CN1617953A - 流体分配器和电化学电池的组合 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了流体分配器和电化学电池的组合，通过被分配流体的化学转化来产生电能。所产生的电能优选用于开动与流体分配相关的设备，例如，控制来自储存器的电力泵对泵流体。除了作为产生电化学能的来源以分配来自储存器的流体以外，流体优选地在分配后用于一些其它目的。例如，包含醇类化合物的优选流体用于清洗和消毒。

Description

流体分配器和电化学电池的组合
发明领域
本发明涉及流体分配器和电化学电池的组合，更具体地，涉及以电为动力的流体分配器，电是在电化学电池内通过被分配的燃料发生电解转化而产生的。
发明背景
流体分配器是已知的，其通过使用电力来分配流体的分配仪器来分配流体，比如，通过电泵操作来抽吸来自储存器的流体，控制和/或测量待分配的流体以及使用传感器来感知比如使用者的手与清洗流体分配器的邻近性。在本申请人的美国专利5,836,482中公开了一个具有控制电路和近程式传感器的电动燃料分配器的实例，该实例详细显示了一个包含液体洗手皂并且带有两节常规电池的一次性挠性塑料袋，当袋子连接到分配器时，所述电池借助电泵提供动力以从袋中分配皂液。电力近程式传感器可以控制泵的操作。
已知的流体分配器由电池驱动，具有必须提供分隔电池的缺点。常规电池需要周期性替换，且难于回收。一次性流体储存器是已知的，其用可回收塑性材料制成的，然而，已知的电池不是由易于回收的材料制成的，而是必须在储存器外独立回收。
燃料电池通过醇类化合物如乙醇的转化来产生电能，已知在塑料薄膜上以批量生产的方式来制造这样的燃料电池的技术。
直接的醇类燃料电池描述于美国专利5,132,193中，该专利在1992年7月21日授予Ready，该专利讲述了，在小型的以醇类为燃料的燃料电池的发电厂中电的产生，在这里由反应中间体产生的毒害被避免或最小化。作为醇类燃料，低级伯醇是优选的，尤其是甲醇和乙醇，其它的低级伯醇如正丙醇、正丁醇和正戊醇也可以使用。
小型燃料电池使用乙醇并适于控制电力，该电池公开在1994年11月15日授予Wamada的美国专利5,364,711和在1995年7月11日授予Wamada的美国专利5,432,023中。这些专利讲述了使用小型燃料电池的优点和一系列制造燃料电池的技术。Hockaday的美国专利5,759,712描述了在一个常规混合系统上燃料电池的包装，该系统可以包括燃料电池和其它能量来源如蓄电池。
已知的小型流体燃料电池公开在2001年12月4日授予Hockaday的美国专利6,326,097中。Hockaday研究了这样的燃料电池与便携式电装置如手机的连接。Hockaday讲述了微型燃料电池阵列可以在滚筒-滚筒方法中在塑料薄膜上批量生产。
电化学电池已知是比较便宜的。封闭式电化学电池具有下述缺点，即典型地可在一个电极上产生的气体减少了电池的寿命和/或没有提供气体的过度累积或使电池变得不可用。开放式电池的电化学电池和燃料电池是已知的，然而，它们具有以下缺点，即它们消耗燃料和燃料必须被替换。
发明概述
为了至少部分克服前述已知装置的缺点，本发明提供了流体分配器和电化学电池的组合，所述流体分配器用电力分配来自储存器的流体，所述电化学电池用于产生电力，在该电池内电能来自待分配流体的化学转化。流体将被分配用于除提供用以分配的电能以外的另一目的。这样，例如，在分配后的燃料是作为一种清洁溶液或消毒溶液使用。流体包含合适的化合物如醇类化合物，所述化合物能够在电化学电池内发生化学转化以在电极之间产生电流。
本发明的一个目的是提供流体分配器以及电化学电池，该分配器以化学方法转化流体的一种组分以产生电流来分配流体。
本发明的另一个目的是提供一个流体分配器，其具有包含一次性流体的储存器，该储存器包含一种能以化学方法转化从而产生电能的流体，电能用于驱动与分配机构相关的装置，其中在该包含流体的储存器中的流体提供足够的能量用于分配来自储存器的基本上所有的流体。
另一个目的是提供一种用于从储存器中分配的流体，该流体能够在电化学电池内发生电转化产生电，优选在燃料电池内的燃料，在至少被部分化学转化后，该流体在被转化和分配后继续具有实用性，例如，作为消毒剂或清洁剂。
另一个目的是提供一个与燃料电池相通的流体分配器，使用被分配的流体作燃料以产生电。
因此，在一个方面，本发明提供了流体分配器和电化学电池，所述流体分配器包括：
包含被分配流体的储存器和分配机构，该分配机构要求电流执行一种与分配来自储存器的流体相联系的功能；
燃料电池，该燃料电池包括一种电解质和两个电极，就是阳极和阴极，阳极和阴极通过在阳极和阴极之间的电解质彼此分开；
电池用的燃料，该燃料包括与电极中的第一电极相通的来自储存器的流体；
阳极和阴极电耦合至分配机构的两端，通过在电极中的第一电极上流体的化学转化提供通过分配机构的电流。
本发明提供了流体分配器和电化学电池的组合，通过被分配流体的化学转化产生电能。所产生的电能优选地用于操作与流体分配相联系的装置，例如，操纵来自储存器的电力泵对泵流体。除了作为一种电化学能的来源以分配来自储存器的流体以外，流体优选地在被分配后用于一些其它用途。例如，包含醇类化合物的优选流体用于清洗和消毒。
电化学电池优选具有一种电解质和两个电极，这两个电极通过在它们之间的电解质彼此分开。在电极之间的电流是来自储存器的流体发生化学转化的结果。这样的电流被直接或间接用于驱动电负荷，该电负荷与实现分配来自储存器的流体的目的相联系。
在一个优选实施方案中，电极电耦合至分配机构的两端，通过在一个电极上流体的化学转化来直接给分配机构提供电流。
在另一个实施方案中，可以提供一个分隔的可充电的电存储装置如电池作为分配机构的一部分，并且来自流体化学转化的电能可以用于存储装置的充电，该存储装置可以用于驱动分配机构的剩余部分。
分配机构可优选地包括电泵，优选直流电泵，该电泵可在低电流电压和/或功率条件下运行，以分配来自储存器的流体。分配机构可以包括具有电路的控制机构，用于泵的控制、监督、计时、和/或计量分配和/或操作。例如，在一台触摸式自动洗手皂分配仪器中，用于感知使用者的手的传感器可以包括分配机构。或者，由流体产生的能量可以作为流体在存储器中的时间的量度，以显示贮藏寿命，或作为关于被分配流体的量的指示。
电化学电池可以包括燃料电池或开放式或封闭式电池。当电池是燃料电池时，来自储存器的流体包括燃料电池用的燃料和与电极中的第一电极相通的流体，该第一电极称为燃料电极。其它的第二电极，称为非燃料电极，优选与天然的含氧大气相通。燃料电池按如下方式提供电极之间的电流，优选通过燃料电极上流体的化学转化和在非燃料电极上消耗氧以产生水作为非燃料电极。适于燃料电池的优选流体包括那些含醇类化合物的流体，最优选乙醇。这样的流体适于用作燃料电池内的燃料，也可用于其它目的，如作为洗洁剂和消毒剂用于卫生和医疗方面，作为饮料、橱窗清洁剂、除冰剂等。
燃料电极可以与流体相通，既可以在流体通过分配泵之前，也可以在流体通过分配泵之后。当燃料电极与流体相通发生在流体通过分配泵之前时，因为燃料电极在储存器底部或被位于储存器下方，燃料电极可以在储存器包含至少一些流体时与流体相接触。
在燃料电池内，燃料电极优选地与储存器相通，在燃料电极和非燃料电极之间的电解质优选地在储存器内的流体和阻碍流体组分运动的大气之间提供屏障，优选地使包含化合物的流体不能透过。优选地，储存器包含在封闭容器内的流体和燃料电极，但该封闭容器具有一个用于分配流体的出口，更优选由可收缩容器或袋子形成的封闭容器。当流体包含挥发性和在常温下便会蒸发的化合物时，具有封闭安全壳是特别优选的。
当燃料电池不需要消耗在非燃料电极上的氧或其它物质，并因此具有与蓄电池相似的功能，同时伴随燃料电极上流体的转化，那么气体可以在非燃料电极上产生。这些气体可以包含在含流体的可收缩且可膨胀的相同密闭储存器内。气体的压力在含流体的可膨胀密闭储存器内产生，该压力可以促使流体从储存器中排出。可以提供压力排泄阀用于在过度压力下排出气体。可选择地，气体可以被包含在可膨胀容器内，该容器可以是在储存流体的可收缩和可膨胀的密闭储存器内的一个分开的可膨胀隔室。
在另一个简单的布置中，两个电极可以提供在流体中，且被流体隔开，流体既作为燃料又作为电解质。
附图概述
本发明的其它方面和优点将出现在下列伴有附图的描述中，其中：
图1是根据本发明第一实施方案的分配装置的示意图；
图2是图1的分配装置所用的增强控制电路的示意图；
图3是分配装置示意图，该分配装置包括了与图1装置相同的装置以及第二储存器；
图4是根据本发明第二实施方案的分配装置的示意图；
图5是根据本发明第三实施方案的分配装置的示意图；
图6是用于替换图4实施方案中燃料电池的燃料电池的示意图；
图7是根据本发明第四实施方案的分配装置的示意图；以及
图8是根据本发明第五实施方案的分配装置的示意图。
附图详述
首先参照图1，该图是根据本发明第一实施方案的组合的分配器和燃料电池的示意图。流体分配器包括一个在出口12处打开的可收缩密闭储存器10。储存器以如下方式被安装，使得在重力作用下储存器中的流体11流经出口12。储存器10具有挠性壁，优选由挠性的可回收塑料片材制成。
燃料电池14包括燃料电极16、电解质18和非燃料电极20。流体通路22延伸经过燃料电极16，以便使来自储存器10的流体与燃料电极16相通和相接触。流体通路22从入口24延伸到出口26。储存器10的出口12与通路入口24相连，流体流过流体通路22到达通路出口26。
非燃料通路28延伸通过非燃料电极20电极，使含氧大气与非燃料电极相通，并且允许在非燃料电极上产生的水从非燃料通路28排出。非燃料通路从入口30延伸到出口32。空气可以经由入口30进入非燃料通路28，并且，如果必要的话，水可以在重力的作用下经由出口32从非燃料通路28排出。
所提供的分配机构包括具有叶轮(未显示)的机械叶轮泵34，泵34位于与叶轮相连的铸体内，所述叶轮通过电泵马达36进行旋转。泵34具有入口38和出口40。泵入口38被连接到流体通路22的出口26。
当泵34由泵马达36开动时，流体被强制从泵出口40流出，该流体已通过流体通路22从储存器10中吸出。
图1示意性地显示了一个简单电路，该电路包括将燃料电极16与马达36上的一个终端相连的导线42、将马达36上的另一终端与开关44上的一个终端相连的导线43、以及将开关44的另一终端与非燃料电极20相连的导线45。开关44被示意性地显示，其包括一个通过弹簧49与开关触点48偏压在打开位置上的滑动按钮46。压下按钮46以手动闭合开关后，两个电极导电连接在马达36的两端，燃料电池被放置在工作位置，由此在电极之间的电流可以驱动马达36，并从储存器中分配出流体。
在一种已知的方法中，燃料电池不管是酸性电解质燃料电池还是碱性电解质燃料电池，优选化学转化在燃料电极16上流体中的组分，同时在非燃料电极上消耗来自空气中的氧，典型地产生水。
在一个优选的实施方案中，燃料电池是其中燃料被化学转化并释放氢离子的酸性电解质燃料电池，氢离子通过电解质到达非燃料电极，然后在非燃料电极上与氧结合形成水，由此电子在非燃料电极和燃料电极之间流动。然而，燃料电池也能象其中氢离子通过电解质的碱性电解质燃料电池一样起作用。
图2是替代图1中分配机构的一个更复杂的分配机构的示意图。图2显示了来自两个电极的与中央电路50的终端相连的导线43和45，中央电路50适于与马达36、开关44导电，并通过传感器47和电池52。控制电路50的结构可以实现许多不同的目的。例如，控制电路可以传送电能到蓄电池，以存储燃料电池所产生的电力。控制电路可以控制来自电池的功率通量，以操纵泵马达。当控制器被激活时，例如，仅仅是在短时间内操作泵以分配所选择的一定量的流体，控制电路可以控制泵马达的操作。开关可以是一个手动开关，由操作员控制或由需要电力来操作传感器的近程式传感器如红外运动或近程式传感器控制。控制电路可以包括传感器以识别输入代码或使用者的指纹，还可包括计时器、记录器等，其中任何一个可以由来自燃料电池的电力开动。控制电路可以监控储存器被连接到燃料电池的时间或产生电力的量，以便估计被分配流体的体积。
参照图3，该图说明了根据本发明的分配器，该分配器与图1中的装置相同，然而，它除了第一储存器10和由第一马达36驱动的第一泵34之外，还包括第二储存器110和由第二马达136驱动的第二泵134。显然，第二马达136通过电路与第一马达串联导电，该电路包括以如下方式连接第二马达136的导线54，使第二马达136在开关44闭合时也能被驱动。当然，第二马达136可以与第一马达并联布置。
图3的布置允许分配在储存器10中能够用作燃料的第一流体11和在第二储存器110中不必能够用作流体的第二液体41。来自泵34和134的输出被显示为在共同输出口62处结合，优选地，其中流体11和111可以被混合。泵34和134的操作和/或尺寸可以被选择和/或被控制，以分配所需比例的流体11和111。应理解，虽然图3显示了两个储存器的使用，但两个、三个或更多个储存器可以有如图3所示的输出连接，可以在一个或一些或所有的储存器上以与储存器10相同的方式提供燃料电池。
参照图4，该图示意性地显示一种布置，其中燃料电极16通过储存器的侧壁56与储存器10中的流体相通。燃料电池14可以延伸通过储存器侧壁上的开口，例如，可拆除地封闭围绕燃料电极周围的侧壁。或者，储存器的侧壁可以整体形成以支撑至少燃料电极。
在图1所示的实施方案中，储存器10优选地是可更换的储存器，以便在储存器内流体用尽时，可以从燃料电池14上把储存器10拆卸下来，将充满流体的新储存器连接上。优选地，储存器完全由易于回收的塑性材料制成。对于图3所示的实施方案，储存器具有两个开口是可能的，第一开口是它的出口12，用于流体从储存器中的分配，第二开口适用于可封闭地、可释放地与燃料电池连接，例如，其中储存器对于燃料电极是可连接和可拆除的，以致储存器独立于燃料电池被设置。
与其中燃料电池14在泵34上游的图1、3和4所示的实施方案相比，在图5显示的实施方案中，燃料电池14在泵34下游，并且流体从泵出口40流出后通过燃料电极16中的流体通路22。在图5所示的构型中，有利的是，通路出口26提供了足够的阻力以防止流体仅由重力而流出出口。出口处可以有阻力阀门或减小尺寸的孔。优选地，仅仅当流体由于泵而强制进入通路时，通路22可以有效地被沿通路流入的流体充满。或者，如图6所示，该图与图5相同，除了流体通路22的构造以外，图6中通路22可以有定位在相对高度的入口和出口，以便形成一个空腔，该空腔由于重力作用而保持在燃料通路22内的小体积流体。在燃料电解质内空腔中所保持的燃料体积优选为充足的，以至少足够分配所需单位剂量的流体的电能来给电池或其它电储存装置充电。
用作燃料的一种优选流体是包含醇类化合物最优选乙醇的流体。
醇类化合物可以选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、正己醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇(也称为甘油)和苯甲醇。优选的这些醇类化合物可以是那些无毒和具有较低可燃性的醇类。已知的市售消毒剂和清洁剂包括上述醇类化合物的基本组分。例如，Gojo Industries of Akron，Ohio有一个名为“Purell”(商品名)的产品，瞬时干燥手用消毒剂配方，其为液体，包括约62％的乙醇、约10％的异丙醇和约3％的甘油。其它作为燃料的有用流体是水/乙醇混合物，该流体相当于汽车挡风玻璃擦拭器的流体。其它可用的流体包括适于液体消费的醇类饮料，如有足够高酒精含量的伏特加酒。
参照图7，该图显示了根据本发明第四实施方案的另一个电化学电池。在图7所示的实施方案中，储存器10包括一个由片材制成的可收缩的袋子，该袋子仅在出口12处打开。储存器10包含第一电极16和第二电极20。储存器10由塑料片材制成，且有第一壁15和第二壁17。一薄层导电性材料60被支撑在第一壁15的内表面上，第一电极16在导电性材料60顶部上作为优选挠性的薄层被支撑。类似地，在袋子的第二壁17上，提供了由导电性材料构成的一个薄层62，并且导电性薄层62支撑在其上作为优选挠性薄层的第二电极20。
所提供的分隔构件64在第二电极20上，该分隔构件是多孔的，并且无限制地允许流体和气体自由通过。分隔构件64对将要彼此实际接触的两个电极16和20提供了实体屏障，这对于袋子侧壁是挠性的情况是必要的，否则在收缩后，电极或它们的导电层或导线可能彼此接触。
所示导线42从第一电极16延伸到在马达36上的一个终端，所示另一根导线45从第二电极20延伸到开关44的一个终端。用导线42将马达36上的另一个终端与开关44相连，从而形成一个简单电路，用于操作马达36和驱动泵34以分配来自储存器的流体。
在图7所示的实施方案中，流体11在两个电极16和20之间形成电解质。流体的化学转化在一个电极上发生，并且气体可以在另一个电极上被释放。这样的气体可以向上升起到储存器的顶部，如66所示。形成储存器的袋子优选适于收缩和膨胀。对于放置在袋中以填充袋子的流体的初始体积，可制作一定尺寸的袋子以提供足够的附加空间，如果必要，用于容纳产生的气体。在储存器10内气体压力的产生有助于储存器内流体的排出。作为图7所示装置的改变，分隔构件能被不同的构件代替，该构件用作在其它实施方案中电解质18的等效物。
参照图8，该图显示了本发明的另一个实施方案，与图7中的实施方案具有相似性。在图8所示的实施方案中，挠性储存器10实际上由两个隔室组成。储存器10具有两个挠性外壁15和17、和内部分隔壁19，该分隔壁19也是由流体和气体不能透过的挠性片材制成。分隔壁19有一个中央孔，在孔内有可封闭容纳的三层燃料电池14，该电池14包括含有第一电极16、电解质18和第二电极20的膜片。分隔壁19和第一壁15形成第一隔室68，第一隔室68用流体11充满以便流体11和第一电极16接触。分隔壁19和第二壁17形成朝向第二电极20的第二隔室70。分隔壁19可封闭地接合第一电极16、电解质18和第二电极20中的一个或多个，以便形成与第二隔室70相隔的第一隔室68。第一隔室68最初充满流体，在流体被分配后收缩。第二隔室70最初是收缩的，并做好容纳准备，在第二电极上产生气体时膨胀。把第二隔室里的气体与第一隔室里的流体11分开是有利的，以确保流体11中气体的存在不会削弱电池在产生电力方面的操作。
当流体11是易挥发的并且需要保存在封闭容器内时，图7和8中所示的实施方案是有用的。如果产生于第二电极的气体不是有害的和/或产生的量不足，那么任何气体可以仅仅被排放到空气中。任选地如图7所显，提供了压力释放阀72，以便在产生过度压力时排出气体。
电极和在储存器侧壁上的导电层可以包括例如以如下方法印在基底上的相对薄的层，所述方法类似于在1999年4月27日授予Nitzan的美国专利5,897,522和在2001年12月4日授予Hockaday的美国专利6,326,097中所述的方法。
优选实施方案显示了一种用于分配液体的流体分配器。本发明的流体分配器包括将流体分配为喷雾或泡沫的分配器。例如，通过适当选择泵和喷嘴，所分配的流体可以作为雾化细雾喷洒。已知的喷雾分配器包括将酒精消毒剂喷洒到人脚上的分配器。泡沫分配器通过将待分配的液体与空气混合来提供泡沫。
拖把已知用于清洁地板，其包括储存器，通过接近拖把手柄顶部的开关激活电池操作泵，使用该泵喷洒储存器中的清洁液体，从而将清洁液体分配到地板上。本发明的泵和电池组合至少减少了在这样的拖把中电池的需要。
在已知的系统中，将消毒液体加入到一定体积的水里，例如，作为浴液用于洗碗机中，在洗碗过程的一个步骤中移动器皿通过浴液。所加消毒剂的数量需要被确定，以作为浴液中水体积的函数。电化学电池可以与装置联合使用来确定被分配消毒剂的量，这通过测量或辅助测量浴液中水的体积和/或分配所需量的消毒剂来实现。
虽然已经参照优选实施方案描述了本发明，但对于本领域技术人员来说可以进行许多修改和变化。对于本发明的限定，可参照所附的权利要求书。

Claims (29)

1、流体分配器和电化学电池的组合，该流体分配器包括：
包含被分配流体(11)的储存器(10)和需要电流以从储存器中分配流体的分配机构，其特征在于：
电化学电池包括电解质(18)和两个电极(16，20)即阳极和阴极，这两个电极通过在它们之间的电解质(18)彼此分开；
电池燃料包括与电极中的第一电极相通的来自储存器(10)的流体(11)；
两个电极(16，20)电耦合至分配机构(36)的两端，以在电极的第一电极上通过流体(11)的化学转化提供通过分配机构(36)的电流。
2、如权利要求1所述的组合，其中电化学电池是燃料电池(14)。
3、如权利要求2所述的组合，其中：
含氧大气与电极(16，20)中的第二电极相通，
在第一电极上通过流体(11)的化学转化提供电流，在第二电极上氧被消耗，并产生水。
4、如权利要求1所述的组合，其中流体(11)包括用于构成电池燃料的醇类化合物。
5、如权利要求1所述的组合，其中被分配的流体(11)在分配后用于除作为电池燃料以外的目的。
6、如权利要求5所述的组合，其中流体(11)是清洗流体。
7、如权利要求5所述的组合，其中流体(11)是一种卫生或医学用的消毒溶液。
8、如权利要求5所述的组合，其中醇类化合物选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、正己醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇和苯甲醇。
9、如权利要求5所述的化合物，其中醇类化合物选自甲醇和乙醇。
10、如权利要求9所述的组合，其中醇类化合物按流体体积计为至少20％。
11、如权利要求1所述的组合，其中分配机构(34)包括用于分配来自储存器的流体的泵，泵(34)有一个与储存器(10)相通的入口(38)和一个出口(40)，来自储存器(10)的被吸入泵入口的流体在该出口被分配出去。
12、如权利要求11所述的组合，其中第一电极(16)与泵(34)上游的流体相通。
13、如权利要求11所述的组合，其中第一电极(16)与已经通过泵(34)的流体相通。
14、如权利要求1所述的组合，其中第一电极(16)与在储存器(10)中的燃料(11)相通。
15、如权利要求11所述的组合，其中储存器(10)有一个出口(12)和一条使流体从储存器的出口(12)流到泵(34)的入口(38)的通路(22)，
该通路(22)与第一电极(16)相通，以便使通路(22)中至少一些流体接触第一电极(16)。
16、如权利要求1所述的组合，其中储存器(10)是可收缩的储存器，在燃料被分配时该储存器发生收缩。
17、如权利要求1所述的组合，其中电化学电池是电解电池。
18、如权利要求1所述的组合，其中两个电极(16，20)和电解质都被布置在储存器(10)内。
19、如权利要求18所述的组合，其中气体在储存器(10)内的第二电极(20)上产生。
20、如权利要求19所述的组合，其中储存器(10)在其较低部分有一个液体出口(12)，且气体在第二电极(20)上产生，其中气体上升通过储存器(10)中的流体(11)到达储存器的最上面部分。
21、如权利要求20所述的组合，其中储存器(10)是可收缩和可膨胀的，以适应储存器内容积的增加和减小，这是由流体的分配和在第二电极(20)上气体的产生引起的。
22、如权利要求18所述的组合，其中流体(11)是电解质(18)。
23、如权利要求1所述的组合，其中储存器(10)具有由挠性片材形成的壁(15，17)，电极(16，20)中的至少一个包括施用到储存器壁上的薄层。
24、如权利要求18所述的组合，其中储存器(10)包括一个具有分隔侧壁(15，17)的可收缩的袋子，
阴极(16，20)被支撑在第一侧壁(15)上，
阳极(16，20)被支撑在与第一侧壁(15)分开的第二侧壁(17)上，
袋中在阴极和阳极之间的流体(11)与阴极和阳极都相通。
25、如权利要求24所述的组合，该组合包括一个在袋中的阳极(16，20)和阴极(16，20)之间的分隔构件(64)以在袋子收缩时使阳极和阴极彼此分开，该分隔构件(64)允许流体通过。
26、如权利要求24所述的组合，其中侧壁(15，17)由薄的挠性片材形成，阳极和阴极中的一个印在储存器(10)中侧壁的内表面上。
27、如权利要求2所述的组合，其中电解质是含有固体聚合物的质子交换膜，在该质子交换膜内质子是可移动的。
28、如权利要求2所述的组合，其中燃料电池是碱性电解质燃料电池。
29、如权利要求1所述的组合，其中电池是酸性电解质燃料电池。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107710486A (zh) * 2015-08-05 2018-02-16 株式会社选良 可制造高压氢的罐式发电装置以及燃料电池车辆

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2540085C (en) * 2003-09-29 2010-11-16 Bruce Michael Koivisto High alcohol content gel-like and foaming compositions
EP1697563B1 (en) * 2003-10-21 2019-01-09 Nitty-Gritty S.R.L. Electrode device with integrated electrolyte supply for the surface treatment of metals
US20070128492A1 (en) * 2004-02-02 2007-06-07 Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Fuel cell and fuel reservoir for fuel cell
FR2868349B1 (fr) † 2004-04-06 2006-06-23 Kreon Technologies Sarl Palpeur mixte, optique et mecanique et procede de recalage y afferant
DE102004062775A1 (de) 2004-12-21 2006-06-29 Stockhausen Gmbh Alkoholischer Pumpschaum
JP2006185777A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池システムおよび洗浄システム
EP3292757A1 (en) 2005-03-07 2018-03-14 Deb IP Limited High alcohol content foaming compositions with silicone-based surfactants
US20070148101A1 (en) * 2005-12-28 2007-06-28 Marcia Snyder Foamable alcoholic composition
GB2434573B (en) * 2006-01-30 2009-08-12 Peter Sage-Passant Dispensing device
WO2007110956A1 (ja) * 2006-03-29 2007-10-04 Fujitsu Limited 燃料電池用カートリッジ及びその製造方法並びに燃料電池システム
EP1952836A1 (de) * 2007-01-30 2008-08-06 F.Hoffmann-La Roche Ag Ampulle mit Verdrängungskörper
EP2134307B1 (en) * 2007-03-30 2017-01-25 University Health Network Hand hygiene compliance system
US8237558B2 (en) * 2007-03-30 2012-08-07 University Health Network Hand hygiene compliance system
US7681809B2 (en) * 2007-06-13 2010-03-23 M&R Consulting Services Electrochemical dispenser
US8215523B2 (en) * 2009-02-27 2012-07-10 Gotohti.Com Inc Manual dispenser with electrical generator
US8733596B2 (en) 2009-02-27 2014-05-27 Gotohti.Com Inc. Ozone foam dispenser
US8201707B2 (en) 2009-02-27 2012-06-19 Gotohti.Com Inc Manual fluid dispenser with discharge measurement
CA2694569C (en) * 2009-02-27 2017-07-25 Gotohti.Com Inc. Manual fluid dispenser with electrical generator
US8464900B2 (en) * 2009-04-28 2013-06-18 Anton K. Simson Sled driven queued item dispenser
EP3231339B1 (en) 2011-11-04 2019-03-06 OP-Hygiene IP GmbH Dispenser with contaminant sensor
US9340337B2 (en) 2012-05-01 2016-05-17 Ecolab Usa Inc. Dispenser with lockable pushbutton
US8851331B2 (en) 2012-05-04 2014-10-07 Ecolab Usa Inc. Fluid dispensers with adjustable dosing
US8991655B2 (en) 2013-02-15 2015-03-31 Ecolab Usa Inc. Fluid dispensers with increased mechanical advantage
US9287734B2 (en) 2013-02-19 2016-03-15 Gojo Industries, Inc. Thermal energy harvesting for dispensing system
WO2015024132A1 (en) * 2013-08-22 2015-02-26 Colin Oloman Apparatus and method for feeding a multi-phase mixture of reactants to an electrochemical reactor
US10010230B2 (en) 2014-03-24 2018-07-03 International Cleaning Equipment Holdings Co., Ltd. Riding floor cleaning machines having intelligent systems, associated sub-assemblies incorporating intelligent systems, and associated methods of use
US9701508B2 (en) 2015-02-06 2017-07-11 Georgia-Pacific Consumer Products Lp Hybrid dispenser systems
CA2909013C (en) 2015-10-14 2023-07-04 Op-Hygiene Ip Gmbh Direct isopropanol fuel cell
CN111194398B (zh) * 2017-10-09 2023-10-03 帕斯博特技术股份有限公司 用于检测表面上的污染的系统和方法
US11744413B2 (en) 2021-10-07 2023-09-05 Deb Ip Limited Dispenser assembly

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4402617A (en) * 1981-05-12 1983-09-06 Dresser Industries, Inc. Thin wall sintered bushing for a rock bit
US4402817A (en) * 1981-11-12 1983-09-06 Maget Henri J R Electrochemical prime mover
US4522698A (en) * 1981-11-12 1985-06-11 Maget Henri J R Electrochemical prime mover
US4502991A (en) * 1983-08-18 1985-03-05 Wisconsin Alumni Research Foundation 23,23-Difluoro-1α,25-dihydroxy-vitamin D3
US4886514A (en) * 1985-05-02 1989-12-12 Ivac Corporation Electrochemically driven drug dispenser
JPS6210876A (ja) * 1985-07-08 1987-01-19 Nissan Motor Co Ltd 液体燃料電池
JPS63236270A (ja) * 1987-03-25 1988-10-03 Hitachi Ltd 燃料電池の運転方法
US5154317A (en) 1990-07-09 1992-10-13 Roppolo Iii Michael A Portable liquid dispenser
US5132193A (en) * 1990-08-08 1992-07-21 Physical Sciences, Inc. Generation of electricity with fuel cell using alcohol fuel
US5090963A (en) * 1990-10-19 1992-02-25 Product Development (Z.G.S.) Ltd. Electrochemically driven metering medicament dispenser
US5364711A (en) * 1992-04-01 1994-11-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Fuel cell
US6092695A (en) * 1992-05-11 2000-07-25 Cytologix Corporation Interchangeable liquid dispensing cartridge pump
US5316452A (en) * 1992-05-11 1994-05-31 Gilbert Corporation Dispensing assembly with interchangeable cartridge pumps
US5645114A (en) * 1992-05-11 1997-07-08 Cytologix Corporation Dispensing assembly with interchangeable cartridge pumps
US5947167A (en) * 1992-05-11 1999-09-07 Cytologix Corporation Dispensing assembly with interchangeable cartridge pumps
JP2807603B2 (ja) * 1992-10-13 1998-10-08 三井造船株式会社 水中動力装置
US5290240A (en) * 1993-02-03 1994-03-01 Pharmetrix Corporation Electrochemical controlled dispensing assembly and method for selective and controlled delivery of a dispensing fluid
US5593552A (en) * 1993-05-07 1997-01-14 Ceramatec, Inc. Device for electrochemical generation of gas
GB9412073D0 (en) * 1994-06-16 1994-08-03 British Gas Plc Method of operating a fuel cell
JPH0858897A (ja) * 1994-08-12 1996-03-05 Japan Storage Battery Co Ltd 流体供給装置
US5678647A (en) * 1994-09-07 1997-10-21 Westinghouse Electric Corporation Fuel cell powered propulsion system
US5645404A (en) * 1994-12-29 1997-07-08 Z Industry, Inc. Personal fluid dispensing device
WO1996041159A1 (en) * 1995-06-07 1996-12-19 Ceramatec, Inc. Gas amplifier
US5897522A (en) * 1995-12-20 1999-04-27 Power Paper Ltd. Flexible thin layer open electrochemical cell and applications of same
US5652043A (en) * 1995-12-20 1997-07-29 Baruch Levanon Flexible thin layer open electrochemical cell
US5759712A (en) * 1997-01-06 1998-06-02 Hockaday; Robert G. Surface replica fuel cell for micro fuel cell electrical power pack
US5836482A (en) * 1997-04-04 1998-11-17 Ophardt; Hermann Automated fluid dispenser
JPH11113105A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Honda Motor Co Ltd 電気自動車
IT1302108B1 (it) * 1997-10-13 2000-07-26 Corob Spa Gruppo di erogazione per una macchina dispensatrice di prodotti fluidi comprendente una camera pompante a volume variabile, e macchina
US6326097B1 (en) * 1998-12-10 2001-12-04 Manhattan Scientifics, Inc. Micro-fuel cell power devices
JP3724316B2 (ja) * 2000-03-06 2005-12-07 株式会社タツノ・メカトロニクス メタノール計量機
JP2002165309A (ja) * 2000-11-20 2002-06-07 Honda Motor Co Ltd 燃料電池式四輪自動車
US7074511B2 (en) * 2002-01-08 2006-07-11 The Gillette Company Fuel container and delivery apparatus for a liquid feed fuel cell system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107710486A (zh) * 2015-08-05 2018-02-16 株式会社选良 可制造高压氢的罐式发电装置以及燃料电池车辆

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Publication number Publication date
US20030136666A1 (en) 2003-07-24
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WO2003063277A2 (en) 2003-07-31
EP1504140B1 (en) 2006-07-05
CA2469681C (en) 2012-11-20
AU2003202331A1 (en) 2003-09-02
JP4512368B2 (ja) 2010-07-28

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