BRPI0612132A2

BRPI0612132A2 - aparelho de geração de gás

Info

Publication number: BRPI0612132A2
Application number: BRPI0612132-2A
Authority: BR
Inventors: Constance R Stepan; Paul Adams; Andrew J Curello; Anthony Sgroi Jr; Floyd Fairbanks
Original assignee: Bic Soc
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2010-11-03
Also published as: EP1891185A4; US20080206113A1; AU2006259620A1; JP2008546523A; KR101391317B1; CA2611503C; CN101243163A; AR055797A1; MX2007015840A; WO2006138228A2; WO2006138228A3; KR20080014868A; TW200644324A; EP1891185A2; CA2611503A1; CN101243163B

Abstract

APARELHO DE GERAçAO DE GAS. Um aparelho de geração de gás (12) inclui um sistema de introdução de combustível que tem um sistema de transporte de combustível que é regulado por pressão e graduado. Uma câmara de reação (18) tendo um componente de combustível fluido (22) e um mecanismo de graduação (24> operativamente conectado a um componente de combustível sólido são fornecidos, O componente de combustível sólido da presente invenção é introduzido no componente de combustível fluido dentro da câmara de reação. Além disso, o mecanismo de graduação inclui um mecanismo de catraca que pode estar em contato direto com o componente de combustível fluido. Alternativamente, a câmara de reação pode ser contida em uma nacela que contém também o reservatório contendo o componente de combustível fluido, uma pluralidade do qual pode ser introduzida. Outros mecanismos de graduação são fornecidos. Uma célula de combustível secundária (14') pode ser fornecida para extrair produção em excesso a partir da câmara de reação.

Description

APARELHO DE GERAÇÃO DE GÁS

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Células de combustível são dispositivos que convertemdiretamente energia química de reagentes, isto é, combustívele oxidante, em eletricidade de corrente contínua (CC). Paraum número crescente de aplicações, as células de combustívelsão mais eficientes do que a geração de energia convencional,como combustão de combustível fóssil e mais eficiente do quearmazenagem de energia portátil, com baterias de íon delítio.

Em geral, a tecnologia de célula de combustível incluiuma variedade de células de combustível diferentes, comocélulas de combustível alcalino, células de combustíveleletrólito de polímero, células de combustível de ácidofosfórico, células de combustível de carbonato fundido,células de combustível de óxido sólido e células decombustível de enzima. As células de combustível maisimportantes atualmente podem ser divididas em três categoriasgerais, a saber (i) células de combustível que utilizamhidrogênio comprimido (H2) como combustível, (ii) células decombustível de membrana de permuta de prótons (PEM) queutilizam álcoois, por exemplo, metanol (CH3OH) , hidretos demetal, por exemplo, boroidreto de sódio (NaBH4) ,hidrocarbonetos ou outros combustíveis reformados emcombustível de hidrogênio, (iii) células de combustível PEMque podem consumir combustível não hidrogênio diretamente oucélulas de combustível de oxidação direta, e (iv) células decombustível de óxido sólido (SOFC) que convertem diretamentecombustíveis de hidrocarboneto em eletricidade em temperaturaelevada.

Hidrogênio comprimido é genericamente mantido sobpressão elevada, e é portanto, difícil de manipular. Alémdisso, grandes tanques de armazenagem são tipicamentenecessários, e não podem ser feitos suficientemente pequenospara dispositivos eletrônicos de consumidor. Células decombustível de reformar, convencionais, exigem reformadores eoutros sistemas de vaporização e auxiliares para convertercombustível em hidrogênio para reagir com oxidante na célulade combustível. Os recentes avanços tornam o reformador oucélulas de combustível de reformar promissores paradispositivos eletrônicos de consumidor. As células decombustível de oxidação direta, mais comuns, são células decombustível de metanol direto ou DMFC. Outras células decombustível de oxidação direta incluem células de combustívelde etanol direto e células de combustível de ortocarbonatotetrametil direto. DMFC, onde metanol é reagido diretamentecom oxidante na célula de combustível, é a célula decombustível mais simples e potencialmente menor, e tem tambémaplicação promissora de energia para dispositivos eletrônicosde consumidor. SOFC convertem combustíveis de hidrocarboneto,como butano, em calor elevado para produzir eletricidade.SOFC requer temperatura relativamente elevada na faixa de1000°C para que a reação de célula de combustível ocorra.

As reações químicas que produzem eletricidade sãodiferentes para cada tipo de célula de combustível. ParaDMFC, a reação químico-elétrica em cada eletrodo e a reaçãogeral para uma célula de combustível de metanol direto sãodescritos como a seguir:

Meia-reação no anódio:

CH3OH + H2O -> CO2 + 6H+ + 6e~

Meia-reação no catódio:

1,502 + 6H+ + 4e" -> 3 H2O

A reação de célula de combustível global:

CH3OH + 1, 5 O2 -> CO2 + 2 H2O

Devido à migração dos íons de hidrogênio (H+) através doPEM a partir do anódio através do catódio e devido àincapacidade dos elétrons livres (e~) passarem através doPEM, os elétrons fluem através de um circuito externo, dessemodo produzindo uma corrente elétrica através do circuitoexterno. 0 circuito externo pode ser utilizado para acionarmuitos dispositivos eletrônicos de consumidor, úteis, comotelefones móveis ou celulares, calculadoras, assistentespessoais digitais, computadores laptop e ferramentas deenergia, entre outros.

DMFC é discutido nas patentes norte-americanas 5.992.008e 5.945.231, que são incorporadas a titulo de referência naintegra. Genericamente, o PEM é feito de um polímero, comoNafion® disponível junto à DuPont, que é um polímero deácido sulfúrico perfluorado tendo uma espessura na faixa deaproximadamente 0,05 mm a aproximadamente 0,50 mm, ou outrasmembranas apropriadas. 0 anódio é tipicamente feito de umsuporte de papel carbono Teflonizado com uma camada fina decatalisador, como platina-rutênio, depositado sobre o mesmo.

0 catódio é tipicamente um eletrodo de difusão de gás no qualpartículas de platina são ligadas a um lado da membrana.

Em uma célula de combustível de hidreto de metalquímico, boroidreto de sódio é reformado e reage como aseguir:

NaBH4 + 2H20 -> (calor ou catalisador) -> 4 (H2) + (NaBO2)Meia-reação no anódio:

H2 -> 2H+ + 2e~Meia-reação no catódio:2 (2H+ + 2e~) + O2 -> 2H20

Catalisadores apropriados para essa reação incluemplatina e rutênio, e outros metais. 0 combustível dehidrogênio produzido a partir da reformação de boroidreto desódio é reagido na célula de combustível com um oxidante,como O2, para criar eletricidade (ou um fluxo de elétrons) esubproduto de água. 0 subproduto de borato de sódio (NaBO2)também é produzido pelo processo de reformar. Uma célula decombustível de boroidreto de sódio é discutida na patente US4.261.956, que é aqui incorporada a título de referência.

Uma das características mais importantes para aplicaçãode célula de combustível é armazenagem de combustível. Outracaracterística importante é regular o transporte decombustível para fora do cartucho de cartucho até a célula deválvula. Para serem comercialmente úteis, células decombustível como sistemas de DMFC ou PEM devem ter acapacidade de armazenar combustível suficiente para atender ouso normal dos consumidores. Por exemplo, para telefonesmóveis ou celulares, para computadores laptop, e paraassistentes pessoais digitais (PDAs), células de combustívelnecessitam acionar esses dispositivos pelo menos pelo mesmotempo das baterias atuais, e preferivelmente por muito maistempo. Adicionalmente, as células de combustível devem tertanques de combustível facilmente substituíveis oureabastecíveis para minimizar ou evitar a necessidade derecargas demoradas exibidas por baterias recarregáveisatuais.

Uma desvantagem dos geradores de gás hidrogênioconhecidos é que após início da reação o cartucho de geradorde gás não pode controlar a reação. Desse modo, a reaçãocontinuará até que o fornecimento dos reagentes esgote ou afonte do reagente seja manualmente fechada.

Por conseguinte, há um desejo de se obter um aparelhogerador de gás hidrogênio que seja capaz de auto-regular ofluxo de pelo menos um reagente para dentro da câmara dereação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção é dirigida a um aparelho de geraçãode gás/sistema de combustível que tem vida de armazenagemsignificativamente mais longa e é mais eficiente na produçãode hidrogênio.

Em uma modalidade, a presente invenção refere-se a umaparelho de geração de gás que inclui pelo menos uma câmarade reação tendo um primeiro reagente, e um mecanismo deindução operativamente conectado a um segundo reagente paraliberar uma quantidade predeterminada do segundo reagentepara reagir com o primeiro reagente na câmara de reação.Preferivelmente, o primeiro reagente é um líquido e o segundoreagente é um sólido.

Em outra modalidade, o aparelho de geração de gás dapresente invenção inclui uma câmara de reação tendo umreagente, uma roda de recuperação, e uma roda de alimentação.A roda de recuperação da presente invenção é,preferivelmente, uma roda de graduação.

De acordo com um exemplo da presente invenção, oaparelho de geração de gás inclui uma câmara de reação tendouma roda de graduação que é pelo menos parcialmente comdentes ou serrilhado, e um bastão de combustível induzido emcontato com a roda de graduação serrilhada para liberar umaporção do bastão de combustível. Alternativamente, a roda degraduação tem uma porção serrilhada e uma porção encerrada depolímero.

Em outro exemplo, o aparelho de geração de gás dapresente invenção inclui um sistema de introdução decombustível tendo um sistema de transporte de combustível,onde o sistema de transporte de combustível introduz ocombustível no reagente para produzir hidrogênio.

Deve ser entendido que tanto a descrição geral acimacomo a seguinte descrição detalhada é exemplar e explanatóriasomente, e pretendem fornecer uma explicação adicional dapresente invenção, como reivindicado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Nos desenhos em anexo, que fazem parte do relatóriodescritivo e devem ser lidos em combinação com o mesmo e nosquais numerais de referência similares são utilizados paraindicar partes similares nas várias vistas:

A figura 1 é uma vista esquemática em seção transversalfrontal de uma modalidade de uma fonte de combustível deacordo com a presente invenção;

A figura IA é uma vista esquemática em seção transversallateral da modalidade na figura 1 ilustrando o mecanismo decatraca;

A figura 2 é uma vista lateral esquemática de ummecanismo de catraca alternado;

A figura 2A é uma vista lateral esquemática de outromecanismo de catraca alternado;

A figura 2B é uma vista detalhada do mecanismo decatraca da figura 2A;A figura 2C é uma vista detalhada do mecanismo decatraca da figura 2A;

A figura 3 é uma vista esquemática em seção transversallateral de uma modalidade alternativa do mecanismo decatraca;

A figura 4 é uma vista lateral esquemática de umamodalidade alternativa de uma fonte de combustível de acordocom a presente invenção;

A figura 4A é uma vista esquemática em seção transversalampliada de uma nacela de combustível alternativo para uso nafonte de combustível da figura 4;

A figura 4B é uma vista esquemática em seção transversalampliada de outra nacela de combustível alternativo utilizadona fonte de combustível da figura 4;

A figura 4C é uma vista esquemática de um mecanismo deacionamento alternativo para a nacela de combustível mostradona figura 4B;

A figura 4D é uma vista em seção transversal esquemáticade uma cápsula de combustível para uso com a nacela decombustível mostrado na figura 4B;

A figura 4E é uma vista em seção transversal esquemáticade uma cápsula de combustível alternativa para uso com anacela de combustível mostrada na figura 4B;

A figura 5 é uma vista em seção transversal parcialesquemática superior de uma modalidade alternativa domecanismo de catraca;

A figura 6 é uma vista em seção transversal parcialesquemática superior de uma fonte de combustível, de acordocom outra modalidade da presente invenção tendo roda derecuperação;

A figura 7 é uma vista em seção transversal esquemáticafrontal de outra fonte de combustível tendo um bastão decombustível e uma roda com uma pluralidade de dentes;

A figura 8 é uma vista em seção transversal esquemáticafrontal de outra fonte de combustível tendo um bastão decombustível e uma roda, onde uma porção da roda inclui umapluralidade de dentes e outra porção da roda inclui ummaterial de vedação;

A figura 9 é uma vista em seção transversal esquemáticafrontal de uma fonte de combustível tendo um sistema detransporte de combustível de acordo com outra modalidade dapresente invenção;

As figuras 10 e 11 são vistas parciais ampliadas dosistema de transporte de combustível da figura 9 mostrando aoperação do mecanismo de alimentação em estados pressurizadoe não pressurizado, respectivamente; e

A figura 12 é uma vista esquemática de um sistema detransferência de combustível para uso com qualquer fonte decombustível de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

Como ilustrado nos desenhos em anexo e discutido emdetalhes abaixo, a presente invenção é dirigida a uma fontede combustível, que armazena combustíveis de célula decombustível, como metanol e água, mistura de metanol/água,misturas de metanol/água de concentrações variáveis, metanolpuro, e/ou clatratos de metila descritos nas patentes US5.364.977 e 6.512.005 B2, que são incorporados aqui a títulode referência na íntegra. Metanol e outros álcoois sãoutilizáveis ém muitos tipos de células de combustível, porexemplo, DMFC, células de combustível de enzima e células decombustível reformado, entre outros. A fonte de combustívelpode conter outros tipos de combustíveis de células decombustível, como etanol ou álcoois, hidretos de metal, comoboroidretos de sódio, outros produtos químicos que podem serreformados em hidrogênio, ou outros produtos químicos quepodem melhorar o desempenho ou eficiência de células decombustível. Combustíveis também incluem eletrólito dehidróxido de potássio (KOH), que é utilizável com células decombustível de metal ou células de combustível alcalino, epodem ser armazenados em fornecimentos de combustível. Paracélulas de combustível de metal, combustível tem a forma departículas de zinco carregadas de fluido imersas em umasolução de reação eletrolitica de KOH, e os anódios nascavidades de células são anódios em partículas formados daspartículas de zinco. A solução eletrolitica de KOH é descritano pedido de patente publicado norte-americano 2003/0077493,intitulado "Method of using fuel cell system configured toprovide power to one or more loads," publicado em 24 de abrilde 2003, que é incorporado aqui a título de referência naíntegra. Os combustíveis também podem incluir uma mistura demetanol, peróxido de hidrogênio e ácido sulfúrico, que fluialém de um catalisador formado em chips de silício para criaruma reação de célula de combustível. Além disso, oscombustíveis incluem uma mistura de metanol, boroidreto desódio, um eletrólito e outros compostos, como aquelesdescritos nas patentes US 6.554.877, 6.562.497 e 6.758.871,que são incorporadas a título de referência na íntegra.Adicionalmente, os combustíveis também incluem aqueles quesão parcialmente dissolvidos em solvente e parcialmentesuspensos em solvente, descritos na patente US 6.773.470 eaqueles que incluem tanto combustível líquido comocombustíveis sólidos, descritos no pedido de patentepublicada dos Estados Unidos 2002/076602. Essas referênciassão também incorporadas a título de referência na íntegra.

Os combustíveis também incluem um hidreto de metal comoboroidreto de sódio (NaBH4) e água, discutidos acima. Oscombustíveis podem incluir ainda combustíveis dehidrocarboneto, que incluem, porém não são limitados abutano, querosene, álcool e gás natural, descrito no pedidode patente publicado norte-americano 2003/0096150, intitulado"Liquid hereto-interface fuel cell device", publicado em 22de maio de 2003, que é aqui incorporado a título dereferência na íntegra. Os combustíveis também podem incluiroxidantes líquidos que reagem com combustíveis. A presenteinvenção não é, portanto, limitada a nenhum tipo decombustível, soluções eletrolíticas, soluções oxidantes oulíquidos ou sólidos contidos no fornecimento ou de outro modoutilizados pelo sistema de célula de combustível. O termo"combustível" como utilizado aqui inclui todos oscombustíveis que podem ser reagidos em células de combustívelou na fonte de combustível, e inclui, porém não é limitado a,todos os combustíveis apropriados acima, soluçõeseletrolíticas, soluções oxidantes, gases, líquidos, sólidose/ou produtos químicos e misturas dos mesmos.

Como utilizado aqui, o termo "fonte de combustível"inclui, porém não é limitado a, cartuchos descartáveis,cartuchos reabastecíveis/reutilizáveis, recipientes,cartuchos que residem no interior do dispositivo eletrônico,cartuchos removíveis, cartuchos que estão fora do dispositivoeletrônico, tanques de combustível, tanques dereabastecimento de combustível, outros recipientes quearmazenam combustível e as tubagens conectadas aos tanques decombustível e recipientes. Embora um cartucho seja descritoabaixo em combinação com as modalidades exemplares dapresente invenção, observa-se que essas modalidades tambémsão aplicáveis a outros fornecimentos de combustível e apresente invenção não é limitada a nenhum tipo específico defonte de combustível.

A fonte de combustível da presente invenção também podeser utilizada para armazenar combustíveis que não sãoutilizados em células de combustível. Essas aplicaçõesincluem, porém não são limitadas a, armazenar hidrocarbonetose combustíveis de hidrogênio para micro motor de turbina-gásconstruído em chips de silício, discutido em "Here comes themicroengines" publicado no The Industrial Physicist,(dezembro 2001/janeiro 2002) nas páginas 20-25. Comoutilizado no presente pedido, o termo "célula de combustível"também inclui micromotores. Outras aplicações incluemarmazenar combustíveis tradicionais para motores de combustãointerna, e hidrocarbonetos, como butano para isqueiros debolso e utilidade e propano líquido.

Aparelhos de geração de hidrogênio conhecidos,apropriados, são descritos no pedido de patente norte-americano co-pendente, comumente pertencente, no. 10/679.756depositado em 6 de outubro de 2003; 10/854.540; depositado em26 de maio de 2004; 11/067.167, depositado em 25 de fevereirode 2005; e 11/066.573, depositado em 25 de fevereiro de 2005.As descrições dessas referências são incorporadas aqui atitulo de referência na integra.

O aparelho de geração de gás da presente invenção podeincluir uma câmara de reação tendo um primeiro reagente e umsegundo reagente. Os primeiro e segundo reagentes podem serum hidreto de metal, por exemplo, boroidreto de sódio, eágua. Os dois reagentes podem estar na forma gasosa, liquida,aquosa ou sólida. Preferivelmente, o reagente sólido é umhidreto de metal sólido ou boroidreto de metal, e o reagentefluido armazenado na câmara de reação é água opcionalmentemisturada com aditivos e catalisadores. Um dos reagentes podeincluir clatratos de metila, que incluem essencialmentemetanol encerrado ou retido no interior de outroscomponentes. Água e hidreto de metal da presente invençãoreagem para produzir gás hidrogênio, que pode ser consumidopor uma célula de combustível para produzir eletricidade.

Outros reagentes apropriados são discutidos abaixo, e tambémsão descritos no pedido de patente norte-americano10/854.540, anteriormente incorporado a título de referênciaacima.

Adicionalmente, o aparelho de geração de gás podeincluir um dispositivo ou sistema que é capaz de controlar aliberação do segundo reagente ou combinação dos doisreagentes. As condições operacionais dentro do aparelho degeração de gás, preferivelmente, uma pressão, são capazes decontrolar a liberação do segundo reagente na câmara dereação. Por exemplo, o segundo reagente pode ser liberadoquando a pressão dentro da câmara de reação é menor do que umvalor predeterminado. A liberação do segundo reagente épreferivelmente auto-regulada. Desse modo, quando a câmara dereação atinge ou excede uma pressão predeterminada, aliberação do segundo reagente pode ser interrompida paraparar a produção de gás hidrogênio. Similarmente, quando apressão da câmara de reação é reduzida abaixo da pressãopredeterminada, o segundo reagente pode novamente serliberado para dentro da câmara de reação. 0 segundo reagenteno reservatório pode ser liberado por mecanismo de graduação,carretéis de fornecimento e de recuperação, mecanismo decatraca entre outros. Preferivelmente, ao utilizar umcombustível de hidreto de metal sólido, como boroidreto desódio, o componente de combustível sólido é introduzido nocomponente de combustível de gás ou líquido, como descritonas modalidades abaixo.

Com referência à figura 1, é mostrado um sistema defonte de combustível 10. O sistema 10 inclui um aparelho degeração de gás 12 conectado a uma célula de combustível 14.

Um conduto de combustível 16 transfere combustível, como gáshidrogênio, para a célula de combustível 14. O conduto decombustível 16 pode ser qualquer tipo de conduto decombustível conhecido na técnica, como tubo ou cano de metalnão reativo ou plástico.

O aparelho de geração de gás 12 inclui genericamente umacâmara de reação 18 encerrada em paredes laterais 20. Acâmara de reação 18 é pelo menos parcialmente cheia de umcomponente de combustível de fluido 22. O componente decombustível de fluido 22, que é preferivelmente um líquido,porém também pode ser um gás, preferivelmente compreende umagente que é capaz de reagir com um combustível contendohidrogênio, com ou sem um catalisador opcional, para gerargás hidrogênio. O componente de combustível fluido 22 podeconter também hidrogênio. Preferivelmente, o componente decombustível fluido 22 inclui, porém não se limita a, água,álcoois e/ou ácidos diluídos. A fonte mais comum do agente emcomponente de combustível fluido 22 é água; entretanto, umapessoa versada na técnica entenderá que outros tipos deagentes também podem ser utilizados na presente invenção.

Nessa modalidade, uma roda de graduação 24 é disposta nacâmara de reação 18. A roda de graduação 24 é preferivelmentesubmersa ou parcialmente submersa no componente decombustível fluido 22. A roda de graduação 24 é qualquer tipoapropriado de roda conhecida na técnica, feita, por exemplo,de metais não reativos, como aço inoxidável, plástico, oumateriais rígidos similares inertes para o componente decombustível fluido 22. A roda de graduação 24 é fixada deforma rotativa em pelo menos uma das paredes laterais 20. Aroda de graduação 24 é com catraca, isto é, a roda degraduação 24 é capaz de girar somente em uma direção. A rodade graduação 24 inclui qualquer mecanismo de catracaapropriado conhecido na técnica, como batentesunidirecionais, dentes inclinados e uma garra, ou mecanismossimilares (não-mostrados).

Uma pluralidade de bolsas vedadas 2 6 é disposta em umasuperfície externa da roda de graduação 24. Bolsas vedadas 26contêm um componente de combustível sólido, preferivelmenteboroidreto de sódio, NaBH4, preferivelmente em forma de pó,granular ou tablete. Entretanto, uma pessoa versada natécnica entenderá que outros tipos de componentes decombustível sólido também podem ser utilizados na presenteinvenção. Por exemplo, bolsas vedadas 2 6 podem ser formadasem uma fita 25 que é aderida à circunferência da roda degraduação 24.

Um mecanismo de liberação 28 também está contido nacâmara de reação 18. 0 mecanismo de liberação 28 é fixado deforma segura em uma extremidade do mesmo em uma das paredeslaterais 20, enquanto uma extremidade oposta do mecanismo deliberação 28 é configurada de preferência com uma superfíciede perfuração ou corte afiado. Preferivelmente, o mecanismode liberação 28 é configurado de tal modo que a superfície decorte afiado do mecanismo de liberação 28 está em contato combolsas vedadas 26. À medida que a roda de graduação 24 égirada, a superfície de corte afiado do mecanismo deliberação 28 abre seqüencialmente as bolsas vedadas 26, queintroduz o componente de combustível sólido contido nocomponente do combustível fluido 22. 0 mecanismo de liberação28 pode ser qualquer mecanismo de liberação apropriadoconhecido na técnica, como faca, lâmina, agulha ou objetoafiado similar feito de um material rigido como plástico oumetal não reativo. 0 mecanismo de liberação 28 pode ter umasuperfície de corte de borda serrada ou lisa, uma pontaabruptamente pontuda, ou similar. Em uma modalidade exemplar,a superfície de corte de borda serrada é uma superfície decorte móvel, capaz de se mover ou vibrar lado a lado e podeser acionada por uma fonte de energia, como uma bateria oucélula de combustível 14.

0 tamanho da roda de graduação 24 determina,genericamente, a quantidade de combustível que pode sertornada disponível na câmara de reação 18. 0 mecanismo deliberação 28 abre somente aquelas bolsas vedadas 2 6 movidasalém do mecanismo de liberação 28 com cada movimento graduadoda roda de graduação 24. 0 tamanho da roda de graduação 24,isto é, o diâmetro da roda de graduação 24 é selecionado demodo que uma distância preferida ao longo da circunferênciada roda de graduação 24 é atravessada com cada movimentograduado da roda de graduação 24. Além disso, quanto maior acircunferência da roda de graduação 24, maior o número debolsas vedadas 26 que pode ser colocado na superfície externada roda de graduação 24. Preferivelmente, o tamanho da rodade graduação 24 é pequeno o bastante para se adaptarinteiramente dentro da câmara de reação 18.

Alternativamente, as bolsas 26 podem ser posicionadas emuma face lateral da roda 24 em espiral em direção ao centro.0 mecanismo de liberação 28 é posicionado perpendicular àroda. Além disso, bolsas 26 podem ser posicionadas nas facesinterna e externa da roda 24 com mecanismos de liberação 28colocados acima e abaixo da roda 24. A roda 24 pode ser entãoengrenada de acordo com qualquer método conhecido na técnicade tal modo que bolsas 26 nas faces opostas da roda 24 sejamalternadamente abertas.

Após liberação para dentro do componente de combustívelfluido 22, o componente de combustível sólido reage comcomponente de combustível fluido 22 para produzir gáshidrogênio para uso na célula de combustível 14. A reaçãoentre o componente de combustível sólido e componente decombustível fluido 22 é descrita em detalhe nos pedidos λ167e Λ573, anteriormente incorporados a título de referência. Àmedida que mais e mais gás é produzido, a pressão dentro dacâmara de reação 18, designada como Pi, pode ser aliviadapela transferência do gás produzido através do conduto decombustível 16 e para dentro da célula de combustível 14. Umaválvula de descarga de pressão opcional, não-mostrada, podeser também incluída no caso da pressão Pi exceder um valorlimite.

Uma válvula de retenção 34 é fornecida em ou próximo àinterface do conduto de combustível 16. A válvula de retenção34 ajuda a controlar o fluxo de gás para dentro e para forado aparelho de geração de gás 12 e pode ser utilizado paravedar o aparelho de geração de gás 12. Por exemplo, a válvulade retenção 34 pode ser uma válvula unidirecional que permiteque gás flua a partir do aparelho de geração de gás 12 paradentro do conduto de combustível 16, porém não na direçãoinversa. Adicionalmente, a válvula de retenção 34 épreferivelmente aberta automaticamente quando a pressão Pi nacâmara de reação 18 atinge um nível de limite P2; qualquerpressão abaixo do nível de limite P2 faz com que a válvula deretenção 34 feche e evite fluxo adicional de gás para fora dacâmara de reação 18.

Opcionalmente, uma membrana permeável a gás, impermeávela líquido 32, como por exemplo, Gore-Tex®, é posicionadasobre a válvula 34 para evitar que líquido de ano empotencial entre na célula de combustível 14. 0 conduto 16também é preferivelmente vedado com outra válvula, porexemplo, a válvula de fechamento 35, localizada a jusante quepode ser aberta pela célula de combustível quando hidrogênioé necessário.

0 movimento da roda de graduação 24 é preferivelmentecontrolado automaticamente por pressão Pi, a pressão internada câmara de reação 18 disparando o sistema de catraca quecontrola o giro da roda 24. 0 sistema de catraca pode serqualquer sistema de catraca conhecido na técnica. Um exemplode um sistema de catraca apropriado é mostrado nas figuras 1e IA, onde um diafragma acionado por mola 4 0, como membranade uretano ou borracha, é vedavelmente disposto em uma câmara41 e fixado no mesmo a uma mola 42. O diafragma 4 0 é umdiafragma sensível à pressão e é exposto a Pi, a pressão degás dentro da câmara de reação 18. A mola 42 provê uma forçade propensão K para propender o diafragma 40 para longe apartir da roda 24. A pressão P1 e força de propensão K seopõem mutuamente de modo que quando a pressão P1 é menor doque a força de propensão K, mola 42 empurra o diafragma 40para longe da roda 24. Como mostrado na figura IA, a câmara41 é preferivelmente aberta para a atmosfera a fim de evitarque um vácuo se forme dentro da mesma e permitir que apressão atrás do diafragma 40 seja igualada.

Alternativamente, a câmara 41 pode ser vedada e conter um gásnatural liqüefeito como butano. O gás natural liqüefeito podesubstituir a mola 42 ou aplicar uma força adicional além damola 42.

O diafragma 4 0 é fixado de forma segura em uma haste 38,de modo que o movimento do diafragma 40 devido às forçasopostas da pressão da câmara de reação P1 e força de mola Kmove a haste 38. A outra extremidade da haste 38 é fixada emuma garra como um braço de mola 50. O braço de mola 50 épreferivelmente um elemento flexível fino feito de um metalnão reativo ou plástico com uma extremidade do mesmo fixadade forma segura na parede lateral 20 e a outra extremidade domesmo engatada com um mecanismo de graduação 46.

O mecanismo de graduação 4 6 é fixado de forma segura naroda de graduação 24 e contém preferivelmente uma pluralidadede dentes inclinados para baixo 48. Os dentes 48 sãopreferivelmente moldados com uma superfície externa lisa demodo que o braço de mola 50 é relativamente empurradofacilmente sobre o topo de cada dente 48 de modo que o braçode mola 50 possa prender embaixo do mesmo. O tamanho de cadadente 48 é selecionado de modo que a roda de graduação 24gire por uma quantidade fixa para cada movimento de um denteúnico 48.

Quando a pressão da câmara de reação Pi é menor do que aforça de mola K exercida pela mola 42, a mola 42 empurra/puxao diafragma 40 no sentido oposto à roda 24. A haste 38 éelevada e, por sua vez, eleva o braço de mola 50. Uma vez quea extremidade livre do braço de mola 50 é presa embaixo de umdos dentes 48, o levantamento do braço de mola 50 gira a roda24. Quando a pressão da câmara de reação Pi é maior do que aforça de mola K exercida pela mola 42, o diafragma 40propende a haste 38 em direção à roda 24 de modo que aextremidade livre do braço de mola 50 é avançada sobre eprende embaixo de outro dente 48 em antecipação à próximanecessidade para uma nova infusão de combustível.

O ciclo de pressão que aciona o sistema de catracacontrolando o movimento da roda de graduação 24 é resumido naTabela 1 e é adicionalmente descrito abaixo.

Tabela 1: Ciclo de pressão em aparelho de geração de gás

<table>table see original document page 17</column></row><table><table>table see original document page 18</column></row><table>

Inicialmente, a pressão da câmara de reação Pi pode serfeita para ser suficiente para abaixar a haste 38 sobre obraço de mola 50. Isso pode ser realizado por qualquer métodoconhecido na técnica. Por exemplo, após o sistema 10 sermontado, uma quantidade predeterminada de um gás inerte deinicialização ou hidrogênio pode ser injetado na câmara dereação 18 através, por exemplo, da válvula 34 ou qualqueroutro meio. Preferivelmente, a quantidade predeterminada dogás inerte ou hidrogênio é suficiente para que a haste 38exerça força suficiente sobre o braço de mola 50 para evitarque o braço de mola 50 retorne ao seu estado neutro e,portanto, evitando que a roda de graduação 24 gire. Alémdisso, preferivelmente a pressão de câmara de reação Pi éinicialmente elevada o bastante para abrir a válvula deretenção 34 a fim de iniciar o fluxo de gás para a célula decombustível 14 quando a válvula de fechamento 35 é aberta. Àmedida que o gás na câmara de reação 18 é transferido para acélula de combustível 14 através do conduto 16, a pressão decâmara de reação Pi diminui.

Após a pressão de câmara de reação Pi mergulhar abaixoda força de mola K, a mola 42 expande, e o diafragma 40flexiona. A haste 38 é puxada para cima de modo que eleve obraço de mola 50. À medida que a extremidade livre do braçode mola 50 é engatada com o dente 48, o braço de mola 50carrega/move o dente 4 8 juntamente com seu movimento, dessemodo girando a roda de graduação 24. À medida que a roda degraduação 24 é girada, a borda afiada do mecanismo deliberação 28 corta, divide ou perfura de forma aberta pelomenos uma das bolsas vedadas 2 6, e o componente decombustível contido Pi novamente se acumula dentro da câmarade reação 18 devido à nova produção de gás, pressão de câmarade reação Pi aumenta até que a pressão de câmara de reação Piexceda K de modo que a pressão de câmara de reação Pi superea força da mola 42 e através do diafragma 40 abaixe a haste38. A haste 38 novamente empurra o braço de mola 50, dessemodo forçando a ponta do braço de mola 50 sobre a borda depelo menos um dos dentes 48 da estrutura 46 na preparaçãopara o próximo giro da roda 24.

O nível de limite P2 e a força da mola K sãocuidadosamente selecionados de modo que a operação automáticado aparelho de geração de gás não é interrompida.

Preferivelmente, a força de mola K é levemente menor do que onível de limite P2. Em tal caso, a mola 42 elevará a haste 38pouco antes do fechamento da válvula 34.

Alternativamente, um mecanismo como um botão externopode ser calcado por um usuário para abrir uma primeira bolsaa fim de iniciar a reação.

Alternativamente, a mola de graduação 24 pode sercontrolada eletronicamente por um controlador, como, porexemplo, um microprocessador conectado à célula decombustível 14 que controla um motor acionando a roda degraduação 24 (não-mostrado). 0 controlador nessa modalidadealternativa pode monitorar a Pi utilizando sensores na câmarade reação 18. O sensor de pressão pode ser qualquer tipo desensor de pressão conhecido na técnica que é capaz de sercolocado na câmara de reação 18 e medir a pressão na faixaprevista de aproximadamente 0-7,02 kgf/cm2, embora essa faixapossa variar dependendo do sistema de célula de combustível ecombustível utilizado. Por exemplo, o sensor de pressão podeser um transdutor de pressão disponível junto à Honeywell,Inc. de Morristown, NJ. 0 sensor de pressão também pode serum vidro ou cristal de silica que se comporta como um medidorde tensão, isto é, o cristal emite uma corrente dependendo daquantidade de pressão. Outro exemplo de um sensor apropriadopara sentir a pressão dentro da câmara de reação 18 é umsensor piezoelétrico. Sensores piezoelétricos são elementosde estado sólido que produzem uma carga elétrica quandoexpostos à pressão ou a impactos. Sensores piezoelétricosapropriados são disponíveis a partir de muitas fontes,incluindo PCB Piezotronics de DePew, Nova York.

Em outra modalidade, a válvula de retenção 34 é omitidaa partir do aparelho 10 e a pressão limite P2 não mais é umfator. Nessa modalidade, quando a válvula de fechamento 35 éfechada, a pressão P1 da câmara de reação 18 excederia aforça de mola K para parar o movimento da roda 24, discutidoacima. Quando a válvula 35 é aberta, a pressão P1 é reduzidapara permitir a de graduação da roda 24. Um regulador depressão pode ser posicionado entre o aparelho de geração degás 10 e célula de combustível 14 para regular a saída dehidrogênio. Reguladores de pressão apropriados são descritosno pedido de patente norte-americano comumente pertencente"Hydrogen-generating fuel cell cartridges", contendo o númeroserial 11/327.580, depositado em 6 de janeiro de 2006. Essepedido é incorporado aqui a título de referência na íntegra.

A membrana/camada impermeável a líquido, permeável agás, opcional, 32 permite a passagem de gases, como gáshidrogênio, para fora do aparelho, e ao mesmo tempo mantémlíquido dentro da câmara de reação 18. A membrana 32 pode serfeita de qualquer material impermeável a líquido, permeável agás conhecido por uma pessoa versada na técnica. Taismateriais podem incluir, porém não são limitados a, materiaishidrofóbicos tendo um grupo alcano. Exemplos mais específicosincluem, porém não são limitados a: composições depolietileno, politetrafluoroetileno, polipropileno,poliglactina (VICRY®), dura-máter liofilizada ou umacombinação dos mesmos. O elemento permeável a gás 30 podecompreender também uma membrana permeável a gás/impermeável alíquido cobrindo um elemento poroso. Os exemplos de talmembrana são CELGARD® e GORE-TEX®. Outros elementospermeáveis a gás, impermeáveis a líquido utilizáveis napresente invenção incluem, porém não são limitados a,Fluoreto de polivinilideno SURBENT® (PVDF) tendo um tamanhoporoso de aproximadamente 0,1 μπι a aproximadamente 0,4 5 μπι,disponível junto a Millipore Corporation. 0 tamanho de porode SURBENT® PVDF regula a quantidade de água e/ou metanol quesai do sistema. Os materiais como material do tipo desuspiro eletrônico tendo 0,2 μπι hidro, disponível junto àW.L. Gore, também podem ser utilizados na presente invenção.Adicionalmente, haste com 0,63 cm de diâmetro tendo umtamanho de poro de aproximadamente 10 μιη, discos com 5,08 cmde diâmetro com uma espessura de aproximadamente 0,3 μπι, apartir da GenPore, e material poroso sinterizado e/oucerâmico tendo um tamanho de poro menor do queaproximadamente 10 μ® a partir da Applied Porous TechnologiesInc. são também utilizáveis na presente invenção. Além disso,materiais nanograss, a partir da Bell Labs, são tambémutilizáveis para filtrar o líquido. Nanograss controla ocomportamento de minúsculas gotículas de líquido pelaaplicação de cargas elétricas em superfícies de silícioespecialmente construídas que lembram lâminas de grama.Adicionalmente, ou alternativamente, os materiais permeáveisa gás, impermeáveis a líquido descritos no pedido de patenteUS 10/356.793 são também utilizáveis na presente invenção,todos os quais são aqui incorporados a título de referênciana íntegra. Tal membrana 32 pode ser utilizada em qualqueruma das modalidades discutidas aqui. Além disso, uma carga ouespuma pode ser colocada sobre a membrana 32 para minimizarobstrução da membrana com subprodutos ou pasta.

Uma bolsa de redução de pressão 30 é preferivelmentecolocada na câmara de reação 18 e, mais preferivelmente,submersa no componente de combustível fluido 22. A bolsa deredução de pressão 30 é feita de um material que é capaz deliberar seu conteúdo quando a pressão na câmara de reação 18atinge um valor predeterminado. Por exemplo, a bolsa deredução de pressão 30 pode ser formada de uma membrana quepermite a passagem de seu conteúdo através de suas paredeslaterais quando sob uma pressão predeterminada.Alternativamente, a bolsa de redução de pressão 30 pode serformada de um material que rompe sob uma pressãopredeterminada. Preferivelmente, quando gás hidrogênio estásendo produzido, a bolsa de redução de pressão 30 inclui pelomenos uma composição que eleva o pH do componente decombustível fluido 22. A elevação do pH do componente decombustível fluido 22 diminui a taxa de reação até o pontoonde quase nenhum hidrogênio se desprende. Em outraspalavras, a introdução do conteúdo da bolsa de redução depressão 30 neutraliza o sistema. Por conseguinte, o conteúdoda bolsa de redução de pressão 30 é, preferivelmente, umacomposição básica tendo um pH maior do que aproximadamente 7,preferivelmente de aproximadamente 9 a aproximadamente 14.Uma composição exemplar que é apropriada para uso na bolsa deredução de pressão 30 é hidróxido de sódio. Adicionalmente, oconteúdo da bolsa de redução de pressão 30 pode estar em umaforma sólida, como pó, ou em uma forma líquida. Tal bolsa deredução de pressão 30 pode ser utilizada em qualquer uma dasmodalidades descritas aqui.

Outro dispositivo para controlar a pressão da câmara dereação 18 é colocar uma célula de combustível secundária 14'em uma parede lateral 20, como mostrado na figura 1. A célulade combustível secundária 14' consome hidrogênio em excessopara minimizar a pressão Pi quando a válvula de fechamento 35é fechada. Como mostrado, a célula de combustível secundária14' é posicionada em uma das paredes laterais 20 com o ladode anódio voltado para a câmara de reação 18 e em contato comgás hidrogênio e com o lado de catódio voltado para o arambiente e em contato com oxigênio. Preferivelmente, umaporta de cobertura móvel 13 é fornecida para cobrir o lado decatódio quando o aparelho de geração de gás está em operaçãopara evitar que ar atinja a célula de combustível 14' de modoque hidrogênio não seja desperdiçado em consumo pela célulade combustível secundária 14' . Quando o usuário oucontrolador abre a válvula 35, a porta 13 é movida paracobrir a célula de combustível secundária 14' . Quando ousuário ou controlador fecha a válvula 35 (ou quando apressão Pi excede um nível de limite) a porta 13 é movidapara permitir que ar entre em contato com o lado do catódiopara consumir hidrogênio em excesso. Um dispositivo deconsumo de energia elétrica, como um resistor ou circuitosimilar, é fornecido como mostrado esquematicamente paraconsumir a eletricidade produzida por célula de combustível14'. A célula de combustível secundária 14' e cobertura 13podem ser utilizadas com quaisquer das modalidades dapresente invenção.

Em outra modalidade exemplar, como ilustrado na figura2, o aparelho de geração de gás 12 é genericamente similar aoaparelho de geração de gás 12 descrito com relação às figurasIe IA, visto que o aparelho de geração de gás 12 inclui acâmara de reação 18 com a roda de graduação 24 suspensadentro do componente de combustível fluido 22. Bolsas vedadas26 contendo um componente de combustível são dispostas noperímetro circunferencial da roda de graduação 24. 0mecanismo de liberação 28 é configurado para abrir bolsasvedadas 26 à medida que a roda de graduação 24 gira, ediafragma sensível à pressão, acionado por mola, 40 aciona ahaste 38 para girar a roda de graduação 24. O diafragma 40 semove como descrito acima com relação às figuras 1 e IA.

Quando a pressão da câmara de reação Pi é menor do que aforça da mola 42 Κ, o diafragma 40 é propendido em direção àroda 24 pela mola 42. Quando a pressão da câmara de reação Pié maior do que a força a partir da mola 42 Κ, o diafragma 40flexiona para longe da roda 24.

Nessa modalidade, entretanto, a haste 38 é fixada deforma articulada diretamente com o mecanismo catraca 4 6, demodo que a medida que o diafragma 40 flexiona como descritoacima, a haste 38 empurra o mecanismo catraca 46. Uma garraacionada por mola 50, que é fixada de forma articulada naroda 24, engata com um dos dentes 4 8 de modo que a roda 24seja travada em posição com o mecanismo de catraca 4 6 quandoa haste 38 empurra o mecanismo de catraca 46. Em outraspalavras, a roda 24 pode girar somente em uma direção vistoque a garra 50 e dentes 48 atuam como um batente evitando quea roda 24 gire no sentido anti-horário (na figura 2). Quandoa pressão da câmara de reação Pi é maior do que a força apartir da mola 42 Κ, o diafragma 40 flexiona em direção àmola 42, puxando a haste 38 em direção à mola 42. Por suavez, a haste 38 puxa o mecanismo de catraca 46. A garra 50gira em sua articulação para passar sobre pelo menos um dosdentes 48. Como o mecanismo de catraca 46 é conectado à roda24 somente pela garra 50 e de outro modo giraindependentemente a partir da mesma, a roda 24 não giraquando a garra 50 desliza sobre os dentes 48 em antecipação àpróxima necessidade de combustível sólido a ser introduzidona câmara de reação 18.

À medida que a pressão da câmara de reação Pi cai, odiafragma 40 é empurrado em direção à roda 24 pela mola 42.Esse movimento translada a haste 38 em direção à roda 24,desse modo forçando o mecanismo de catraca 4 6 no sentidohorário (nessa modalidade). À medida que a garra 50 éengatada com um dos dentes 48, a garra 50 não pode deslizarsobre os dentes 48. Como tal, o movimento do mecanismo decatraca 4 6 empurra a garra 50, fazendo com que a roda 24gire. Pelo menos uma das bolsas vedadas 26 é forçada além domecanismo de liberação 28, desse modo introduzindo componentecombustível sólido no componente combustível líquido.

Ainda outro sistema de catraca alternativo é mostradonas figuras 2A-2C. Nesse sistema, similar às modalidadesdescritas acima, um alojamento 20 encerra um aparelho degeração de gás 12. O alojamento 20 inclui uma porção superior20a e uma porção inferior 20b, que são fixadas de formavedável entre si para definir um espaço interior 18. Umorifício 25 é fornecido na porção superior 20a para conectarde forma fluida o espaço interior 18 com uma célula decombustível (não-mostrada) ou um conduto a uma célula decombustível (não-mostrada). Uma válvula 34 pode ser dispostaentre o espaço interior 18 e o orifício 25 de modo que gásseja somente transferido para a célula de combustível quandoa pressão dentro do espaço interior 18, uma pressão de gáscombustível Pi, atinge um valor limite. A válvula 34 pode serqualquer tipo de válvula acionada por pressão, unidirecionalconhecida na técnica, porém é preferivelmente uma válvula deretenção. Uma válvula de fechamento 35 (não-mostrada nasfiguras 2A-2C) é preferivelmente fornecida a montante deforma fluida da válvula 34 de modo que um usuário possamanualmente ou um controlador possa automaticamente controlaro fluxo de gás combustível a partir do aparelho de geração degás 12.

Também é fornecida em uma superfície interior da porçãode alojamento superior 20a uma série de nervuras de graduação5. Nervuras de graduação 5 são preferivelmente umapluralidade de protuberâncias retangulares uniformementeespaçadas que se estendem para fora a partir da porçãosuperior 20a.

É encerrado no espaço interior 18 na porção definidapela porção superior 20a uma roda de catraca 24 tendo umapluralidade de bolsas vedadas 26 dispostas em torno doperímetro da roda de catraca 24. Bolsas vedadas 26 contêm umgás combustível, como hidrogênio ou qualquer outro gáscombustível conhecido na técnica ou descrito aqui. Bolsasvedadas 26 podem ser feitas de qualquer material conhecido natécnica capaz de conter o gás combustível, como plástico,vidro, ou outros materiais impermeáveis a fluido.

Preferivelmente, bolsas vedadas 26 são feitas de parede finade modo que bolsas vedadas 26 possam ser facilmenteperfuradas, quebradas ou rompidas quando necessário. Ummecanismo de liberação 28, como uma agulha de ponta afiada oude corte é fixada de forma segura ao alojamento 20 no espaçointerior 18. O mecanismo de liberação 28 é configurado paraperfurar, cortar ou quebrar para abrir pelo menos uma dasbolsas vedadas 26 visto que as bolsas vedadas 26 sãograduadas além do mecanismo de liberação 28.

Um diafragma sensível à pressão 40 feito de qualquermaterial flexível é disposto entre a porção superior 20a e aporção inferior 20b. O diafragma 40 é acionado por mola, comuma mola 42 sendo fornecida na porção inferior 20b. A mola 42pode ser qualquer tipo de mola conhecido na técnica que écapaz de propender o diafragma 40 em direção à roda 24, comouma mola de compressão em espiral ou arruelas de molaempilhadas.

Um êmbolo de rotação 7a é conectado de forma giratóriaao diafragma 40 através de um pino de ligação 41, comomostrado na figura 2A. O êmbolo de rotação 7a inclui umapluralidade de dentes de engrenagem que interconectam eengatam com uma pluralidade de dentes de engrenagemfornecidos em um êmbolo de translação 7b. Disposta em umasuperfície exterior do êmbolo de rotação 7a está uma série delingüetas de graduação 6. Lingüetas de graduação 6 sãoprotuberâncias que se estendem para fora a partir do êmbolode rotação 7a, onde uma parede lateral de cada lingüeta degraduação 6 é inclinada. Além disso, as lingüetas degraduação 6 são preferivelmente de comprimento relativamentemais curto do que as nervuras de graduação 5 e estendem-se apartir da interface do êmbolo de rotação 7a e diafragma 40somente parcialmente sobre a altura do êmbolo de rotação 7a.Lingüetas de graduação 6 são configuradas para intertravar eengatar com nervuras de graduação 5 na porção de alojamentosuperior 20a. Preferivelmente, um número menor de lingüetasde graduação 6 é fornecido do que de nervuras de graduação 5.

Em operação, o espaço interior 18 é inicialmentecarregado, como com uma carga do gás combustível tambémarmazenado em bolsas vedadas 26, de modo que a pressão de gáscombustível Pi é alta o bastante para abrir a válvula 34quando a válvula de fechamento (não-mostrada) é aberta. Apressão de gás combustível Pi também é suficientementeelevada para flexionar o diafragma 40 em direção à porção dealojamento inferior 20b e comprimir a mola 42.

À medida que o diafragma 40 deflete a partir da pressãode gás de combustível Pi, o êmbolo de translação 7b se movena mesma direção, isto é, em direção à porção de alojamentoinferior 20b. À medida que o êmbolo de rotação 7a é engatadocom o êmbolo de translação 7b, o êmbolo de rotação 7a tambémtranslada na mesma direção. Lingüetas de graduação 6 deslizamao longo de nervuras de graduação 5. Nervuras de graduação 5são eventualmente forçadas sobre a superfície inclinada naslingüetas de graduação, fazendo com que o êmbolo de rotação7a gire. À medida que o êmbolo de rotação 7a é engatado com oêmbolo de translação 7b, o êmbolo de translação 7b, e,portanto, a roda 24, também gira no pino de ligação 41. Àmedida que a roda 24 gira, pelo menos uma das bolsas vedadas26 é forçada além e aberta pelo mecanismo de liberação 28.Pressão de gás combustível Pi pode continuar a acumular com aliberação de gás novo a partir das bolsas vedadas 26, se aretirada de gás a partir do espaço interior 18 através daválvula 34 for mais lenta do que a adição de gás a partir dasbolsas vedadas 26.

À medida que a pressão continua a aumentar, lingüetas degraduação 6 são liberadas das nervuras de graduação 5, e ummovimento de graduação completa da roda 24 é obtido. À medidaque gás combustível é consumido e/ou transferido através daválvula 34 e a pressão de gás combustível Pi é reduzida, aola 42 empurra contra o diafragma 40 para transladar o êmbolode rotação 7a de volta em direção a e reengatar com o êmbolode translação 7b em antecipação ao próximo movimento degraduação.

Em outra modalidade exemplar, como ilustrado na figura3, o aparelho de geração de gás 12 é genericamente similar aoaparelho de geração de gás 12 descrito com relação às figuras1 e IA, visto que o aparelho de geração de gás 12 inclui acâmara de reação 18 com a roda de graduação 24 suspensa nocomponente de combustível de fluido 22. Bolsas vedadas 26contendo um componente de combustível são dispostas noperímetro circunferencial da roda de graduação 24. 0mecanismo de liberação 28 é configurado para abrir bolsasvedadas 26 à medida que a roda de graduação 24 gira. Nessamodalidade, entretanto, um eixo 52 se projeta a partir daroda de graduação 24 em ou próximo ao centro da roda 24. 0eixo 52 é preferivelmente um elemento semelhante à hasterígido feito de um metal não reativo, como aço inoxidável, ouplástico. A extremidade livre 53 do eixo 52 é configurada comfendas ou dentes 54 de modo que a extremidade livre 53 doeixo 52 se pareça de um certo modo com uma engrenagem.

Uma mola rotacional 56 é fixada na roda de graduação 24.A mola rotacional 56 pode ser qualquer tipo de mola conhecidana técnica que é capaz de girar a roda de graduação 24. Porexemplo, a mola rotacional 56 pode ser uma mola de relógio outorção enrolada. A mola rotacional 56 exerce uma força derotação sobre a roda 24 e é preferivelmente localizada em umacerta cavidade da roda de graduação 24 (não-mostrada).

Como na modalidade discutida acima com relação àsfiguras 1 e 2, o pistão 40 é disposto de forma vedável dentroda câmara de pistão 38 e suspenso dentro da mesma por umamola 42 que propende o pistão 4 0 em direção a uma extremidadesuperior 39 da câmara de pistão 38. Nessa modalidade, aextremidade inferior do pistão 40 é preferivelmenteconfigurada para engatar com fendas 54. Por exemplo, aextremidade inferior do pistão 40 pode ser pontuda ou ter umformato semelhante à cunha. Quando a pressão na câmara dereação 18, Pi, é maior do que a pressão na câmara de pistão38, P3, o gás flui para dentro da câmara de pistão 38 paraaumentar P3. Quando a pressão na câmara de pistão P3 excedera força exercida pela mola 42, Κ, o pistão 40 é abaixado demodo que a extremidade inferior do pistão 40 engate comfendas 54, desse modo evitando movimento rotacional adicionalda roda de graduação 24. Em outras palavras, o pistão 40trava a roda 24 no lugar.

Em operação, a câmara de reação 18 é preferivelmentepressurizada inicialmente, como descrito acima com relação àprimeira modalidade. Como tal, o pistão 40 está em umaposição abaixada de modo que a roda 24 é travada. A válvulade retenção 34 é aberta após conexão do aparelho de geraçãode gás 12 com a célula de combustível 14 e após a abertura daválvula de fechamento 35, de modo que a pressão da câmara dereação Pi começa a diminuir. À medida que a pressão da câmarade reação Pi diminui, o gás dentro da câmara de pistão 38flui para dentro da câmara de reação 18, desse mododiminuindo a pressão da câmara de pistão P3. Quando gássuficiente foi transferido da câmara de pistão 38 para dentroda câmara de reação 18 a fim de diminuir a pressão da câmarade pistão P3 até o ponto em que a pressão de câmara de pistãoP3 é menor do que a força de mola K, a mola 42 retorna paraseu estado neutro, desse modo elevando o pistão 40. A roda degraduação 24 está então livre para girar devido à forçarotacional fornecida pela mola rotacional 56. Ao mesmo tempo,a pressão da câmara de reação Pi pode reduzir até o ponto emque a pressão necessária para manter aberta a válvula deretenção 34, P2, não mais está disponível. A válvula deretenção 34 fecha, desse modo interrompendo o fluxo adicionalde gás a partir da câmara de reação 18 para a célula decombustível 14.

Similar à figura 2, à medida que a roda de graduação 24gira, a borda afiada do mecanismo de liberação 28 abre abolsa vedada 26 desse modo introduzindo o componente decombustível contido no componente de combustível fluido 22para produzir um gás, como descrito acima com relação àfigura 1. A pressão da câmara de reação Pi aumenta devido àprodução de gás novo, e gás começa a fluir para dentro dacâmara de pistão 38. Como tal, a pressão da câmara de pistãoP3 aumenta. A pressão da câmara de reação Pi eventualmenteexcede a pressão de limite P2, desse modo novamente abrindo aválvula de retenção 34. Após a pressão da câmara de pistão P3exceder Κ, o pistão 40 é novamente abaixo para engatar com asfendas 54 e evitar giro adicional da roda de graduação 24.

Esse ciclo é resumido abaixo na tabela 2.

Tabela 2: Ciclo de pressão para roda acionada por mola

<table>table see original document page 30</column></row><table>

Com referência à figura 4, outro aparelho de geração degás alternativo é mostrado. Nessa modalidade, uma roda degraduação 124 tendo uma pluralidade de bolsas de combustívelsólido 126 dispostas em uma superfície externa da mesma ératched utilizando um mecanismo de mola 141 tendo umdiafragma acionado por mola 14 0 fixado em uma mola depropensão 142 para acionar uma haste 138 que gira ummecanismo de catraca 14 6 como descrito acima com relação àfigura 2. Além disso igual à modalidade na figura 2, umagarra acionada por mola 150 que é articuladamente fixada naroda 124 engata com dentes 148 no mecanismo de catraca 146para permitir que a roda 124 gire somente em uma direção.

Entretanto, nessa modalidade, um segundo mecanismo demola 141' é utilizado para mover um elemento de perfuração128 em direção à roda 124 quando uma bolsa de combustível 126é posicionada para ser perfurada. Como com o mecanismo demola 141, o segundo mecanismo de mola 141' tem um diafragmasensível à pressão 140' exposto à pressão de câmara de reaçãoPi e uma mola de propensão 142' para fornecer uma força demola K' para se opor à pressão da câmara de reação P1. Quandoa pressão da câmara de reação Pi é maior do que a força demola K' , o elemento de perfuração 128 é retido para longe daroda 124 e bolsas 126 devido à força da pressão de câmara dereação P1 empurrando contra o diafragma 140'. Quando a forçade mola K' é maior do que a pressão da câmara de reação P1, oelemento de perfuração 128 é empurrado em direção à roda 124e bolsas 126 pela mola 142' . Preferivelmente, a mola 142' élevemente mais fraca do que a mola 142 de modo que a roda 124seja girada antes do elemento de perfuração 128 ser empurradoem direção à roda 124.

A roda de graduação 124 e mecanismo de perfuraçãoacionado por pressão 128 também podem ser utilizados quandobolsas 126 são substituídas por nacelas de produção decombustível 127 como mostrado nas figuras 4A e 4B. Nessamodalidade, um reservatório de combustível (não-mostrado) éfornecido para reter o combustível, como gás hidrogênio,produzido por nacelas 127. O reservatório de combustível podeser localizado na fonte de combustível ou no lado da célulade combustível. Cada nacela 127 inclui uma porção docomponente de combustível sólido 107 retido em uma câmaraadjacente a uma câmara cheia de um componente de combustívellíquido 122. O componente de combustível pode ser qualquercomponente de combustível descrito, aqui como utilizandoboroidreto de sódio para componente de combustível sólido 107e água ou uma solução contendo água como componente decombustível líquido 122. Preferivelmente, a proporção decomponente de combustível sólido para componente decombustível líquido é tal que todo componente de combustívelsólido reage. Ainda mais preferivelmente, somente componentede combustível liquido suficiente é fornecido para reagirtodo componente de combustível sólido; em outras palavras, aquantidade de componente de combustível sólido éestequiometricamente ligada tão próximo a um para um quantopraticável com o componente de combustível líquido. Aprodução de hidrogênio próximo a limites estequiométricos édiscutida no pedido de patente norte-americana comumentepertencente intitulada "Fuels for hydrogen generatingapparatus," contendo o número serial 60/689.572, depositadoem 13 de junho de 2005. Esse pedido é aqui incorporado atítulo de referência na íntegra.

O componente de combustível sólido 107 e componente decombustível líquido 122 são separados por uma membranafrangível fina 104. Uma haste 103 está em contato com ocomponente de combustível sólido 107, estende através de umconduto de combustível 113, e para fora da nacela 127 atravésde uma tampa 105. A haste 103 pode se mover em direção aocomponente de combustível sólido 107 por uma pequenaproporção quando impactado por uma força suficiente. O anel-0102 amortece o impacto. Por exemplo, se as alterações depressão no sistema forem súbitas, a haste 103 experimentaráum impacto de choque. Entretanto, prevê-se também que reaçõespossam ocorrer muito mais lentamente, em cujo caso a haste103 experimentará uma força gradual e não um impacto.

Quando a haste 103 é atingida, como por mecanismo deperfuração acionado por pressão 128, a haste 103 empurra ocomponente de combustível sólido através da membranafrangível 104 para dentro do componente de combustívellíquido 122. Preferivelmente, um espaço vazio 109 é fornecidoabaixo do componente de combustível líquido 122 e separado apartir do mesmo por uma membrana flexível 108, como uma folhafina de borracha ou uretano. O espaço vazio 109 permite quemaior volume de componente de combustível líquido 122 devidoà adição do componente de combustível sólido 107 expandaadequadamente.

À medida que os componentes de combustível 107, 122reagem, gás combustível é produzido. 0 combustível se deslocaatravés do conduto de combustível 113 e para fora para oreservatório (não-mostrado) para reabastecer o gáscombustível dentro do mesmo, e elevar a pressão de câmara dereação Pi. Quando a pressão da câmara de reação Pi se tornasuficientemente baixa novamente de modo que a roda 124 sejagirada como descrito acima com relação à figura 2, a nacelausada 127 é movida para fora da posição e uma nacela nova 127é alinhada com o mecanismo de perfuração acionado por pressão128. Uma membrana permeável a gás, impermeável a líquido,opcional, 132 pode ser fornecida para evitar que líquido sejatransferido para a célula de combustível. A membrana 132 podeser qualquer tipo de membrana permeável a gás, impermeável alíquido conhecida na técnica, como aquelas descritas acimacom relação à figura 1.

Uma nacela de produção de combustível alternativo, 127',é mostrada na figura 4B. Nessa modalidade, que é similar àmodalidade mostrada na figura 4A, o componente de combustívelsólido 107 é posicionado em uma primeira extremidade de umconduto de fluido estacionário 111. Uma segunda extremidadedo conduto de fluido 111 termina em um reservatório de fluido106 que está situado na tampa 105. 0 reservatório de fluido106 contém uma pequena quantidade de componente decombustível líquido de carga 122', que é preferivelmente damesma composição que o componente de combustível líquido 122.

0 reservatório de fluido 106 inclui duas membranas frangíveis115, 115' que são alinhadas entre si em lados opostos doreservatório de combustível 106.

Quando empurrado em direção à roda 124, o mecanismo deperfuração acionado por pressão 128 perfura as duas membranasfrangíveis 115, 116', carregando o componente de combustívellíquido 122' que passa através do conduto de fluido 111 parareagir com componente de combustível sólido 107. O gáscombustível produzido cria pressão suficiente dentro doconduto de fluido 111 para empurrar componente de combustívelsólido 107 através da membrana frangível 104 e para dentro docomponente de combustível liquido 122. Como será reconhecidopor aqueles versados na técnica, uma quantidade suficiente decomponente de combustível líquido de carga 122' pode serfornecida para reagir todo componente de combustível sólido107. Nesse caso, o componente de combustível líquido 122 podeser eliminado.

Como será reconhecido por aqueles versados na técnica, ocomponente de combustível de carga 122' pode ser alojado emqualquer tipo de recipiente frangível ou quebrável conhecidona técnica, como uma cápsula feita de vidro, plástico ousimilar. Adicionalmente, em vez de um reservatório como oreservatório 106, o componente de combustível de carga 122'pode ser contido dentro de uma pluralidade de câmaras 117 deum conjunto como um conjunto microusinado 123 como mostradona figura 4C. As câmaras 117 são preferivelmente montadassobre um substrato semelhante à malha 119, como uma folha devidro ou plástico com diversos furos 126 através da mesma. Ascâmaras 117 são preferivelmente montadas no substrato 119 porum material deformável 121 que deforma em um modo conhecidoquando exposto a um sinal elétrico, como materialpiezoelétrico ou um polímero eletro-ativo. 0 materialdeformável 121 é preferivelmente ligado a um controlador comoum microprocessador ou microchip através de fios 131. Quandoo controlador sente uma mudança na pressão, como pelorecebimento de um sinal a partir de um sensor de pressão(não-mostrado), o controlador envia um sinal elétrico parauma das câmaras 117. Quando o sinal passa através do materialdeformável 121, o material deformável 121 flexiona parainclinar a câmara 117. Alternativamente, o materialdeformável 121 pode deformar-se para comprimir a câmara 117para forçar o combustível líquido a sair. O componente decombustível líquido 122 contido no mesmo é derramado parafora, passa através dos furos 126 e para dentro do conduto defluido 111, mostrado nas figuras 4A e 4B. Os componentes decombustível reagem para produzir combustível como discutido acima.Alternativamente, a câmara 106 pode conter uma cápsulaou pacote 151 como mostrado na figura 4D. A cápsula 151contém tanto componente de combustível líquido 122 comocomponente de combustível sólido 107. Preferivelmente, ocomponente de combustível líquido 122 está contido em umabolsa de membrana frágil 153, feita, por exemplo, de umafolha de plástico muito fina. A bolsa circundante 153 sãoparedes externas 155 da cápsula 151, que são preferivelmentefeitas de um material permeável a gás, impermeável a líquidocomo CELGARD® ou GORE-TEX®, embora qualquer tal material comoconhecido na técnica seja apropriado. Disposto entre asparedes externas 155 e a bolsa 153 está o componente decombustível sólido 107. Quando impactado pelo mecanismo deperfuração 128, a bolsa 153 rompe permitindo que componentede combustível sólido 107 e componente· de combustível líquido122 se misturem. O gás produzido sangra através das paredes155 e para dentro do reservatório de gás combustível.

Alternativamente, tanto as paredes externas 155 como abolsa 153 poderiam ser moldadas de um material frágil similarde modo que os dois recipientes abrem quando impactados. Ocomponente de combustível sólido 107 e o componente decombustível líquido 122 podem então misturar na nacela 127 ouno reservatório de gás combustível. Em tal caso, a bolsa 153não necessita ser aninhada dentro das paredes externas 155,porém duas câmaras 153a e 153b podem simplesmente residiradjacentes entre si separadas por uma parede 156 feita domaterial frágil, como mostrado na figura 4E.

Com referência à figura 5, outro aparelho de geração degás alternativo 212 é mostrado. Similar às modalidadesdescritas acima com relação às figuras 1-3, uma câmara dereação 218 inclui uma roda de graduação 224 suspensa em umcomponente de combustível fluido 222. Bolsas vedadas 226contendo um componente de combustível são dispostas noperímetro circunferencial da roda de graduação 224. Ummecanismo de liberação 228 é configurado para abrir bolsasvedadas 226 à medida que a roda de graduação 224 gira.O mecanismo de graduação nessa modalidade exemplarinclui um pistão 242 disposto de forma vedável dentro de umacâmara de pistão 238 conectada a um conduto de combustível216 através de um tubo de transferência de pressão 258. Dessemodo, a câmara de pistão 238 é exposta à pressão de gás nacâmara de reação 218 através do conduto de combustível 216 etransferência de pressão 258. Um eixo 264 é fixado de formasegura em uma extremidade ao pistão 242 e estende-se parafora de uma extremidade aberta da câmara de pistão 238. 0eixo 264 é configurado com fendas ou estruturas similares aolongo do comprimento do mesmo. Essas fendas engatam-se com aroda de catraca 2 66.

A roda de catraca 266 é fixada à roda de graduação 226de modo que a roda de catraca 266 seja travada com a roda degraduação 224 quando girada em uma direção, por exemplo, nosentido anti-horário, porém gira livremente com relação àroda de graduação 224 quando girada na direção oposta, porexemplo, no sentido horário. A outra extremidade do eixo 264é conectado a uma mola de propensão 268 que propende o eixo264 em direção ao tubo de transferência de pressão 258. Amola 268 pode ser qualquer mola conhecida na técnica, comouma mola helicoidal, com uma constante elástica suficientepara acionar o eixo 264. Preferivelmente, a razão de giro daroda de catraca 266 e roda de graduação 224 é igual,entretanto, a roda de catraca 266 e roda de graduação 224podem ter também razões de giro diferentes.

Preferivelmente, a câmara de reação 218 é inicialmentepressurizada de modo que a pressão dentro da mesma, P1, émais elevada do que uma pressão de acionamento, P2, parafazer com que a válvula de retenção 234 se abra. Como acâmara de pistão 238 é conectada de forma fluida com a câmarade reação 218, uma pressão de câmara de pistão P3 é igual àpressão de câmara de reação Ρχ. A pressão de câmara de pistãoP3 empurra o pistão 240, e a força fornecida pela pressão decâmara de pistão P3 e a força da mola de propensão 268, K,equilibram nesse ponto. Quando as forças no pistão 242 seequilibram, a roda de catraca 266 é impedida de girar.

À medida que gás na câmara de reação 218 é transferidopara uma célula de combustível 214 através de um conduto decombustível 216, a pressão de câmara de reação Pi diminui.Com a diminuição na pressão de câmara de reação Pi ocorre umadiminuição similar na pressão de câmara de pistão P3. Após apressão de câmara de pistão P3 ser reduzida ao ponto em quenão mais equilibra a força de mola K, a mola 268 supera apressão de câmara de pistão P3 fazendo com que o pistão 242 eeixo 264 deslizem axialmente dentro da câmara de pistão 238em direção ao tubo de transferência 258, o que faz com que aroda de catraca 266 gire. Como a roda de catraca 266 étravada com relação à roda de graduação 225 quando giradanessa direção, a roda de graduação 224 também gira.

Similar à figura 2, quando a roda de graduação 224 gira,a borda aguda do mecanismo de liberação 228 abre pelo menosuma bolsa vedada 226, desse modo introduzindo o componente decombustível sólido contido no componente de combustívelfluido 222 para produzir um gás dentro da câmara de reação218. Nessa modalidade exemplar, o movimento de giro da rodade catraca 266 avança a roda de graduação 224 em umaproporção predeterminada.

O gás produzido na câmara de reação 218 aumenta apressão da câmara de reação Pi. Uma porção desse gásproduzido é transferida através do tubo de transferência depressão 258 para dentro da câmara de pistão 238. Como tal apressão de câmara de pistão P3 também é aumentada e pressionasobre o pistão 240. Após a pressão da câmara de pistão P3exceder a força de mola Κ, o pistão 242 e o eixo 264 deslizamdentro da câmara de pistão 260 em direção à mola de propensão268, que comprime. Como mencionado acima, a roda de catraca266 se move livremente quando o pistão 242 e eixo 264 estãose movendo em direção à mola de propensão 268. Desse modo,embora o pistão 242 e o eixo 264 movam a roda de catraca 266e mola de propensão 268, o movimento da roda de catraca 266não gira a roda de graduação 224. Quando a pressão de câmarade reação Pi excede a pressão limite P2, a pressão para abrira válvula de retenção 234, o gás começa a fluir para fora dacâmara de reação 218 e através da válvula de fechamentoopcional 235 e para dentro da célula de combustível 214.

A pressão da câmara de reação Pi e pressão de câmara depistão P3 são novamente reduzidas devido ao outflow de gáspara a célula de combustível 214. Quando a pressão de câmarade pistão P3 não mais excede a força de mola K, a mola depropensão 268 desliza o eixo 264 e o pistão 242 axialmentedentro da câmara de pistão 238 em direção ao tubo detransferência 258. Esse movimento faz com que a roda decatraca 266 e roda de graduação 224 se movam em conjunto comodescrito acima para introduzir mais componente de combustívelsólido no componente de combustível fluido 222. Esse ciclo éresumido abaixo na Tabela 3.

Tabela 3: Ciclo de pressão para modalidade de roda decatraca

<table>table see original document page 38</column></row><table><table>table see original document page 39</column></row><table>

Com referência à figura 6, ainda outra modalidade de umaparelho de geração de gás 312 de acordo com a presenteinvenção, é mostrada. Como nas figuras 1-5, o aparelho degeração de gás 312 inclui genericamente uma câmara de reação318 definida por paredes laterais 320. Um componente decombustível fluido 322 está contido na câmara de reação 318.Pelo menos parcialmente submerso no componente de combustívelfluido 322 está uma roda de recuperação 370 e uma roda dealimentação 372, pelo menos uma das quais é graduado.Disposto entre as mesmas está um mecanismo de liberação 328,similar àqueles mecanismos de liberação descritos acima comrelação às figuras 1-5. Preferivelmente, o mecanismo deliberação 328 é localizado e tem um desenho tal que divida afita 325 em duas seções que são então coletadas pela roda derecuperação 370. Em um exemplo, a fita 325 é perfurada,preferivelmente no centro, de modo que o mecanismo deliberação 328 possa facilmente dividir a fita 325 em duasmetades.

A roda de alimentação 372 inclui uma fita 325 tendo umapluralidade de bolsas vedadas 326 formadas na mesma. Cadabolsa vedada 326 contém uma quantidade predeterminada decombustível sólido. Preferivelmente, a roda de alimentação372 é montada em um eixo 369 de tal modo que a roda dealimentação 372 possa girar facilmente. Em outras palavras, aroda de alimentação 372 pode ser livre de quaisquerengrenagens ou outro mecanismo para avançar ou parar seumovimento. Entretanto, a roda de alimentação 372 e a roda derecuperação 370 podem ser montadas em engrenagens 386a, 368bpara assegurar que se movem em conjunto. Quando asengrenagens são utilizadas, preferivelmente uma embreagem oumecanismo deslizante é incluído para permitir que a roda derecuperação 370 e roda de alimentação 372 deslizem uma emrelação à outra para evitar quebra de fita 325 devido aodiâmetro variável de rodas 370, 372, à medida que a fita 325é utilizada. Similar à roda de graduação 24 como descritoacima com relação às figuras 1 e IA, a roda de alimentação372 pode ser qualquer roda apropriada na técnica feita de ummaterial capaz de ser submerso no componente de combustívelfluido 322, como um metal não reativo ou plástico.

A fita 325 estende-se a partir da roda de alimentação372 para a roda de recuperação 370. Preferivelmente, a rodade recuperação 37 0 é uma roda de graduação similar à roda degraduação 24 como descrito acima, com relação às figuras 1 e2, onde a roda de recuperação é preferivelmente com catracade modo que possa girar somente em uma direção. A roda derecuperação 371 é preferivelmente acionada por um mecanismode graduação similar àqueles descritos acima, de modo que aroda de recuperação 371 puxe a fita 325 para fora da roda dealimentação 372, sobre o mecanismo de liberação 328 quedivide a fita 325 e as bolsas 326 para abrir, e enrola ospedaços usados de fita 325 sobre áreas de coleta 371 e 373.

Quando abertas, as bolsas 326 esvaziam seu conteúdo nocomponente de combustível fluido 322, desse modo acionando aprodução de gás. Quaisquer métodos de graduação conhecidospodem ser utilizados para acionar a roda de recuperação 370.

Preferivelmente, qualquer um dos mecanismos acionados pormola descritos acima para acionar uma roda de graduação podeser utilizado. Os ciclos de pressão para acionarautomaticamente esses mecanismos de graduação são comodescrito nas modalidades acima.

Em uma modalidade alternativa, tanto a roda derecuperação 370 como a roda de alimentação 372 são rodas degraduação que utilizam o mecanismo de acionamento igual oudiferente, como um ou mais dos mecanismos descritos acima.

Além disso, em outro exemplo, a roda de alimentação 372 é umaroda de graduação que, quando girada por um ou mais dosmecanismos descritos acima, empurra uma porção predeterminadade fita 325 sobre a borda aguda do mecanismo de liberação 328para abrir bolsas vedadas 326. Nessa modalidade exemplar, aroda de recuperação 370 é preferivelmente engrenada com aroda de alimentação 372 para enrolar as porções usadas dafita 325.

Com referência às figuras 7 e 8, outra modalidade de umaparelho de geração de gás 412 de acordo com a presenteinvenção inclui uma câmara de reação 418 encerrado nasparedes laterais 420, similar àqueles descritos acima comrelação às figuras 1-6. Em uma modalidade exemplar, a câmarade reação 418 inclui um componente de combustível fluido 422e uma roda de triturar 450. Preferivelmente, o componente decombustível fluido 422 é um líquido similar aos reagentesdescritos acima com relação às figuras 1-5, e a roda detriturar 4 50 é pelo menos parcialmente submersa no componentede combustível fluido 422.

Preferivelmente, a roda de triturar 450 é fixada deforma rotativa à parede lateral 420a de modo que a roda detriturar 450 possa triturar uma porção de um bastão decombustível 482 a ser introduzido no componente decombustível fluido 422. A roda de triturar 450 pode ser dequalquer diâmetro capaz de liberar uma porção de bastão decombustível para dentro do componente de combustível fluido422. Nessa modalidade, a roda de triturar 450 inclui umasuperfície externa, uma parte da qual inclui uma superfícieáspera 478. A superfície áspera 478 pode ser tornada ásperaou serrilhada com estruturas de triturar de qualquerconfiguração conhecida na técnica, como dentes, grãos emrelevo, ou outras lâminas salientes ou estruturas deraspagem. A superfície áspera 478 pode ser formada dequalquer material conhecido por uma pessoa versada na técnicaapropriada para triturar, como aço inoxidável.

Preferivelmente, o material de superfície áspera 478 é de umtipo que é capaz de triturar um combustível sólido sem manterdano significativo, como desgaste significativo ou quebrapara evitar trituração. A largura da superfície áspera 478pode ser selecionada para assegurar que uma quantidadeapropriada do componente de combustível é triturado do bastãode combustível 4 82 com cada porção de um giro da roda detriturar 450.

Pelo menos uma parede lateral 420a se abre para umcompartimento de bastão de combustível 428 que aloja umbastão de combustível 482. O bastão de combustível 482 é umcomponente de combustível sólido, como os componentes decombustível descritos acima em forma de pó e vedados dentrode bolsas. Nessa modalidade, o componente de combustível épressionado·, moldado, ou de outro modo formado em uma formasólida. Embora o bastão de combustível 482 possa ser dequalquer tamanho ou configuração, o bastão de combustível 482é preferivelmente um bastão tendo um formato em seçãotransversal quadrado, retangular, oval ou redondo. A largurado bastão de combustível 482 no seu ponto mais largo épreferivelmente menor do que a largura da superfície detriturar da roda de triturar 450.

O compartimento de bastão de combustível 428 inclui,preferivelmente, uma mola de propensão 486 que provê umaforça, em um bastão de combustível 482, cuja força depropensão empurra o bastão de combustível 482 em direção àroda de triturar 450. A força de propensão constantefornecida por 48 6 no bastão de combustível 482 assegura que obastão de combustível 482 permaneça em contato constante coma roda de triturar 450. Adicionalmente, para evitar que ocomponente de combustível fluido 422 penetre no compartimentode bastão de combustível 428, o compartimento de bastão decombustível 428 ou câmara de reação .418 inclui uma vedação484. Preferivelmente, a vedação 484 é feita de um material devedação deformável que é inerte ao bastão de combustível 482e componente de combustível fluido 422, como borracha naturalou sintética e silicone.

A roda de triturar 450 da presente invenção inclui,preferivelmente, um mecanismo de acionamento graduado, comoaqueles descritos acima com relação às rodas de graduação dasfiguras 1-4. Quando a câmara de reação 418 é suficientementepressurizada devido à presença de um gás como hidrogênio, aroda de triturar 450 é estacionária. Por exemplo, se omecanismo de acionamento mostrado nas figuras 1 e IA forutilizado, a roda de triturar 450 não seria girada.Alternativamente, se o mecanismo de acionamento mostrado nafigura 3 for utilizado, a roda de triturar 450 seria travadoem posição para evitar que a mesma gire. Como tal, asuperfície tornada áspera 478 pára trituração contra o bastãode combustível 482. Opcionalmente, uma segunda porção da rodade triturar 450 inclui uma vedação de combustível 48. Avedação de combustível 480 é preferivelmente fixada de formasegura a uma porção da roda de triturar, como com um adesivo,e preferivelmente cobre área de superfície suficiente da rodade triturar 450 de tal modo que a vedação de combustível 480evita contato entre o bastão de combustível 482 e ocomponente de combustível fluido 422 quando a vedação decombustível 480 é posicionada contra o bastão de combustível482. A vedação de combustível 480 pode ser feita de qualquermaterial apropriado, como aqueles descritos acima com relaçãoà vedação 484. A finalidade da vedação de combustível 480 é ade preservar as características da porção do bastão decombustível 482 que está em contato com a roda de triturar450. Genericamente, a porção do bastão de combustível 482 queestá em contato com a roda de triturar 450 reage com ocomponente de combustível fluido 422 e forma uma camada desubproduto na superfície da porção não usada do bastão decombustível 482. Embora essa camada de subproduto evitereação adicional do bastão de combustível 482, autovedandoeficazmente o bastão de combustível 482, a camada desubproduto pode fazer com que o componente de combustívelreaja de forma menos eficiente quando triturado. Como somenteuma quantidade limitada de combustível pode ser incluída como mecanismo de geração de gás 412, é desejável ser capaz deutilizar todo combustível em bastão de combustível 482 deforma tão eficiente quanto possível. Como tal, a vedação decombustível 480 inibe a formação da camada de subprodutosobre a superfície do bastão de combustível 482.

À medida que o gás na câmara de reação 418 transferepara uma célula de combustível (não-mostrada), a pressãodentro da câmara de reação 418 diminui. Após a pressão dentroda câmara de reação 418 atingir um valor predeterminado, aroda de triturar 450 gira ou é girada pelo mecanismo de-acionamento de tal modo que a superfície tornada áspera 478da roda de triturar 450 passa sobre o bastão de combustível482 para desalojar uma porção da composição de combustívelpara dentro do componente de combustível fluido 422. Ocombustível desalojado reage com o componente de combustívelfluido 422 para produzir um gás combustível como hidrogênio.À medida que a pressão novamente se acumula dentro da câmarade reação 418, o mecanismo de acionamento pára a rotação daroda de triturar 450. Preferivelmente, a vedação decombustível 480 está em contato com o bastão de combustível482 quando a rotação da roda de triturar 450 é parada.

Em um exemplo alternativo, como ilustrado na figura 8, aroda de triturar 450 não inclui a vedação de combustível 480.

Em vez disso, a superfície da roda de triturar 450 ésubstancialmente coberta pela superfície tornada áspera 478.

Em todos os outros aspectos, essa modalidade opera do mesmomodo que a modalidade descrita com relação à figura 7.

Preferivelmente, um motor é utilizado para girar a rodade triturar 450. Esse modo pode ser controladoeletronicamente por um controlador, como, por exemplo, ummicroprocessador, conectado a uma célula de combustível (não-mostrada) que controla um motor acionando a roda de triturar450 (não-mostrada). Similar à alternativa acionada por motordescrita acima com relação às figuras 1 e IA, o controladornessa modalidade alternativa pode monitorar a pressão nacâmara de reação 418 utilizando um ou mais sensores, comoaqueles descritos acima. Quando a pressão na câmara de reação418 cai abaixo de um valor predeterminado gravado em umatabela armazenada no controlador, então o controladorsinaliza o motor para girar a roda de triturar 450. Em outroexemplo, o controlador pode ser capaz de monitorar a. taxa defluxo de gás hidrogênio a partir da câmara de reação 418 paradentro da célula de combustível através de um medidor defluxo, que pode ser qualquer medido de fluxo conhecido natécnica. Nesse exemplo, quando a taxa de fluxo reduz abaixode um valor predeterminado, o controlador envia um sinal parao motor na roda de triturar 4 50 para girar a mesma em umadistância apropriada de modo que a roda de triturar 450tritura e desaloja uma porção de bastão de combustível 482. Omotor utilizado pode ser qualquer motor apropriado conhecidona técnica, preferivelmente um motor MEMS operado porbateria.

Com referência às figuras 9-11, outro aparelho degeração de gás alternativo 512 é mostrado. O aparelho degeração de gás 512 inclui um alojamento 520 configurado paraser fixado em uma célula de combustível através de umaválvula 534. O alojamento 520 é genericamente uma estruturade parede como um cartucho ou baixa similar àquelas descritasnas modalidades acima. Em uma porção do alojamento 520, umamembrana permeável a gás, impermeável a líquido 532 e asparedes laterais do alojamento 520 definem uma câmara dereação 518 que é pelo menos parcialmente cheia de umcomponente de combustível fluido 522. A membrana/camadapermeável a gás 532 pode ser qualquer tal membrana conhecidana técnica, como aquelas descritas acima com relação à figura1, e o componente de combustível fluido 522 é um líquidoapropriado para reagir com um componente de combustível comoos reagentes descritos acima. Opcionalmente, um material decarga poroso 588 é disposto entre a válvula 534 e amembrana/camada permeável a gás, impermeável a líquido 532para absorver qualquer líquido que possa passar através damembrana 532.

Também é disposto dentro do alojamento 520 um silo decombustível 522. O silo de combustível 522 é uma câmaracontendo um componente de combustível em pó ou granular 596.O silo de combustível 522 armazena o componente decombustível 596 até ser transferido para uma bandejadeslizável 599 com um compartimento 597 formado no mesmolocalizado próximo a uma extremidade inferior aberta 593 dosilo de combustível 522.

Para transferir uma porção do componente de combustível596 a partir do silo de combustível 522 para o compartimento597, um pistão 592 é posicionado próximo ao topo do silo decombustível 522 e é fixado de forma móvel ao alojamento 520por uma mola de propensão 594. A mola de propensão 594 provêuma força que empurra o pistão 592 contra uma superfíciesuperior do componente de combustível 596 alojado dentro dosilo de combustível 522. Portanto, o pistão 592 está tentandocontinuamente empurrar o componente de combustível 596 paradentro do compartimento 597. Preferivelmente, uma válvula deretenção 591 é localizada em uma parede lateral 520a paraassegurar que um vácuo não seja criado dentro do silo decombustível 522. Tal vácuo provavelmente inibiria o movimentodo pistão 592.

Nessa modalidade, a de graduação ou fornecimento dequantidades distintas de um componente de combustível sobdemanda é acionada por pressão do seguinte modo.

Genericamente, a bandeja deslizável 599 é alojada dentro deuma câmara de guiar 595 formada próximo à extremidadeinferior aberta 593 do silo de combustível 522. Ocompartimento 597 é disposto dentro da bandeja deslizável 599e inclui preferivelmente um topo aberto e uma parte inferiorformada por uma placa 506 que é propendida em direção ao topoaberto do compartimento 597 por uma mola 508. O tamanho docompartimento 597 é selecionado de modo que uma quantidadeespecífica do componente de combustível sólido 596 sejaintroduzida na câmara de reação 518 com cada passagem dabandeja deslizável 599.

Uma mola de propensão 523 é fixada em uma extremidade àbandeja deslizável 599 e na outra extremidade a uma paredelateral 520b que forma uma das paredes da câmara de guiar595. A mola de propensão 523 provê uma força, K, empurrando abandeja deslizável 599 em direção à câmara de reação 518. Apressão na câmara de reação 518, Pi, provê uma força variávelempurrando a bandeja deslizável 599 em direção à paredelateral 520b. Como ilustrado na figura 10, em um estadopressurizado, quando a pressão da câmara de reação Pi ésuficiente para superar a força de mola K, a pressão dacâmara de reação Pi move a bandeja deslizável 599 dentro dacâmara de guiar 595 de modo que o compartimento 597 alinha-secom a extremidade inferior aberta 593 do silo de combustível522. Um slug do componente de combustível 596 é desse modocapaz de ser carregado no compartimento 597 através do pistão592 ou gravidade. À medida que o slug do componente decombustível 596 é carregado para dentro do compartimento 597,o peso do componente de combustível 596 empurra contra aplaca 506, desse modo comprimindo a mola 508.

À medida que o gás na câmara de reação 518 é transferidopara uma célula de combustível através da válvula 534, apressão da câmara de reação Pi diminui. Após a pressão dacâmara de reação Pi não mais exceder a força de mola K, comomostrado na figura 1, a mola de propensão 523 empurra abandeja deslizável 599 em direção à câmara de reação 518 atéque o compartimento 597 esteja dentro da câmara de reação518. A mola 508 propele a placa 506 em direção ao topo abertodo compartimento 597. Desse modo, o componente de combustível596 é fornecido para dentro do componente de combustívelfluido 522. O componente de combustível sólido 596 reage como componente de combustível fluido 522 para produzir gás. Àmedida que o gás é produzido, a pressão de câmara de reaçãoPi aumenta. Quando gás suficiente é produzido, a pressão decâmara de reação Pi excede a força de mola K, e a bandejadeslizável 599 é novamente empurrada em direção a 520b atéque o compartimento 597 novamente alinhe com a extremidadeinferior aberta 523 do silo de combustível 522 como mostradona figura 10. O compartimento 597 é então cheio novamente como componente de combustível sólido 596 em antecipação aopróximo empurrão para frente para dentro do compartimento decombustível 518.

À medida que a bandeja deslizável 599 é movida de talmodo que o compartimento 597 não mais se alinhe com aextremidade inferior aberta 523 do silo de combustível 522,como mostrado na figura 11, uma porção traseira da bandejadeslizável cobre ou bloqueia a extremidade inferior aberta523 do silo de combustível 522 para evitar que o componentede combustível 596 esvazie para dentro da câmara de guiar595.

Alguns exemplos dos componentes de combustível sólidoque são utilizados na presente invenção incluem, porém nãosão limitados a, hidretos de elementos dos Grupos IA-IVA daTabela Periódica dos Elementos e misturas dos mesmos, comohidretos alcalino ou de metal alcalino, ou misturas dosmesmos. Outros compostos, como hidretos de alumínio-metalalcalino (alanatos) e boroidretos de metal alcalino tambémpodem ser empregados. Exemplos mais específicos de hidretosde metal incluem, porém não são limitados a, hidreto delítio, hidreto de alumínio lítio, boroidreto de lítio,hidreto de sódio, boroidreto de sódio, hidreto de potássio,boroidreto de potássio, hidreto de magnésio, hidreto decálcio, e sais e/ou derivados dos mesmos. Os hidretospreferidos são boroidreto de sódio, boroidreto de magnésio,boroidreto de lítio, e boroidreto de potássio.Preferivelmente, o combustível contendo hidrogênio compreendea forma sólida de NaBH4 ou Mg(BH4)2, ou composto de clatratode metanol (MCC) é um sólido que inclui metanol. Na formasólida, NaBH4 não hidrolisa na ausência de água e, portantomelhora a vida de armazenagem do cartucho. Entretanto, aforma aquosa de combustível contendo hidrogênio, como NaBH4aquoso, também pode ser utilizada na presente invenção.Quando uma forma aquosa de NaBH4 é utilizada, a câmaracontendo o NaBH4 aquoso também inclui um estabilizador.

Estabilizadores exemplares podem incluir, porém não sãolimitados a, metais e hidróxidos de metal, como hidróxidos demetal alcalino. Os exemplos de tais estabilizadores sãodescritos na patente US 6.683.025, que é incorporada aqui atítulo de referência na íntegra. Preferivelmente, oestabilizador é NaOH.

A forma sólida do combustível contendo hidrogênio épreferida em relação à forma líquida. Em geral, combustíveissólidos são mais vantajosos do que combustíveis líquidosporque os combustíveis líquidos contêm proporcionalmentemenos energia do que os combustíveis sólidos e oscombustíveis líquidos são menos estáveis do que oscombustíveis sólidos similares. Por conseguinte, ocombustível mais preferido para a presente invenção éboroidreto de sódio em pó aglomerado ou em pó.

De acordo com a presente invenção, o reagente líquidocompreende preferivelmente um agente que é capaz de reagircom o combustível contendo hidrogênio na presença de umcatalisador opcional para gerar hidrogênio. Preferivelmente,o agente é, porém não é limitado a, água, álcoois, e/ouácidos diluídos. A fonte mais comum de agente é água. Comoindicado acima e na formulação abaixo, água pode reagir comum combustível contendo hidrogênio, como NaBH4 na presença deum catalisador opcional para gerar hidrogênio.

X(BH4)y + 2H20 -> X(BO)2 + 4H2

Onde X inclui, porém não é limitado a Na, Mg, Li e todosos metais alcalinos, e Y é um número inteiro.

0 reagente também inclui aditivos opcionais que reduzemou aumentam o pH da solução. 0 pH do reagente pode serutilizado para determinar a velocidade na qual hidrogênio éproduzido. Por exemplo, aditivos que reduzem o pH do reagenteresultam em uma taxa mais elevada de geração de hidrogênio.

Tais aditivos incluem, porém não são limitados a, ácidos,como ácido acético e ácido sulfúrico. Inversamente, aditivosque elevam o pH podem diminuir a taxa de reação até o pontoonde quase nenhum hidrogênio se desprende. A solução dapresente invenção pode ter qualquer valor de pH menor do que7, como um pH de aproximadamente 1 a aproximadamente 6 e,preferivelmente, a partir de aproximadamente 3 atéaproximadamente 5. Discussão adicional de pH apropriado podeser encontrada no pedido *572 co-pendente, co-pertencenteincorporado anteriormente a titulo de referência.

Em algumas modalidades exemplares, o reagenteopcionalmente inclui um catalisador que pode iniciar e/oufacilitar a produção de gás hidrogênio pelo aumento da taxana qual o reagente reage com o componente de combustível.Esse catalisador opcional dessas modalidades exemplaresinclui qualquer formato ou tamanho que seja capaz de promovera reação desejada. Por exemplo, o catalisador pode serpequeno o bastante para formar um pó ou pode ser tão grandequanto à câmara de reação. Em algumas modalidades exemplares,o catalisador é um leito catalisador. O catalisador pode serlocalizado dentro da câmara de reação ou próximo à câmara dereação, desde que pelo menos um reagente ou componente decombustível entre em contato com o catalisador.

O catalisador da presente invenção pode incluir um oumais metais de transição a partir do Grupo VIIIB da TabelaPeriódica dos Elementos. Por exemplo, o catalisador podeincluir metais de transição como ferro (Fe), cobalto (Co),níquel (Ni), rutênio (Ru), ródio (Rh), platina (Pt), paládio(Pd), ósmio (Os), irídio (Ir). Adicionalmente, metais detransição no Grupo IB, isto é, cobre (Cu), prata (Ag), e ouro(Au) , e no Grupo IIB, isto é, zinco (Zn) , cádmio (Cd) , emercúrio (Hg), também podem ser utilizados no catalisador dapresente invenção. Outros metais de transição que podem serutilizados como parte de um catalisador incluem, porém nãosão limitados a, escândio (Sc), titânio (Ti), vanádio (V),cromo (Cr), e manganês (Mn). Catalisadores de metal detransição úteis na presente invenção são descritos na patenteUS 51804.329, que é incorporada aqui a título de referênciana íntegra. O catalisador preferido da presente invenção éCoCl2.

Alguns dos catalisadores da presente invenção podem sergenericamente definidos pela seguinte fórmula:

<formula>formula see original document page 50</formula>

Onde M é o cátion do metal de transição, X é o ânion, e"a" e "b" são números inteiros de 1 a 6 que são necessáriospara equilibrar as cargas do complexo de metal de transição.

Cátions apropriados dos metais de transição incluem,porém não são limitados a ferro (II) (II) (Fe2+), ferro (III)(Fe3+), cobalto (Co2+), níquel (II) (Ni2+), níquel (III)(Ni3+), rutênio (III) (Ru3+), rutênio (IV) (Ru4+), rutênio (V)(Ru5+), rutênio (VI) (Ru6+), rutênio (VIII) (Ru8+), ródio (III)(Rh3+), ródio (IV) (Rh4+), ródio (VI) (Rh6+), paládio (Pd2+),ósmio (III) (Os3+), ósmio (IV) (Os4+), ósmio (V) (Os5+), ósmio(VI) (0s6+), ósmio (VIII) (Os8+), irídio (III) (Ir3+), irídio(IV) (Ir4+), irídio (VI) (Ir6+), platina (II) (Pt2+), platina(III) (Pt3+), platina (IV) (Pt4+), platina (VI) (Pt6+), cobre(I) (Cu+), cobre (II) (Cu2+), prata (I) (Ag+), prata (II)(Ag2+), ouro (I) (Au+), ouro (III) (Au3+), zinco (Zn2+), cádmio(Cd2+), mercúrio (I) (Hg+), mercúrio (II) (Hg2+), e similares.

Ânions apropriados incluem, porém não são limitados a,hidreto, (Η") , fluoreto (F~) , cloreto (Cl") , brometo (Br") ,iodeto (I"), óxido (O2"), sulfeto (S2"), nitreto (N3"), fosfeto(P4"), hipoclorito (CIO"), clorito (ClO2"), clorato (ClO3"),perclorato (ClO4"), sulfito (SO32"), sulfato (SO42"), sulfatode hidrogênio (HSO4") , hidróxido (0H") , cianeto (CN") ,tiocianato (SCN") , cianato (0CN~) , peróxido (O22"), manganato(MnO42") , permanganato (MnO4") , dicromato (Cr2O72") , carbonato(CO32"), carbonato de hidrogênio (HCO3"), fosfato (PO42"),fosfato de hidrogênio (HPO4") , fosfato de diidrogênio (H2PO4"), aluminato (Al2O42"), arsenato (AsO43"), nitrato (NO3"),acetato (CH3COO"), oxalato (C2O42"), e similares. Umcatalisador preferido é cloreto de cobalto.

Em algumas modalidades exemplares, um aditivo opcionalpode ser incluído no reagente e/ou na câmara de reação. Esseaditivo opcional é qualquer composição que é capaz de evitarsubstancialmente o congelamento de ou redução do ponto decongelamento do reagente e/ou do componente de combustível.

Em algumas modalidades exemplares, o aditivo pode ser umacomposição à base de álcool, como um agente anticongelante.

Preferivelmente, o aditivo da presente invenção é CH3OH.

Entretanto, como mencionado acima, qualquer aditivo capaz dereduzir o ponto de congelamento do reagente pode serutilizado.

Adicionalmente, para controlar as características defluxo, como pressão e taxa de fluxo, do gás combustívelproduzido por qualquer um do aparelho de geração de gásdiscutido acima com relação às figuras 1-11, um sistema decontrole de fluxo 31 como mostrado na figura 12 pode serutilizado para conectar um reservatório de combustível 18 aum sistema de célula de combustível 14. 0 sistema de controlede fluxo 31 inclui preferivelmente uma válvula 34 paracontrolar a saída do aparelho de geração de gás 18, comodescrito acima com relação a, entre outras coisas, figuras 1e IA. A válvula de fechamento 35 pode ser também fornecida. 0gás de combustível flui através da válvula 34 e para dentrode um conduto de transferência de combustível 16. Ao longo docomprimento do conduto de transferência de combustível 16está um regulador de pressão 33, que pode ser qualquer tipode regulador de pressão conhecido na técnica.

Preferivelmente, dadas as variações em potencial na pressãode saída, o regulador de pressão 33 é um regulador de pressãode dois estágios, onde o primeiro estágio reduz a pressão emuma proporção predeterminada, a seguir o segundo estágiootimiza a pressão. Um regulador de pressão apropriado é oregulador de pressão PRD2 disponível junto à BeswickEngineering de Greenland, new Hampshire. Adicionalmente, paracontrolar adicionalmente a taxa de fluxo, um orifícioopcional 36 tendo um diâmetro pequeno é posicionado a jusantedo regulador de pressão 33. Um diâmetro preferido paraorifício 36 é de aproximadamente 0,05 mm, embora o tamanho doorifício 36 dependa de muitos fatores incluindo o tipo decombustível, o tipo de célula de combustível, e a cargaacionada pela célula de combustível. A combinação doregulador de pressão e orifício 36 permite uma taxa de fluxoquase constante de combustível para dentro da célula decombustível 14.

Outras modalidades da presente invenção serão evidentespara aqueles versados na técnica a partir da consideração dopresente relatório descritivo e prática da presente invençãodescrita aqui. Pretende-se que o presente relatóriodescritivo e exemplos sejam considerados somente comoexemplares com um verdadeiro escopo e espirito da invençãosendo indicados pelas reivindicações que se seguem eequivalentes das mesmas.

Claims

1. Aparelho de geração de gás, caracterizado porcompreender:uma câmara de reação;um primeiro reagente disposto dentro da câmara dereação; eum mecanismo de graduação operativamente conectado a umsegundo reagente e configurado para introduzir um segundoreagente na câmara de reação de modo que um gás é produzidopor uma reação entre o primeiro reagente e o segundoreagente.

2. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundoreagente é localizado no mecanismo de graduação.

3. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mecanismode graduação é acionado por pressão.

4. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mecanismode graduação compreende uma roda com catraca.

5. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 4, caracterizado por compreender:uma pluralidade de bolsas vedadas dispostas em umasuperfície exterior da roda com catraca, em que o segundoreagente está contido nas bolsas vedadas; eum mecanismo de liberação, em que o mecanismo deliberação é configurado para abrir pelo menos uma das bolsasvedadas à medida que as rodas com catracas giram.

6. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a roda comcatraca é girada por um mecanismo de garra acionado porpressão, em que a garra engata com pelo menos um de umapluralidade de dentes inclinados para baixo fixados na rodacom catraca.

7. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a garra é umbraço de mola.

8. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a garra éarticuladamente fixada na roda com catraca.

9. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a garra éconectada a um pistão acionado por pressão.

10. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a roda comcatraca é girada por uma mola de torção enrolada.

11. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 7, caracterizado por compreender um mecanismode acionamento compreendendo uma haste engrenada acionada porpressão guarnecida com mola engatada com uma engrenagemcorrelacionada conectada à roda com catraca.

12. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por compreender uma roda dealimentação compreendendo uma fita tendo uma pluralidade debolsas vedadas contendo o segundo reagente disposto em umasuperfície exterior da roda de alimentação, em que omecanismo de graduação é uma roda de recuperação, e em que afita estende-se para a roda de recuperação, e de modo que aroda de recuperação é configurada para puxar a fita sobre ummecanismo de liberação.

13. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mecanismode graduação é acionado por um motor.

14. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por compreender uma roda detriturar disposta dentro da câmara de reação, em que osegundo reagente de combustível é um componente decombustível sólido formado em uma massa triturável, e em queo segundo reagente de combustível é triturado para introduziro segundo reagente para dentro da câmara de reação.

15. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 14, caracterizado por compreender um mecanismode acionamento para girar a roda de triturar, em que omecanismo de acionamento é controlado pela pressão dentro dacâmara de reação.

16.· Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a roda detriturar é girada por um motor.

17. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a superfícieda roda de triturar é pelo menos parcialmente coberta com ummaterial de vedação.

18. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por compreenderum silo de combustível adjacente à câmara de reação, emque o silo de combustível contém o segundo reagente, eum sistema de transferência de combustível para mover osegundo reagente a partir do silo de combustível para acâmara de reação, em que pelo menos uma parede da câmara dereação compreende uma membrana impermeável a líquido,permeável a gás.

19. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o sistema detransferência de combustível é controlado por uma pressãodentro da câmara de reação.

20. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por compreender umapluralidade de pods.

21. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a câmara dereação é localizada em cada da pluralidade de pods, eem que um elemento de ativação é posicionado dentro dacâmara de reação e adjacente ao primeiro reagente, eem que o reservatório é formado dentro de cada dapluralidade de nacelas adjacentes à câmara de reação, em queo reservatório contém o segundo reagente, eem que uma membrana frangível separa a câmara de reaçãoa partir do reservatório, em que o mecanismo de graduação éconfigurado para selecionar um da pluralidade de nacelas eavançar o elemento de ativação em direção ao reservatóriopara introduzir o segundo reagente na câmara de reação danacela selecionada.

22. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 20, caracterizado pelo fato de que cada nacelacompreende uma câmara microusinada contendo o segundoreagente, e em que cada câmara microusinada é operativamenteconectada a um controlador, e em que a pluralidade de nacelasé separada da câmara de reação por uma tela de modo que pelomenos uma câmara microusinada é acionada para transferir seuconteúdo para dentro da câmara de reação quando ativado pelocontrolador.

23. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 22, caracterizado por compreender umapluralidade de elementos piezoelétricos, em que pelo menos umda pluralidade de elementos piezoelétricos é operativamenteconectado a uma câmara microusinada associada, em que umsinal elétrico a partir do controlador para o elementopiezoelétrico aciona sua câmara microusinada associada.

24. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a câmara dereação é localizada em cada da pluralidade de pods, em que osegundo reagente é separado do primeiro reagente por umamembrana frágil, e em que o mecanismo de graduação éconfigurado para liberar o segundo reagente de cadapluralidade de nacelas seqüencialmente.

25. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiroreagente é um liquido.

26. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundoreagente é um sólido.

27. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por compreender uma célula decombustível conectada à câmara de reação, em que um lado decatódio da célula de combustível é exposto a um oxidante e umlado de anódio da célula de combustível é exposto a uminterior da câmara de reação.

28. Aparelho de geração de gás, de acordo com areivindicação 27, caracterizado pelo fato de que umacobertura é seletivamente posicionada no lado de catódioquando o gás é transferido para fora do aparelho de geraçãode gás.

29. Aparelho de geração de gás, caracterizado porcompreender meio para introduzir um componente de combustívelsólido para dentro de um reagente líquido.