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一种电化学电池系统(36)，其包括：燃料电池(10)和盒外壳(44)，所述燃料电池包括：燃料电池外壳(12)和阴极、阳极，所述电池外壳(12)具有第一外表面和限定所述燃料电池外壳第一内部体积的第一内表面，所述盒外壳(44)具有第二外表面和限定所述盒外壳第二内部体积(39)的第二内表面，其中所述第二内部体积(39)包括设置在所述第一外表面和所述第二外表面中的至少一个上的燃料消耗剂(28，45)。

1.  一种电化学电池系统，所述系统包括：
燃料电池，其包括：
燃料电池外壳，所述外壳具有第一外表面和限定所述燃料电池外壳第一内部体积的第一内表面，和
阴极、阳极以及设置在所述第一内部体积内的电解质；
燃料盒，所述燃料盒连接到所述燃料电池上并包括：
盒外壳，所述盒外壳具有第二外表面和限定所述盒外壳第二内部体积的第二内表面，其中所述第二内部体积包括燃料；和
燃料消耗剂，所述燃料消耗剂设置在所述第一外表面和所述第二外表面中的至少一个上。

2.  如权利要求1所述的电化学电池系统，其中所述燃料电池包括氢燃料电池。

3.  如权利要求2所述的电化学电池系统，其中所述燃料消耗剂包括氢消耗剂。

4.  如权利要求3所述的电化学电池系统，其中所述燃料盒包括氢燃料盒。

5.  如权利要求1所述的电化学电池系统，其中所述燃料选自由下列物质组成的组：甲醇、乙醇、甲烷、丙烷、丁烷、甲酸、肼和氨。

6.  一种电化学电池系统，所述系统包括：
燃料电池，所述燃料电池包括燃料电池外壳；
燃料盒，所述燃料盒连接到所述燃料电池上，所述盒包括盒外壳；和
燃料消耗剂，所述燃料消耗剂设置在所述燃料电池外壳和所述盒外壳中的至少一个上。

7.  如权利要求6所述的电化学电池系统，其中所述燃料电池包括氢燃料电池。

8.  如权利要求7所述的电化学电池系统，其中所述燃料消耗剂包括氢消耗剂。

9.  如权利要求8所述的电化学电池，其中所述燃料盒包括氢燃料盒。

10.  如权利要求8所述的电化学电池系统，其中所述氢消耗剂包括氢重组剂。

11.  如权利要求10所述的电化学电池系统，其中所述氢重组剂包括氢氧化材料和活化材料。

12.  如权利要求11所述的电化学电池系统，其中所述活化材料包括第一活化组分和第二活化组分，所述第一和第二活化组分每个均能够断裂氢。

13.  如权利要求11所述的电化学电池系统，其中所述氢氧化材料包括选自由下列物质组成的组的化合物：氧化锰、羟基氧化锰、羟基氧化镍、氧化铜、氧化钡、氧化银、氧化汞、高锰酸钾、高锰酸银、磷酸锰、氧化铋、间二硝基苯和醌。

14.  如权利要求13所述的电化学电池系统，其中所述氢氧化材料包含氧化铜。

15.  如权利要求12所述的电化学电池系统，其中所述活化材料的第一活化组分包括过渡金属或它们的盐或氧化物。

16.  如权利要求15所述的电化学电池系统，其中所述过渡金属选自由下列金属组成的组：钯、铂和钌。

17.  如权利要求12所述的电化学电池系统，其中所述活化材料的第二活化组分包括过渡金属或它们的盐或氧化物。

18.  如权利要求17所述的电化学电池系统，其中所述过渡金属选自由下列金属组成的组：钯、铂和钌。

19.  如权利要求8所述的电化学电池系统，其中所述氢消耗剂包括氢吸气剂。

20.  如权利要求6所述的电化学电池系统，其中所述燃料电池外壳与所述盒外壳可释放地啮合。

21.  如权利要求8所述的电化学电池系统，其中所述氢消耗剂分散在气体可渗透基体内。

22.  如权利要求21所述的电化学电池系统，其中所述氢消耗剂分散在硅氧烷聚合物内。

23.  如权利要求8所述的电化学电池系统，所述系统还包括在所述氢消耗剂之上的涂层。

24.  如权利要求6所述的电化学电池系统，其中所述燃料电池为甲醇燃料电池、乙醇燃料电池、甲烷燃料电池、丙烷燃料电池、丁烷燃料电池、甲酸燃料电池、肼燃料电池或氨燃料电池。

25.  如权利要求6所述的电化学电池，所述电化学电池还包括燃料传感器。

26.  一种电化学电池，所述电化学电池包括：
燃料电池，其包括：
外壳，所述外壳具有外表面和限定所述外壳内部体积的内表面；和
燃料消耗剂，所述消耗剂设置在所述外表面上。

27.  如权利要求26所述的电化学电池，其中所述燃料电池包括氢燃料电池。

28.  如权利要求27所述的电化学电池，其中所述燃料消耗剂包括氢消耗剂。

29.  如权利要求26所述的电化学电池，其中所述燃料电池为甲醇燃料电池、乙醇燃料电池、甲烷燃料电池、丙烷燃料电池、丁烷燃料电池、甲酸燃料电池、肼燃料电池或氨燃料电池。

30.  如权利要求26所述的电化学电池，其中所述燃料电池还包括阴极、阳极和设置在所述内部体积内的电解质。

31.  如权利要求30所述的电化学电池，其中所述阳极氧化氢气。

32.  如权利要求26所述的电化学电池，所述电化学电池还包括燃料传感器。

33.  一种氢气盒，所述氢气盒包括：
外壳，所述外壳包括氢气，其中所述外壳具有外表面和限定内部体积的内表面；和
氢消耗剂，所述氢消耗剂设置在所述外表面上，其中所述氢消耗剂分散在气体可渗透的基体内。

34.  如权利要求33所述的氢气盒，其中所述气体可渗透的基体包括硅氧烷聚合物。

35.  一种燃料盒，所述燃料盒包括：
外壳，所述外壳包括燃料，其中所述外壳具有外表面和限定内部体积的内表面；和
燃料消耗剂，所述消耗剂设置在所述外表面上，其中所述燃料消耗剂分散在气体可渗透的基体内。

36.  如权利要求35所述的燃料盒，其中所述燃料选自由下列物质组成的组：甲醇、乙醇、甲烷、丙烷、丁烷、甲酸、肼、氨、以及它们的组合。

37.  一种电化学电池系统，所述系统包括：
具有限定内部体积的内表面的容器；和
设置在所述内部体积内的燃料消耗剂和燃料电池。

38.  如权利要求37所述的电化学电池系统，所述电池系统还包括连接到所述燃料电池上的燃料盒。

39.  如权利要求37所述的电化学电池系统，其中所述燃料电池包括氢燃料电池。

40.  如权利要求39所述的电化学电池系统，其中所述燃料消耗剂包括氢消耗剂。

41.  如权利要求37所述的电化学电池系统，其中所述燃料电池为甲醇燃料电池、乙醇燃料电池、甲烷燃料电池、丙烷燃料电池、丁烷燃料电池、甲酸燃料电池、肼燃料电池或氨燃料电池。

42.  一种电化学电池系统，所述系统包括：
具有限定内部体积的内表面的容器；和
设置在所述内部体积内的燃料消耗剂和燃料盒。

43.  如权利要求42所述的电化学电池系统，其中所述燃料盒包括氢燃料盒。

44.  如权利要求43所述的电化学电池系统，其中所述燃料消耗剂包括氢消耗剂。

45.  如权利要求42所述的电化学电池系统，其中所述燃料盒为甲醇燃料盒、乙醇燃料盒、甲烷燃料盒、丙烷燃料盒、丁烷燃料盒、甲酸燃料盒、肼燃料盒或氨燃料盒。

46.  一种涂布燃料电池的方法，所述方法包括用燃料消耗剂涂布燃料电池的部分外表面。

47.  如权利要求46所述的方法，其中所述燃料电池包括氢燃料电池。

48.  如权利要求47所述的方法，其中所述燃料消耗剂包括氢消耗剂。

49.  如权利要求47所述的方法，其中所述氢燃料电池包括具有外表面和限定内部体积的内表面的外壳。

50.  如权利要求46所述的方法，其中所述燃料电池为甲醇燃料电池、乙醇燃料电池、甲烷燃料电池、丙烷燃料电池、丁烷燃料电池、甲酸燃料电池、肼燃料电池或氨燃料电池。

51.  如权利要求46所述的方法，其中涂布所述外表面包括用所述燃料消耗剂涂刷所述外表面。

52.  如权利要求46所述的方法，其中涂布所述外表面包括用所述燃料消耗剂喷涂所述外表面。

53.  如权利要求46所述的方法，其中涂布所述外表面包括将所述外表面浸渍在所述燃料消耗剂内。

54.  如权利要求46所述的方法，其中涂布所述外表面包括用所述燃料消耗剂印刷所述外表面。

55.  一种涂布燃料盒的方法，所述方法包括用燃料消耗剂涂布燃料盒的部分外表面，其中所述燃料消耗剂分散在气体可渗透的基体内。

56.  如权利要求55所述的方法，其中所述燃料盒包括氢燃料盒。

57.  如权利要求56所述的方法，其中所述燃料消耗剂包括氢消耗剂。

58.  如权利要求55所述的方法，其中所述燃料盒为甲醇燃料盒、甲烷燃料盒、丙烷燃料盒、丁烷燃料盒、乙醇燃料盒、甲酸燃料盒、肼燃料盒或氨燃料盒。

59.  如权利要求55所述的方法，其中所述燃料盒包括所述外表面和限定内部体积的内表面。

60.  如权利要求59所述的方法，其中燃料设置在所述内部体积内。

61.  一种控制燃料渗漏的方法，所述方法包括使从包括燃料电池的电化学电池系统渗漏出的燃料与所述燃料电池外部的燃料消耗剂接触。

62.  如权利要求61所述的方法，其中所述燃料为氢。

63.  如权利要求61所述的方法，其中所述燃料选自由下列物质组成的组：甲醇、乙醇、甲烷、丙烷、丁烷、甲酸、肼和氨。

燃料消耗剂
技术领域
本发明涉及燃料消耗剂及消耗燃料的方法。
发明背景
燃料电池是能够由典型地发生在两个或多个反应物之间的电化学反应提供电能的装置。通常，燃料电池包括两个电极(称作阳极和阴极)以及设置在电极之间的电解质。阳极包含阳极催化剂，而阴极包含阴极催化剂。电解质(如固体膜电解质)典型地为离子导电而非电子导电。
在燃料电池操作期间，将反应物加到合适的电极上。在阳极，反应物与阳极催化剂相互作用并形成反应中间体，如离子和电子。离子反应中间体可通过电解质由阳极流向阴极。然而，电子通过连接阳极和阴极的外部导电体由阳极流向阴极。当电子流经外部导电体时，电子流可用于提供能量。在阴极，阴极催化剂与另一种反应物、在阳极形成的离子以及电子相互作用以完成燃料电池反应。
例如，在一类燃料电池(有时称作氢燃料电池)中，阳极反应物为氢气，而阴极反应物为氧气(例如，来自空气)。在阳极，氢气被氧化以生成质子；在阴极，氧气被还原并与质子结合以生成水：
(1)    阳极反应：    H₂→2H⁺+2e^-
(2)    阴极反应：    1/2O₂+2H⁺+2e^-→H₂O
(3)    总反应：      H₂+1/2O₂→H₂O
如式(1)所示，氢的氧化生成质子和电子。质子通过电解质由阳极流向阴极。电子通过外部导电体由阳极流向阴极，这样可提供电能。在阴极，质子和电子与氧反应生成水(式2)。式3示出总燃料电池反应，由此将氢和氧转化成水。
发明概述
通常，燃料电池或燃料盒在其外表面上或外表面附近具有燃料消耗剂。燃料消耗剂可通过消耗渗漏的燃料用于控制燃料渗漏。
在一个方面，电化学电池系统包括具有燃料电池外壳的燃料电池，所述外壳具有外表面和限定燃料电池外壳内部体积的内表面。在内部体积之内为阴极、阳极和电解质。电池系统还包括连接到燃料电池上的燃料盒。所述盒具有盒外壳，所述外壳具有外表面和限定盒外壳内部体积的内表面，所述内部体积包括燃料。电池系统也包括设置在燃料电池外壳外表面和燃料盒外表面中的至少一个上的燃料消耗剂。
在另一个方面，电化学电池系统包括具有燃料电池外壳的燃料电池以及连接到燃料电池上的燃料盒，所述盒具有盒外壳。燃料消耗剂设置在燃料电池外壳和盒外壳中的至少一个上。
在另一个方面，电化学电池包括具有外壳的燃料电池，所述外壳具有外表面和内表面。内表面限定外壳的内部体积。燃料消耗剂设置在外表面上。
氢气盒可具有包括氢气的外壳。所述外壳具有外表面和限定内部体积的内表面。氢气消耗剂设置在外表面上并分散在气体可渗透的基体内。
燃料盒可具有包括燃料的外壳。所述外壳具有外表面和限定内部体积的内表面。燃料消耗剂设置在外表面上并分散在气体可渗透的基体内。
在另一个方面，电化学电池系统包括具有限定内部体积的内表面的容器，燃料消耗剂和燃料电池或燃料盒设置在内部体积内。
在另一个方面，涂布燃料电池的方法包括用燃料消耗剂涂布燃料电池的部分外表面。
在另一个方面，涂布燃料盒的方法包括用分散在气体可渗透基体内的燃料消耗剂涂布燃料盒的部分外表面。
在另一个方面，控制燃料渗漏的方法包括使从具有燃料电池的电化学电池系统渗漏出的燃料与燃料电池外部的燃料消耗剂接触。
实施方案可包括下列一个或多个特征。在一些实施方案中，燃料电池为氢燃料电池。氢燃料电池可具有外表面。氢燃料电池可包括具有外表面和限定内部体积的内表面的外壳。
燃料消耗剂可为氢消耗剂(例如，氢重组剂、氢吸气剂)。氢消耗剂可分散在气体可渗透的基体例如硅氧烷聚合物内。电池系统可包括在氢消耗剂之上的涂层。
在一些情况下，燃料盒为氢燃料盒。
燃料电池可为甲醇燃料电池、乙醇燃料电池、甲烷燃料电池、丙烷燃料电池、丁烷燃料电池、甲酸燃料电池、肼燃料电池、或氨燃料电池。
燃料可为甲醇、乙醇、甲烷、丙烷、丁烷、甲酸、肼、氨、或它们的组合。
燃料盒可为甲醇燃料盒、乙醇燃料盒、甲烷燃料盒、丙烷燃料盒、丁烷燃料盒、甲酸燃料盒、肼燃料盒、或氨燃料盒。
在一些实施方案中，氢重组剂包括氢氧化材料和活化材料。活化材料可具有第一活化组分和第二活化组分，第一和第二活化组分每个均能够断裂氢。氢氧化材料可包括氧化锰、羟基氧化锰、羟基氧化镍、氧化铜、氧化钡、氧化银、氧化汞、高锰酸钾、高锰酸银、磷酸锰、氧化铋、间二硝基苯和/或醌。氢氧化材料可包括氧化铜。在一些情况下，活化材料的第一组分包括过渡金属(例如，钯、铂、钌)或它们的盐或氧化物。活化材料的第二组分可包括过渡金属(例如，钯、铂、钌)或它们的盐或氧化物。
在一些情况下，燃料电池外壳与盒外壳可释放地啮合。燃料电池可具有阴极、阳极和设置在内部体积内的电解质。在一些情况下，阳极氧化氢气。在一些实施方案中，将燃料盒连接到燃料电池上。
电化学电池可包括燃料传感器。
在一些情况下，涂布外表面包括用燃料消耗剂涂刷、喷涂和/或印刷外表面。涂布外表面可包括将外表面浸渍在燃料消耗剂中。
燃料盒可具有外表面和限定内部体积的内表面。内部体积可包括燃料。
实施方案可包括下列一个或多个优点。包括燃料消耗剂的燃料电池、盒或容器可比不含燃料消耗剂更安全。包括燃料消耗剂的燃料电池、盒或容器可在燃料渗漏情况下需要很少的或完全不需要人的干预，因为例如当任何潜在危险的燃料从所述电池、盒或容器渗漏出时可被消耗剂消耗掉。包括燃料消耗剂的燃料消耗涂层可将潜在有害、易燃的燃料(如氢气)转化成相对无害、不易燃的副产物(如水)。燃料转化成无害的副产物可在环境温度下发生。此外，可发生燃料消耗反应而不产生显著热量或造成温度升高。因此，反应可能不会产生足以促使空气-燃料混合物点燃的热量。燃料消耗剂可以相对及时的方式处理燃料渗漏。与燃料传感器联合使用的燃料消耗剂既可发出存在燃料渗漏的信号，又可消除通过燃料渗漏释放的燃料。燃料消耗剂可用价廉易得的材料经济有效地制备。燃料消耗剂可为耐用的；其可形成抗剥离、剥落或粉碎的涂层。包括燃料消耗剂的燃料盒可为例如氢气的便携安全的来源。
本发明一个或多个实施方案的细节阐述于附图和以下说明中。通过该说明和附图并通过所述权利要求书，本发明的其它特征和优点将显而易见。
附图概述
图1为燃料电池的侧视截面图。
图2为图1燃料电池更详细的侧视截面图。
图3为燃料电池系统的侧视截面图。
图4为容器的侧视截面图。
发明详述
参见图1和2，氢燃料电池10包括外壳12、氢燃料入口14、氧或空气入口16以及水出口18。在燃料电池具有空气的情况下，水出口18也可排放耗尽氧的空气。燃料电池10还包括可包含载荷20的导体19。外壳12具有限定内部体积24的内表面22，以及外表面26。外表面26包括燃料消耗涂层28。
涂层28可覆盖燃料电池10的部分外表面，如图1和2所示，或者可覆盖燃料电池10的整个外表面。涂层可覆盖燃料电池外表面的多个部分。例如，涂层可用于具有最大可能燃料渗漏的燃料电池区域，例如邻近氢燃料入口14。
现在参见图2，燃料电池10的内部体积24包括阳极30和阴极32。内部体积也包括电解质34。阳极氧化氢气，从而生成质子。质子通过电解质34迁移到阴极32，它们在此处与氧结合以生成水。在该过程中，电子在阳极和阴极之间迁移，从而产生电流。
阳极30可形成于能够与氢气相互作用以生成质子和电子的材料(即，能够促进氢气的解离和氧化的任何材料)。这种材料的实施例包括，例如，铂、铂合金(如铂-钌)和分散在碳黑上的铂。
在一些情况下，燃料电池外壳在燃料电池阳极所处的侧面上包括出口，所述出口允许燃料流进和流出外壳的阳极侧。
阴极32可形成于能够催化氧、电子和质子之间的反应以生成水的材料。这种材料的实施例包括，例如，铂、铂合金和分散在碳黑上的贵金属。
电解质34能够允许离子通过其流动，同时也对电子流动提供基本阻力。在一些实施方案中，电解质34为固体聚合物(例如，固体聚合物离子交换膜)，如固体聚合物质子交换膜。固体聚合物质子交换膜的实施例为包含磺酸基的固体聚合物。这种膜以商标NAFION市售于E.I.DuPontdeNemoursCompany(Wilmington，DE)。可供选择地，电解质34也可用购自W.L.Gore&Associates(Elkton，MD)的商品GORE-SELECT制备。
在一些实施方案中，电解质34可为离子导电的液体电解质(例如，氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液、硫酸水溶液或磷酸水溶液)。液体电解质可为游离液体或者其可通过诸如聚合物(例如，聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸)的胶凝剂或吸收剂(例如，硅胶、热解法二氧化硅或粘土)的加入被固定。
外壳12可为通常用于燃料电池的任何常规外壳。例如，外壳12可为塑料、碳或金属容器例如钢、不锈钢、石墨、尼龙、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、全氟烷氧基树脂或金属、碳与塑料的组合。塑料可填充有例如矿物填料。可供选择地，塑料可未填充。
尽管氢燃料电池示于图1和2中，但燃料电池可供选择地可为甲醇燃料电池。燃料电池可为利用可氧化燃料如乙醇、甲烷、丙烷、丁烷、甲酸、肼或氨的电化学电池。在甲醇、乙醇、甲烷、丙烷、丁烷、甲酸、肼或氨燃料电池中，阳极材料可催化燃料氧化成水与二氧化碳的混合物(对于甲醇、乙醇、甲烷、丙烷、丁烷、甲酸燃料电池)或者水与氮气的混合物(对于肼或氨燃料电池)。
现在参见图3，在一些情况下，将氢燃料电池可释放地连接到燃料源例如燃料盒上。例如，燃料盒可包括包含氢气或氢发生器的外壳。在一些情况下，燃料盒可包括产生氢气的电化学电池(例如描述于作为主题申请在同一天提交的代理人档案号为08935-274001的“ElectrochemicalCells”中的系统，该文献全文引入以供参考。)在燃料电池为甲醇燃料电池的情况下，所述盒可包括包含液体甲醇或甲醇在水中的溶液或甲醇发生器的外壳。
在图3中，氢燃料电池系统36包括氢燃料盒38，所述盒在其内部体积39内包括氢气或氢发生器。盒38具有外壳44和氢燃料出口42。
燃料电池系统36也包括燃料电池10，其具有外壳12、氧或空气入口16、水出口18以及包括载荷20的导体19。
盒38通过连接部分40连接到燃料电池10上。连接部分在燃料电池的氢燃料入口14和盒的氢燃料出口42之间形成流体连接。氢气可通过该流体连接由盒转移至燃料电池。当燃料电池不再需要氢气时，该流体连接可关闭或者可使盒与燃料电池分离。
在图3中，氢燃料电池的外壳12可包括燃料消耗涂层28。盒38的外壳44可包括燃料消耗涂层45。尽管涂层28和45均包括在图3燃料盒和燃料电池的外壳上，但在其它实施方案中，可存在涂层28和涂层45中的一个。在一些情况下，一个或多个涂层可覆盖燃料电池外壳和盒外壳的全部外表面。在其它情况下，一个或多个涂层可覆盖全部燃料电池系统的部分外表面。
参见图4，容器46包括外壳48，其具有外表面50和限定内部体积54的内表面52。将氢燃料电池系统36装在或换句话讲包含在内部体积54内。氢燃料电池系统36包括具有外壳44和氢燃料出口42的氢燃料盒38。燃料电池系统36也包括氢燃料电池10，其具有氧入口16、水出口18、外壳12以及具有载荷20的导体19。通过连接部分40将燃料电池10连接到盒38上。连接部分形成燃料电池的氢燃料入口14和盒的氢燃料出口42之间的流体连接。
燃料消耗涂层28覆盖内表面52的一部分。在一些情况下，涂层可覆盖所有内表面，或者比图4所示内表面更大或较小的部分。涂层28可覆盖容器内表面的多个部分。在一些情况下，燃料电池系统和容器均可包括涂层。在其它情况下，燃料电池系统包括涂层，但容器并不包括涂层。在一些实施方案中，容器的外表面和内表面两者或者其中之一涂布有涂层。
容器46可为，例如，公文包、运输包装、陈列包装、存储包或便携包。在一些情况下，容器为房间、火车厢、飞机舱或汽车。
涂层可小于约0.3175cm(0.125英寸厚)(例如，介于约0.0254cm(0.010英寸)和约0.16002cm(0.063英寸厚)之间)。涂层可具有均匀厚度或者涂层可在一些区域比其在其它区域更厚些。
涂层28可与渗漏在氢燃料电池外的氢气反应。在图1和2中，涂层28包括氢消耗剂，如氢吸气剂或氢重组剂(例如，氢重组催化剂)。氢重组剂促进氢被大气氧氧化以生成水。氢吸气剂通过使氢与氧化剂反应来吸收氢。
合适的氢重组催化剂与氢吸气剂描述于美国专利6,500,576和美国专利6,333,123中，每个专利均全文引入以供参考。重组催化剂可包括活化催化剂和粘合剂。活化催化剂可分散在粘合剂中。例如，活化催化剂可溶解于或者均匀分布于粘合剂中。分散体可用膜胶囊包封。活化催化剂可形成于与催化剂混合的氢氧化材料，或者形成于就地还原成催化剂的催化剂前体。例如，氧化材料可包括氧化铜，其就地还原成铜金属。催化剂前体可包括氯化铂或氯化钌，或者氯化铂与氯化钌的混合物。催化剂前体可就地还原生成催化剂。一旦被还原，铜金属和铂和/或钌可作为催化剂用于氢的重组。氢吸气剂可包括氢氧化材料、活化催化剂和粘合剂。氢氧化材料和活化催化剂可分散在粘合剂中。例如，氢氧化材料和活化催化剂可溶解于或者均匀分布于粘合剂中。分散体可用膜胶囊包封。
与活化催化剂组合的氢氧化材料吸收渗漏在氢燃料电池外的氢气。氢气的吸收可通过氢气氧化成水而发生。氢氧化材料氧化氢。活化催化剂降低氢氧化材料和氢之间氧化过程的活化能，从而增加氧化发生的速度。氢氧化材料的实施例包括，但不限于，氧化锰、羟基氧化锰、羟基氧化镍、氧化铜、氧化钡、氧化银、氧化汞、高锰酸钾、高锰酸银、磷酸锰、三氧化铋、间二硝基苯和醌。
活化催化剂可包括能够断裂氢的第一组分和第二组分。第一和第二组分每个均可选自过渡金属，如第VIII族金属、合金、氧化物或盐。活化催化剂组分的实施例包括，但不限于，铂、钯或钌金属、氧化物、盐或它们的混合物。活化催化剂可包括氯化铂和/或氯化钌，或者硫酸铂和/或硫酸钌。在一些情况下，活化催化剂被支撑在氧化物、碳或无机基底如高表面积氧化铝、二氧化硅或分子筛上。
合适的粘合剂材料可渗透氢、甲醇、乙醇、甲酸、肼或其它燃料(例如，甲烷、丙烷、丁烷或氨)，并可渗透氧气和水蒸汽。合适的粘合剂为气体可渗透基体。粘合剂增加氢氧化材料和活化催化剂相对于成粉末的非分散形式的氢氧化材料和活化催化剂的活性表面积。粉末显示的氢氧化材料和活化催化剂可形成团或小块，其抑制长期氢氧化，即，在所述块的外表面被全部还原后的氢气氧化速度。粘合剂材料可为无机固体或聚合物。无机固体的实施例可为水泥，如卜特兰水泥或熟石膏。聚合物的实施例包括聚异丁烯、EP橡胶和硅氧烷聚合物，如GEII型硅氧烷橡胶(购自位于Waterford，N.Y.的GE)。
代替分散在例如硅氧烷中，氢消耗剂可分散在另一种可渗透聚合物中，或者可束缚在胶乳涂料中。可通过粘合剂，例如PVC乳液粘合剂、醇酸树脂乳液或丁基胶乳乳液将氢消耗剂粘附到表面上。
合适的氢消耗剂的实施例为掺杂氯化铂和氯化钌的氧化铜在硅氧烷中的分散体。
氢消耗剂可用膜胶囊包封。所述膜可为与气体可渗透基体不同材料的气体可渗透聚合物薄层。这种胶囊包封可防止或减少燃料消耗剂剥落或脱落的发生，或者可提供耐磨保护。胶囊包封催化剂可允许用水或其它液体相对容易地洗涤涂层而不会去除氢氧化材料。
用于胶囊包封氢消耗剂的优选材料可渗透氢气、甲醇、乙醇、甲酸、肼或其它燃料(例如，甲烷、丙烷、丁烷或氨)，并可渗透氧气和水蒸汽。合适的膜材料包括聚烯烃，如聚乙烯、塑料、橡胶、弹性体、氟弹性体和石蜡。其它膜材料包括聚丙烯、聚乙烯/聚丙烯共聚物和共混物、聚丁烯以及蜡与聚烯烃的共混物。胶囊包封膜的厚度可调整至为催化剂提供结构支撑。胶囊包封膜可小于约0.0381cm(0.015英寸厚)(例如，介于约0.0254cm(0.010英寸)和约0.00127cm(0.0005英寸厚)之间)。
氢消耗剂可包括，例如，介于约75％和约85％重量之间的氢氧化材料，介于约0.05％和约6％重量之间的活化催化剂，以及介于约10％和约20％重量之间的粘合剂。氢消耗剂可包括介于约一和约五重量百分比之间的胶囊包封材料。优选地，氢消耗剂包括介于约0.1％和约2％重量之间的活化催化剂。更优选地，氢消耗剂包括介于约0.05％和约0.2％重量之间的第一活化催化剂，例如铂或钯金属、它们的氧化物或盐，以及介于约0.2％和约1.8％重量之间的第二活化催化剂，例如钌金属或其氧化物或盐。
尽管以上讨论了氢消耗剂，但是在将燃料消耗剂施用到甲醇燃料电池或甲醇盒上或其附近的情况下，燃料消耗剂可为甲醇消耗剂。可具有施加到其附近的燃料消耗剂的其它燃料和燃料电池是用乙醇、甲烷、丙烷、丁烷、甲酸、肼或氨工作的那些。氢消耗剂，例如描述于美国专利6,500,576与美国专利6,333,123中的氢重组催化剂与氢吸气剂，可用作甲醇、乙醇、甲烷、丙烷、丁烷、甲酸、肼或氨燃料电池的燃料消耗剂。氢消耗剂可造成甲醇、乙醇、甲烷、丙烷、丁烷、甲酸、肼或氨的无焰催化燃烧。
在一些实施方案中，燃料电池、燃料盒或容器包括告知使用者燃料渗漏的燃料传感器。例如，燃料传感器可为催化的氧化铜片，其在接触氢气时改变颜色，例如，由黑色变成铜色，从而提供氢气渗漏的视觉信号。
在一些情况下，氢消耗剂为氢消耗材料薄片，例如，其被限制在容器内的两层透气材料(例如，纸张、非织造聚烯烃纤维纸如TYVEC(购自DuPont)、皮革、布料或毡)之间。氢消耗剂可为材料片形式，例如，可将其缝到在氢燃料电池或氢燃料源附近工作的人员身上。
可通过例如喷涂、涂刷、印刷、浸渍涂层或利用刮粉刀将氢消耗剂施用到燃料电池、燃料盒或容器表面上。
在使气体可渗透基体固化前，可用脂族溶剂(例如，溶剂油)稀释分散在气体可渗透基体中的催化剂。这种稀释可降低分散体的粘度，使得可利用上述方法之一容易地将分散体作为涂层施用。
将胶囊包封膜叠放在分散体(包含氢氧化材料和活化催化剂的粘合剂)上，然后热密封膜的开口边缘。可供选择地，膜可作为涂层由熔体、溶液、悬浮液、乳液、胶乳施用，或者由蒸汽相施用。
燃料消耗剂可在用于燃料电池、燃料盒或容器上之前在燃料中预处理。例如，上述氢重组催化剂(掺杂氯化铂和氯化钌的氧化铜)可在氢气中预处理以避免酸如盐酸的释放，其可在催化剂首次使用时产生。
其它实施方案在以下权利要求书的范围之内。