專利名稱：燃料電池蓋的制作方法
燃料電池蓋
背景技術(shù)：
電化學(xué)電池一如燃料電池一可利用環(huán)境中的氧作為反應(yīng)物。在發(fā)電的時(shí)候， 在電池中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)還會(huì)生成水，這些水可被用于其他的電化學(xué)電池用途，如膜水 合，或者用于濕潤(rùn)該系統(tǒng)中的各個(gè)部件。燃料電池更廣泛地用于向電子設(shè)備供電，目前這使 燃料電池處于各種環(huán)境條件下，這些環(huán)境條件會(huì)影響反應(yīng)物的氣體運(yùn)輸特性以及水管理系 統(tǒng)。燃料電池可要求在陰極的至少一部分和環(huán)境之間的氣體擴(kuò)散層或者界面是導(dǎo)電 的以便實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)碾姵毓δ?。由于界面可能是?dǎo)電的，所以界面對(duì)變化的環(huán)境條件的適應(yīng) 性就會(huì)被限制。


在附圖中，這些圖未必按比例畫出，相同的數(shù)字可描述在多個(gè)附圖中基本相似的 部件。具有不同字母后綴的相同數(shù)字可代表基本相似部件的不同實(shí)例。這些圖通過(guò)舉例的 方式，而非通過(guò)限制的方式，總體示出了本文本中所 討論的各種實(shí)施方案。圖1示出了根據(jù)各種實(shí)施方案的具有多個(gè)特征的燃料電池蓋的立體圖。圖2示出了根據(jù)各種實(shí)施方案的包括一個(gè)可拆卸的檢查口蓋板(access plate) 的燃料電池蓋的立體圖。圖3示出了根據(jù)各種實(shí)施方案的包括一個(gè)燃料電池蓋的電子設(shè)備的立體圖。圖4示出了根據(jù)各種實(shí)施方案的一個(gè)電子設(shè)備的立體圖，該電子設(shè)備包括一個(gè)基 本與其齊平的燃料電池蓋。圖5示出了根據(jù)各種實(shí)施方案的一個(gè)電子設(shè)備的立體圖，該電子設(shè)備具有一個(gè)包 括可拆卸的檢查口蓋板的燃料電池蓋。圖6示出了根據(jù)各種實(shí)施方案的一個(gè)電子設(shè)備系統(tǒng)的分解圖。

發(fā)明內(nèi)容
各種實(shí)施方案涉及如下一個(gè)燃料電池蓋，該燃料電池蓋包括接近于一個(gè)或多個(gè)燃 料電池的界面結(jié)構(gòu)。所述界面結(jié)構(gòu)可影響在所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池附近或者與所述一個(gè) 或多個(gè)燃料電池相接觸的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件。各種實(shí)施方案涉及如下一個(gè)燃料電池蓋，該燃料電池蓋包括接近于一個(gè)或多個(gè)燃 料電池的界面結(jié)構(gòu)，其中，所述蓋可包括一個(gè)或多個(gè)特征，以增強(qiáng)所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池 在一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件的選定組合中的性能。各種實(shí)施方案還涉及如下一個(gè)燃料電池蓋，該燃料電池蓋包含與一個(gè)或多個(gè)燃料 電池相接觸的一個(gè)蓋。所述蓋具有一個(gè)或多個(gè)特征，其可響應(yīng)于在所述一個(gè)或多個(gè)燃料電 池附近或者與所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池相接觸的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件中的變化，以便提高 燃料電池的性能。各種實(shí)施方案還可涉及如下一個(gè)電子系統(tǒng)，該電子系統(tǒng)包括一個(gè)電子設(shè)備、與該電子設(shè)備接觸的一個(gè)或多個(gè)燃料電池，以及一個(gè)自適應(yīng)的界面結(jié)構(gòu)。蓋可影響在所述一個(gè) 或多個(gè)燃料電池附近或者與所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池相接觸的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件。各種實(shí)施方案可涉及一種制造電子系統(tǒng)的方法，該方法包括形成一個(gè)電子設(shè)備； 形成與該電子設(shè)備接觸的一個(gè)或多個(gè)燃料電池；形成一個(gè)界面結(jié)構(gòu)；使所述一個(gè)或多個(gè)燃 料電池與電子設(shè)備相接觸；以及使蓋與一個(gè)或多個(gè)燃料電池或者電子設(shè)備相接觸。
具體實(shí)施例方式下面的詳細(xì)說(shuō)明包括參照隨附的附圖，這些附圖構(gòu)成了本詳細(xì)說(shuō)明書的一部分。 通過(guò)示例的方式，這些附圖示出了可被實(shí)施的各種實(shí)施方案。這些實(shí)施方案，在此也被稱作 “實(shí)施例”，被足夠詳細(xì)地描述，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┻@些方案。在不背離各種實(shí)施 方案的范圍的情況下，可對(duì)這些實(shí)施方案進(jìn)行組合，可利用其他的實(shí)施方案，或者也可進(jìn)行 結(jié)構(gòu)上和邏輯上的改變。 因此，下面的詳細(xì)說(shuō)明不應(yīng)被理解為限制的含義，各種實(shí)施方案的 范圍由附加的權(quán)利要求及其等同物限定。在本文本中，詞語(yǔ)“一個(gè)(a) ”和“一個(gè)(an) ”用來(lái)包括一個(gè)或一個(gè)以上，詞語(yǔ)“或 (or)”用來(lái)指非排除性的“或”，除非另有所指。此外，應(yīng)理解，除非另定義，在此使用的措辭 和術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述而非限制。再者，在本文本中涉及到的所有公開出版物、專利、專利 文件都以全文引用的方式納入本文件，好像各自通過(guò)引證被納入本文件一樣。當(dāng)本文本和 所述通過(guò)引用納入的那些文件在用法上不一致時(shí)，通過(guò)引證納入的文件中的用法應(yīng)視為對(duì) 本文本的補(bǔ)充；為了避免不可調(diào)和的不一致，本文本中的用法占主導(dǎo)地位。各種實(shí)施方案涉及一個(gè)燃料電池蓋。燃料電池系統(tǒng)——包括被動(dòng)式燃料電池系統(tǒng) (passive fuel cell systems)——的性能，會(huì)受到環(huán)境條件的影響。所述環(huán)境條件包括如 濕度、周圍環(huán)境溫度、周圍環(huán)境氣壓，或者其他的一些環(huán)境條件。為了從一個(gè)燃料電池的有 效面積(active area)，以及在一電池堆或者一燃料電池層中的基本所有燃料電池的有效 面積中獲取合適的性能，反應(yīng)物可被大致平坦地分布在每個(gè)有效面積、以及均勻地分布在 每個(gè)電池上。燃料電池可利用被配置用于實(shí)現(xiàn)該目的的某種形式的氣體擴(kuò)散層(GDL)。較 大的燃料電池可使用一個(gè)“雙極板”或者限定有流場(chǎng)的“隔離”板來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)該目的。歸因 于大多數(shù)燃料電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，GDL以及雙極板(如果使用的話)可是導(dǎo)電的，以便收集在 燃料電池反應(yīng)中生成的電子。因此，這可能會(huì)限制可被用來(lái)制造這種燃料電池中的GDL的 材料。一種合適的材料是一種碳纖維紙，該碳纖維紙被配置為多孔且導(dǎo)電的。在其中所產(chǎn)生的電流是在電池的邊緣處被收集到的一個(gè)燃料電池結(jié)構(gòu)中，(而非 進(jìn)入到GDL或進(jìn)入到相關(guān)聯(lián)的載流結(jié)構(gòu)中被收集)，可獲得燃料電池蓋的自適應(yīng)性和互換 性。例如，一個(gè)薄層的燃料電池結(jié)構(gòu)可包括一個(gè)離子交換膜，在該離子交換膜的兩側(cè)都放置 有電化學(xué)反應(yīng)層。所述離子交換膜可包括一個(gè)具有整體結(jié)構(gòu)的層，或者可包括一個(gè)由不止 一種材料制作的復(fù)合層。所述離子交換膜可包括，例如一個(gè)質(zhì)子交換膜。根據(jù)各種實(shí)施方 案的電化學(xué)電池可包括如下一個(gè)薄層的燃料電池結(jié)構(gòu)，在該燃料電池結(jié)構(gòu)中，電載流結(jié)構(gòu) 至少部分位于電化學(xué)反應(yīng)層(這里被叫做“催化劑層”)的下面。各種實(shí)施方案可允許構(gòu)造 如下一個(gè)電化學(xué)電池層，其具有形成在離子交換膜材料薄板上的多個(gè)單獨(dú)的單元電池。相 鄰的單元燃料電池可通過(guò)如下方式被并聯(lián)連接在一起即，或者通過(guò)提供由相鄰單元電池 共用的載流結(jié)構(gòu)，或者通過(guò)將相鄰電池的載流結(jié)構(gòu)相互電連接。相鄰的單元電池還可以互相電絕緣，在該情況下它們可被串聯(lián)連接。單元電池結(jié)構(gòu)的電絕緣可通過(guò)如下方式來(lái)提供 艮口，通過(guò)使催化劑層的一部分不導(dǎo)電；通過(guò)使催化劑層在單元電池之間的部分不連續(xù)；和/ 或通過(guò)在單元電池結(jié)構(gòu)之間提供電絕緣屏障。在這種情況下，可將這些單元電池相互電連 接為除了并聯(lián)布置之外的其他布置。過(guò)孔(vias)可被用來(lái)將相鄰的單元電池串聯(lián)互連。在 各種實(shí)施方案中，單元電池可被串聯(lián)連接，這些串聯(lián)連接的電池的相鄰催化劑層可被彼此 電絕緣。
由于在這種燃料電池中的載流結(jié)構(gòu)位于燃料電池的邊緣處，平面燃料電池層可利 用可能不導(dǎo)電的氣體擴(kuò)散層(GDL)。上述特征可允許使用根據(jù)各種實(shí)施方案的具有互換性 或者適應(yīng)性的蓋，所述蓋可包括原本不適用于與GDL—起使用的材料或者配置。此外，各種 實(shí)施方案還可被用在具有GDL的常規(guī)燃料電池中，作為一種提高電池在變化的環(huán)境條件下 的性能的特征。根據(jù)各種實(shí)施方案的蓋可用來(lái)使氧化劑——如空氣一一與燃料電池的陰極接觸。 蓋的材料、結(jié)構(gòu)以及其他一些物理性質(zhì)會(huì)影響燃料電池的性能。燃料電池的性能會(huì)受到接 近于燃料電池的環(huán)境條件——如溫度、濕度——以及在燃料電池上的反應(yīng)物分布的影響， 所述在燃料電池上的反應(yīng)物分布會(huì)受到所選擇的蓋或者氣體擴(kuò)散層的影響。根據(jù)各種實(shí)施方案的蓋可包括如下一個(gè)界面結(jié)構(gòu)，該界面結(jié)構(gòu)可具有互換性或者 適應(yīng)性，或者既具有互換性也具有適應(yīng)性，使得一般地說(shuō)，所述蓋響應(yīng)于會(huì)影響燃料電池或 者由燃料電池供電的電子設(shè)備的變化環(huán)境條件。可互換的蓋——其可被可拆卸聯(lián)接至一個(gè) 或多個(gè)燃料電池——可被配置用來(lái)基于一組選定的環(huán)境條件增強(qiáng)所述一個(gè)或多個(gè)燃料電 池的性能。具有適應(yīng)性的蓋可包括響應(yīng)于環(huán)境條件的一種或多種自適應(yīng)材料，使得從而提 高所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池的性能。所述蓋可被用于一個(gè)或多個(gè)燃料電池，這些燃料電池 可不要求陰極環(huán)境界面應(yīng)是導(dǎo)電的。這種燃料電池可利用一個(gè)集成的陰極、催化劑層和載 流子，使得在陰極和環(huán)境之間的界面或者蓋除了保持合適的氣體傳輸特性之外，可以是不 導(dǎo)電的。因此，所述蓋可與被動(dòng)式“吸收空氣”的燃料電池一起使用，這種燃料電池不主動(dòng) 控制燃料電池層的一種或者兩種反應(yīng)物的分布。在各種實(shí)施方案中，其中氣體擴(kuò)散層可是不導(dǎo)電的，材料和結(jié)構(gòu)的選擇是靈活的 以輔助改變鄰近于燃料電池或者燃料電池供電的設(shè)備的環(huán)境。另外，所述蓋可與一個(gè)導(dǎo)電 層一起使用、或者蓋本身就是導(dǎo)電的，以與常規(guī)的燃料電池系統(tǒng)一起運(yùn)行。該蓋可被配置為 基于結(jié)構(gòu)、材料或者既基于結(jié)構(gòu)也基于材料都是可定制的或者具有適應(yīng)性的。例如，具有互 換性或者適應(yīng)性的蓋會(huì)影響與燃料電池接觸的溫度、濕度、污染物或雜質(zhì)水平。在本公開文 本中，影響接近于燃料電池的環(huán)境條件指的是增加、減少、增強(qiáng)、調(diào)節(jié)、控制，或者去除接近 于電池的環(huán)境條件。在各種實(shí)施方案中，燃料電池蓋可包括一個(gè)多孔的界面結(jié)構(gòu)，該界面結(jié)構(gòu)被布置 在燃料電池層的反應(yīng)面上，或者接近于燃料電池層的反應(yīng)面，或者被集成入燃料電池的常 規(guī)氣體擴(kuò)散層(⑶L)。該多孔層可被配置為使用一種自適應(yīng)材料。該多孔層可被配置為使 用一種熱響應(yīng)的聚合物。該聚合物可包括許多孔。包含在蓋中的自適應(yīng)材料可響應(yīng)于蓋外 面的條件、在燃料電池上的條件、或者接近于燃料電池的條件。自適應(yīng)材料和結(jié)構(gòu)也可包括 主動(dòng)控制裝置、其他激勵(lì)或者其任意組合。這些條件的一些例子可包括溫度、濕度、電流，或 其他條件。
定義如此處使用的，“電化學(xué)陣列”可指一有序分組的電化學(xué)電池。所述陣列可以是例 如平面的或者圓柱形的。所述電化學(xué)電池可包括燃料電池，如邊緣收集(edge-collected) 的燃料電池。所述電化學(xué)電池可包括蓄電池。所述電化學(xué)電池可以是原電池、電解器、電解 電池，或者其組合。燃料電池的示例包括質(zhì)子交換膜燃料電池、直接甲醇燃料電池、堿性燃 料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池，或者其組合。電化學(xué)電 池可包括金屬-空氣電池，如鋅空氣燃料電池、鋅空氣蓄電池，或者其組合。如此處使用的，術(shù)語(yǔ)“柔性電化學(xué)層”(或者其變體)可包括全部或者局部柔性的 一電化學(xué)層，該電化學(xué)層可包括例如如下一個(gè)電化學(xué)層，其具有與一個(gè)或多個(gè)柔性部件集 成在一起的一個(gè)或多個(gè)剛性部件?！叭嵝匀剂想姵貙印笨芍傅氖侨缦乱粋€(gè)層，該層包括集成 在該層中的多個(gè)燃料電池。術(shù)語(yǔ)“柔性二維(2-D)燃料電池陣列”可指在一個(gè)方向上尺寸較薄的柔性薄板，并 且其可支撐多個(gè)燃料電池。這些燃料電池可具有一種類型(如陰極)有效面積——其可從 薄板的第一面進(jìn)入，以及另一種類型(如陽(yáng)極)有效面積——其可從薄板的相反第二面進(jìn) 入。這些有效面積可被配置為位于在薄板的各自面上。例如，沒(méi)有必要將整個(gè)薄板都覆蓋 有有效面積；但是通過(guò)增加其有效面積，燃料電池的性能會(huì)被改善。如此處使用的，“界面結(jié)構(gòu)”或者“界面層”可指如下一個(gè)流體界面，該流體界面被 配置為影響接近于燃料電池部件——例如燃料電池的陽(yáng)極和/或者陰極——的本地環(huán)境。如此處使用的，“蓋，，可指如下一種裝置，該裝置封閉、或者接觸、或者接近于一個(gè) 或多個(gè)燃料電池，該燃料電池包括被配置為影響接近于所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池的環(huán)境條 件的界面結(jié)構(gòu)。如此處使用的，“特征”可指燃料電池蓋的一個(gè)方面，該特征可被構(gòu)建進(jìn)燃料電池 蓋，或者是在蓋中所使用的材料的固有特性。特征的示例可包括口、孔、槽、網(wǎng)孔、多孔材料、 過(guò)濾器，以及錯(cuò)綜復(fù)雜的通道。如此處使用的，“外部環(huán)境”、“外部條件”、“環(huán)境條件”、或者“周圍環(huán)境”可指在蓋或 界面結(jié)構(gòu)附近的大氣條件，無(wú)論是位于設(shè)備或殼的內(nèi)部或者外部的環(huán)境。相應(yīng)地，外部條件 可包括溫度、氣壓、濕度水平、污染物水平、雜質(zhì)水平或其他外部條件中的一個(gè)或多個(gè)。“外 部環(huán)境”、“外部條件”、“環(huán)境條件”、或者“周圍環(huán)境”也可指溫度、氣壓、濕度水平、污染物水 平、雜質(zhì)水平、或者其他外部條件組合中的不止一個(gè)。參照?qǐng)D1，根據(jù)各種實(shí)施方案的一個(gè)燃料電池蓋100的立體圖。燃料電池蓋100可 包括一個(gè)界面結(jié)構(gòu)102，該界面結(jié)構(gòu)102可被構(gòu)建到外殼104中，是用于形成外殼104的材 料所固有的，或者以其他方式接近于一個(gè)燃料電池或者一個(gè)燃料電池層。燃料電池蓋100 可被部分或者全部地與燃料電池或者燃料電池層的表面整合為一體。合適的燃料電池結(jié)構(gòu) 可包括，例如被柔性墻封閉的空間，其中柔性墻中的至少一個(gè)包括支撐一個(gè)或多個(gè)燃料電 池的第一柔性薄板。燃料電池可被配置以從第一柔性薄板的第一側(cè)可接近的陽(yáng)極，以及從 第一柔性薄板的第二側(cè)可接近的陰極?？商峁┮粋€(gè)用于將該空間連接至反應(yīng)物源的入口。 也可提供一個(gè)布置用于限制該空間向外膨脹的外部支撐結(jié)構(gòu)。一個(gè)柔性燃料電池層可包括 兩個(gè)或更多個(gè)燃料電池，其基本集成在二維層和聯(lián)接至該層的襯底中，進(jìn)而在所述襯底和 所述層之間形成一個(gè)封閉的區(qū)域。所述層可被布置成平面的或者非平面的配置，使得該層可被配置以使得當(dāng)層自支撐時(shí)其可被使用。柔性燃料電池層可進(jìn)一步包括與柔性層接觸的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部支撐。根據(jù)各種實(shí)施方案的電動(dòng)設(shè)備可包括一個(gè)殼(其限定一個(gè)具有表面的殼層)以及 位于該殼內(nèi)部的至少一個(gè)電動(dòng)部件。一個(gè)薄層燃料電池陣列可被放置在殼上并被殼所支 撐，同時(shí)燃料電池陣列可與該表面得區(qū)域共同延伸并基本上與該表面的區(qū)域一致。燃料電 池陣列可包括多個(gè)單元燃料電池，每個(gè)單元燃料電池包括一陰極和一陽(yáng)極，并且連接起來(lái) 以向電動(dòng)部件供電。所述單元燃料電池的陰極被放置在燃料電池陣列的朝向外部的外表層 上，并且可與殼外面的周圍空氣直接接觸。所述單元燃料電池的陽(yáng)極可被放置在燃料電池 陣列的朝向殼內(nèi)部的內(nèi)側(cè)上。在各種實(shí)施方案中，燃料電池蓋可被放置在接近于燃料電池 陣列的外表面處，使得與周圍空氣的直接接觸可通過(guò)燃料電池蓋100完成。例如，燃料電池蓋100可包括一個(gè)界面層，其被放置為接近于燃料電池設(shè)備。界面 結(jié)構(gòu)102可基本延伸在外殼104的整個(gè)外表面上，或者也有可能僅延伸在外殼104的一部 分外表面上。界面結(jié)構(gòu)102可被配置用來(lái)增強(qiáng)位于外殼104內(nèi)部的、處于一個(gè)或多個(gè)環(huán)境 條件的選定組中的一個(gè)或多個(gè)燃料電池(未示出)的性能。因此，界面結(jié)構(gòu)102可包含如 下特征，如口、孔、槽、網(wǎng)孔、多孔材料、過(guò)濾網(wǎng)，或者其任意組合。界面結(jié)構(gòu)102也可包括一 種自適應(yīng)材料，該材料將在下面被更加詳細(xì)描述。界面結(jié)構(gòu)102可用來(lái)不讓選定物質(zhì)進(jìn)入，如外部環(huán)境中的空氣污染物或過(guò)多的水 分(如濕度)。當(dāng)蓋100被置于干燥的外部環(huán)境中時(shí)，界面結(jié)構(gòu)102還可用來(lái)允許選定物質(zhì) 進(jìn)入，如水分。取決于預(yù)期條件，可改變?cè)诮缑娼Y(jié)構(gòu)102中的特征的大小、孔隙率和方向，以 影響流量或者控制進(jìn)入燃料電池的物質(zhì)流。界面結(jié)構(gòu)102可用于影響一個(gè)或多個(gè)選定的本地環(huán)境條件。例如，界面結(jié)構(gòu)102 可被包含到外殼104中，使得其可拆卸并且可被更換以提供具有不同物理特征的另一界面 結(jié)構(gòu)102，該不同物理特征可取決于在燃料電池運(yùn)作時(shí)所存在的環(huán)境條件。例如，一種界面 結(jié)構(gòu)102可被配置用于在炎熱又干燥的環(huán)境，如沙漠；而另一種界面結(jié)構(gòu)102可被配置用于 炎熱又潮濕的環(huán)境，如雨林。再一種界面結(jié)構(gòu)102可被配置用于涼爽又潮濕的環(huán)境中；而另 一種界面結(jié)構(gòu)102可被配置用于寒冷又干燥的環(huán)境中。上述例子說(shuō)明了可互換的界面結(jié)構(gòu) 102的可能變體，這取決于周圍環(huán)境?？蛇x擇和/或調(diào)整與界面結(jié)構(gòu)102相關(guān)聯(lián)的材料以及 特征以使燃料電池能夠在廣泛的環(huán)境條件中運(yùn)作。雖然圖1示出界面結(jié)構(gòu)102被放置在外 殼104的一部分上，但是應(yīng)理解在各種實(shí)施方案中，界面結(jié)構(gòu)102和外殼104可以是重合結(jié) 構(gòu)，使得整個(gè)外殼104可構(gòu)成界面結(jié)構(gòu)102，從而前面提到的互換性的范圍就可延伸到整個(gè) 燃料電池蓋100。還應(yīng)理解，在各種實(shí)施方案中，界面結(jié)構(gòu)102可直接接觸(或者可被集成 進(jìn))封裝在外殼104內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)燃料電池，或者界面結(jié)構(gòu)102可與封裝在外殼104內(nèi) 的一個(gè)或者多個(gè)燃料電池間隔開。在界面結(jié)構(gòu)102中的一個(gè)或多個(gè)特征可響應(yīng)于在一個(gè)或 多個(gè)燃料電池附近或者與一個(gè)或多個(gè)燃料電池相接觸的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件的變化，從而 增強(qiáng)燃料電池的性能。這些特征可被包含進(jìn)界面結(jié)構(gòu)102中，或者可以是一種或多種自適 應(yīng)材料所固有的。外殼104可包括如下材料，例如紙、各種聚合物諸如尼龍(由特拉華州威爾明市的 Ε. I. du Pont de Nemours and Company公司所制造)；人造纖維，其中纖維形成的物質(zhì)是一 種長(zhǎng)鏈合成聚酰亞胺，其中低于85%的酰胺鍵合直接附接(-C0-NH-)至兩個(gè)脂族基)；聚四氟乙烯(PTFE)；聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇或者聚乙烯。外殼104可包括如下特征，例 如，所述特征可被實(shí)施為上述所列材料的某種組合、一種或多種自適應(yīng)材料，或者可被形成 在界面結(jié)構(gòu)102中。
界面結(jié)構(gòu)102可由如下自適應(yīng)材料構(gòu)成。該自適應(yīng)材料可物理地或化學(xué)地響應(yīng)于 在一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件中的變化，所述一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件可包括溫度、壓力(如大氣壓 力，空氣中氧氣的分壓力)、濕度、PH值、各種化合物和/或光。因此，界面結(jié)構(gòu)102可增強(qiáng)可 被放置在外殼104內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)燃料電池的性能。合適的自適應(yīng)材料的實(shí)例可包括蠟、 纖維或涂層。熱響應(yīng)聚合物也可被用作自適應(yīng)材料。熱響應(yīng)聚合物通常會(huì)隨著溫度的升高 呈現(xiàn)出正膨脹特性。這種材料在如下一篇論文中被描述，即作者為Young Moo Lee等人的 “Synthesis andSwelling Characteristics of pH and Thermo-responsiveInterpenetra ting Polymer Network Hydrogel Composed of Poly(vinyl alcohol)and Poly(acrylic acid) ”(Journal of AppliedPolymer Science 1996, Vol. 62,301 311)。除了呈現(xiàn)正膨 脹的熱響應(yīng)材料，也可使用具有負(fù)膨脹反應(yīng)的熱響應(yīng)材料。當(dāng)使用具有負(fù)膨脹性狀的材料 時(shí)，材料層的邊界條件應(yīng)是這樣的從而允許孔隨著溫度的升高而收縮。呈現(xiàn)正熱膨脹特性 和負(fù)熱膨脹特性的材料的組合也可被用來(lái)實(shí)現(xiàn)GDL的預(yù)期可變的孔隙率特性。另外一些呈 現(xiàn)可變的孔隙率特性的材料在如下文章中被描述，即，Hisao Ichijo等人的“S印aration of Organic Substances with Thermo responsivePolymer Hydrogel，，(Polymer Gels and Networks 2，1994，315 322Elsevier Science Limited)；以及作者為Masaru Yoshida等人 的"Novel Thin Film with Cylindrical Nanopores That Open and CloseDepending on Temperature :First Successful Synthesis “(Macromolecules 1996，29，8987 8989)。熱響應(yīng)聚合物也可被定義為或者具有上臨界溶解溫度(UCST)、或者具有下臨界溶 解溫度(LCST)的聚合物。例如，在LCST以下時(shí)，一些熱響應(yīng)聚合物材料會(huì)完全與水結(jié)合； 而在LCST以上時(shí)，該聚合物材料會(huì)脫水、聚合、并沉淀。對(duì)于UCST聚合物，觀察到相反現(xiàn)象。 也就是說(shuō)，在UCST以上時(shí)，熱響應(yīng)聚合物材料會(huì)完全與水結(jié)合；而在UCST以下時(shí)，聚合物材 料會(huì)脫水、聚合、并沉淀。UCST(正)熱響應(yīng)聚合物隨著溫度增加將變得親水，而LCST(負(fù)) 熱響應(yīng)聚合物隨著溫度增加將變得疏水。例如在生物系統(tǒng)中，已經(jīng)公知有隨著溫度增加而呈現(xiàn)出在疏水性方面的變化的聚 合物。例如，LCST聚合物已被用來(lái)在“一分鐘”照相中制造一個(gè)定時(shí)層(timing layer), 該定時(shí)層允許在一個(gè)比較大的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行均勻處理(參見由Lloyd D. Talor在 PolymerPreprints,Division of Polymer Chemistry,American ChemicalSociety, ν 39, η 2, Aug. 1998ASC pp. 754-755"PreparationOf Polymers, The Film Of Which Exhibit A Tunable TempratureDependence To Permeation，，)。在出片反于 Proceedings of SPIE, TheInternational Society for Optical Engineering ν 2716Feb. 26-27, 1996， Bellingham，華盛頓州的“Designing For AdevancedMaterials By The Delta Tt-Mechnism" 一文中，Urry和Hayes描述了一種響應(yīng)于溫度增加呈現(xiàn)出疏水性折疊和組 裝(hydrophobicfolding and assembly)的相反轉(zhuǎn)變的聚合物，以及該聚合物在生物系統(tǒng) 的智能功能中的應(yīng)用。高級(jí)材料的設(shè)計(jì)被體現(xiàn)在控制特定溫度的能力方面，在該特定溫 度下，通過(guò)控制聚合物的疏水性以及通過(guò)利用相關(guān)聯(lián)的疏水性引導(dǎo)的改變，發(fā)生相反的溫 度轉(zhuǎn)變?！爸悄懿牧稀北欢x為如下的材料，其中該材料在規(guī)定的溫度、PH、氣壓等條件下的、響應(yīng)于特定感興趣的變量。通過(guò)合理地設(shè)計(jì)聚合物，可結(jié)合兩種可區(qū)別的智能功能，使 得改變一種功能的能量輸入造成第二種功能的改變作為輸出。為了使兩種可區(qū)別的功能 結(jié)合，它們需要成為相同的疏水性折疊域的一部分。通過(guò)示例的方式，一個(gè)蛋白基聚合物 (protein-based polymer)被用來(lái)在特定的溫度、pH條件下，使用自由能量換能的delta Τ. sub. t機(jī)制，進(jìn)行從電化學(xué)能量到化學(xué)能量的轉(zhuǎn)變，即，電化學(xué)換能。Aoki等人以及Katono等人已在正溫度敏感系統(tǒng)中對(duì)以下材料進(jìn)行了研究，但不 限于此由聚(丙烯酸)(PAAc)和聚(N，N 二甲基丙烯酰胺)(PDMAAm)所組成的互穿聚合物 網(wǎng)絡(luò)(IPN)，以及PAAc和聚(丙烯酰胺- 鈷-丙烯酸丁酯)(聚(Aam-coBMA))。這些研究 表明吸引的分子間聚合物-聚合物的交互作用，尤其是通過(guò)氫鍵結(jié)合的復(fù)雜形成過(guò)程。在 IPN中的復(fù)雜形成和分離造成了可逆的收縮和膨脹變化。聚乙烯醇(PVA)和PAAc IPN顯示出熱敏性的水凝膠特性，這之前已被報(bào)導(dǎo) 過(guò)(Yamaguchi 等人，Polym. Gels Networks, 1247(1993) ；Tsunemoto 等人，POLYMER. Gels Networks, 2, 247 (1994) ；Ping 等人，Polym. Adv. Tech.，5320 (1993) ；Rhim 等人， J. Appl. Polym. Sci. ,50679(1993))。近來(lái)的研究已表明，PVA被加熱進(jìn)而溶解、然后冷凍、 解凍，形成物理交聯(lián)的聚合鏈的基體從而生成高彈性凝膠(Stauffer等人，Polymer, 33, 3932(1992))。這種PVA凝膠在室溫下是穩(wěn)定的，并且可以膨脹至其初始形狀的6倍。PVA 凝膠的性質(zhì)取決于分子重量、水溶液的濃度、溫度、冷凍時(shí)間，以及冷凍-解凍循環(huán)的次數(shù)。 由于其無(wú)毒且不致癌的生物兼容性，這種PVA凝膠在生物醫(yī)學(xué)以及中醫(yī)藥領(lǐng)域具有特殊價(jià) 值。也可使用諸如PEBAX的聚醚酰胺彈性體、以及聚氨酯彈性體。其他合適的自適應(yīng)材料可包括各種形狀記憶聚合物(SMP)。形狀記憶聚合物可被 溫度、PH值、各種化合物和/或光所刺激。通常，形狀記憶聚合物是被配置為以預(yù)定方式感 測(cè)并響應(yīng)于外界刺激的聚合物材料。合適的形狀記憶聚合物的其他實(shí)例是任意的聚氨酯基 熱塑性聚合物(SMPU)。這種材料展示了一種形狀記憶效果，該效果是基于聚合物的玻璃轉(zhuǎn) 化溫度(可在大約-30°C到+65°C之間)受溫度刺激的。由SMP制成的纖維可被用來(lái)制造 形狀記憶織物和紡織品，例如一種含水的SMPU。合適的SMP的另一實(shí)例可包括聚乙烯/尼 龍-66接枝共聚物。SMP可被合理地配置，使得其物理性質(zhì)，如透濕性、透氣性、體積膨脹系數(shù)、彈性模 量，以及折光率可在玻璃轉(zhuǎn)化溫度之上和之下變化。用于控制透濕性的SMP可包括彈性體、 嵌段共聚物，例如聚醚酰胺彈性體或聚氨酯彈性體。形狀記憶合金(SMA)是可用在根據(jù)各種實(shí)施方案的界面結(jié)構(gòu)102中的材料的又 一實(shí)例。例如，可使用一種或多種SMA來(lái)響應(yīng)于環(huán)境條件——如溫度、濕度或者其他物理刺 激——配置界面結(jié)構(gòu)102中的孔徑?？墒褂镁哂卸鄠€(gè)轉(zhuǎn)化溫度的多種SMA來(lái)提供在一溫度 范圍內(nèi)的環(huán)境適應(yīng)性。例如，具有不同轉(zhuǎn)換溫度的至少兩種SMA可以合作組成提供環(huán)境適 應(yīng)性的執(zhí)行器(actuator)。從而，隨著溫度的上升，包括SMA執(zhí)行器的界面結(jié)構(gòu)102會(huì)被 加熱。當(dāng)達(dá)到第一個(gè)SMA執(zhí)行器的轉(zhuǎn)化溫度時(shí)，該SMA執(zhí)行器收縮以減少進(jìn)入陰極的空氣。 隨著溫度繼續(xù)再增加，也可達(dá)到第二個(gè)SMA執(zhí)行器的轉(zhuǎn)化溫度，導(dǎo)致第二個(gè)SMA執(zhí)行器收縮 從而進(jìn)一步減少進(jìn)入陰極的空氣。或者，SMA執(zhí)行器可被配置為被施加在SMA執(zhí)行器上的 電流控制，該電流可被例如響應(yīng)于所施加的信號(hào)而施加。根據(jù)各種實(shí)施方案，自適應(yīng)材料的性質(zhì)可響應(yīng)于在陣列的電化學(xué)電池的附近的環(huán)境條件而變化。自適應(yīng)材料的性質(zhì)可包括，如多孔性、疏水性、親水性、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率、電阻 率、整體材料形狀或結(jié)構(gòu)。環(huán)境條件可包括溫度、濕度或者環(huán)境污染物水平中的一個(gè)或多 個(gè)。根據(jù)各種實(shí)施方案，例如，自適應(yīng)材料的性質(zhì)也可響應(yīng)于所施加的信號(hào)而改變。自 適應(yīng)材料響應(yīng)于信號(hào)可被加熱。例如，通過(guò)加熱自適應(yīng)材料，自適應(yīng)材料的一種或多種性質(zhì) 可被改變。電化學(xué)電池陣列的性能也可被周期性決定或者被連續(xù)監(jiān)測(cè)。自適應(yīng)材料的其他實(shí)例可包括具有纖維或緞帶的紡織材料，該纖維或緞帶可隨著 濕度的增加而增加長(zhǎng)度，從而也增加了織物的孔隙率并增加了進(jìn)入燃料電池的陰極的空 氣。相反，當(dāng)濕度減少時(shí)，纖維變短，從而減少織物的孔隙率并減少進(jìn)入燃料電池的陰極的 空氣，使得膜可以自已調(diào)整濕度。在各種實(shí)施方案中，界面結(jié)構(gòu)102可利用機(jī)械裝置具有自適應(yīng)能力，所述機(jī)械裝 置例如為具有可變孔的百葉窗或者端口。這種機(jī)械的自適應(yīng)性可通過(guò)響應(yīng)于施加的信號(hào)而 自動(dòng)完成，該施加的信號(hào)可以諸如來(lái)自于傳感器，或者通過(guò)手工輸入。
燃料電池蓋100也可選擇性地包括一個(gè)連接裝置(attachmentmechanism) 106，該 連接裝置106被適當(dāng)配置為物理地和/或電氣地聯(lián)接至外部電子設(shè)備。連接裝置106可以 是一個(gè)夾子、鎖、按扣或者其他合適的連接裝置。參照?qǐng)D2，示出了根據(jù)各種實(shí)施方案的燃料電池蓋200的立體圖。燃料電池蓋102 可包括第一界面結(jié)構(gòu)202，該界面結(jié)構(gòu)202被形成在外殼204的至少一部分外表面上。燃 料電池蓋200還可包括一個(gè)可拆卸的檢查口蓋板206，該檢查口蓋板允許進(jìn)入外殼204的 內(nèi)部。該檢查口蓋板206可包括第二界面結(jié)構(gòu)208，該界面結(jié)構(gòu)208具有與第一界面結(jié)構(gòu) 202不同的性質(zhì)(如不同的孔隙率、不同的材料或者對(duì)環(huán)境條件不同的響應(yīng)特性)。因此， 在各種實(shí)施方案中，可拆卸的檢查口蓋板206可被互換成其他的具有不同特性的檢查口蓋 板206，以使接近于外殼204內(nèi)的燃料電池的環(huán)境條件可被“微調(diào)”。由于可利用可互換材 料、網(wǎng)孔、多孔材料、篩網(wǎng)(screen)、通風(fēng)口或者過(guò)濾器，因此檢查口蓋板206可能容許定制 燃料電池蓋200。可包括可選的連接裝置210和212，其可被配置為分別將檢查口蓋板206 聯(lián)接至外殼204，將外殼204聯(lián)接至其他電子設(shè)備。燃料電池蓋200或者其一部分可由一種自適應(yīng)材料制成，并且可拆卸的檢查口蓋 板206可被配置為考慮到一組選定的環(huán)境條件，并且可包括能夠在上述條件下實(shí)現(xiàn)優(yōu)化性 能的特征。這種布置允許燃料電池蓋200具有自適應(yīng)和可互換的能力。另外，應(yīng)理解，當(dāng)燃 料電池蓋200和/或界面結(jié)構(gòu)是可互換時(shí)，可以完成前述的優(yōu)化?；蛘撸w200、其特征、材料或者部件對(duì)于一組特定的環(huán)境條件都是可被修改或者 可被優(yōu)化的。根據(jù)環(huán)境條件，燃料電池蓋可被配置為允許或多或少的氧化劑進(jìn)入燃料電池 層的陰極。例如，在炎熱和/或干燥的條件下，燃料電池的離子交換膜可能會(huì)變干。在這種 環(huán)境條件下，蓋200 (和/或第一界面結(jié)構(gòu)202和第二界面結(jié)構(gòu)208)可被配置用來(lái)減少流 至陰極的空氣，或者用來(lái)增加離子交換膜自加濕的能力。相反，在包含高濕度水平的環(huán)境條 件下，離子交換膜可能會(huì)溢流，因此蓋200可被配置用來(lái)增加流至陰極的空氣，例如，通過(guò) 增加包括第一界面結(jié)構(gòu)202和第二界面結(jié)構(gòu)208的自適應(yīng)材料的孔徑，或者利用一個(gè)更多 孔的第一界面結(jié)構(gòu)202和/或第二界面結(jié)構(gòu)208。在各種實(shí)施方案中，應(yīng)理解，第二界面結(jié) 構(gòu)208是可選的。
燃料電池蓋200 (和/或第一界面結(jié)構(gòu)202和第二界面結(jié)構(gòu)208)會(huì)影響電化學(xué)反 應(yīng)的反應(yīng)物和產(chǎn)物在面內(nèi)以及通過(guò)面的導(dǎo)電性和移動(dòng)性。例如，在各種實(shí)施方案中，產(chǎn)物水 的面內(nèi)分布可被推進(jìn)到在整個(gè)燃料電池層上，除了能夠?qū)崿F(xiàn)從燃料電池系統(tǒng)中的均衡蒸發(fā) 之外，還提供離子交換膜在整個(gè)燃料電池上的均勻加濕，。另外，在各種實(shí)施方案中，上述討論的燃料電池蓋200的各種屬性可被配置為在 整個(gè)燃料電池層上以不均勻和/或不對(duì)稱的樣式分布。例如，根據(jù)各種實(shí)施方案，與靠近燃 料電池有效面積的中心的特征相比，靠近燃料電池的有效面積的邊緣的特征(如，孔、穿孔 或者其他開口)可具有相對(duì)較高或者較低的孔隙率。根據(jù)相對(duì)于電池幾何性狀的位置，所 述特征的性質(zhì)可被改變以增加或者減少進(jìn)入電池的空氣。在各種實(shí)施方案中，蓋200的某些方面可以是可更換的或者一次性的。例如，蓋200可包括一個(gè)過(guò)濾器元件，該過(guò)濾器元件可以是一次性的。過(guò)濾器可用在具有超標(biāo)污染物 或雜質(zhì)的環(huán)境中，以阻止這種污染物到達(dá)燃料電池層的陰極。該過(guò)濾器可被配置成根據(jù)便 攜式電子設(shè)備的用戶的判斷或者根據(jù)需要是現(xiàn)場(chǎng)可更換的。在各種實(shí)施方案中，過(guò)濾器可 被包含進(jìn)可拆卸的檢查口蓋板206，或者通過(guò)可拆卸的檢查口蓋板206可以接觸到。參照?qǐng)D3，根據(jù)各種實(shí)施方案的一個(gè)電子系統(tǒng)300的立體圖。電子系統(tǒng)300可包括 一個(gè)燃料電池蓋302，該電池蓋302可包括，例如，與圖1和圖2相關(guān)所公開的任一實(shí)施方 案。電子設(shè)備304可與一個(gè)燃料電池蓋302相接觸。該電子設(shè)備304可被配置為可拆卸地 聯(lián)接至燃料電池蓋302。如前所述，燃料電池蓋302可包括一個(gè)或多個(gè)如前所述的界面結(jié)構(gòu) 306。一個(gè)可選的連接裝置308可被配置用來(lái)將燃料電池蓋302聯(lián)接至電子設(shè)備304。例如，電子設(shè)備304可包括蜂窩電話、衛(wèi)星電話、個(gè)人數(shù)字助理、膝上型電腦、超移 動(dòng)個(gè)人電腦、電腦配件、顯示器、個(gè)人音頻或視頻播放器、醫(yī)療設(shè)備、電視機(jī)、發(fā)射器、接收 器、照明設(shè)備、手電筒、電池充電器、便攜式電源或者電子玩具等。蓋302可含有燃料電池或 者燃料電池系統(tǒng)的全部或者一部分，例如包括燃料外殼?；蛘?，蓋302也可不包括燃料電池 系統(tǒng)的任何元件，正如將在下面更詳細(xì)說(shuō)明的?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4，根據(jù)各種實(shí)施方案的一個(gè)電子系統(tǒng)400的立體圖。電子系統(tǒng)400可 包括一個(gè)電子設(shè)備402，該電子設(shè)備402可進(jìn)一步包括燃料電池蓋404，該燃料電池蓋404 可選地與電子設(shè)備402的表面基本齊平。燃料電池蓋404可包括一個(gè)或多個(gè)如前所述的界 面結(jié)構(gòu)406，以及一個(gè)可選的連接裝置308來(lái)將燃料電池蓋404聯(lián)接至電子設(shè)備402。蓋 404可與電子設(shè)備402齊平或者基本齊平，從而使蓋404的較少外部輪廓或者沒(méi)有外部輪廓 從電子設(shè)備402的表面突出來(lái)。參照?qǐng)D5，示出了根據(jù)各種實(shí)施方案的一個(gè)電子系統(tǒng)500的立體圖。電子系統(tǒng)500 可包括一個(gè)電子設(shè)備502，該電子設(shè)備可操作地聯(lián)接至燃料電池蓋504。蓋504可包括一個(gè) 可拆卸的檢查口蓋板506以及一個(gè)可選的連接裝置510，該檢查口蓋板506可進(jìn)一步包括一 個(gè)或多個(gè)界面結(jié)構(gòu)508。蓋504還可包括一個(gè)或多個(gè)界面結(jié)構(gòu)510。蓋504可以是可互換 的，檢查口蓋板502也可是可互換的，從而增加了調(diào)整在封閉于蓋504內(nèi)的燃料電池的附近 或者與封閉于蓋504內(nèi)的燃料電池相接觸的環(huán)境條件的能力。參照?qǐng)D6，示出了根據(jù)各種實(shí)施方案的一個(gè)電子系統(tǒng)600的分解圖。系統(tǒng)600可包 括一個(gè)電子設(shè)備602，該電子設(shè)備602可進(jìn)一步包括凹槽604，該凹槽被配置為接受一個(gè)或 多個(gè)燃料電池層606以及可選的一個(gè)或多個(gè)燃料盒(fuel cartridge)、射控技術(shù)、功率調(diào)節(jié)，或者上述的組合，所述這些都可被可操作地聯(lián)接至燃料電池層。因此，燃料電池層606 可被可操作地聯(lián)接至電子設(shè)備602。燃料電池蓋608可被放在電子設(shè)備602上或者被放在 燃料電池層606上。如前所述，燃料電池蓋608可包括一個(gè)或多個(gè)界面結(jié)構(gòu)610。連接裝置 612也可選擇地將蓋608聯(lián)接至電子設(shè)備602。在這種情況下，燃料電池層、燃料電池蓋，以 及可 選的其他方面(例如，燃料盒、流體歧管、閥、調(diào)壓器等)的組合可形成一個(gè)燃料電池系 統(tǒng)，其接下來(lái)可作為一燃料電池系統(tǒng)被聯(lián)接至電子設(shè)備。
遵循37C. F. R. § 1. 72(b)提供了摘要，以使讀者快速明確本技術(shù)公開文本的本質(zhì) 和主旨。提交該摘要，應(yīng)理解的是，摘要將不會(huì)被用來(lái)解釋或者限制權(quán)利要求的范圍或者含
辰、ο
權(quán)利要求
燃料電池蓋，其包括界面結(jié)構(gòu)，該界面結(jié)構(gòu)接近于一個(gè)或多個(gè)燃料電池，其中該界面結(jié)構(gòu)被配置用來(lái)影響接近于所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料電池蓋，其中所述界面結(jié)構(gòu)包括自適應(yīng)材料和可拆卸的多 孔結(jié)構(gòu)中的至少一種，所述自適應(yīng)材料和所述可拆卸的多孔結(jié)構(gòu)被配置用來(lái)影響接近于所 述一個(gè)或多個(gè)燃料電池的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件。
3.如權(quán)利要求1所述的燃料電池蓋，其中所述界面結(jié)構(gòu)包括一個(gè)過(guò)濾器元件，其被配 置用來(lái)不讓大氣污染物進(jìn)入。
4.如權(quán)利要求1所述的燃料電池蓋，其中所述界面結(jié)構(gòu)包括機(jī)械致動(dòng)通風(fēng)孔和具有機(jī) 械致動(dòng)孔的多孔材料中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的燃料電池蓋，其中所述界面結(jié)構(gòu)包括一種形狀記憶自適應(yīng)材料。
6.如權(quán)利要求2所述的燃料電池蓋，其中所述自適應(yīng)材料響應(yīng)于接近于所述一個(gè)或多 個(gè)燃料電池的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件的變化。
7.如權(quán)利要求5所述的燃料電池蓋，其中所述形狀記憶自適應(yīng)材料包括形狀記憶合金 (SMA)和形狀記憶聚合物(SMP)中的至少一種。
8.如權(quán)利要求1所述的燃料電池蓋，其中所述界面結(jié)構(gòu)被配置用來(lái)影響接近于所述一 個(gè)或多個(gè)燃料電池的濕度水平、溫度、污染物水平以及雜質(zhì)水平。
9.如權(quán)利要求1所述的燃料電池蓋，進(jìn)一步包括一個(gè)放置在燃料電池蓋上的檢查口蓋 板，該檢查口蓋板包括另一界面結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的燃料電池蓋，其中在所述檢查口蓋板上的另一界面結(jié)構(gòu)包括 自適應(yīng)材料和可拆卸的多孔結(jié)構(gòu)中的一種。
11.如權(quán)利要求9所述的燃料電池蓋，其中所述檢查口蓋板與燃料電池蓋可拆卸地接合。
12.如權(quán)利要求1所述的燃料電池蓋，其中所述界面結(jié)構(gòu)是導(dǎo)電的。
13.如權(quán)利要求1所述的燃料電池蓋，其中所述界面結(jié)構(gòu)是不導(dǎo)電的。
14.燃料電池蓋，其包括界面層，其聯(lián)接至一燃料電池層，其中所述界面層被配置用來(lái)增強(qiáng)所述燃料電池層相 關(guān)于一個(gè)或多個(gè)選定環(huán)境條件的性能。
15.如權(quán)利要求14所述的燃料電池蓋，其中所述界面層包括自適應(yīng)材料和多孔結(jié)構(gòu)中 的至少一個(gè)，所述自適應(yīng)材料和所述多孔結(jié)構(gòu)被配置用來(lái)增強(qiáng)所述燃料電池層的性能。
16.如權(quán)利要求14所述的燃料電池蓋，其中所述界面層是導(dǎo)電的。
17.如權(quán)利要求14所述的燃料電池蓋，其中所述界面層是不導(dǎo)電的。
18.如權(quán)利要求14所述的燃料電池蓋，其中所述界面層被可拆卸地聯(lián)接至所述燃料電 池層。
19.電子系統(tǒng)，其包括 電子設(shè)備；一個(gè)或多個(gè)燃料電池，其可操作地聯(lián)接至所述電子設(shè)備；以及 一個(gè)界面結(jié)構(gòu)，其接近于所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池，其中所述界面結(jié)構(gòu)影響在所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池附近或者與所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池相接觸的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件。
20.如權(quán)利要求19所述的電子系統(tǒng)，其中所述電子設(shè)備包括蜂窩電話、衛(wèi)星電話、個(gè)人 數(shù)字助理(PDA)、手提電腦、超移動(dòng)個(gè)人電腦、電腦配件、顯示器、個(gè)人音頻或視頻播放器、醫(yī) 療設(shè)備、電視機(jī)、發(fā)射器、接收器、照明設(shè)備、手電筒、電池充電器、便攜式電源和電子玩具中 的一個(gè)。
21.如權(quán)利要求19所述的電子系統(tǒng)，其中所述界面結(jié)構(gòu)的至少一部分是導(dǎo)電的。
22.如權(quán)利要求19所述的電子系統(tǒng)，其中所述界面結(jié)構(gòu)是不導(dǎo)電的。
23.如權(quán)利要求19所述的電子系統(tǒng)，其中所述界面結(jié)構(gòu)可拆卸地聯(lián)接至所述一個(gè)或多 個(gè)燃料電池。
24.如權(quán)利要求23所述的電子系統(tǒng)，其中所述界面結(jié)構(gòu)包括一種自適應(yīng)材料。
25.如權(quán)利要求24所述的電子系統(tǒng)，其中所述自適應(yīng)材料包括一種形狀記憶材料。
26.如權(quán)利要求19所述的電子系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)導(dǎo)電的氣體擴(kuò)散層，該氣體擴(kuò)散 層與不導(dǎo)電的界面結(jié)構(gòu)和所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池相接觸。
27.一種用于優(yōu)化燃料電池系統(tǒng)的性能的方法，其包括 提供一個(gè)燃料電池層；接近于該燃料電池層放置一個(gè)界面層，其中所述界面層響應(yīng)于接近于所述燃料電池層 的至少一個(gè)環(huán)境條件。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中放置一個(gè)界面層包括將所述燃料電池層和所述界 面層相接觸。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中放置一個(gè)界面層包括接近于所述燃料電池層放置 一種自適應(yīng)材料。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其中放置一個(gè)界面層包括相鄰于所述燃料電池層放置 一個(gè)可拆卸聯(lián)接的界面層。
31.如權(quán)利要求27所述的方法，包括通過(guò)手動(dòng)更換所述界面層來(lái)選擇所述界面層的性質(zhì)。
32.如權(quán)利要求27所述的方法，包括響應(yīng)于在接近于所述燃料電池層的至少一種環(huán)境 條件中的變化來(lái)自動(dòng)選擇所述界面的性質(zhì)。
全文摘要
公開了燃料電池蓋、電子系統(tǒng)以及用來(lái)優(yōu)化燃料電池系統(tǒng)的性能的方法。在各種實(shí)施方案中，燃料電池蓋包括接近于一個(gè)或多個(gè)燃料電池的界面結(jié)構(gòu)。該界面結(jié)構(gòu)被配置為影響接近于一個(gè)或多個(gè)燃料電池的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件。一種電子系統(tǒng)包括電子設(shè)備、與該電子設(shè)備可操作地聯(lián)接在一起的一個(gè)或多個(gè)燃料電池，以及接近于所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池的界面結(jié)構(gòu)。所述界面結(jié)構(gòu)影響在所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池附近或者與所述一個(gè)或多個(gè)燃料電池相接觸的一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件。一種方法包括提供一個(gè)燃料電池層；以及接近于該燃料電池層放置一個(gè)界面層。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101836316SQ200880112997
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者A·斯圖卡斯, G·F·麥克萊恩 申請(qǐng)人:昂斯特羅姆動(dòng)力公司