entender que la invención no está limitada a esto y se puede llevar a cabo usando por lo general cualquier tipo de celda de combustible que consuma hidrógeno y produzca agua como un producto de reacción. Por ejemplo, la presente invención se puede poner en práctica usando celdas de combustible que requieran diferentes reactantes electroquímicos o diferentes concentraciones de reactantes electroquímicos en los electrodos catódicos y anódicos con la condición de que las celdas de combustible consuman hidrógeno y producen agua como un producto de reacción.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in reference to cells of mixed gas fuel, it is to be understood that the invention does not is limited to this and can be carried out using usually any type of fuel cell that consumes hydrogen and produce water as a reaction product. For example, the The present invention can be practiced using cells of fuel that require different electrochemical reactants or different concentrations of electrochemical reactants in cathodic and anodic electrodes with the condition that the cells of fuel consume hydrogen and produce water as a product of reaction.
Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a realizaciones actualmente preferidas de la misma, serán aparentes para los especialistas en la técnica otras realizaciones así como también variaciones y modificaciones obvias respecto a todas las realizaciones. Se pretende que la presente invención cubra todas aquellas realizaciones, variaciones y modificaciones que se encuentren dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones adjuntas.Although the present invention has been described with reference to currently preferred embodiments thereof, other specialists in the art will be apparent realizations as well as obvious variations and modifications Regarding all the achievements. It is intended that the present invention covers all those embodiments, variations and modifications that are within the spirit and scope of the attached claims.
Claims (40)
agua.12. A method according to claim 1, wherein the operating stage of a fuel cell for electrochemically combining the externally supplied oxygen gas mixed with hydrogen gas essentially uses only hydrogen gas produced by reacting the hydrogen-containing fuel with
Water.
combustible.18. A fuel cell system for the production of direct current electric energy, comprising: a compartment having an oxygen inlet, a hydrogen inlet and a water outlet, a fuel cell disposed within the compartment for the electrochemical combination of oxygen gas introduced through the oxygen inlet with hydrogen gas introduced through the hydrogen inlet to produce direct current electrical energy and water as a reaction product; a hydrogen containing fuel in communication with the water outlet to react with the water leaving the water outlet to produce hydrogen gas; and a step to direct the hydrogen gas produced by the hydrogen-containing fuel through the entry of hydrogen into the compartment to mix with the oxygen gas to produce a hydrogen-poor mixed gas fuel to maintain the operation of the cell of
fuel.
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