JP2003521796A - 金属−燃料カードを用いた金属−空気燃料セル・バッテリ・システム - Google Patents

金属−燃料カードを用いた金属−空気燃料セル・バッテリ・システム

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Abstract

(57)【要約】 この出願には、金属−燃料移送サブシステム（１１１）と、金属−燃料放電サブシステム（１１５）と、金属−燃料再充電サブシステム（１１７）とを備えた金属−空気ＦＣＢベースのシステム（１１０）が開示されている。金属−燃料移送サブシステムの機能は、金属−燃料カード又はシートを金属−燃料放電サブシステム又は金属−燃料再充電サブシステムに、選択されたシステムのモードに応じて移送することである。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
本発明は、金属−空気燃料セル・バッテリ（ＦＣＢ）システム及びデバイスを
最適に放電するための改善された方法及びシステム、並びにかかるシステム及び
デバイスを迅速且つ効率的な方法で最適に再充電するための改善された方法及び
システムに関する。
【従来の技術】
係属中の米国出願第０８／９４４，５０７号において、出願人は、幾つかのタ
イプの新規な金属−空気燃料セル・バッテリ（ＦＣＢ）システムを開示している
。電力発生の間に、金属−燃料カードは、電解液を充満させたゲルのような、イ
オン伝導性の媒体の存在下で、静止カソード構造体上を移送される。電気化学の
周知の原理に従って、移送された金属−燃料カードは、電力がシステムから発生
されるときに酸化される。 米国出願第０８／９４４，５０７号に開示されたタイプの金属−空気ＦＣＢシ
ステムは、従来の電気化学放電デバイスに比べて多くの利点を有している。例え
ば、１つの利点は、特定の電気負荷状態によって要求される出力電圧レベルのレ
ンジを超えて電力を発生する。他の利点は、酸化された金属−燃料カードが、電
気放電動作中に実行されるバッテリ再充電サイクルの間に、並びにそれとは別に
、繰り返し状態を変更（即ち、再充電）できることである。 米国特許第５，２５０，３７０号において、出願人は、従来の金属−空気ＦＣ
Ｂシステムに使用される酸化された金属−燃料カードを再充電するための改善さ
れたシステム及び方法を開示している。金属−空気ＦＣＢ放電システムに再充電
ヘッドを組み込むことによって、この技術的な改善は、理論的にＦＣＢ放電動作
において再使用するために金属−燃料カードをより速く再充電することができる
。しかしながら、実際には、放電及び再充電の動作モードの間に、金属−燃料カ
ードをシステムを介して移送するために特別な機構が必要とされるという事実の
ために、カードの形態の金属−燃料が望ましくないという多くの予期される応用
がある。 従って、当該技術において、従来技術の制約を解消する方法で、金属−燃料を
放電且つ再充電するための改善された方法及び装置に対する大きなニーズがある
。
【発明の開示】
従って、本発明の主な目的は、従来技術の欠点及び障害を回避する方法で、金
属−空気燃料セル・バッテリ（ＦＣＢ）を放電且つ再充電するための改善された
方法及び装置を提供することである。 本発明の他の目的は、金属−燃料カードまたはプレートのサプライを放出する
システムを提供することである。 本発明の他の目的は、金属−燃料カードまたはプレートがカセット・ストレー
ジ・カートリッジまたは同様のデバイスから供給されるようなシステムを提供す
ることである。 本発明の他の目的は、各金属−燃料カードまたはプレートがカセット・カート
リッジからシステムの放電ベイに自動的にロードされるようなシステムを提供す
ることである。 本発明の他の目的は、放電動作モードの間に酸化された金属−燃料カードまた
はプレートを再充電するためのシステムを提供することである。 本発明の他の目的は、各酸化された金属−燃料カードまたはプレートがシステ
ムの再充電ベイにマニュアルでロードされ、そして再充電（即ち、低下）が完了
した後で、カードが、半自動的な方法で再充電ベイからエジェクトされるような
システムを提供することである。 本発明の他の目的は、各酸化された金属−燃料カードまたはプレートがシステ
ムの再充電ベイに自動的にロードされ、そして再充電（即ち、低下）が完了した
後で、カードが、自動的に再充電ベイからエジェクトされ、別の酸化された金属
−燃料カードが再充電のために再充電ベイに自動的にロードされるようなシステ
ムを提供することである。 本発明の他の目的は、複数の酸化された金属−燃料カードまたはプレートが高
速の放電のためにシステムに自動的に移送されるようなシステムを提供すること
である。 本発明の他の目的は、金属−空気燃料セル・バッテリの最適な再充電を再充電
サイクル中に可能にするような方法で、金属−空気燃料セル・バッテリを放電す
ることによって、電気負荷にかかる電力を電気化学的に発生するための改善され
た方法及び装置を提供することである。 本発明の他の目的は、複数の金属−燃料カードが、金属−燃料カード放電ベイ
内にロードされ、その金属−燃料カード放電サブシステム内に同時的に放電され
、それによってそこに接続された電気負荷にかかる電力を発生し且つ出力する金
属−空気ＦＣＢシステムを提供することである。 本発明の他の目的は、複数の金属−燃料カードが、金属−燃料カード再充電ベ
イ内にロードされ、そして、放電動作における再使用のために金属−燃料カード
に沿った金属酸化物をその主金属燃料に変換するために同時的に再充電される金
属−空気ＦＣＢシステムを提供することである。 本発明の他の目的は、金属−燃料カード放電及び再充電サブシステムの双方が
、同時に、並びに、電力管理システムのような、結果的に得られるシステムに関
連するシステム・コントローラの管理の下で、作動可能なような金属−空気ＦＣ
Ｂシステムを提供することである。 本発明の他の目的は、カセット・タイプのストレージ・デバイスから供給され
る金属−燃料カードまたはプレートのサプライを放出するように設計された金属
−空気ＦＣＢシステムを提供することである。 本発明の他の目的は、各（再）充電された金属−燃料カードまたはプレートが
カセット・タイプのストレージ・デバイスからシステムの放電ベイに自動的に移
送されるようなシステムを提供することである。 本発明の他の目的は、カセットタイプのストレージ・デバイスが、複数の（再
）充電された金属−燃料カードまたはプレートを、そこからシステムの放電ベイ
に自動的に移送するためにストアし、また、複数の放電された金属−燃料カード
またはプレートを、放電ベイからカセット・タイプのストレージ・デバイスに自
動的に戻すように移送するためにストアするように設計されたシステムを提供す
ることである。 本発明の他の目的は、各酸化された金属−燃料カードまたはプレートが、カセ
ット・ストレージ・デバイスからシステムの再充電ベイに自動的に移送され、再
充電（即ち、低下）が完了した後に、再充電された金属−燃料カードがカセット
・ストレージ・デバイスに自動的に移送されて戻され、そして、別の酸化された
金属−燃料カードが、再充電のためにカセット・ストレージ・デバイスから再充
電ベイに自動的に移送されるようなシステムを提供することである。 本発明の他の目的は、複数の酸化された金属−燃料カードまたはプレートが、
高パワーの放電動作のためにシステムに自動的に移送されるようなシステムを提
供することである。 本発明の他の目的は、複数の金属−燃料カードが、システムの金属−燃料カー
ド放電ベイ内にロードされ、そして、電力を電気負荷に供給するためにそこに同
時的に放電される金属−空気ＦＣＢシステムを提供することである。 本発明の他の目的は、複数の金属−燃料カードが、システムの再充電ベイ内に
ロードされ、そして、その後の放電動作における再使用のために金属−燃料カー
ドに沿った金属酸化物をその主金属燃料に変換するために、その内で同時的に再
充電されるようなシステムを提供することである。 本発明の他の目的は、金属−燃料カード放電及び再充電サブシステムの双方が
、同時に、電力管理システムのような、結果的に得られるシステムに関連するシ
ステム・コントローラの管理の下で、同時に作動するようなシステムを提供する
ことである。 本発明の他の目的は、金属−燃料放電サブシステムを含む金属−空気燃料セル
・バッテリ・システムを提供することであり、このシステムにおいて、カソード
・アノード電圧及び電流レベル、放電カソード内の酸素の分圧、カソード・電解
液インターフェースでの相対湿度、のような放電パラメータが、実時間ベースで
放電パラメータを制御するのに使用する制御データ信号を発生するために、自動
的に、検出され、記録され、そして処理され、それによって金属−燃料材料が時
間とエネルギの効率的な方法で放電可能である。 本発明の他の目的は、金属−燃料再充電サブシステムを含む金属−空気燃料セ
ル・バッテリ・システムを提供することであり、このシステムにおいて、カソー
ド・アノード電圧及び電流レベル、再充電カソード内の酸素の分圧、カソード・
電解液インターフェースでの相対湿度、のような再充電パラメータが、実時間ベ
ースで再充電パラメータを制御するのに使用する制御データ信号を発生するため
に、自動的に、検出され、記録され、そして処理され、それによって放電された
金属−燃料材料が時間とエネルギの効率的な方法で再充電可能である。 本発明の他の目的は、金属−燃料放電サブシステムと、システム・コントロー
ラによって管理される金属−燃料再充電システムとを含む金属−空気燃料セル・
バッテリ・システムを提供することであり、このシステムにおいて、カソード・
アノード電圧及び電流レベル、放電カソード内の酸素の分圧、カソード・電解液
インターフェースでの相対湿度、のような放電パラメータが、放電動作モードの
間に自動的に検出され、再充電動作モードの間に再充電パラメータを制御するの
に使用する制御データ信号を発生するために、自動的に読み出され且つ処理され
、それによって放電された金属−燃料材料が時間とエネルギの効率的な方法で再
充電可能である。 本発明のもう一つの目的は、カソード・アノード間電圧、電流レベル、再充電
中のカソード内の酸素分圧及びカソード電極界面における相対湿度のような再充
電パラメータを自動的に検出（例えば感知）して動作の再充電モードの間記録し
、動作の放電モードの間に放電パラメータを制御するのに使う制御データを生成
するために自動的に読み出して処理して、金属−燃料材料が時間エネルギー効率
型で放電することができるようなシステムを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、高速で効率的な再充電動作を含む種々のタイプの
管理動作の実行中に将来アクセスして用いるため、動作の放電モードの間に放電
関連のデータを記録することを可能にするために、金属−燃料材料の各領域また
は小区分が、光学または磁気手段を用いてデジタル・コードでラベル付けされて
いるようなシステムを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、再充電動作の間に、記録された負荷状態情報がメ
モリーから読み出され、システムの再充電ヘッドで維持される電流及び電圧レベ
ルを設定するために用いられるようなシステムを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、放電時に放電状態を記録し、再充電動作の間に放
電された金属−燃料材料の最適な再充電に用いるようなシステム及び方法を提供
することである。 本発明のもう一つの目的は、放電動作の間に、システムに埋め込まれた小型化
された光学リーダーを用いて、金属−燃料材料の各領域に沿ったバーコード等の
図形的標識の光学的検知を行うようなシステムを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、再充電動作の間に、システムに埋め込まれた小型
化された光学リーダーを用いて、放電された金属−燃料材料の各領域に沿ったバ
ーコードデータの光学的検知を行うようなシステムを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、金属−燃料材料の各領域（即ちフレーム）に沿っ
た即時の負荷状態に関する情報をシステム制御装置によってメモリーに記録する
ようなシステムを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、高速で効率的な再充電動作を含む種々のタイプの
管理動作の実行中に将来アクセスして用いるため、動作の放電モードの間に放電
関連のデータを記録することを可能にするために、金属−燃料カード・トラック
の長さに沿った金属−燃料の領域または小区分が、光学または磁気手段を用いて
デジタル・コードでラベル付けされているようなシステムを提供することである
。 本発明のもう一つの目的は、金属−燃料の各領域（即ちフレーム）に沿った即
時の負荷状態に関する情報をシステム制御装置によってメモリーに記録するよう
なシステムを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、導電性のカソード構造と、イオン透過性の媒体と
、アノード接触構造を夫々含む放電ヘッドの組み立て体を有するようなシステム
を提供することである。 本発明のもう一つの目的は、導電性のカソード構造と、イオン透過性の媒体と
、アノード接触構造を夫々含む再充電ヘッドの組み立て体を有するようなシステ
ムを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、バッテリー収用区画を有するホスト・システムへ
電力を供給するための、小型の金属−空気ＦＣＢ発電モジュールを提供すること
である。 本発明のもう一つの目的は、小型のモジュール筐体と、その中に金属−燃料カ
ードが放電のために滑り込ませられる、前記モジュール筐体内に封入される放電
ヘッドとからなり、モジュール筐体がホスト・システムのバッテリー収用区画に
装填された時、ホスト・システムの電源端子に接触するための一対の電源端子を
前記モジュール筐体が有するような発電モジュールを供給することである。 本発明のもう一つの目的は、ホスト・システムがその動作のために電力を必要
とする任意の機器、電子装置、システムまたは楽器である、ＦＣＢ発電モジュー
ルを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、通常の消費者用の電子装置、電池駆動の玩具、電
子楽器または、その動作に直流電源を必要とする任意の電池駆動の装置のバッテ
リー収用区画に挿入できるようにされた金属−空気ＦＣＢ発電モジュールを提供
することである。 本発明のもう一つの目的は、実質的に任意の通常の電池（例えば、２つのＡＡ
電池、４つのＡＡＡＡ電池、１つの９ボルト電池、２つのＣ電池等）の形状を有
するＦＣＢ発電モジュールを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、販売中に販売店において複数の金属−燃料カード
（あるいは、交換用カソード・カートリッジも）の展示を行い、そのような構成
要素を、ＦＣＢ発電モジュールから連続的に電力を発生させるために、追加の金
属−燃料が必要となった時に、後で使用するためにシャツのポケット、カバン、
財布やその他の運搬用具に収用するための収納ケースを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、両面型金属−燃料カードが、通常の電池の形状の
超小型のモジュール筐体内の一対のカソード構造の間に配置されたＦＣＢ発電モ
ジュールを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、多様なタイプのシステムや装置で用いるための、
再充電可能な金属−空気ＦＣＢ発電モジュールを提供することである。 本発明の別の目的は、そのようなＦＣＢパワー発生モジュールであって、複数
のカソード／アノード構造体がモジュール・ハウジング内に配置され、そのモジ
ュール・ハウジングは空気をカソード構造体に通すように設計されかつ蝶番式に
可動に又は摺動可能に接続されたカバーを有するＦＣＢパワー発生モジュールを
提供することにある。 本発明の別の目的は、そのようなＦＣＢパワー発生モジュールであって、出力
パワー電圧がモジュール・ハウジングの外部に配置されたスイッチによりユーザ
により選択可能であるＦＣＢパワー発生モジュールを提供することにある。 本発明の別の目的は、金属−空気ＦＣＢシステムから電力を発生し、それによ
り従来技術の欠点および制限を克服しながら、そのシステムに接続された電気的
負荷のピーク電力要件を満足するようにかなえる改良された方法及びシステムを
提供することにある。 本発明の別の目的は、金属−空気ＦＣＢ技術に基づく電力発生システムであっ
て、その電力発生システム内に残っている合計量の未消費の金属−燃料とは無関
係である電気的負荷（例えば、エンジン、モータ、家庭・事務所用電気機器、機
械、ツール等）のピーク電力要件を満足させる必要性がある事実上いずれのシス
テム、装置又は環境に設置することができる電力プラントとして用いることがで
きる、電力発生システムを提供することにある。 本発明の別の目的は、金属−空気ＦＣＢサブシステムのネットワークが、出力
パワー・バス構造体に接続され、かつネットワーク−ベース・金属−燃料管理（
データベース）サブシステムと関連した燃料制御サブシステムにより制御される
ようなシステムを提供することにある。 本発明の別の目的は、輸送手段又は類似の輸送手段に搭載するためのもので再
充電なしに長距離の範囲にわたりその輸送手段を推進するため用いられるような
システムを提供することにある。 本発明の別の目的は、選択された金属−空気ＦＣＢサブシステムが電力をシス
テムの出力パワー・バス構造体に供給するのを可能にすることにより、生成され
る電力出力を制御するような当該システムを提供することにある。 本発明の別の目的は、平均して、各ＦＣＢサブシステムが時間の任意の瞬間に
パワー生成に使用可能な同量の金属−燃料を実質的に有するように、各ＦＣＢサ
ブシステム内の金属−燃料を管理するようなシステムを提供することにある。 本発明の別の目的は、金属−空気ＦＣＢサブシステムのネットワークの中の金
属−燃料が金属−燃料平準化原理に従って管理されることにより、時間の任意の
瞬間の放電に使用可能な金属−燃料の量が実質的に各ＦＣＢサブシステムにおい
て等しいようなシステムを提供することにある。 本発明の別の目的は、電力発生システム内に残っている合計量の未消費の金属
−燃料とは無関係である電気的負荷（例えば、エンジン、モータ、家庭・事務所
用電気機器、機械、ツール等）のピーク電力需要を満足させる必要性がある事実
上いずれのシステム、装置又は環境に設置することができる電力プラントとして
用いることができる電力発生システムを提供することにある。 本発明の別の目的は、倍力シリンダと呼び得る１つ又は数個の金属−空気ＦＣ
Ｂサブシステムが、輸送手段のようなホスト・システムが平坦な土地又は下り坂
に沿って走行しつつあるとき作動状態にされるのを可能にし、そして多くの又は
全部の倍力シリンダが、ホスト・システムが別の輸送手段を追い越すようにして
いる又は上り坂を走行しつつあるとき作動状態にされるのを可能にするようなシ
ステムを提供することにある。 本発明の別の目的は、いずれの金属−空気ＦＣＢサブシステム内に残っている
金属−燃料の未消費の（又は効率悪く消費された）量についての情報が、金属−
空気・燃料セル・サブシステム内で生成され、そしてネットワークベース・金属
−燃料管理データベースに与えられ、そのネットワークベース・金属−燃料管理
データベースがネットワーク制御サブシステムにより用いられて、金属−燃料平
準化原理に従って金属−燃料消費を管理しながらそのようなサブシステムの放電
ヘッド・アッセンブリの中に未消費量の金属−燃料を移送するように、金属−空
気ＦＣＢサブシステムのネットワークの中の金属−燃料が管理されるようなシス
テムを提供することにある。 本発明の別の目的は、ホスト・システムのピーク・パワー要件を常に金属−空
気ＦＣＢサブシステムのネットワーク内に残っている金属−燃料の合計量に関係
なく満足させることができるようなシステムを提供することにある。 本発明の別の目的は、金属−空気ＦＣＢサブシステムのネットワーク内に含む
全ての金属−燃料がシステムにより利用され、ホスト・システムのピーク・パワ
ー要件を満足させるのに十分な量の電力を生成することができるような当該シス
テムを提供することにある。 本発明の別の目的は、各金属−空気ＦＣＢサブシステム内に含まれる金属−燃
料が、金属−燃料カードの放電ヘッド・アッセンブリを通して移送することがで
きるその金属−燃料カードの供給の形で具現されるようなシステムを提供するこ
とにある。 本発明の別の目的は、放電されるべき金属−燃料カードが、金属−空気ＦＣＢ
サブシステムから異なる出力電圧を発生するのに使用する複数の金属−燃料通路
（ｔｒａｃｋ）を備えるようなシステムを提供することにある。 本発明のこれら及び他の目的は以下で明らかになるであろう。
【発明の実施の形態】
ここで添付図面を参照して、本発明を実現するための最良の形態を技術的に詳
細に説明するが、同一の要素には同一の参照番号が付されている。 一般に、本発明に基づく再充電可能な金属−空気ＦＣＢを使用したシステムは
、例えば金属−燃料移送サブシステム；金属−燃料放電サブシステム、および金
属−燃料再充電サブシステムを含む多数のサブシステムに分解することができる
。金属−燃料移送サブシステムの機能はカード、カード、シート、円筒等の形式
の金属−燃料物質を、選択されたシステムのモードに応じて金属−燃料放電サブ
システムまたは金属−燃料再充電サブシステムに移送することである。金属−燃
料放電サブシステムに、またはこれを通して金属−燃料が移送されると、電気化
学反応中にＨ２ＯおよびＯ２が陰極−電解液の界面で消費されつつ、サブシステ
ムに接続された電気負荷に電力を発生するために、単数または複数の放電ヘッド
によって（すなわちこれとの電気化学反応）金属−燃料が放電される。金属−燃
料再充電サブシステムに、またはこれを通して移送されると、電気化学反応中に
Ｏ２が陰極−電解液の界面で放出されつつ、酸化した金属−燃料物質を放電動作
で再利用するために適した元の金属物質に転化するために、放電された金属−燃
料は単数または複数の放電ヘッドによって再充電される。このような放電と再充
電動作が基づく電気化学に関しては、出願人の同時係属中の出願番号第０８／９
４４，５０７号、米国特許第５，２５０，３７０号、およびその他の公知の応用
科学文献に記載されている。これらの応用科学の原理を以下に簡略に要約する。 金属−空気ＦＣＢシステム内での放電動作中、亜鉛、アルミニウム、マグネシ
ウム、またはベリリウムのような金属−燃料は電解液ゲル、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、
またはイオン伝導性ポリマーのようなイオン伝導性媒体によって、特定の有孔率
の導電性、酸素透過性の陰極構造と「イオン接触」される特定の有孔率（例えば
５０％）の導電性陽極として使用される。陰極および陽極構造がイオン接触状態
になると、自動的に特性開放セル電圧が発生する。この開放セル電圧の値は陽極
および陰極材料の電気−化学的電位の差に基づいて定まる。このように構成され
た金属−空気ＦＣＢセルの陰極および陽極構造に電気負荷が接続されると、周囲
環境からの酸素Ｏ２が消費され、金属−燃料陽極材料が酸化する際に電力が電気
負荷に供給される。亜鉛−空気のＦＣＢシステム、または装置の場合は、放電サ
イクル中に亜鉛陽極構造上に酸化亜鉛（ＺｎＯ）が発生され、一方、陰極構造の
隣接表面と電解液媒体との間の領域（以下では便宜上「陰極−電解液界面」と呼
ぶ）で酸素が消費される。 再充電動作中、本発明の金属−燃料再充電サブシステムは金属−空気ＦＣＢシ
ステムの陰極構造および酸化した金属−燃料陽極に外部電圧源からの電圧（例え
ば亜鉛−空気システムの場合は２ボルト以上）が印加される。その間に、金属−
燃料再充電サブシステムは、放電動作中に発生した電気−化学反応を逆転させる
ために陰極と金属−燃料陽極構造との間を流れる電流を制御する。亜鉛−空気Ｆ
ＣＢシステムまたは装置の場合は、放電サイクル中に亜鉛陽極構造上に形成され
た酸化亜鉛（ＺｎＯ）は亜鉛へと転化（すなわち還元）され、一方、酸素Ｏ２は
陰極−電解液の界面で周囲環境へと放出される。 金属−空気ＦＣＢシステムおよび装置で上記のような放電と再充電を最適に実
現する特別の方法と手段を、以下に本発明の各種の実施形態に関して説明する。 本発明の金属−空気ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態 本発明の金属−空気ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態が図１から図２
Ｂ１６に図示されている。図１、図２Ａ１及び２Ａ２に示すように、この金属−
空気ＦＣＢシステム１１０は多数のサブシステムから構成されている。すなわち
、カートリッジ装填および取り出しのそれぞれの動作モード中に金属−燃料カー
ドカセット装置３をＦＣＢシステムに装填し、また取り外すための金属−燃料カ
ードカセット装填／取り出しサブシステム２と、放電および再充電動作モード中
に装填されたカセット装置によって供給される金属−燃料カード５をＦＣＢシス
テムへと移送するための金属−燃料カード移送サブシステム４と、放電動作モー
ド中に金属−燃料カードから電力を発生するための金属−燃料カード放電（すな
わち発電）サブシステム６と、再充電動作モード中に酸化した金属−燃料カード
のセクションを電気−化学的に再充電（すなわち還元）するための金属−燃料カ
ード再充電サブシステム７とである。以下に詳細に説明する金属−燃料カード放
電サブシステム６のこの例示的な実施形態では、空気（Ｏ２）および水（Ｈ２Ｏ
）を介在させて金属−燃料カードを放電し、ＦＣＢシステムに接続された電気負
荷に電力を発生するために放電（すなわち放電）ヘッドアセンブリが備えられて
いる。 金属−空気ＦＣＢシステムに超小型のスペース内に配置された複数個の放電ヘ
ッドを実装するために、金属−燃料カード放電サブシステム６は図２Ａ１および
２Ａ２に示すように、金属−燃料カード経路長伸張機構８を備えている。図２Ａ
１では、経路長伸張機構８は伸張されない構成で示されている。カセットカート
リッジ３をＦＣＢシステムのカセットストレージベイに装填すると、金属−燃料
カード放電サブシステム６内の経路長伸張機構８は図２Ａ２に示すように金属−
燃料カード５の経路長を自動的に折り畳み式に伸張することによって、物理的な
格納スペースを有効に活用しつつ、システムの放電モード中に電力を発生するた
めの放電ヘッドアセンブリ９をその周囲に配置することが可能になる。金属−燃
料カード放電サブシステム内に複数の放電ヘッドを備えることの多くの利点は以
下で明らかにされる。 同様にして、超小型のスペース内に配置された複数の酸化金属還元（すなわち
再充電）ヘッドを金属−空気ＦＣＢシステムに備えるために、金属−燃料カード
再充電サブシステム７は更に金属−燃料カード経路長伸張機構１０を備えている
。図２Ｂ１では、経路長伸張機構１０は伸張されない構成で示されている。カセ
ットカートリッジ３をＦＣＢシステムのカセットストレージベイに装填すると、
金属−燃料カード再充電サブシステム７内の経路長伸張機構１０は、図２Ｂ２に
示すように金属−燃料カード５の経路長を自動的に伸張することにより、酸化金
属の構成を再充電動作モード中に一次金属に転化するために、再充電ヘッドアセ
ンブリ１１を経路長が伸張された金属−燃料カードの間に挿入し、かつその周囲
に配置することが可能になる。 第１の例示的な実施形態の金属−空気ＦＣＢシステムで金属−燃料カードを迅
速に再充電するために、金属−燃料カード再充電サブシステム７内の再充電ヘッ
ドの全表面積Ａｒｅｃｈａｒｇｅは、本明細書で参考文献として参照されている
出願人の以前の米国特許第５，２５０，３７０号が教示するように、金属−燃料
カード放電サブシステム６内の放電ヘッドの全表面積Ａｄｉｓｃｈａｒｇｅより
も実質的に大きくなるように（すなわちＡｒｅｃｈａｒｇｅ＞Ａｄｉｓｃｈａｒ
ｇｅ）設計されている。このような設計上の特徴によって、ＦＣＢシステムのハ
ウジングの容積を大幅に増大しなくても再充電時間が大幅に短縮することが可能
になる。これらのサブシステムの特徴については、本発明の金属−燃料カード放
電および再充電サブシステムの説明に関連して以下に詳細に説明する。 本発明の第１の例示的な実施形態のＦＣＢシステムの動作モードの簡単な概
要 カートリッジ装填モード中、充電された金属−燃料カード５の供給を含むカセ
ットカートリッジ３はカセット装填／取り出しサブシステム２によってＦＣＢシ
ステムに装填される。放電モード中、充電されたカートリッジ内の金属−燃料カ
ードはその経路長を大幅に伸張するために経路長伸張機構によって機械的に処理
されることで、接続されている電気負荷に供給される電力を電気−化学的に発生
するために前記放電ヘッド９のアセンブリを経路長の回りに配置することができ
る。再充電モード中、カートリッジ内の酸化した金属−燃料カード５はその経路
長が大幅に伸張されるように経路長伸張機構１０によって機械的に処理されるこ
とで、移送される金属−燃料カード上の酸化物構成をを再充電動作中に一次金属
へと化学的に還元（すなわち再充電）するための酸化金属還元（すなわち再充電
）ヘッド１１のアセンブリを経路長の周囲に配置することができる。カートリッ
ジ取り出しモード中、カセットカートリッジはカセット装填／取り出しサブシス
テムによってＦＣＢシステムから（例えばイジェクトにより）取り出される）。 用途によっては、カード放電動作中にカード再充電動作を中止することが好ま
しい場合もあるが、ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態では放電と再充電
モードを同時に実現可能である。注目すべき点は、本発明のこのような特徴によ
って、発電動作中に金属−燃料カードを同時に放電、および再充電することが可
能であることである。 ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態で使用される多重トラックの金属
−燃料カード 図１のＦＣＢシステムでは、金属−燃料カード５は前述の同時係属中の出願番
号第０８／９４４，５０７号で教示されているように複数の燃料トラック（例え
ば５つのトラック）を有している。このような設計の金属−燃料カードを使用す
る場合、金属−燃料カード放電サブシステム６内の各放電ヘッド９を「多重トラ
ック」放電ヘッドとして設計することが望ましい。同様に、金属−燃料カード再
充電サブシステム７内の各再充電ヘッド１１も、本発明の原理に基づいて多重ト
ラック再充電ヘッドとして設計すべきである。同時係属中の出願番号第０８／９
４４，５０７号で教示されているように、「多重トラック」金属−燃料カードと
、多重トラック放電ヘッドとを使用することによって、複数の供給電圧（例えば
１．２ボルト）を同時に発生し、ひいては様々な負荷要求がある電気負荷に広範
囲の出力電圧｛Ｖ１、Ｖ２．．．Ｖｎ｝を発生し、かつ供給することが可能にな
る。このような出力電圧はＦＣＢシステムの出力電力端子１３に接続された各種
の電気負荷１２を駆動するのに適している。これはカード放電動作中に陽極−陰
極の各々の対に個々の出力電圧が発生されるように構成することで達成される。
このシステムの機能性については以下に詳細に説明する。 一般に、多重トラックおよび単一トラックの金属−燃料カードは一様に幾つか
の異なる技術を用いて製造することができる。好適には、カセット装置３内に格
納されている金属−燃料カードは亜鉛から製造されるが、それは、亜鉛は安価で
、環境上安全で、加工し易いからである。本発明に基づく亜鉛−燃料カードを製
造する幾つかの異なる技術を説明する。 例えば、第１の製造技術では、厚さが約１ないし１０ミクロンの金属薄層（例
えばニッケルまたは真鍮）が（カードの形式に引き切りされた）低密度の可塑性
材料の表面に被覆される。可塑性材料としては、ＫＯＨのような電解液が介在し
ても安定するようなものを選択する必要がある。この金属薄層の機能は、陽極表
面に充分に集電することである。その後、亜鉛粉末がバインダー材料と混合され
てから、金属薄層上に（厚さが例えば約１０ないし１０００ミクロンの）コーテ
ィングとして被覆される。イオン伝導性媒体（例えば電解液）内のイオンが最小
限の電気抵抗で陰極と陽極構造の集電素子の間を流れるように、亜鉛層は約５０
％の均一な有孔率を有している必要がある。以下でより詳しく説明するように、
結果的に得られる構造は薄い寸法の絶縁性ケーシングの中に設置され、金属−燃
料カードの構造的な一体性を強化している。他方で、カードがカード収納ベイの
中に装填されるとアノード構造への放電ヘッドのアクセスが得られる。最適には
、金属−燃料カードのケーシングには、カードが放電ベイ１１３の中に受け取ら
れ、放電ヘッドが放電動作のための位置に運ばれるとき、又は、カードが再充電
ベイ１１４の中に受け入れられ再充電ヘッドが再充電動作のための位置マスタ・
デバイス運ばれるときに、金属−燃料ストリップへのアクセスを可能になるスラ
イド可能なパネルを設けることができる。 第２の製造技術では、厚さが約１ないし１０ミクロンの（例えばニッケルまた
は真鍮のような）金属薄層が低密度の（カード状に引き切りされた）過疎性材料
の表面に被覆される。可塑性材料としては、ＫＯＨのような電解液が介在しても
安定するようなものを選択する必要がある。この金属薄層の機能は、陽極表面に
充分に集電することである。その後、亜鉛は金属薄層の表面上に電気めっきされ
る。イオン伝導性媒体（例えば電解液）内のイオンが最小限の電気抵抗で陰極と
陽極構造の集電素子の間を流れるように、亜鉛層は約５０％の均一な有孔率を有
している必要がある。以下では、結果的に得られる構造は超薄型の絶縁性ケーシ
ングの中に設置され、金属−燃料カードの構造的な一体性を強化している。他方
で、カードがカード収納ベイの中に装填されるとアノード構造への放電ヘッドの
アクセスが得られる。最適には、金属−燃料カードのケーシングには、カードが
放電ベイ１１３の中に受け取られ、放電ヘッドが放電動作のための位置に運ばれ
るとき、又は、カードが再充電ベイ１１４の中に受け入れられ再充電ヘッドが再
充電動作のための位置マスタ・デバイス運ばれるときに、金属−燃料ストリップ
へのアクセスを可能になるスライド可能なパネルを設けることができる。 第３の製造技術では、亜鉛粉末が低密度の可塑性材料と混合され、導電性カー
ドへと引き伸ばされる。低密度の可塑性材料としては、ＫＯＨのような電解液が
介在しても安定するようなものを選択する必要がある。導電性カードは、イオン
伝導性媒体（例えば電解液）内のイオンが最小限の電気抵抗で陰極と陽極構造の
集電素子の間を流れるように約５０％の均一な有孔率を有している必要がある。
次に、導電性カードの表面上に厚さが約１ないし１０ミクロンの金属薄層（例え
ばニッケルまたは真鍮）が被覆される。この金属薄層の機能は陽極表面に充分に
集電することである。以下でより詳細に説明するように、結果的に得られる構造
は薄い寸法の絶縁性ケーシングの中に設置され、金属−燃料カードの構造的な一
体性を強化している。他方で、カードがカード収納ベイの中に装填されるとアノ
ード構造への放電ヘッドのアクセスが得られる。 上述の実施例のどれでも、カード・ハウジングは熱及び腐食に耐えるように設
計されている任意の適切な物質から作ることができる。好ましくは、ハウジング
の材料は、非導電性であり、カードの放電及び再充電の間にユーザの安全性が確
保されるような対策がとられているものである。 金属−燃料カードを製造するための上記の各技術は、可撓性のベース（すなわ
ち基板）材料の両側に単一トラックまたは多重トラックの金属−燃料層が被覆さ
れる「両面」カードを製造できるように容易に修正することができる。金属−燃
料カードのこのような例示的な実施形態は、放電ヘッドがＦＣＢシステム内に装
填される金属−燃料カードの両側に配置される必要がある用途で有用である。両
面金属−燃料カードを製造する場合、ほとんどの例示的な実施形態では、異なる
陰極構造に関連して金属−燃料カードの両面から集電可能であるように、可塑性
基板の両側に（薄い金属材料の）集電層を形成することが必要である。両面の多
重トラック燃料カードを製造する場合、各カード長さの基板を物理的に接触させ
て、前述のように多重トラックの２枚の金属−燃料カードを互いに積層すること
が望ましく、または必要である。両面の金属−燃料カードを製造するための前述
の方法の適応化は、本開示を参照した当業者には明白であろう。本発明のこのよ
うな例示的な実施形態では、共に使用される金属−燃料カード構造内に形成され
た、電気絶縁された各々の集電層との電気的接触が確立されるように、各々の放
電ヘッド内の陽極接触構造が変更される。 本発明の金属−空気ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態のためのカセ
ットカートリッジ装填／取り出しサブシステム 図１、図２Ａ３、および図２Ａ４に概略的に示すように、また、同時係属中の
米国特許出願番号第０８／９４４，５０７号に詳細に示されているように、図１
のＦＣＢシステムのカセットカートリッジ装填／取り出しサブシステム２は多数
の連動する機構を備えている。すなわち、自動的に（ｉ）システムハウジング１
７のフロントパネルに形成されたカセット挿入口１７Ａでカセットカートリッジ
３を受け、かつ（ｉｉ）内部のカセットストレージベイ内にカートリッジを引き
込むためのカセット受け機構１６Ａと、カートリッジがＦＣＢシステムのカセッ
トストレージベイ内に受容された際に、カセットカートリッジに形成されている
（金属−燃料カードへのアクセスのための）ドアを開くための自動ドア開放機構
１６Ｂと、所定の条件（例えばシステムハウジングのフロントパネルに備えられ
た「イジェクト」ボタンを押した場合、金属−燃料カードの終端が自動的に検知
された場合など）に応動して、カセットストレージベイからカセット挿入口を通
してカセットカートリッジをイジェクトするための自動カセットイジェクト機構
１６Ｃとである。 図１の例示的な実施形態では、カセット受け機構１６Ａはカセットカートリッ
ジハウジングの外側を囲むプラットフォーム形のカートリッジ構造として実現す
ることができる。プラットフォーム形のカートリッジ構造はローラによって平行
な一対のロール上に支持されることができ、かつ電動モータおよびカム機構によ
って前記レール沿いに並進移動可能である。これらの装置は以下に詳述するシス
テムコントローラに動作可能に接続されている。カム機構の機能は、カセットが
プラットフォーム形のカートリッジ構造内に挿入された際に、モータシャフトの
回転運動を、レール沿いにプラットフォーム形のカートリッジ構造を並進させる
ために必要な直進運動に変換することである。システムハウジング内に実装され
た近接センサを利用して、挿入口を通して挿入され、プラットフォーム形カート
リッジ構造内に設置されているカセットカートリッジの存在を検知することがで
きる。カセットカートリッジ引き出しプロセスを自動的に開始するために、近接
センサによって発生される信号はシステムコントローラに供給されることができ
る。 システムハウジング内で、自動ドア開放機構１６Ｂは、カセットカートリッジ
がカセットストレージベイ内に完全に引き込まれた時にカセットドア１４Ｂを開
放位置にスライドさせることができる適宜な任意の機構によって実現することが
できる。この例示的な実施形態では、自動カセットイジェクト機構１６Ｃは前述
したカセット受け機構と同じ基本構造と機能性を利用している。主要な相違点は
、自動カセットイジェクト機構はシステムハウジングのフロントパネルに備えら
れた「イジェクト」ボタンを押すとこれに応動し、または機能的にこれと同様の
トリガ状態、またはトリガ事象に応動することである。ボタンが押されると、シ
ステムコントローラは放電ヘッドが自動的に金属−燃料カードから離れて移送し
、経路長が伸張された金属−燃料カードが伸張されない状態になり、カセットカ
ートリッジがカセット挿入口を通してカセットストレージベイから自動的にイジ
ェクトされるようにする。 注目すべき点は、カセットカートリッジ装填／取り出しサブシステム２、およ
び第１の例示的な実施形態のＦＣＢシステム内の他の全てのサブシステムに必要
な制御機能は図２Ａ３および図２Ａ４に示したシステムコントローラ１８によっ
て実行される。本発明の例示的な実施形態では、システムコントローラは、プロ
グラム記憶メモリ（ＲＯＭ）、データ記憶メモリ（ＲＡＭ）、およびマイクロコ
ンピューティングおよび制御の分野で周知の単数または複数のシステムバスによ
って動作可能に接続された同様のメモリを有するプログラムされたマイクロコン
トローラ（すなわちマイクロコンピュータ）によって実現される。金属−燃料カ
ード放電サブシステムのシステム・コントローラによって実行される追加的な機
能は後により詳細に説明される。 本発明の金属−空気ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態のための金属−
燃料カード放電サブシステム 図２Ａ３および図２Ａ４に示すように、第１の例示的な実施形態の金属−燃料
カード放電サブシステム６は多数のサブシステムから構成されている。すなわち
、各々が後述するように接続可能である導電性の出力端子を有する多重素子陰極
構造および陽極接触構造を有する多重トラック放電ヘッド９のアセンブリと、放
電モード中に金属−燃料カードが放電ヘッドを通過して移送される際に、金属−
燃料トラックの特定のゾーンに沿った酸化金属発生物の存在を検知するための酸
化金属検知ヘッド２３のアセンブリと、図２Ａ１および図２Ａ２に概略的に示さ
れているように、金属−燃料カードの経路長をカセット装置５の特定領域を越え
て伸張し、かつ放電動作モード中に多重トラック放電ヘッドアセンブリを経路長
の周囲に配置できるようにする金属−燃料カード経路長伸張機構８と、金属−燃
料カードの経路長伸張機構８によって経路長が伸張構造に設定されている場合に
、放電ヘッドアセンブリ９（および酸化金属検知ヘッドアセンブリ２４）のサブ
コンポーネントを金属−燃料カードの方向に、またはそこから離れる方向に移送
するための放電ヘッド移送サブシステム２４と、金属−燃料カード放電サブシス
テムに接続された特定の電気負荷に必要な出力電圧を保持するように、システム
コントローラ１８の制御下で放電ヘッドの陰極および陽極接触構造の出力端子を
構成するための陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５と、陰極−陽極出力端
子構成サブシステム２５に接続され、各々の放電ヘッドの陰極と陽極とにわたる
電圧を監視し（すなわちサンプリングし）、かつ検知された電圧レベルを表す（
デジタル）データを発生するための陰極−陽極電圧監視サブシステム２６と、陰
極−陽極出力端子構成サブシステム２５に接続され、放電モード中に各放電ヘッ
ドの陰極と陽極の間を流れる電流を監視し（すなわちサンプリングし）、かつ検
知された電流レベルを表すデジタルデータを発生するための陰極−陽極電流監視
サブシステム２７と、システムコントローラ１８と、ソリッドステートｐＯ２セ
ンサ２８と、図２Ａ７および図２Ａ８に示した真空チャンバ（構造）２９と、真
空ポンプ３０と、気流制御装置３１と、マニホルド構造３２と、図２Ａ８に示し
た多重内腔管３３とを含み、各放電ヘッド９の陰極構造内のｐＯ２のレベルを検
知し、かつ制御するための陰極酸素圧制御サブシステムと、システムコントロー
ラ１８と、モータ駆動回路２１Ａ、２１Ｂと、カード速度（すなわち速度と方向
）センサ／検知器２２とを含み、カードの順方向または逆方向のいずれかで放電
ヘッドに対する金属−燃料カードの速度を双方向的に制御するための金属−燃料
カード速度制御サブシステムと、システムコントローラ１８と、ソリッドステー
ト湿度センサ３４と、湿潤器（例えば加湿またはウィッキング部材）３５とを含
み、ＦＣＢシステム内の条件（例えば放電ヘッドの陰極−電解液の界面での湿気
、または湿度レベル）を検知し、かつ修正して、放電動作モード中に陰極−電解
液の界面でのイオン濃度が最適な範囲内に保持されるようにするイオン濃度制御
サブシステムと、システムコントローラ１８と、多重陰極支持構造の各チャネル
内に埋設されたソリッドステート温度センサ（例えばサーミスタ）２７１と、放
電ヘッド冷却装置２７２とからなり、システムコントローラ１８によって発生さ
れた制御信号に応答して、放電動作中に各放電チャネルの温度を最適な温度範囲
内に低下するための放電ヘッド温度制御サブシステムと、ローカルバス２７６に
よってシステムコントローラ１８に動作可能に接続され、金属−燃料カード放電
サブシステム６内の各種のサブシステムの出力から導出された特定の種類の情報
を受けるように設計された関連形金属−燃料データベース管理サブシステム（Ｍ
ＦＤＭＳ）２７５と、各放電ヘッド９の陰極支持構造内に埋設され、またはその
近傍に実装されたデータ読み取りヘッド３８と、電圧監視サブシステム２６、陰
極−陽極電流監視サブシステム２７、酸化金属検知ヘッドアセンブリ２３、陰極
酸素圧制御サブシステム、およびイオン濃度制御サブシステムによって発生され
たデータ信号を受けるようにされ、かつ（ｉ）移送された金属−燃料カード５か
らの金属−燃料ゾーン識別データを読み取り、（ｉｉ）図２Ｂ１７に示したロー
カルシステムバス２７８を利用して金属−燃料データベース管理サブシステム（
ＭＦＤＭＳ）２７５内に誘導された、検知された放電パラメータおよび計算され
た酸化金属表示データを記録し、かつ（ｉｉｉ）同じローカルシステムバス２７
８を利用して金属−燃料データベース管理サブシステム（ＭＦＤＭＳ）内に記憶
された、事前記録された再充電パラメータおよび事前記録された金属−燃料表示
データを読み出すことを可能にするデータ取得および処理サブシステム（ＤＣＰ
Ｓ）２７７と、陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５の出力端子と、金属−
燃料カード放電サブシステム６に接続された電気負荷１２の入力端子との間に接
続され、電気負荷に供給される出力電力を調整し（かつシステムコントローラが
実行する放電制御方法に必要な電圧および／または電流特性を調整する）ための
出力（すなわち放電）電力調整サブシステム４０と、システムコントローラ１８
とインターフェースされ、ＦＣＢシステムが内蔵されている遠隔システムまたは
合成システムによってＦＣＢシステムの全ての機能を制御するための入力／出力
制御サブシステム４１と、図２Ｂ１７に示すように、グローバルシステムバス２
７９によって金属−燃料カード再充電サブシステム７内のシステムコントローラ
１８’とインターフェースされ、システムの各動作モード中に前述のサブシステ
ムの動作を管理する各種の手段を有しているシステムコントローラ１８と、から
構成されている。これらのサブシステムは以下に技術的に詳細に説明する。 金属−燃料カード放電サブシステム内の多重トラック放電ヘッドアセンブリ 多重トラック放電ヘッド１２４のアセンブリの機能は、放電動作モード中に金
属−燃料カードがそこを通って移送される際に、電気負荷に電力を発生すること
である。この例示的な実施形態では、各放電ヘッド９は、酸素（Ｏ２）が絶縁さ
れた各々のチャネルの底部４４を通って自由に通過できるように複数の絶縁され
たチャネル４３を有する陰極素子支持板４２と；前記チャネルの下部にそれぞれ
挿入するための導電性の複数個の陰極素子（例えば条片）４５と；陰極条片４５
の上に配置し、かつ図２Ａ６および図２Ａ７に示すようにチャネル４３内に支持
するための複数個の電解液含浸条片４６と；陰極素子支持板４４の上（裏）表面
上に密封式に実装された酸素噴射チャンバ２９と；からなっている。 図２Ａ１３および図２Ａ１４に示すように、各酸素噴射チャンバ２９はチャネ
ル３５Ａおよび３５Ｅとそれぞれ物理的に関連する複数個のサブチャンバ２９Ａ
から２９Ｅを有しており、各々のサブチャンバは他の全てのサブチャンバから隔
絶され、１個の電極素子と１個の電解液含浸条片とを支持する電極支持板の１つ
のチャネルと流通して配置されている。図示のように、放電ヘッドアセンブリ内
の各サブチャンバは多重内腔管３３の１つの内腔、マニホルドアセンブリ３２の
１つのチャネル、および図２Ａ３および図２Ａ４に示され、システムコントロー
ラ１８によって動作が制御される電子制御の気流スイッチ３１の１つのチャネル
を介してエアコンプレッサまたはＯ２ガス供給手段（例えばタンクまたはカート
リッジ）３０と流通するように構成されている。このような構成によって、シス
テムコントローラ１８は、システムコントローラ１８の管理の下でマニホルドア
センブリ３２内に対応する気流チャネルを経て加圧空気を選択的にポンプ注入す
ることにより、放電ヘッドアセンブリ内で、放電動作中に各酸素放出チャンバ２
９Ａから２９Ｅ内のｐＯ２レベルを最適な範囲内に独立して制御することが可能
になる。放電補ウェブ・サイトの間の最適な範囲は、マニホルド・アセンブリ１
３９における対応するエア・フロー・チャネルを介して加圧された空気を選択的
にポンピングすることによって得られる。ｐＯ２に対する最適な範囲は、この技
術分野で知られている実験を通じて経験的に決定することができる。 この例示的な実施形態では、電解液含浸条片は電解液吸収担持媒体にゲル状の
電解液を含浸させることによって実現される。好適には、電解液吸収担持媒体の
条片はＰＥＴプラスチック製の低密度の、開放セル発泡材料の条片として実現さ
れる。各放電セル用のゲル−電解液はアルカリ溶液（例えばＫＯＨ）、ゼラチン
物質、水、および当技術分野で公知の添加剤からなる配合から発生される。 この例示的な実施形態では、各陰極条片は金属−空気ＦＣＢシステムで使用す
るのに適した陰極を形成するため、多孔性の炭素物質、および粒状プラチナ、ま
たはその他の触媒４８で被覆されたニッケル金網４７のシートから製造される。
陰極構造の詳細は本明細書で参考文献として参照されている米国特許第４，８９
４，２９６号および第４，１２９，６３３号に開示されている。集電経路を形成
するため、各陰極条片の下層の金網シートに導体４９がはんだ付けされる。図２
Ａ７に示すように、各導体４９は陰極支持板のチャネル４３の底面に形成された
小穴５０を通過し、陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５に接続されている
。図示のように、陰極条片はチャネルの下部に圧入され、そこに固定されている
。図２Ａ７に示すように、各チャネル４３の底面４４は、酸素が陰極条片に自由
に通過できるように多数の孔４３Ａを有している。この例示的な実施形態では、
電解液含浸条片４６は陰極条片４５の上に配置され、陰極支持チャネル４３の上
部に固定されている。図２Ａ８に示すように、陰極条片と薄い電解液条片とを陰
極支持板内のそれぞれのチャネルに実装する際に、電解液含浸条片の外表面はチ
ャネルを設けた板の上表面と面一に配置されることによって、カード放電動作中
に金属−燃料カードをその上に平滑に移送することができる。図２Ａ８、２Ａ１
３及び２Ａ１４に最もよく示されているように、カソード・ストリップと薄い電
解液ストリップとがカソード支持プレート１２１における対応するチャネルに設
置される。それぞれの電解液ストリップの外部表面はチャネルを画定するプレー
トの上側表面と同一平面（ｆｌｕｓｈ）に維持されている。 放電動作中にそこから水を確実に排除するために、放電ヘッドアセンブリ９内
の酸素透過性の陰極素子を構成する炭素物質に疎水剤が添加される。更に、電解
液含浸条片４７内の水を確実に排除し、ひいては放電モード中に陰極条片を横切
って酸素が最適に噴射チャンバ２９に移送されることを達成するため、陰極支持
チャネルの内表面は疎水性フィルム（例えばテフロン）５１で被覆される。好適
には、陰極支持板は、公知の塩化ポリビニール（ＰＶＣ）プラスチック材料のよ
うな非導電性材料から製造される。陰極支持板と真空排気チャンバはこれも公知
の射出成形技術を利用して製造することができる。 放電モード中に、放電ヘッドから発生する電力を有効に制御するために利用さ
れる陰極構造内の酸素の分圧を検知するため、図２Ａ７に示すように陰極支持板
４２の各チャネル内にソリッドステートｐＯ２センサ２８が埋設され、かつシス
テムコントローラ１８への情報入力装置としてこれに動作可能に接続されている
。この例示的な実施形態では、ｐＯ２センサは人間の血液中のｐＯ２レベルを（
生体内で）測定するために使用される公知のｐＯ２検知技術を利用して実現する
ことができる。このような先行技術のセンサは血液中に存在する異なる酸素レベ
ルで吸収される２つ、またはそれ以上の異なる波長で電磁放射線を放射する小型
ダイオードを使用して構成することができ、このような情報は、それぞれが本明
細書で参照されている米国特許第５，１９０，０３８号，およびその参考文献で
教示されている方法で、処理され、解析されて、ｐＯ２の計算された測定値が信
頼可能に発生される。本発明では、発光ダイオードの特性波長は、各放電ヘッド
内の陰極構造内で同様の検知機能を直截に実現できるように選択することができ
る。 図１のカセット燃料カートリッジ内に格納されている多重トラック燃料カード
は図２Ａ９に構造的に詳細に図示されている。図示のように、金属−燃料カード
５は、可撓性構造（すなわち電解液が介在しても安定した可塑性材料からなる）
非導電性のベース層５３と；それ自体はベース層５３上に配置されている超薄型
の集電層（図示せず）上に配置されている、平行に延在し、間隔隔離された複数
個の金属条片（例えば亜鉛）５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ、および５４Ｅと
；一対の燃料条片５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ、および５４Ｅの間でベース
層上に配置されている複数個の非導電性条片５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄお
よび５５Ｅと；溝付きのベース層を通して金属−燃料トラック５４Ａ、５４Ｂ、
５４Ｃ、５４Ｄおよび５４Ｅと電気的に接触できるように、ベース層の上の金属
−燃料条片とは反対側のベース層の下側に形成された、平行に延在する複数のチ
ャネル（例えば溝）５６、５６Ｂ、５６Ｂ、５６Ｄおよび５６Ｅとを含む。各金
属−燃料条片の間隔と幅は、金属−燃料カードを使用しようとするシステムの放
電ヘッド内の対応する陰極条片と間隔的に位置合わせされるように設計されてい
ることに留意されたい。前述の金属−燃料カードは、前述の製造技術のいずれか
を利用して、カードの形式の可塑性材料５３のベース層上に亜鉛条片を被覆する
ことによって製造することができる。金属条片は、その間を確実に電気的に絶縁
するために、テフロンによって物理的に間隔隔離、または分離することができる
。次に、電気絶縁材料のコーティングを施して金属条片間の間隙を埋めることが
でき、その後でベース層に機械加工、レーザーエッチング、またはその他の処理
を施して、ベース層を通して個々の金属−燃料条片との電気的接触が可能になる
ように微細なチャネルを形成することができる。最後に、多重トラックの燃料カ
ードの上表面を研磨して、放電中に陰極構造と接触状態になる金属−燃料条片の
表面からすべての電気絶縁材料を除去することができる。 図２Ａ１０では、図２Ａ７および図２Ａ８に示した多重トラックの陰極構造と
共に使用される金属−燃料（陽極）接触構造５８の例が開示されている。図示の
通り、複数個の導電性素子６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、および６０Ｅはカ
セットカートリッジ内の燃料カードの進路に隣接して配置されているプラットフ
ォーム６１から支持されている。各々の導電性素子６０Ａから６０Ｅは、燃料ト
ラックに対応する金属−燃料カードのベース層５３内に形成された微細な溝を介
して金属−燃料の１つのトラックとスライド式に係合するようにされた平滑な表
面を有している。各々の導電性素子は、システムコントローラ１８の管理下で陰
極−陽極出力端子構成サブシステム２５に接続された導体に接続されている。プ
ラットフォーム６１は放電ヘッド移送サブシステム２４と動作可能に連結されて
おり、システムコントローラの制御下で、システムの放電モード中に燃料カード
と同じ位置に移動されるように設計することができる。 この例示的な実施形態のように、単一の放電ヘッドではなく複数個の放電ヘッ
ドを使用することによって、個々の放電ヘッドでの熱の蓄積を最小限に抑えつつ
、電気負荷に供給するためのより多くの電力を放電ヘッドアセンブリから発生可
能であることに留意されたい。金属−燃料カード放電サブシステムのこのような
特徴により、放電ヘッド内で使用される陰極の有効寿命が長くなる。 金属−燃料カード放電サブシステム内の放電ヘッド移送サブシステム 放電ヘッド移送サブシステムの主要な機能は、図２Ａ３に示すように経路長が
伸張された金属−燃料カードの周囲に放電ヘッド９のアセンブリ（およびこれに
支持された酸化金属検知ヘッド２３）を移送することである。適切に移送される
と、放電ヘッドの陰極および陽極接触構造は、放電動作モード中に金属−燃料カ
ード移送サブシステムによって金属−燃料カードが放電ヘッドアセンブリを通っ
て移送されている間に、金属−燃料カードの金属−燃料トラックと「イオン接触
」および「電気的接触」状態にされる。 放電ヘッド移送サブシステム２４は、図２Ａ３に示すように金属−燃料カード
５から離れた放電ヘッドおよび図２Ａ４に示すように金属−燃料カードの周囲の
放電ヘッドの各々の陰極構造７６と陽極接触構造７７とを移送できる多様な電気
機械的機構のいずれか１つを使用して実現することができる。図示のように、こ
れらの移送機構はシステムコントローラ１８に動作可能に接続され、かつそれに
よって実行されるシステム制御プログラムに従って制御される。 金属−燃料カード放電サブシステム内の陰極−陽極出力端子構成サブシステ
ム 図２Ａ３および図２Ａ４に示すように、陰極−陽極出力端子構成サブシステム
２５は放電電力調整サブシステム４０の入力端子と、、放電ヘッドアセンブリ９
内の対の陰極−陽極の出力端子との間に接続されている。システムコントローラ
１８は、放電動作モード中にその機能を実行するための制御信号を供給するため
、陰極−陽極出力端子構成機構２５に動作可能に接続されている。 陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５の機能は、金属−燃料カード放電サ
ブシステムの放電ヘッド内の選択された一対の陰極−陽極の出力端子を自動的に
（直列または並列に）構成して、カード放電動作中にＦＣＢシステムに接続され
た電気負荷に発生されるために必要なレベルの出力電圧を発生することにある。
本発明の例示的な実施形態では、陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５はト
ランジスタ制御技術を利用した単数または複数個の電気的にプログラム可能な電
力スイッチ回路として実現することができ、放電ヘッド９内の陰極−陽極接触素
子は出力電力調整サブシステム４０の入力端子に接続されている。このようなス
イッチ動作はシステムコントローラ１８の制御下で実行されるので、ＦＣＢシス
テムの出力電力調整サブシステムに接続された電気負荷にわたって必要な出力電
圧が発生される。 金属−燃料カード放電サブシステム内の陰極−陽極電圧監視サブシステム 図２Ａ３および図２Ａ４に示すように、陰極−陽極電圧監視サブシステム２６
は陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５の内部の電圧レベルなどを検知する
ためにこれに動作可能に接続されている。図示はしていないが、このサブシステ
ムはシステムコントローラ１８の機能を実行するために必要な制御信号を受ける
ためにシステムコントローラ１８にも動作可能に接続されている。第１の例示的
な実施形態では、陰極−陽極電圧監視サブシステム２６は２つの主要な機能を有
している。すなわち、放電モード中に各放電ヘッドを通って移送される各金属−
燃料トラックに関連する陰極−陽極構造に発生される瞬間電圧レベルを自動的に
検知する機能と；データ取得および処理サブシステム２７７内での検出、分析、
および処理のために検知された電圧を示す（デジタル）データ信号を発生し、引
き続いて放電動作モード中にシステムコントローラ１８によってアクセス可能で
ある金属−燃料データベース管理サブシステム２７５内に前記データを記録する
ことである。 本発明の第１の例示的な実施形態では、陰極−陽極電圧監視サブシステム２６
は、金属−燃料カード放電サブシステム６内の各放電ヘッドを通して移送される
各金属−燃料トラックに関連する陰極−陽極構造に発生される電圧レベルを検知
するようにされた電子回路を使用して実現することができる。このように検知さ
れた電圧レベルに応じて、データ・キャプチャ及び処理サブシステム２９５によ
る検出及び解析のために、電子回路は検出された電圧レベルを示すデジタルデー
タ信号を発生するように設計することができる。 金属−燃料カード放電サブシステム内の陰極−陽極電流監視サブシステム 図２Ａ３および図２Ａ４に示すように、陰極−陽極電流監視サブシステム２７
は陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５に動作可能に接続されている。陰極
−陽極電流監視サブシステム２７は２つの主要な機能を有している。すなわち、
放電モード中に金属−燃料カード放電サブシステム内の各放電ヘッドアセンブリ
に沿って各金属−燃料トラックの一対の陰極−陽極を通って流れる電流の大きさ
を自動的に検知する機能と；データ取得および処理サブシステム２７７内での検
出、分析、および処理のために検知された電圧を示すデジタルデータ信号を発生
し、引き続いて放電動作モード中にシステムコントローラ１８によってアクセス
可能である金属−燃料データベース管理サブシステム２７５内に前記データを記
録することである。本発明の第１の例示的な実施形態では、陰極−陽極電流監視
サブシステム２７は各々の放電ヘッドアセンブリに沿って各金属−燃料トラック
の陰極−陽極の対を導通する電流を検知し、検知された電流を示すデジタルデー
タ信号を発生する電流検知回路を使用して実現することができる。以下に詳細に
説明するように、検出されたこれらの電流レベルは金属−燃料データベースサブ
システムに記憶され、その放電電力調整方法を実行し、放電された金属−燃料カ
ードの各ゾーンまたはサブセクションの「放電状態の推移」を作成するなどの様
々な方法でシステムコントローラ１８によって容易にアクセスすることができる
。 金属−燃料カード放電サブシステム内の陰極酸素圧制御サブシステム 前述の陰極酸素圧制御サブシステムの機能は、放電ヘッド９の陰極構造の各チ
ャネル内の酸素圧（ｐＯ２）を検知し、これに応答して、前記陰極構造内の空気
（Ｏ２）圧を調整することによって前記酸素圧を制御（すなわち上昇、または低
下）することである。本発明に基づき、各放電ヘッドの陰極構造の各チャネル内
の酸素の分圧（ＰＯ２）は内部の酸素濃度の尺度となり、ひいては放電モード中
に放電ヘッド内での最適な酸素消費が可能になるような最適なレベルに保持され
る。陰極構造の各々のチャネル内のｐＯ２レベルを保持することによって、放電
ヘッドから発生された電力出力を制御可能に増大することができる。更に、ｐＯ
２の変化を監視し、かつシステムコントローラによる検出と分析のために前記変
化を示すデジタルデータ信号を発生することによって、システムコントローラ１
８には放電モード中に電気負荷１２に供給される電力を調整するために利用され
る制御可能な変数が与えられる。 金属−燃料カード放電サブシステム内のイオン濃度制御サブシステム 放電モード中に高いエネルギー効率を達成するため、金属−燃料カード放電サ
ブシステム６内の各放電ヘッドの陰極−電解液の界面での（電荷搬送）イオンの
最適な濃度を保持することが必要である。従って、イオン濃度制御サブシステム
の主要な機能は、放電ヘッド内の陰極−電解液の界面でのイオン濃度が放電動作
モード中に最適な範囲内に保持されるように、ＦＣＢシステム内の状態を検知し
、修正することである。 陰極と陽極の間のイオン伝導性媒体が水酸化カリウム（ＫＯＨ）を含有する電
解液である場合は、放電動作モード中のその濃度を６Ｎ（−６Ｍ）に保持するこ
とが望ましい。湿気のレベル、もしくは相対湿度（ＲＨ％）は電解液中のＫＯＨ
濃度に著しい影響を及ぼしうるので、各放電ヘッド内の陰極−電解液の界面での
湿気レベル、もしくは相対湿度を調整することが望ましい。この例示的な実施形
態では、イオン濃度の制御は、（例えば、湿度条件を検知し、それを示すデジタ
ルデータ信号を発生するために、ＦＣＢシステム内に放電ヘッドの陽極−陰極の
界面のできるだけ近傍に小型のソリッドステート湿度センサ３４を埋設するよう
な）様々な異なる方法で達成される。図２Ａ３および図２Ａ４に示すように、デ
ジタルデータ信号は検出、分析のためにデータ取得および処理サブシステム２７
７に送られ、引き続いて金属−燃料データ管理サブシステム２７５によって保持
されている図２Ａ１６の情報構造内に記録される。放電ヘッドの特定のチャネル
内の湿気レベル（もしくは相対湿度）が図２Ａ１６の情報構造内に設定された所
定の閾値未満に低下した場合は、システムコントローラ１８はこのような湿気レ
ベルの変化に応動して、特定のチャネル内の湿気レベルを上昇させるために湿潤
（Ｈ２Ｏ散布）素子３５に供給される制御信号を自動的に発生する。一般に、湿
潤素子３５は異なる多くの方法で実現することができる。その１つは、放電モー
ド中に金属−燃料カードが放電ヘッドアセンブリを通って移送される際に、金属
−燃料トラックと物理的に接触するように構成されたウィッキング（例えばＨ２
Ｏ供給）装置３６を使用して、カード上の金属−燃料トラックの表面への給水を
制御可能に解放することであろう。別の技術には、移送中の金属−燃料カードに
面する各陰極支持構造の上表面に沿って実現された超小型ノズルから微小水滴（
例えば超微細ミスト）を噴霧することが含まれる。このような動作によって放電
ヘッド内部の湿気レベル（もしくは相対湿度）が上昇し、ひいては電解液含浸条
片４６Ａから４６Ｅ内のＫＯＨ濃度が最適なイオン移動、ひいては発電のために
確実に保持される。 金属−燃料カード放電サブシステム内の放電ヘッド温度制御サブシステム 図２Ａ３、図２Ａ４、および図２Ａ７に示すように、第１の例示的な実施形態
の金属−燃料カード放電サブシステム６内に組込まれた放電ヘッド温度制御サブ
システムは多数のサブコンポーネントすなわち、システムコントローラ１８と、
図２Ａ７に示すように、多重陰極支持構造４２の各チャネル内に埋設されたソリ
ッドステート温度センサ（例えばサーミスタ）２７１と、システムコントローラ
１８によって発生される制御信号に応答して、放電動作中の各放電チャネルの温
度を最適な温度範囲内に低下させるための放電ヘッド冷却装置２７２と、を含む
。放電ヘッド冷却装置２７２は、各々が熱交換の分野で公知である風冷式、水冷
式、および／または冷凍式冷却を含む広範な熱交換技術を利用して実現すること
ができる。本発明のある実施形態では、高レベルの電力が発生される場合は、温
度制御の目的で空気、水、または冷媒を循環させるために各放電ヘッドの周囲に
ジャケット状の構造を備えることが望ましいことがある。 金属−燃料カード放電サブシステム内のデータ取得（キャプチャ）および処理
サブシステム 図１の例示的な実施形態では、図２Ａ３および２Ａ４に示されたデータ取得お
よび処理サブシステム（ＤＣＰＳ）２７７は例えば下記を含む多数の機能を実行
する。すなわち、（１）金属−燃料カードが放電ヘッドアセンブリ内の各放電ヘ
ッドを通して移送される直前に、金属−燃料カードの各ゾーン、もしくはサブセ
クションを識別し、それを表す金属−燃料ゾーン識別データを発生する機能；（
２）識別された金属−燃料ゾーンが放電ヘッドアセンブリを通して移送される期
間中に存在する金属−燃料カード放電サブシステム６内の種々の「放電パラメー
タ」を検知（すなわち検出）する機能；（３）放電動作中に発生された酸化金属
の量を示す単数または複数のパラメータ、推定値、または尺度を計算し、このよ
うにして計算されたパラメータ、推定値、および／または尺度を示す「酸化金属
表示データ」を発生する機能；および（４）双方とも放電動作モード中に識別さ
れたそれぞれの金属−燃料ゾーンに相関する検出された放電パラメータのデータ
、並びに計算された酸化金属表示データを（システムコントローラ１８によって
アクセス可能である）金属−燃料データベース管理サブシステム２７５に記録す
る機能；である。以下で明らかになるように、システムコントローラ１８は、例
えば放電動作モード中に一部または全部が酸化した金属−燃料カードを効率よく
最適に放電（すなわちそこから電力を発生）すること；および再充電動作モード
中に一部または全部が酸化した金属−燃料カードを迅速に最適に再充電すること
；を含む様々な態様でデータ取得および処理サブシステム２７７によって金属−
燃料データベース管理サブシステム２７５に保存される前記のように記録された
情報を利用する。 放電動作中、データ取得および処理サブシステム２７７は前述の金属−燃料カ
ード放電サブシステム６を構成する様々なサブシステムに関連する「放電パラメ
ータ」を表すデータ信号を自動的にサンプリング（もしくは収集）する。このよ
うにサンプリングされた値は、放電モード中に前記サブシステムにより発生され
るデータ信号内の情報として符号化される。本発明の原理に基づいて、カード式
の「放電パラメータ」には、例えば陰極−陽極電圧監視サブシステム２６によっ
て監視される特定の金属−燃料トラックに沿って陰極および陽極構造に発生され
た電圧；例えば陰極−陽極電流監視サブシステム２７によって監視される特定の
金属−燃料トラックに沿って陰極および陽極構造を流れる電流；金属−燃料カー
ド速度制御サブシステムによって監視される金属−燃料カードの特定のゾーンの
放電中の金属−燃料カードの速度（すなわち速度と方向）；陰極酸素圧制御サブ
システム（２８、３０、３１、１８）によって監視される各放電ヘッドの陰極構
造内の酸素飽和レベル（ｐＯ２）；例えばイオン濃度制御サブシステム（１８、
３４、３５および３６）によって監視される特定の放電ヘッド内の特定の金属−
燃料トラックに沿った陰極−電解液の界面での、またはその近傍での湿気（Ｈ２
Ｏ）レベル（もしくは相対湿度）レベル；および前述の放電パラメータのいずれ
かの状態の継続期間（△Ｔ）が含まれるが、これらに限定されるものではない。 一般に、データ取得および処理サブシステム２７７が放電動作モード中にカー
ド式の「放電パラメータ」を記録するには多くの異なる方法がある。次にこれら
の異なる方法を詳細に説明する。 図２Ａ９に示した第１のデータ記録方法では、一意的なゾーン識別コード、も
しくは標識８０（例えばゾーン識別情報と共に符号化された小さいバーコードシ
ンボル）が、例えば図２Ａ９に示すように金属−燃料カードの各ゾーンまたはサ
ブセクション８２の縁部に沿って固定され、またはその他の方法で取り付けられ
た透明な反射性フィルム条片として実現された「光学式」データトラック８１上
に図形としてプリントされる。この光学式データトラックの機能は金属−燃料カ
ードの補給品に沿った各金属−燃料ゾーンを一意的に識別するコードまたはシン
ボル（すなわちデジタル情報ラベル）を記録することにある。図形的にゾーンを
識別する識別コードの位置は、それが関連する特定の金属−燃料ゾーンと物理的
に一致する必要がある。この光学式データトラックは、印刷または写真技術によ
って記録されたゾーン識別コードと共に多重トラックの金属−燃料カードの製造
時に形成することができる。次に、カードの縁部に沿った金属−燃料ゾーン識別
標識８０が、光学技術を利用して実現された光学式データ読み取り器３８（例え
ばレーザー走査バーコードシンボル読み取り器、または光学式デコーダ）によっ
て読み取られる。例示的な実施形態では、これらの一意的なカード識別コードを
表す情報は、データ取得および処理サブシステム２７７のカードデータ読み取り
器３８によって提供されるデータ信号の中で符号化され、放電動作中に金属−燃
料データベース管理サブシステム２９３に記録される。 図２Ａ９’に示した第２のデータ記録方法では、一意的なデジタル「カード識
別」コード１７１は金属−燃料カード１１２’の縁部に沿って配置された磁気デ
ータトラック１７２’内に磁気的に記録される。この磁気データ・トラックは、
その中に記録されたカード識別コードを用いて、多重トラックの金属−燃料カー
ドの製造時に形成することができる。次に、カードの縁部に沿ったゾーン識別標
識は公知の磁気情報読み取り技術を利用して実現された磁気読み取りヘッド１５
０’によって読み取られる。この例示的な実施形態では、これらの一意的なカー
ド識別コードを表すデジタル・データは、データ・キャプチャ及び処理サブシス
テム２９５に提供され、次に、放電動作中に金属−燃料データベース管理サブシ
ステム２９３の中に記録される。 図２Ａ９”に示す第３のデータ記録方法では、一意的なデジタル「カード識別
」コードは金属−燃料カード５”の各ゾーン、もしくはサブセクション８８の縁
部に沿って配置された光学的に不透明なデータトラック１７２”に形成された一
連の光透過開口（アパーチャ）８６として記録される。この開口技術では、情報
は相対的な間隔および／または幅が情報の符号化を達成する手段である光透過開
口の形式で符号化される。コードの位置（すなわち一意的な識別番号またはアド
レス）は関連する特定の金属−燃料ゾーンと空間的に一致する必要がある。内部
にゾーン識別コードが記録されているこの光学式データトラックは多重トラック
の金属−燃料カードの製造時に形成することができる。次にカードの縁部に沿っ
たゾーン識別標識８６が、公知の光学式検出技術を利用して実現された光学式検
知ヘッド３８”によって読み取られる。この例示的な実施形態では、これらの一
意的なゾーン識別コードを表すデジタルデータは、図２Ａ１６に示すように、デ
ータ読み取り器３８”によってカードに沿って識別される各金属−燃料ゾーンご
とに作成された情報記憶構造に記録されるように、これらの一意的なゾーン識別
コードを表すデジタルデータが作成される。好適には、このような情報記憶は放
電動作中に金属−燃料カード放電サブシステム６内のデータ取得および処理サブ
システム２７７によって実行されるデータ書き込み動作により実現される。 第４のデータ記録方法では、識別される各金属−燃料ゾーンの一意的なデジタ
ル「ゾーン識別」コードおよび放電パラメータの双方が、本発明の金属−燃料カ
ードの縁部に取り付けられ、それに沿った延びる条片として実現された磁気、光
学、または開口式のデータトラックに記録される。図２Ａ１６に概略的に示した
、金属−燃料カードの特定のゾーン、もしくはサブセクションに関する情報ブロ
ックは、再充電動作モード中にこのように記録された情報に容易にアクセスでき
るように、関連する金属−燃料ゾーンの物理的な近傍のデータトラックに記録す
ることができる。標準的には、情報ブロックには金属−燃料ゾーン識別番号、お
よび金属−燃料ゾーンが放電ヘッドアセンブリ９を通って移送される際にデータ
取得および処理サブシステム２７５によって検出された放電パラメータの集合を
含んでいる。 前述の第１と第２のデータ記録方法には第３の方法と比較して幾つかの利点が
ある。特に、第１と第２の方法を採用した場合、金属−燃料カードに沿って設け
られたデータトラックの情報容量を極めて小さくすることができる。その理由は
、選出されたカード放電パラメータが金属−燃料データベース管理サブシステム
２７５に記録される、一意的な識別子（すなわちアドレス番号またはゾーン識別
番号）を有する各々の金属−燃料ゾーンをタグ（標識）するために極めて少ない
情報しか必要ないからである。更に、第１と第２の方法に基づくデータトラック
の形成コスト、およびこのようなデータトラックに沿って記録されるゾーン識別
情報を読み取るための装置は極めて安価である。 金属−燃料カード放電サブシステム内の放電電力調整サブシステム 図２Ａ３および２Ａ４に示すように、放電電力調整サブシステム４０の入力ポ
ートは陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５の出力ポートと動作可能に接続
されており、一方、放電電力調整サブシステム４０の出力ポートは電気負荷１２
の入力ポートと動作可能に接続されている。放電電力調整サブシステム４０の主
要機能は放電動作モード中に電気負荷に供給される電力を調整することであるが
、放電電力調整サブシステムは更に、電気負荷の出力電圧、並びに放電動作中に
陰極−電解液の界面を流れる電力をも調整することができる。このような制御機
能はシステムコントローラ１８によって管理され、かつ動的に装填可能であると
いう要求を満たしつつ、本発明に基づく多重トラック、および単一トラックの金
属−燃料カードの最適な放電を達成するために様々な態様でプログラム可能に選
択することができる。 第３の例示的な実施形態の放電電力調整サブシステムは電力、電圧、および電
流制御の分野では公知であるソリッドステートの電力、電圧および電流制御回路
を使用して実現することができる。このような回路は特定の放電電力制御方法を
実行するシステムコントローラによって発生される制御信号に応答して電気負荷
１２を導通する電流を制御するために、電流制御されたソースを電気負荷１２と
直列に接続することができる、トランジスタ制御技術を利用したプログラム可能
な電力スイッチ回路を含むことができる。このような電気的にプログラム可能な
電力スイッチ回路は更に、システムコントローラによって発生される制御信号に
応答して電気負荷を導通する電圧を制御するために、電圧制御されたソースを電
気負荷と並列に接続することができる、トランジスタ制御技術を利用したプログ
ラム可能な電力スイッチ回路を含むことができる。このような回路は結合され、
かつ、電気負荷への一定の電力制御を行うためにシステムコントローラ１３０に
よって制御されることができる。 本発明の例示的な実施形態では、放電電力調整サブシステム１５１の主要な機
能は、下記の放電電力制御（すなわち調整）方法のいずれか１つを利用して電気
負荷に対してリアルタイムの電力調整を実行することである。すなわち、（１）
電気負荷にかかる出力電圧が一定に保たれ、一方、電流は負荷状態に応じて変化
することができる、定出力電圧／可変出力電流方式；（２）電気負荷に導通する
電流が一定に保たれ、一方、そこにかかる出力電圧は負荷状態に応じて変化する
ことができる、定出力電流／可変出力電圧方式；（３）電気負荷への電流と電圧
の双方が負荷状態に応じて変化することができる定出力電圧／定出力電流方式；
（４）電気負荷に導通する出力電力が負荷状態に応じて一定に保たれる定出力電
力方式；（５）電気負荷にかかる出力電力がプリセットされた状態に応じて保持
される各電力パルスの衝撃係数でパルス化されるパルス式出力電力方式；（６）
電気負荷に導通する出力電圧が一定に保たれ、一方、負荷への電流は特定の衝撃
係数でパルス化される定出力電圧／パルス式出力電流方式；および（７）負荷へ
の出力電力がパルス化され、一方、そこへの電流は一定に保たれるパルス式出力
電圧／定出力電流方式、である。 本発明の好適な実施形態では、７つの放電電力調整方式のそれぞれがシステム
コントローラ１８に連結されたＲＯＭ内に事前にプログラムされる。このような
電力調整方法は、例えばシステムハウジングのスイッチまたはボタンを手動的に
起動すること、電気負荷１２と金属−燃料カード放電サブシステム６との間の界
面で確立、または検出された物理的、電気的、磁気的、または光学的な状態を自
動的に検出すること、を含む様々な異なる方法で選択されることができる。 金属−燃料カード放電サブシステム内の入力／出力制御サブシステム 用途によっては、単独で動作するサブシステムによっては得られない機能を備
えた複合システムを形成するために２つまたはそれ以上のＦＣＢシステム、また
はそれらの金属−燃料カード放電サブシステムを結合することが望ましい、また
は必要である。このような用例のために、本発明の金属−燃料カード放電サブシ
ステム６は外部システム（例えばマイクロコンピュータまたはマイクロコントロ
ーラ）が、そのシステムコントローラが制御機能を実行するかのように金属−燃
料カード放電サブシステム６の側面をオーバーライドし、制御できる入力／出力
制御サブシステム４１を含んでいる。この例示的な実施形態では、入力／出力制
御サブシステム４１は外部および／または遠隔コンピュータシステムに金属−燃
料カード放電サブシステム６のシステムコントローラ１８と直接インターフェー
スし、かつシステムとサブシステムの様々な側面を直截的に管理する方法と手段
が得られる。 金属−燃料カード放電サブシステム内のシステムコントローラ 前述の詳細な説明に示すように、システムコントローラ１８は放電モードでＦ
ＣＢシステムの様々な機能を実行するための多くの動作を行う。図１のＦＣＢシ
ステムの好適な実施形態では、システムコントローラ１８はプログラムおよびデ
ータ記憶メモリ（例えばＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＲＡＭなど）を有するマイクロコ
ンピュータ、および制御の分野では公知であるシステムバス構造を有するプログ
ラムされたマイクロコントローラを使用して実現される。本発明のいずれかの特
定の実施形態では、ＦＣＢシステムによって実現される様々な機能の集合を実現
するために２つ、またはそれ以上のマイクロコントローラを結合してもよいこと
が理解されよう。このような実施形態は全て本発明のシステムで企図される実施
形態である。 金属−燃料カード放電サブシステム内の放電金属−燃料カード 図２Ａ５は図２Ａ３から２Ａ４に示した金属−燃料カード放電サブシステムを
利用した放電金属−燃料カードの基本ステップ（すなわちそこからの電力の発生
）を説明した高レベルの流れ図を開示している。 ブロックＡに示すように、ユーザは酸化していない金属−燃料カードの供給を
システムハウジングのカートリッジ受け口に設置（すなわち挿入）して、カード
の経路長伸張機構８が金属−燃料カード放電サブシステム内で放電する準備完了
状態の金属−燃料カードに隣接するようにする。このカード移送プロセスは、図
２Ａ１及び２Ａ２に概略が図解されている。図２Ａ３は、金属−燃料カードがそ
の放電ベイの中に装填されるときのサブシステムの状態を図解している。 ブロックＢに示すように、放電ヘッド移送サブシステム１３１は、金属−燃料
カード放電サブシステムの放電ベイの中にロードされた金属−燃料カードの近く
に放電ヘッドを配置し、それによって、各カソード構造と装填された金属−燃料
カードとの間にイオン伝導性媒体が配置されるようにする。 ブロックＣに示すように、放電ヘッド移送サブシステム１３１は金属−燃料カ
ード燃料放電サブシステムの伸張された経路長に亘って金属−燃料カードの周囲
に放電ヘッドを配置して、イオン伝導性媒体が各々の陰極構造と隣接する金属−
燃料カードとの間に配置されるようにする。 ブロックＤに示すように、カソード電解液出力端子構成サブシステム１３２は
、装填された金属−燃料カードの近くに配置された各放電ヘッドの出力端子を自
動的に構成し、次に、次に電力が発生され、必要な出力電圧で電気負荷に供給さ
れるように、システムコントローラ１８は金属−燃料カード放電サブシステムを
制御する。金属−燃料カードの１つ又は複数が放電されると、再充電された金属
−燃料カードを含むカートリッジと交換するために金属−燃料カードカートリッ
ジを自動的に放出するようにカートリッジ装填／取り出しサブシステムをプログ
ラムすることができる。 本発明の金属−燃料ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態用の金属−燃料
カード再充電サブシステム 図２Ｂ３および２Ｂ４に示すように、第１の例示的な実施形態の金属−燃料カ
ード再充電サブシステム７は多数のサブシステムからなっている。すなわち、各
々が多重素子陰極構造と、後述する態様で接続可能である導電性入力端子を有す
る陽極−陰極接触構造を有する多重トラックの金属還元（すなわち再充電）ヘッ
ド１１のアセンブリと；金属−燃料カードが再充電モード中に再充電ヘッドを通
って移送される際に金属−燃料トラックの特定のゾーンに沿って酸化金属の発生
があるか否かを検出するための酸化金属検知ヘッド２３’のアセンブリと；カセ
ット装置５の特定の領域に金属−燃料カードの経路長を伸張し、かつ多重トラッ
クの酸化金属完全ヘッドのアセンブリを再充電動作モード中に前記経路の周囲に
配置できるようにする、前記の図２Ｂ１および２Ｂ２に概略的に示し、説明した
ような金属−燃料カード経路長伸張機構１０と；金属−燃料カードの経路長伸張
機構１１によって経路長が伸張構造に配置されると、再充電ヘッドアセンブリ１
１（および酸化金属検知ヘッドアセンブリ２３’）のサブコンポーネントを金属
−燃料カードへと、またはカードから移送するための再充電ヘッド移送サブシス
テム２４’と；外部から供給されたＡＣ電力信号を、金属−燃料カード再充電サ
ブシステムの再充電ヘッドを通って移送される金属−燃料トラックを再充電する
のに適した電圧を有するＤＣ給電信号へ変換するための入力電力供給サブシステ
ム９０と；再充電モード中に酸化金属の組成物をその一次金属に電気化学的に転
化するために入力電圧を供給するように、システムコントローラ１８’の制御下
で、入力電力供給サブシステム９０の入力端子（ポート）を再充電ヘッド１１の
陰極および陽極接触構造の入力端子（ポート）に接続するための陰極−陽極入力
端子構成サブシステム９１と；陰極−陽極入力端子構成サブシステム９１に接続
され、各再充電ヘッドの陰極と陽極に印加される電圧を監視（すなわちサンプリ
ング）し、かつ選出された電圧レベルを表す（デジタル）データを発生するため
の陰極−陽極電圧監視サブシステム２６’と；陰極−陽極入力端子構成サブシス
テム９１に接続され、再充電モード中に各再充電ヘッドの陰極−電解液インター
フェースを流れる電流を監視（例えばサンプリング）し、検知された電流レベル
を表すデジタルデータ信号を発生する陰極−陽極電流監視サブシステム２７’と
；システムコントローラ１８’と、ソリッドステートｐＯ２センサ２８’と、図
２Ｂ７および２Ｂ８に示す真空チャンバ（構造）２９’と、真空ポンプ３０’と
、電子制御の気流制御装置３１’と、マニホルド構造３２’と、図２Ａ８に示し
た多重内腔管３３’とからなり、各再充電ヘッド１１の陰極構造の各チャネル内
のｐＯ２のレベルを制御または検知するための陰極酸素圧制御サブシステムと；
システムコントローラ１８’と、モータ駆動回路２１Ａまたは２１Ｂと、カード
速度（すなわち速度と方向）センサ／検出器２２’とからなり、カードの順方向
または逆方向のいずれかで再充電ヘッドに対する金属−燃料カードの速度を双方
向的に制御するための金属−燃料カード速度制御サブシステムと；システムコン
トローラ１８’と、ソリッドステート湿度センサ３４’と、湿潤器（例えば加湿
またはウィッキング部材）３５’とを含み、ＦＣＢシステム内の条件（例えば放
電ヘッドの陰極−電解液の界面での湿気、または湿度レベル）を検知かつ修正し
て、再充電動作モード中に陰極−電解液の界面でのイオン濃度が最適な範囲内に
保持されるようにするイオン濃度制御サブシステムと；システムコントローラ１
８’と、多重陰極支持構造の各チャネル内に埋設されたソリッドステート温度セ
ンサ（例えばサーミスタ）２７１’と、放電ヘッド冷却装置２７２’とからなり
、システムコントローラ１８’によって発生された制御信号に応答して、再充電
動作中に各放電チャネルの温度を最適な温度範囲内に低下するための再充電ヘッ
ド温度制御サブシステムと、ローカルバス２８１によってシステムコントローラ
１８’に動作可能に接続され、金属−燃料カード再充電サブシステム７内の各種
のサブシステムの出力から導出された特定の種類の情報を受けるように設計され
た関連形金属−燃料データベース管理サブシステム（ＭＲＤＭＳ）２８０と；各
再充電ヘッド１１の陰極支持構造内に埋設され、またはその近傍に実装されたデ
ータ読み取りヘッド３８’と、電圧監視サブシステム２６’、電流監視サブシス
テム２７’、酸化金属検知ヘッドアセンブリ２３’、カード速度制御サブシステ
ム、陰極酸素圧制御サブシステム、およびイオン濃度制御サブシステムによって
発生されたデータ信号を受けるようにされ、かつ（ｉ）移送された金属−燃料カ
ード５からの金属−燃料ゾーン識別データを読み取り、（ｉｉ）図２Ｂ１７に示
したローカルシステムバス２８３を利用して金属−燃料データベース管理サブシ
ステム（ＭＦＤＭＳ）２８０内に誘導された、検知された放電パラメータおよび
計算された酸化金属表示データを記録し、かつ（ｉｉｉ）同じローカルシステム
バス２８１を利用して金属−燃料データベース管理サブシステム２８０内に記憶
された、事前記録された再充電パラメータおよび事前記録された金属−燃料表示
データを読み出すことを可能にするデータ取得および処理サブシステム（ＤＣＰ
Ｓ）２８２と；入力電力供給サブシステム９０の出力端子（すなわちポート）と
、陰極−陽極入力端子構成サブシステム９１の入力端子（すなわちポート）との
間に接続され、再充電モード中に再充電される各金属−燃料トラックの陰極およ
び陽極構造に供給される入力電力（および電圧および／または電流特性）を調整
するための入力（すなわち再充電）電力調整サブシステム９２と；システムコン
トローラ１８’とインターフェースされ、ＦＣＢシステムがその内部に埋設され
ている遠隔システムまたは合成システムによって、ＦＣＢシステムの全ての機能
を制御するための入力／出力制御サブシステム４１’と；システムの様々な動作
モード中に前記のサブシステムの動作を管理するためのシステムコントローラと
；からなっている。これらのサブシステムは以下に技術的に詳細に説明する。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の多重トラック再充電ヘッドアセンブ
リ 多重トラック再充電ヘッドアセンブリ１１の機能は、再充電動作モード中に再
充電ヘッドアセンブリ１１を通って移送される金属−燃料カードのトラックに沿
った酸化金属組成物を電気−化学的に還元することである。この例示的な実施形
態では、各再充電ヘッド１１は、酸素（Ｏ２）が絶縁された各々のチャネルの底
部４４’を通って自由に通過できるように複数の絶縁されたチャネル４３’を有
する陰極素子支持板４２と；前記チャネルの下部にそれぞれ挿入するための導電
性の複数個の陰極素子（例えば条片）４５Ａ’から４５Ｅ’と；陰極条片４５Ａ
’から４５Ｅ’の上に配置するための複数個の電解液含浸条片４６Ａ’から４６
Ｅ’と；図２Ｂ７に示すように、陰極素子支持板４２’の上（裏）表面上に密封
式に実装された酸素真空排気チャンバ２９’とを含む。 図２Ｂ３および図２Ｂ４に示すように、各酸素真空排気チャンバ２９’は凹ん
だチャネル１５４Ａ’および１５４Ｅ’と物理的に関連する複数個のサブチャン
バ２９Ａ’から２９Ｅ’を有している。各々の真空サブチャンバ２９Ａ’から２
９Ｅ’は他の全てのサブチャンバから隔絶され、陰極素子と電解液含浸条片とを
支持する１つのチャネルと流体連通されている。図示のように、各サブチャンバ
２９Ａ’から２９Ｅ’は多重内腔管３８’、マニホルドアセンブリ３２’、およ
び電子制御の気流スイッチ３１’を介して真空ポンプ３０’と流体連通するよう
に構成されている。このような構成によって、システムコントローラ１３０’は
、再充電動作中に各サブチャンバ内のｐＯ２レベルを最適な範囲内に制御するこ
とが可能になる。 この例示的な実施形態では、再充電ヘッドアセンブリ１１内の電解液含浸条片
は電解液吸収キャリヤ媒体にゲル形電解液を含浸することによって実現される。
好適には、電解液吸収キャリヤ条片はＰＥＴプラスチック製の低密度の開放セル
発泡材料の条片として実現される。電解液吸収担持媒体の条片はＰＥＴプラスチ
ック製の低密度の、開放セル発泡材料の条片として実現される。各再充電セル用
のゲル−電解液はアルカリ溶液（例えばＫＯＨ）、ゼラチン物質、水、および公
知の添加剤からなる配合から発生される。 この例示的な実施形態では、各陰極条片は金属−空気ＦＣＢシステムで使用す
るのに適した陰極を形成するため、多孔性の炭素物質、および粒状プラチナ、ま
たはその他の触媒４８’で被覆されたニッケル金網４７’のシートから製造され
る。陰極構造の詳細は本明細書で参考文献として参照されている米国特許第４，
８９４，２９６号および第４，１２９，６３３号に開示されている。集電経路を
形成するため、各陰極条片の下層の金網シートに導体４９’がはんだ付けされる
。図２Ｂ７に示すように、各導体４９’は陰極支持板のチャネルの底面に形成さ
れた小穴５０’を通過し、陰極−陽極入力端子サブシステム９１に接続されてい
る。図示のように、陰極条片はチャネルの下部に圧入され、そこに固定されてい
る。図２Ｂ７に示すように、各チャネル４３の底面は、酸素の蒸気が陰極−電解
液の界面から離れて、真空ポンプ３０’の方向へと排出されるように形成された
多数の孔４３Ａを有している。この例示的な実施形態では、電解液含浸条片４６
Ａ’から４６Ｅ’は陰極条片４５Ａ’から４５Ｅ’の上に配置され、陰極支持チ
ャネル４３’の上部に固定されている。図２Ｂ８に示すように、陰極条片と薄い
電解液条片とを陰極支持板４２’内のそれぞれのチャネルに実装する際に、電解
液含浸条片の外表面はチャネルを設けた板の上表面と面一に配置されることによ
って、カード再充電動作中に金属−燃料カードをその上に平滑に移送することが
できる。図２Ｂ１３及び２Ｂ１４に最も良く示されているように、カソード・ス
トリップと薄い電解液ストリップとがカソード支持プレート１２１’における対
応するチャネルに設置され、それぞれの電解液含浸ストリップの外側表面はチャ
ネルを定義するブレートの上側表面と同一平面上に配置される。 酸素透過性の陰極素子から水を確実に排除するために、再充電ヘッドアセンブ
リ１１内の酸素透過性の陰極素子を構成する炭素物質に疎水剤が添加される。更
に、電解液含浸条片４７’内の水を確実に排除し、ひいては再充電モード中に陰
極条片を横切って酸素が最適に移送されることを達成するため、陰極支持チャネ
ルの内表面４４は疎水性フィルム（例えばテフロン）５１’で被覆される。好適
には、陰極支持板は、公知の塩化ポリビニール（ＰＶＣ）プラスチック材料のよ
うな非導電性材料から製造される。陰極支持板と真空排気チャンバはこれも公知
の射出成形技術を利用して製造することができる。 再充電モード中に、再充電ヘッドの金属酸化物の還元を有効に制御するために
利用される陰極構造内の酸素の分圧を検知するため、図２Ｂ７に示すように陰極
支持板４２’の各チャネル内にソリッドステートｐＯ２センサ２８’が埋設され
、かつデータ取得および処理サブシステム２８２への情報入力装置としてこれに
動作可能に接続されている。この例示的な実施形態では、各ｐＯ２センサは人間
の血液中のｐＯ２レベルを（生体中で）測定するために使用される公知のｐＯ２
検知技術を利用して実現することができる。このような先行技術のセンサは血液
中に存在する異なる酸素レベルで吸収される異なる波長で電磁放射線を放射する
小型ダイオードを使用して構成することができ、このような情報は、それぞれが
本明細書で参照されている米国特許第５，１９０，０３８号，およびその参考文
献で教示されている方法で、処理され、解析されて、ｐＯ２の計算された測定値
が確実に発生される。本発明では、発光ダイオードの特性波長は、各再充電ヘッ
ド内の陰極構造内で同一の検知機能を直截に実現できるように選択することがで
きる。 図２Ｂ９には、部分放電がなされ、従って金属−燃料トラックに沿って金属酸
化物が発生された多重トラック燃料カードの部分が示されている。部分放電され
た金属−燃料のこの部分は、図２Ａ９に示されたカセット燃料カートリッジ内に
格納されており、そのカセット装置がＦＣＢシステムのカセット格納ベイ内に受
けられている間、金属−燃料カード再充電サブシステム１１７で再充電される必
要がある。 図２Ｂ１０には、図２Ｂ７および図２Ｂ８に示した陰極構造と共に使用される
金属−燃料（陽極）接触構造５８’の例が示されている。図示の通り、複数個の
導電性素子６０Ａ’から６０Ｅ’はカセットカートリッジ内の燃料カードの進路
に隣接して配置されているプラットフォーム６１’から支持されている。各々の
導電性素子６０Ａ’から６０Ｅ’は、燃料トラックに対応する金属−燃料カード
のベース層内に形成された微細な溝を経て金属−燃料の１つのトラックとスライ
ド式に係合するようにされた平滑な表面を有している。各々の導電性素子は、陰
極−陽極入力端子構成サブシステム９１の入力端子に接続された導体に接続され
ている。プラットフォーム６１’は放電ヘッド移送サブシステム２４’と動作可
能に連結されており、システムコントローラ１３０’の制御下で、システムの再
充電モード中に金属−燃料カードの位置に移動するように設計することができる
。 この例示的な実施形態のように、単一の再充電ヘッドではなく複数個の再充電
ヘッドを使用することによって、個々の再充電ヘッドでの熱の蓄積を最小限に抑
えつつ、より低い放電電流を使用してより迅速に放電された金属−燃料カードに
再充電可能にすることに留意されたい。金属−燃料カード再充電サブシステム７
のこのような特徴により、再充電ヘッド内で使用される陰極の有効寿命が長くな
る。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の再充電ヘッド移送サブシステム 再充電ヘッド移送サブシステムの主要な機能は、図２Ｂ３に示すように経路長
が伸張された金属−燃料カードの周囲に再充電ヘッド１１のアセンブリ（および
これに支持された酸化金属検知ヘッド２３’）を移送することである。適切に移
送されると、再充電ヘッドの陰極および陽極接触構造は、再充電動作モード中に
金属−燃料カード移送サブシステムによって金属−燃料カードが再充電ヘッドア
センブリを通って移送されている間に、金属−燃料カードの金属−燃料トラック
と「イオン伝導」および「導電」状態にされる。 再充電ヘッド移送サブシステム１３１’は、図２Ｂ３に示すように金属−燃料
カード５から離れた再充電ヘッドおよび図２Ｂ４に示すように金属−燃料カード
の周囲の再充電ヘッドの各々の陰極構造７６’と陽極接触構造７７’とを移送で
きる多様な電気機械的機構のいずれか１つを使用して実現することができる。図
示のように、これらの移送機構はシステムコントローラ１８’に動作可能に接続
され、かつそれによって実現されるシステム制御プログラムに従ってシステムコ
ントローラ１８’によって制御される。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の入力電力供給サブシステム 例示的な実施形態において、入力電力供給サブシステム９０の主な機能は、絶
縁された電源コードを介して標準交流電流（ＡＣ）電力（例えば１２０または２
２０Ｖ）を入力として受け取り、このような電力を、再充電動作モード中に金属
燃料カード再充電サブシステム７の再充電ヘッドにおいて要求される調製された
電圧で整流された直流電流（ＤＣ）電力に変換することである。亜鉛陽極および
炭素陰極の場合、再充電中に、電気化学反応を維持するために、各陽極−陰極構
造に亘って必要な「開放セル」電圧Ｖａｃは約２．２〜２．３ボルトである。こ
のサブシステムは、当分野で周知のＡＣ−ＤＣおよびＤＣ−ＤＣ電力変換および
整流回路を使用して様々に実現できる。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の陰極−陽極入力端子構成サブシステ
ム 図２Ｂ３および図２Ｂ４に示すように、陰極−陽極入力端子構成サブシステム
９１は入力電力調整サブシステム９０の出力端子と、再充電ヘッド１１の複数の
トラックと関連する一対の陰極−陽極の入力端子との間に接続されている。シス
テムコントローラ１８’は、再充電動作モード中にその機能を実行するための制
御信号を供給するため、陰極−陽極入力端子構成サブシステム９１に動作可能に
接続されている。 陰極−陽極入力端子構成サブシステム１７８の機能は、再充電が必要な金属−
燃料トラックの陰極−陽極構造に必要なレベルの入力（再充電）電圧が印加され
るように金属−燃料カード再充電サブシステム７の再充電ヘッド内の選択された
対の陰極−陽極の入力端子を自動的に（直列または並列に）構成することである
。本発明の例示的な実施形態では、陰極−陽極入力端子構成サブシステム９１は
トランジスタ制御技術を利用した単数または複数個の電気的にプログラム可能な
電力スイッチ回路として実現することができ、再充電ヘッド１１内の陰極−陽極
接触素子は出力電力調整サブシステム９２の出力端子に接続されている。このよ
うなスイッチ動作はシステムコントローラ１８’の制御下で実行されるので、入
力電力調整サブシステム９２よって発生された必要な出力電圧が、再充電を必要
とする金属−燃料トラックの陰極−陽極構造に印加される。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の陰極−陽極電圧監視サブシステム 図２Ｂ３および２Ｂ４に示すように、陰極−陽極電圧監視サブシステム２６’
は陰極および陽極構造での電圧レベルを検知するために陰極−陽極入力端子構成
サブシステム９１に動作可能に接続されている。このサブシステムは更に、そこ
から制御信号を受け取ってその機能を実行するためにシステムコントローラ１８
’にも動作可能に接続されている。第１の例示的な実施形態では、陰極−陽極電
圧監視サブシステム２６’は２つの主要な機能を有している。すなわち、再充電
モード中に各再充電ヘッドを通って移送される各金属−燃料トラックに関連する
陰極−陽極構造に印加される瞬間電圧レベルを自動的に検知する機能と；データ
取得および処理サブシステム２８０内での検出、分析のために検知され、最終的
にシステムコントローラ１８’によって応答される電圧を示す（デジタル）デー
タ信号を発生することである。 本発明の第１の例示的な実施形態では、陰極−陽極電圧監視サブシステム２６
’は、金属−燃料カード再充電サブシステム７内の各再充電ヘッドを通して移送
される各金属−燃料トラックに関連する陰極−陽極構造に印加される電圧レベル
を検知するようにされた電子回路を使用して実現することができる。このように
検出された電圧レベルに応じて、電子回路はシステムコントローラ１８’のデー
タ信号入力での検出、分析、および応答のための検知された電圧レベルを示すデ
ジタルデータ信号を発生するように設計することができる。後に詳述するように
、このようなデータ信号を利用して、システムコントローラは再充電動作モード
中にその再充電電力調整を実行することができる。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の陰極−陽極電流監視サブシステム 図２Ｂ３および図２Ｂ４に示すように、陰極−陽極電流監視サブシステム２７
’は陰極−陽極入力端子構成サブシステム１８’に動作可能に接続されている。
陰極−陽極電流監視サブシステム２７’は２つの主要な機能を有している。すな
わち、放電モード中に金属−燃料カード再充電サブシステム１１内の各再充電ヘ
ッドアセンブリに沿って各金属−燃料トラックの陰極−陽極対を通って流れる電
流の大きさを自動的に検知する機能と；システムコントローラ１８’によって検
知および分析されるために検出された電流を示すデジタルデータ信号を発生する
ことである。 本発明の第１の例示的な実施形態では、陰極−陽極電流監視サブシステム２７
’は各々の再充電ヘッドアセンブリに沿って各金属−燃料トラックの陰極−陽極
の対を導通する電流を検知し、システムコントローラ１８’の入力で検出される
、検知された電流を示すデジタルデータ信号を発生する電流検知回路を使用して
実現することができる。以下に詳細に説明するように、検出されたこれらの電流
レベルはその再充電電力調整方法を実行し、再充電された金属−燃料カードの各
ゾーンまたはサブセクションの「再充電状態の推移」を作成するためにシステム
コントローラ１８’によって利用されることができる。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の陰極酸素圧制御サブシステム 上述した陰極酸素圧制御サブシステムの機能は、再充電ヘッド１１の陰極構造
の各チャネル内の酸素分圧（ｐＯ２）（すなわちＯ２濃度）を検知し、これに応
答して、前記陰極構造内の空気（Ｏ２）圧を調整することによってこのような酸
素分圧を制御（すなわち上昇、または低下）することである。本発明に基づき、
各再充電ヘッドの陰極構造の各チャネル内の酸素の分圧（ｐＯ２）は再充電モー
ド中に再充電ヘッド内での最適な酸素排気が可能になるような最適なレベルに保
持される。陰極構造の各々のチャネル内のｐＯ２レベルを（排気によって）低下
させることによって、再充電モード中に再充電ヘッドに供給される入力電力を最
適に利用して、金属−燃料カードに沿った酸化金属を完全に再生することができ
る。更に、ｐＯ２の変化を監視し、かつシステムコントローラによる検出と分析
のために前記変化を示すデジタルデータ信号を発生することによって、システム
コントローラには再充電モード中に電気負荷に供給される電力を調整するために
利用される制御可能な変数が与えられる。 金属−燃料カード再充電サブシステム内のイオン濃度制御サブシステム 再充電モード中に高いエネルギー効率を達成するため、金属−燃料カード再充
電サブシステム７内の各再充電ヘッドの陰極−電解液の界面での（電荷搬送）イ
オンの最適な濃度を保持することが必要である。更に、金属−燃料カード再充電
サブシステム７内の最適なイオン濃度は金属−燃料カード再充電サブシステム６
内で必要なイオン濃度とは異なっている。このような理由から、特に本発明のＦ
ＣＢの用途では、金属−燃料カード再充電サブシステム７内に別個のイオン濃度
制御サブシステムを備えることが望ましく、かつ（または）必要である。イオン
濃度制御サブシステムの主要な機能は、再充電ヘッドの陰極−電解液の界面での
イオン濃度が再充電動作モード中に最適な範囲内に保持されるように、ＦＣＢシ
ステム内の状態を検出し、修正することである。 このようなサブシステムの例示的な実施形態では、湿度状態を検知し、それを
示すデジタルデータ信号を発生するために、ＦＣＢシステム内に（再充電ヘッド
の陽極−陰極の界面のできるだけ近傍に）、小型のソリッドステート浮きばかり
（ｈｙｄｒｏｍｅｔｅｒ）（または湿度センサ）３４’を埋設することによって
イオン濃度制御が達成される。このデジタルデータ信号は検出および分析のため
にデータ取得および処理サブシステム２８２に供給される。湿気レベルまたは相
対湿度が金属−燃料データベース管理サブシステム２８０内に設定された所定の
閾値未満に低下した場合は、システムコントローラは再充電モード中に移送され
る金属−燃料カードの金属−燃料トラックと接触するように構成された例えばウ
ィッキング装置３６’によって実現される湿潤素子３５’に供給される制御信号
を自動的に発生する。別の技術には、移送中の金属−燃料カードに面する各陰極
支持構造の上表面に沿って実現された超小型ノズルから微小水滴（例えば超微細
ミスト）を噴霧することが含まれうる。このような動作によって再充電ヘッド（
またはシステムハウジング）内部の湿気レベルもしくは相対湿度）が上昇し、ひ
いては電解液含浸条片内の電解液中のＫＯＨ濃度が最適なイオン移動、ひいては
酸化金属の還元のために最適に保持される。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の再充電ヘッド温度制御サブシステム 図２Ｂ３、図２Ｂ４、および図２Ｂ７に示すように、第１の例示的な実施形態
の金属−燃料カード再充電サブシステム６内に組込まれた再充電ヘッド温度制御
サブシステムは多数のサブコンポーネント、すなわち、システムコントローラ１
８’と、図２Ｂ７に示すように、多重陰極支持構造の各チャネル内に埋設された
ソリッドステート温度センサ（例えばサーミスタ）２７１’と、システムコント
ローラ１８’によって発生される制御信号に応答して、放電チャネルの温度を最
適な温度範囲内に低下させるための放電ヘッド冷却装置２７２’と、を含む。再
充電ヘッド冷却装置２７２’は、各々が熱交換の分野で公知である風冷式、水冷
式、および／または冷凍式冷却を含む広範な熱交換技術を利用して実現すること
ができる。高レベルの電力を発生する本発明のある実施形態では、温度制御の目
的で空気、水、または冷媒を循環させるために各再充電ヘッドの周囲にジャケッ
ト状の構造を備えることが望ましいことがある。 金属−燃料カード再充電サブシステム内のデータ取得および処理サブシステム 図１の例示的な実施形態では、図２Ｂ３および図２Ｂ４に示されたデータ取得
および処理サブシステム（ＤＣＰＳ）２８２は例えば下記を含む多数の機能を実
行する。すなわち、（１）金属−燃料カードの各ゾーンまたはサブセクションが
再充電ヘッドアセンブリ内の各再充電ヘッドを通して移送される直前に、金属−
燃料カードの各ゾーン、もしくはサブセクションを識別し、それを表す金属−燃
料ゾーン識別データを発生する機能；（２）識別された金属−燃料ゾーンが再充
電ヘッドアセンブリを通して移送される期間中に存在する金属−燃料カード再充
電サブシステム内の種々の「再充電パラメータ」を検知（すなわち検出）する機
能；（３）カードの再充電動作中に発生された酸化金属の量を示す単数または複
数のパラメータを計算し、推定し、または測定し、このようにして計算されたパ
ラメータ、推定値、および／または測定値を示す「酸化金属表示データ」を発生
する機能；および（４）双方とも再充電モード中に識別されたそれぞれの金属−
燃料ゾーンに相関する検知された放電パラメータのデータ、並びに計算された酸
化金属表示データを（システムコントローラ１８’によってアクセス可能である
）金属−燃料データベース管理サブシステム２８０に記録する機能である。以下
で明らかになるように、データ取得および処理サブシステム２８２によって金属
−燃料データベース管理サブシステム２８０内に維持されるこのような記録され
た情報を利用して、例えば再充電動作モード中に一部または全部が酸化した金属
−燃料カードを迅速かつ最適に再充電することを含む様々な態様でシステムコン
トローラ１８’によって利用される。 再充電動作中、データ取得および処理サブシステム２８２は前述の金属−燃料
カード再充電サブシステム７を構成する様々なサブシステムに関連する「再充電
パラメータ」を表すデータ信号を自動的にサンプリング（もしくは取得）する。
このようにサンプリングされた値は、再充電モード中に前記サブシステムにより
発生されるデータ信号内の情報として符号化される。本発明の原理に基づいて、
カード式の「再充電パラメータ」には、例えば陰極−陽極電圧監視サブシステム
２６’によって監視される特定の金属−燃料トラックに沿って陰極および陽極構
造に発生された電圧；例えば陰極−陽極電流監視サブシステム２７’によって監
視される特定の金属−燃料トラックに沿って陰極および陽極構造を流れる応答電
流；金属−燃料カード速度制御サブシステムによって監視される金属−燃料カー
ドの特定ゾーンの再充電中の金属−燃料カードの速度（すなわち速度と方向）；
陰極酸素圧制御サブシステム（２８’、３０’，３１’，１８’）によって監視
される各再充電ヘッドの陰極構造内の酸素飽和レベル（ｐＯ２）（すなわち濃度
）；例えばイオン濃度制御サブシステム（１８’、３４’、３５’および３６’
）によって監視される特定の再充電ヘッド内の特定の金属−燃料トラックに沿っ
た陰極−電解液の界面での、またはその近傍での湿気（Ｈ２Ｏ）レベル（もしく
は相対湿度）レベル；および前述の再充電パラメータのいずれかの状態の継続期
間（△Ｔ）が含まれるが、これらに限定されるものではない。 一般に、データ取得および処理サブシステム２９９が再充電動作モード中にカ
ード式の「再充電パラメータ」を記録するには多くの異なる方法が可能である。
これらの方法は放電パラメータの記録中に利用される方法と同様であるが、万全
を期すためにこのような方法を以下に詳細に説明する。 図２Ｂ９に示した第１のデータ記録方法では、「光学式」データトラック８１
上に図形的にプリントされたゾーン識別コード、もしくは標識８０（例えばゾー
ン識別情報と共に符号化された小さいバーコードシンボル）を、（例えばレーザ
ー走査バーコードシンボル読み取り器、または光学式デコーダのような）光学的
技術を利用して実現された光学式データ読み取り器３８によって読み取ることが
できる。例示的な実施形態では、図２Ｂ１６に示すように情報記憶構造に記録さ
れるために、これらの一意的なカード識別コードを表すデジタルデータが発生さ
れる。これらのデータはデータ取得および処理サブシステム２８２のデータ読み
取り器３８によってカード沿いの識別された各金属−燃料ゾーンごとに発生され
る。好適には、このような情報の記憶は、再充電動作中の金属−燃料データベー
ス管理サブシステム２８０内のデータ取得および処理サブシステムによって実行
されるデータ書き込み動作によって実現される。 図２Ｂ９’に示した第２のデータ記録方法では、磁気データトラック８４’に
磁気的に記録されたデジタル「カード識別」コード８３は磁気条片読み取り技術
分野で公知である磁気検知技術を用いて実現された光学式データ読み取り器３８
’によって読み取ることができる。例示的な実施形態では、これらの一意的なゾ
ーン識別コードを表すデジタルデータは図２Ｂ１６に示すように情報記憶構造内
に記録されるように発生され、これはデータ取得および処理サブシステム２８２
のデータ読み取り器３８’によってカードに沿って識別される各金属−燃料ゾー
ンごとに作成される。好適には、このような情報の記憶は再充電動作中にデータ
取得および処理サブシステム２８０内のデータ取得および処理サブシステムによ
り実行されるデータ書き込み動作によって実行される。 図２Ｂ９”に示した第３のデータ記録方法では、光学的に不透明なデータトラ
ック８７内に一連の光透過開口８６の列として記録されたデジタル「ゾーン識別
」コード８３は公知の光学式検出技術を用いて実現された光学式検出ヘッド３８
”によって読み取ることができる。この例示的な実施形態では、図２Ｂ１６に示
すように、データ読み取り器３８”によってカードに沿って識別される各金属−
燃料ゾーン毎に作成される情報記憶構造内に記録されるようにこれらの一意的な
ゾーン識別コードを表すデジタルデータが作成される。好適には、このような情
報記憶は再充電動作中に金属−燃料データベース管理サブシステム２８２内のデ
ータ取得および処理サブシステムによって実行されるデータ書き込み動作により
実現される。 代替の第４のデータ記憶方法では、一意的なデジタル「ゾーン識別」コード、
および各々の識別された金属−燃料ゾーンの放電パラメータの双方が本発明の金
属−燃料カードの縁部に沿って固着され、延在する条片として実現された、磁気
的、光学式、または開口式のデータトラックに記録される。図２Ｂ１６に概略的
に示した金属−燃料の特定のゾーンまたはサブセクションに関連する情報ブロッ
クは、このような記録された情報へのアクセスを容易にするために関連する金属
−燃料ゾーンと物理的に隣接したデータトラックに記録することができる。典型
的には、情報ブロックには金属−燃料ゾーン識別番号と、金属−燃料ゾーンが再
充電ヘッドアセンブリ１１を通って移送される際にデータ取得および処理サブシ
ステム２８２によって検出される再充電パラメータの集合とが含まれている。 前述の第１と第２のデータ記録方法には前述の第３の方法と比較して幾つかの
利点がある。特に、第１と第２の方法を採用した場合、金属−燃料カードに沿っ
て設けられたデータトラックの情報容量を極めて小さくすることができる。その
理由は、検知されたカード再充電パラメータが金属−燃料データベース管理サブ
システム２８０に記録される、一意的な識別子（すなわちアドレス番号またはゾ
ーン識別番号）を有する各々の金属−燃料ゾーンをタグ（標識）するために極め
て少ない情報しか必要ないからである。更に、第１と第２の方法に基づくデータ
トラックの形成コスト、およびこのようなデータトラックに沿って記録されるゾ
ーン識別情報を読み取るための装置は極めて安価である。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の入力／出力制御サブシステム 用途によっては、単独で動作するサブシステムによっては得られない機能を備
えた複合システムを形成するために２つまたはそれ以上のＦＣＢシステム、また
はそれらの金属−燃料カード再充電サブシステムを結合することが望ましいか、
または必要である場合がある。このような用途のために、本発明の金属−燃料カ
ード再充電サブシステム７は外部システム（例えばマイクロコンピュータまたは
マイクロコントローラ）が、そのシステムコントローラがこのような制御機能を
実行するかのように金属−燃料カード再充電サブシステムの態様をオーバーライ
ドし、制御できる入力／出力制御サブシステム４１’を含んでいる。この実施形
態では、入力／出力制御サブシステム４１’は外部および／または遠隔コンピュ
ータシステムに金属−燃料カード再充電サブシステムのシステムコントローラと
直接インターフェースし、かつシステムとサブシステムの様々な態様を直截的に
管理する方法と手段が得られる。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の再充電電力調整サブシステム 図２Ｂ３および図２Ｂ４に示すように、再充電電力調整サブシステム９２の出
力ポートは陰極−陽極入力端子構成サブシステム９１の入力ポートと動作可能に
接続されており、一方、再充電電力調整サブシステム９２の入力ポートは入力電
力供給サブシステムの出力ポート動作可能に接続されている。再充電電力調整サ
ブシステム９２の主要機能は再充電動作モード中に金属−燃料カードに供給され
る電力を調整することであるが、再充電電力調整サブシステム９２は更に、金属
−燃料トラックの陰極−陽極構造に印加される電圧、並びに再充電動作中に陰極
−電解液の界面を流れる電力をも調整することができる。このような制御機能は
システムコントローラ１８’によって管理され、かつ動的に装填可能であるとい
う要求を満たしつつ、多重トラック、および単一トラックの金属−燃料カードの
最適な再充電を達成するために様々な態様でプログラム可能に選択することがで
きる。 第１の例示的な実施形態の再充電電力調整サブシステムは電力、電圧、および
電流制御の分野では公知であるソリッドステートの電力、電圧および電流制御回
路を使用して実現することができる。このような回路は特定の再充電電力制御方
法を実行するシステムコントローラによって発生される制御信号に応答して再充
電ヘッド１１を導通する電流を制御するために、単数または複数の電流制御ソー
スを再充電ヘッド１１の陰極および陽極構造と直列に接続可能であるトランジス
タ制御技術を利用した電気的にプログラム可能な電力スイッチ回路を含むことが
できる。このような電気的にプログラム可能な電力スイッチ回路は更に、システ
ムコントローラによって発生される制御信号に応答して陰極および陽極構造での
電圧を制御するために、陰極および陽極構造と電気的に並列に接続することがで
きる、トランジスタ制御技術を利用した電気的にプログラム可能な電力スイッチ
回路を含むことができる。このような回路は結合され、かつ、ＦＣＢシステムの
再充電ヘッド１１の陰極−陽極構造への定電力（および／または電圧および／ま
たは電流）を供給するために、システムコントローラ１８’によって制御される
ことができる。 本発明の例示的な実施形態では、再充電電力調整サブシステム１８１の主要な
機能は、下記の再充電電力制御方法のいずれか１つを利用してシステムの再充電
ヘッドの陰極／陽極構造に対してリアルタイムの電力調整を実行することである
。すなわち、（１）陰極−陽極構造にかかる入力電圧が一定に保たれ、一方、そ
こを通る電流は再充電カード上の酸化金属組成物によって生ずる負荷状態に応じ
て変化することができる、定入力電圧／可変入力電流方式；（２）各陰極−陽極
構造への電流が一定に保たれ、一方、そこにかかる出力電圧は負荷状態に応じて
変化することができる、定入力電流／可変入力電圧方式；（３）再充電中の各陰
極−陽極構造への電流と電圧の双方が負荷状態に応じて一定に保たれる定入力電
圧／定入力電流方式；（４）各陰極−陽極構造に印加される入力電力が負荷状態
に応じて一定に保たれる定入力電力方式；（５）各陰極−陽極構造に印加される
入力電力が予め設定された、または動的な状態に応じて保持される各電力パルス
の衝撃係数でパルス化されるパルス式入力電力方式；（６）各陰極−陽極構造に
印加される入力電流が再充電中に一定に保たれ、一方、陰極−陽極構造への電流
は特定の衝撃係数でパルス化される定入力電圧／パルス式入力電流方式；および
（７）再充電中に各陰極／陽極構造に入力電流が供給され、一方、そこへの電流
は一定に保たれるパルス式入力電圧／定入力電流方式、である。 本発明の好適な実施形態では、７つの再充電電力調整方式のそれぞれがシステ
ムコントローラ１８’に連結されたＲＯＭ内に事前プログラムされる。このよう
な電力調整方法は、例えばシステムハジングのスイッチまたはボタンを手動で起
動すること、金属−燃料カセット装置と金属−燃料カード再充電サブシステム７
との間の界面で確立されたか、または検出された物理的、電気的、磁気的、およ
び／または光学的な状態を自動的に検出すること、を含む様々な異なる方法で選
択することができる。 金属−燃料カード再充電サブシステム内のシステムコントローラ 上述した詳細な説明に示すように、システムコントローラ１８’は、その再充
電モードにおけるＦＣＢシステムの多様な機能を実行するために多数の動作を行
う。図１のＦＣＢシステムの好ましい実施形態において、金属−燃料カード再充
電サブシステム７においてシステムコントローラ１８’を実現するために使用可
能な技術は、システムコントローラ１８’にシステムコントローラ１８が有しな
いプログラムされた機能がいくつかあり、またその逆もあることを除けば、金属
−燃料カード放電サブシステム６においてシステムコントローラ１８を実現する
ために使用される略同一のサブシステムである。システムコントローラ１８およ
び１８’を実現するために共通の計算プラットフォームが使用可能であるが、放
電および再充電サブシステムにおけるシステムコントローラは、それぞれが、そ
のＦＣＢシステムにおいて実行される多様な組の機能を実行するために１つまた
は複数のプログラムされたマイクロプロセッサを使用する、別個のサブシステム
として実現可能であることが理解される。いずれの場合においても、これらのサ
ブシステムの１つである入出力制御サブシステムは、そのＦＣＢシステムにおい
て実行される機能の外部または遠隔管理を可能とするために１つまたは複数の外
部サブシステム（例えば、管理サブシステム）がインタフェースされ得る主要な
入出力制御サブシステムとなるように設計可能である。 金属−燃料再充電サブシステム内の再充電金属−燃料カード 図２Ｂ５は、図２Ｂ３〜図２Ｂ４に示す金属−燃料カード再充電サブシステム
７を使用して金属−燃料カードを再充電する基本工程を記載したハイレベルフロ
ーチャートである。 ブロックＡに示すように、ユーザは、金属−燃料カード再充電サブシステム７
内で再充電することができるようにカード経路長伸長機構１０を金属−燃料カー
ドと隣接させるように、酸化金属−燃料カードの供給を本システムハウジングの
カートリッジ受け口に配置する（すなわち、挿入する）。 ブロックＢに示すように、金属−燃料カード再充電サブシステム７における経
路長伸長機構１０は、図２Ｂ３および図２Ｂ４に示すようにその伸長された経路
長領域に亘って金属−燃料カード５の経路長を伸ばす。 ブロックＣに示すように、再充電ヘッド移送サブシステム２４’は、金属−燃
料カード再充電サブシステム７の伸長された経路長に亘って金属−燃料カードの
周りに再充電ヘッド１１を配置することで、再充電ヘッドの各陰極構造と隣接す
る金属−燃料カードの間にイオン導電性媒体が設置される。 ブロックＤに示すように、再充電ヘッド移送サブシステム２４’は、次に、各
再充電ヘッドを、その陰極構造が経路長伸長の金属−燃料カードの一部とイオン
接触し、かつその陽極接触構造がこれと電気接触するように構成した。 陰極陽極入力端子構成サブシステム９１は、自動的に各再充電ヘッドの入力端
子を経路長伸長の金属−燃料カードの周りに配置するよう構成し、次に、システ
ムコントローラ１８’は、電力が所要の再充電電圧および電流で経路長伸長の金
属−燃料カードに供給されるように金属−燃料カード再充電サブシステム７を制
御し、該カードの金属酸化物組成は一次金属に転化される。金属−燃料カードの
全部または相当部分が再充電されると、カートリッジ装填／非装填サブシステム
２は、金属−燃料カードカートリッジを自動的に取り出してカートリッジ内蔵の
再充電金属−燃料カードと取り替えるようプログラムされることが可能となる。 本発明の金属−燃料ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態における金属−
燃料可用性および金属酸化物存在の管理 第１の例示的な実施形態のＦＣＢシステムにおいて、放電動作中に金属−燃料
カード放電サブシステム６における金属−燃料の可用性、そして再充電動作中に
金属−燃料カード再充電サブシステム７における金属酸化物存在を自動的に管理
する手段が設けられる。かかるシステム性能を以下でさらに詳細に説明する。 図２Ｂ１７に示すように、放電パラメータ（例えば、ｉａｃｄ、Ｖａｃｄ、…
、ｐＯ２ｄ、Ｈ２Ｏｄ、Ｔａｃｄ、Ｖａｃｒ／ｉａｃｒ）を表すデータ信号は、
金属−燃料カード放電サブシステム６におけるデータ取得および処理サブシステ
ム２７７に対する入力として自動的に提供される。サンプリングおよび捕捉の後
、これらのデータ信号は処理され、対応のデータ要素に変換され、次いで、例え
ば図２Ａ１６に示すように情報構造２８５に書き込まれる。各情報構造２８５は
、ある特定の金属−燃料カード供給（例えば、リール対リール、カセット等）と
結合され、「タイムスタンプ」が押された一意的な金属−燃料ゾーン識別子８０
（８３，８６）と関連づけられた（すなわち、リンクされた）、１組のデータ要
素を備える。該一意的な金属−燃料ゾーン識別子は、図２Ａ６に示すデータ読み
取りヘッド３８（３８’、３８”）により定義される。次に、タイムススタンプ
が押された各情報構造は、今後の再充電および／または放電動作中に保守、以降
の処理および／またはアクセスのために、金属−燃料データベース管理サブシス
テム２７５に記録される。 上述したように、様々な種類の情報は、放電モード中にデータ取得および処理
サブシステム２７７によりサンプリングされ、収集される。このような情報の種
類には、例えば、（１）特定の放電ヘッドにおける特定の陰極−陽極構造に亘っ
て放電される電流（ｉａｃｄ）の量、（２）かかる各陰極−陽極構造に亘って発
生される電圧（Ｖａｃｄ）、（３）放電ヘッドアセンブリを通して移送される金
属−燃料ゾーンの速度（ｖｄ）、（４）各放電ヘッドにおける各サブチャンバ内
の酸素濃度（ｐＯ２ｄ）レベル、（５）各放電ヘッドにおける各陰極−電解液界
面近傍の湿気レベル｛Ｈ２Ｏ｝ｄ、（６）各放電ヘッドの各チャネルにおける温
度（Ｔａｃｄ）がある。このような収集された情報から、データ取得および処理
サブシステム２７７は、（ｉ）ある特定の放電ヘッドにおけるある特定の陰極−
陽極構造に亘って電流が放電された継続時間（Δｔ）をすぐに計算することがで
きる。 金属−燃料データベース管理サブシステム２７５においてリアルタイムで発生
かつ記憶される情報構造は、放電動作中に種々の方法で使用が可能である。例え
ば、上述した電流（ｉａｖｇ）および時間の情報（ΔＴ）は、通常「アンペア」
と「時間」でそれぞれ測定される。これらの測定値の積（ＡＨ）は、金属−燃料
カードに沿って金属−空気燃料電池構造から放電される電荷（−Ｑ）の近似値を
もたらす。したがって、計算された「ＡＨ」積は、放電動作中にある特定の瞬間
における、金属−燃料の識別された（すなわち、ラベル付けされた）ゾーンに形
成されていると予想できる金属酸化物の近似値をもたらす。 各金属−燃料ゾーンの瞬間的速度（ｖｔ）に関する情報がＡＨ積と組み合わせ
て使用される場合、ある特定の放電ヘッドにおける陰極−陽極構造に亘る放電の
さらに正確な測定値を計算することが可能となる。このさらに正確に計算された
放電量から、データ取得および処理サブシステム２７７は、各金属−燃料ゾーン
が、ある特定のカード速度および検出された再充電パラメータにより決定される
所与の組の放電状態において放電ヘッドを通して移送されるため、発生される金
属酸化物の量の非常に正確な推定値を計算することができる。 金属酸化および還元プロセスについての履歴情報とともに使用される場合、ど
の程度の金属−燃料（例えば、亜鉛）を亜鉛燃料カードから放電（すなわち、発
電）に利用可能とすべきであるか、あるいは、亜鉛燃料カードに沿って還元する
際にどの程度の金属酸化物が存在するかを説明（ａｃｃｏｕｎｔ）または決定す
るために金属−燃料データベース管理サブシステム２７５を使用することが可能
である。したがって、このような情報は、例えば、ある特定の金属−燃料ゾーン
に沿って利用可能な金属−燃料の量の判定を含む金属−燃料管理機能を実行する
際に非常に有益となり得る。 この例示的な実施形態において、金属−燃料可用性は、後述される金属−燃料
可用性を管理する２つの異なる方法の一方を使用して、金属−燃料カード放電サ
ブシステム６において管理される。 放電動作中の金属−燃料可用性管理の好ましい方法 本発明の原理によると、データ読み取りヘッド１５０（１５０’、１５０”）
は、金属−燃料カードが放電アセンブリ内に装填される際に、各金属−燃料カー
ドを自動的に識別して、それを示すカード識別データを生成する。このカード識
別データは金属−燃料カード放電サブシステム１１５内のデータ取得および処理
サブシステムに供給される。装填された金属−燃料カードにおけるカード識別デ
ータを受信すると、データ取得および処理サブシステムは金属−燃料データベー
ス管理サブシステム２９３内への格納のために、カードについての情報構造（す
なわちデータファイル）を自動的に作成する。情報構造の機能は、図２Ａ１５に
示すように、検知した放電パラメータについての現在（最新）の情報、金属−燃
料可用性状態、金属酸化存在状態等を記録することである。情報格納構造が金属
−燃料データベース管理サブシステム内のこの特定の金属−燃料カードについて
予め作成されている場合、この情報ファイルは更新のためにデータベースサブシ
ステム２９３からアクセスされる。図２Ａ１５に示すように、各識別された金属
−燃料カードについて、情報構造２８５が、サンプリングされた時刻ｔｉそれぞ
れにおいて各金属−燃料トラック（ＭＦＴｉ）毎に維持される。 情報構造が特定の金属−燃料カードについて作成される（または見出される）
と、それについての各金属−燃料トラックの初期状態または条件が判定され、金
属−燃料データベース管理サブシステム２９３内に維持される情報構造内に入力
されなければならない。典型的に、放電ヘッドアセンブリ内に装填された金属−
燃料カードは、部分的にまたは完全に充電されているため、そのトラックに沿っ
て特定量の金属−燃料を含んでいる。正確な金属−燃料管理のために、装填され
たカードにおけるこれらの初期金属−燃料量を判定し、そしてそれを示す情報を
放電および再充電サブシステム１１５および１１７それぞれの金属−燃料データ
ベース管理サブシステムに格納しなければならない。一般的に、情報の初期状態
は多数の異なる方法で取得することができ、例えばこれらの方法には、異なるＦ
ＣＢシステムでの放電動作の完了前に、金属−燃料カードにおけるかかる初期化
情報を符号化することによるもの；同じＦＣＢシステムで実行された最も最近の
放電動作中にかかる初期化情報を金属−燃料データベース管理サブシステム２９
３内に予め記録することによるもの；金属−燃料データベース管理サブシステム
２９３（工場において）内に、特定タイプの金属−燃料カードの各トラックに存
在する金属−燃料の実際（既知）の量を記録し、かつデータ読み取りヘッド１５
０（１５０’、１５０”）を使用して、金属−燃料カード上のコードを読み取る
際に特定の情報構造内のかかる情報を自動的に初期化することによるもの；上述
した金属酸化検知アセンブリとともに陰極電解液出力端子構成サブシステム１３
２を使用して、各金属−燃料トラック上の金属酸化の初期量を実際に測定するこ
とによるもの；または他の任意の適切な技術によるものが含まれる。 装填された燃料カードに放電動作を行う前に、上述した実際の測定技術は、当
分野で周知の金属酸化検知駆動回路を放電サブシステム１１５内の陰極電解液出
力端子構成サブシステム１３２およびデータ取得および処理サブシステム２９５
で構成することにより、実行することができる。この構成を使用すると、金属酸
化検知ヘッドは放電ヘッドアセンブリ内に装填された各識別された金属−燃料カ
ード上の各金属−燃料トラックの「初期」状態についての情報を自動的に得るこ
とができる。このような情報には、金属酸化の初期量および「ｔ０」で示す装填
時に各トラックに存在する金属−燃料が含まれる。 図１のＦＣＢシステムに関して説明したのと同様の方法で、このような金属−
燃料／金属酸化測定は、金属−燃料の特定トラックにわたって試験電圧を自動的
に印加して、該印加した試験電圧に応答して金属−燃料トラックのセクションに
わたって流れる電流を検出することによって、装填されたカードの各金属−燃料
トラックについて実行される。特定のサンプリング期間で印加された電圧（Ｖａ
ｐｐｌｉｅｄ）および応答電流（ｉｒｅｓｐｏｎｓｅ）を示すデータ信号は、デ
ータ取得および処理サブシステム２９５によって自動的に検出、処理されて、適
切な数的尺度で応答電流に対する印加された試験電圧の比率を示すデータ要素を
生成する。このデータ要素は、金属−燃料データ管理サブシステム２９３に維持
される識別された金属−燃料カードにリンクされた情報構造（すなわちファイル
）内に自動的に記録されたＶａｐｐｌｉｅｄ／ｉｒｅｓｐｏｎｓｅに比例する。
このデータ要素（ｖ／ｉ）が測定されている金属−燃料トラックにわたる電気抵
抗の直接測定を提供するため、識別された金属−燃料トラック上に存在する金属
酸化の測定量に正確に相関付けることができる。 データ取得および処理サブシステム２９５は次に、測定された初期金属酸化量
（初期時刻ｔ０において入手可能）を定量化して、情報構造（図２Ａ１５に示す
）内に記録するためにそれをＭＯＡ０と表す。次に、完全に（再）充電されたと
きに各トラック上で利用可能な最大金属−燃料についての優先情報を使用して、
データ取得および処理サブシステム２９５は、時間「ｔ０」において各トラック
上の利用可能な金属−燃料の正確な測定値を計算し、各燃料トラック毎に各測定
値をＭＦＡ０と表し、識別された燃料カードについてのこれらの初期金属−燃料
測定値｛ＭＦＡ０｝を、金属−燃料カード放電および再充電サブシステム両方の
金属−燃料データベース管理サブシステム２９３および２９７内に記録する。こ
の初期化手順は実行が単純であるが、用途によっては、既知の処理課程、例えば
、他のすべての（再）充電パラメータを一定に維持しながら（１）装填された燃
料カードをしばらくの間ＦＣＢシステムの電力出力端子で電気短絡状態にし、（
２）その応答特性を自動的に検出し、（３）短絡電流の関数として表に格納され
た既知の酸化初期状態内にかかる検出された応答特性を相関付けること（以下「
短絡回路抵抗試験」と呼ぶ）、を行った金属−燃料カードを前提とした理論に基
づいた計算を使用して、これらの初期金属測定値を実験的に判定することがより
望ましい場合もあることが理解される。 初期化手順が完了した後に、金属−燃料カード放電サブシステム１１５は、後
述する線に沿ってその金属−燃料管理機能を実行する準備が完了した状態となる
。例示的な実施形態において、この方法は、放電動作中に循環して実行される２
つの基本工程を含む。 該手順の第１の工程は、初期金属−燃料量ＭＦＡ０から、時間間隔ｔ０〜ｔ１
の間に行われた放電動作中に生成された金属酸化量に相当する計算された金属酸
化推定ＭＯＥ０−１を差し引くことを含む。放電動作中、金属酸化推定ＭＯＥ０
−１が、次の収集された放電パラメータ、すなわち電気放電電流ｉａｃｄ、およ
び継続期間ΔＴｄを使用して計算される。 該手順の第２の工程は、計算された測定値（ＭＦＡ０−ＭＯＥ０−１）に、時
間間隔ｔ０〜ｔ１の間に行われたかもしれない任意の再充電動作中に生成された
金属−燃料量に相当する金属−燃料推定ＭＦＥ０−１を付加することを含む。な
お、金属−燃料推定ＭＦＥ０−１は、放電動作中の電気再充電電流ｉａｃｒおよ
びその継続期間ΔＴｄを用いて計算される。なお、この金属−燃料推定ＭＦＥ０
−１は予め計算されて、直前の再充電動作（このような一動作が実行されている
場合）中に金属−燃料カード再充電サブシステム１１５内の金属−燃料データベ
ース管理サブシステム２９３内に記録されている。このため、例示的な実施形態
において、現在の放電動作中に、この予め記録された情報要素を再充電サブシス
テム１１７内のデータベースサブシステム２９７から読み出す必要がある。 次に、上記で説明した（ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）手順の計算結果（すなわち、
ＭＦＡ０−ＭＯＥ０−１＋ＭＦＥ０−１）は、次の金属−燃料可用性更新手順で
使用される次の現在の金属−燃料量（ＭＦＡ１）として、金属−燃料カード放電
サブシステム１１５内の金属−燃料データベース管理サブシステム２９３内に掲
示される。放電動作中、上述した更新手順は、放電されている各金属−燃料トラ
ックについて、ｔｉ−ｔｉ＋１秒毎に実行される。 各金属−燃料トラックに維持されるこのような情報は、様々な方法、例えば金
属−燃料の可用性をＦＣＢシステムに接続された電気負荷の電力要件に見合うよ
う管理し、ならびに放電動作中に放電パラメータを最適に設定するように、使用
することができる。この金属−燃料管理技術に関する詳細は、以下に詳述する。 放電動作モード中の金属−燃料可用性管理の用途 放電動作中、ｉ番目の放電ヘッドにおいて決定された、任意の特定の燃料トラ
ックに沿って、任意の特定の金属−燃料ゾーンに亘って存在する計算された金属
−燃料の推定（すなわち、ＭＦＥｔ１−ｔ２）は、ｊ番目の放電ヘッドから下流
の（ｊ＋１）番目、（ｊ＋２）番目または（ｊ＋ｎ）番目の放電ヘッドにおける
金属−燃料の可用性をリアルタイムで計算するために使用される。このような計
算された推定を用いて、金属−燃料カード放電サブシステム６におけるシステム
コントローラ１８は、金属−燃料カードの供給に沿ってどの金属−燃料ゾーンが
、放電動作中に金属−燃料カード放電サブシステム６に課される瞬間的電気負荷
条件を満たすのに十分な量の金属−燃料（例えば、亜鉛）を含有しているかをリ
アルタイムで決定（すなわち、予測）し、金属−燃料が存在することがわかって
いるゾーンに金属−燃料カードを選択的に進ませる。任意の特定のカード部分に
沿って燃料を消費したギャップが存在する場合には、カード移送制御サブシステ
ムは、このようなカード部分を直ちに「飛び越え」て、金属−燃料が存在する場
所に移動することができる。このようなカード進行（または、スキップ）動作は
、システムコントローラ１８が、金属−燃料カードの瞬間的速度を一時的に上げ
ることにより実行可能であり、これにより、特定トラックに沿ったカード支持金
属−燃料の中身（例えば、沈殿物）は、電気負荷１２が必要とする電力を発電す
るためにすぐに利用可能となる。カードの消費部分が放電ヘッドアセンブリ９を
通して移送されるように短時間で、記憶容量等を備えた放電電力調整サブシステ
ム４０は、電気負荷条件により必要とされる出力電力を調整することができる。 このような金属−燃料管理機能に起因した別の利点は、金属−燃料カード放電
サブシステム６におけるシステムコントローラ１８が、直前の放電および再充電
動作中に金属−燃料データベース管理サブシステム２７５において収集および記
録された情報を用いて、放電中に放電パラメータを制御することができることで
ある。 先の動作モード中に記録された情報を用いて、放電モード中に放電パラメータ
を制御する手段 第２の例示的な実施形態のＦＣＢシステムにおいて、金属−燃料カード放電サ
ブシステム６におけるシステムコントローラ１８は、先の再充電および放電動作
中に収集され、また図１のＦＣＢシステムの金属−燃料データベース管理サブシ
ステムにおいて記録された情報を用いて、放電パラメータを自動制御することが
可能である。 図２Ｂ１６に示すように、放電および再充電サブシステム１１５および１１７
の中ならびにその間に設けられたサブシステムアーキテクチャおよびバス２７６
、２７９および２８１により、金属−燃料カード放電サブシステム６におけるシ
ステムコントローラ１８は、金属−燃料カード再充電サブシステム７における金
属−燃料データベース管理サブシステム２８０において記録された情報にアクセ
スし、これを使用することが可能である。同様に、放電および再充電サブシステ
ム６および７の中ならびにその間に設けられたサブシステムアーキテクチャおよ
びバスにより、金属−燃料カード再充電サブシステム７におけるシステムコント
ローラ１８’は、金属−燃料カード放電サブシステム６における金属−燃料デー
タベース管理サブシステム２７５において記録された情報にアクセスし、これを
使用することが可能である。かかる情報ファイルおよびサブファイル共有機能の
利点は、以下で説明していく。 放電動作中、システムコントローラ１８は、放電および再充電サブシステム６
および７の金属−燃料データベース管理サブシステムに記憶された様々な種類の
情報にアクセスが可能である。１つの重要な情報要素としては、ある特定の瞬間
（すなわち、ＭＦＥｔ）におけるある特定の燃料トラックに沿って金属−燃料ゾ
ーンごとに現行で使用可能な金属−燃料量に関するものがある。この情報を用い
て、システムコントローラ１８は、現行の電力要求を満たすのに十分な金属−燃
料がある特定のカード部分に沿って存在するかを決定することができる。金属−
燃料カードの供給に沿った燃料トラックの１つまたは複数、または全部に沿った
ゾーンは、先の放電動作の結果として実質的に消費され、最後の放電動作以来再
充電されていない。システムコントローラ１８は、放電ヘッドに亘って移送され
るカード部分に先立ってこのような金属−燃料状態を予想できる。カードの「上
流」部分の金属−燃料状態によっては、システムコントローラ１８は、以下のよ
うに応答してもよい。すなわち、（ｉ）放電ヘッドを通して移送される識別され
たゾーンに燃料が僅かしか存在しない場合にカード速度を上げ、識別されたゾー
ンに燃料がかなり存在する場合にはカード速度を下げることで、電気負荷の要求
を満たし、（ｉｉ）負荷１２において高負荷状態が検出される場合に金属−燃料
「豊富」トラックの陰極−陽極構造を放電電力調整サブシステム４０に接続し、
負荷１２において低負荷状態が検出される場合には、金属−燃料「消費」トラッ
クの陰極−陽極構造をこのサブシステムから接続する、（ｉｉｉ）薄く形成され
た金属−燃料が識別された金属−燃料ゾーンに存在する場合に対応する陰極支持
構造内に注入される酸素量を増やし（すなわち、これに含有されるｐＯ２を増大
し）、肉厚に形成された金属−燃料が放電ヘッドを通して移送される識別された
金属−燃料ゾーンに存在する場合に対応する陰極支持構造内に注入される酸素量
を減らす、（ｉｖ）放電ヘッドの温度を、その検知された温度が所定のしきい値
を越える場合には制御する、等である。本発明の代替の実施形態において、シス
テムコントローラ１８は、識別された燃料ゾーンの特定トラックの検出された状
態に応じて様々な方法で動作してもよいことが理解される。 再充電モードの間 図１に示されている第２の例示的な実施例では、再充電の間に金属−燃料カー
ド再充電サブシステム１１７の中に存在する金属酸化物を自動的に管理する手段
が提供されている。このシステムの能力について、以下で詳細に述べる。 図２Ｂ１６に示すように、再充電パラメータ（例えば、ｉａｃｒ、Ｖａｃｒ・
・・、ｐＯ２ｒ、Ｈ２Ｏｒ、Ｔｒ、Ｖａｃｒ／ｉａｃｒ）を示すデータ信号は、
金属−燃料カード再充電サブシステム７内のデータ取得および処理サブシステム
２７５への入力として自動的に提供される。サンプリングおよび取得後、これら
の信号を処理して、対応するデータ要素に変換してから、例えば図２Ｂ１６に示
すような情報構造２８６に書き込まれる。放電パラメータ収集の場合、再充電パ
ラメータについての各情報構造２８６は、１組のデータ要素を含み、該データ要
素は、「タイムスタンプ」されて、再充電する金属−燃料カード供給（例えばリ
ールからリール、カセット等）に関連した一意の金属−燃料ゾーン識別子８０（
８３、８６）に関連（すなわちリンク）する。一意の金属−燃料ゾーン識別子は
、図２Ｂ６に示すデータ読み取りヘッド６０（６０’、６０”）によって決定さ
れる。各タイムスタンプされた情報構造は次に、維持、後続処理、および／また
は将来の再充電および／または放電動作中のアクセスのために、図２Ｂ１７に示
す金属−燃料カード再充電サブシステム７の金属−燃料データベース管理サブシ
ステム２８０内に記録される。 上述したように、再充電モード中に、データ取得および処理サブシステム２８
２は各種タイプの情報をサンプリングし、収集する。このような情報タイプには
例えば、（１）各再充電ヘッド内のこのような陰極陽極構造それぞれにわたって
印加される再充電電圧、（２）各再充電ヘッド内の陰極陽極構造それぞれにわた
って供給される電流（ｉａｃ）の量、（３）再充電ヘッドアセンブリを通して移
送されている金属−燃料カードの速度、（４）各再充電ヘッド内の各サブチャン
バにおける酸素濃度（ｐＯ２）レベル、（５）各再充電ヘッド内の各陰極電解液
界面付近の湿度レベル（Ｈ２Ｏ）、（６）各再充電ヘッドの各チャネル内の温度
（Ｔａｃ）が含まれる。このような収集された情報から、データ取得および処理
サブシステム２８２はシステムの各種パラメータを容易に計算できる。この各種
パラメータには例えば、電流が特定の再充電ヘッド内の特定の陰極陽極構造に供
給された期間（Δｔ）が含まれる。 金属−燃料カード再充電サブシステム７の金属−燃料データベース管理サブシ
ステム２８０内にリアルタイムで発生かつ格納された情報構造は、再充電動作中
に様々な方法で使用可能である。 例えば、再充電モード中に取得した上記電流（ｉａｖｇ）および期間（Δｔ）
情報は従来的に、アンペアおよび時間でそれぞれ測定される。これらの測定の積
（ＡＨ）は、再充電動作中に、金属−燃料カードに沿った金属−空気燃料電池バ
ッテリ構造に供給される電荷（−Ｑ）の概略的な測定を提供する。このように、
計算されたの積「ＡＨ」により、再充電動作中に、特定の時点で、金属−燃料の
識別された（すなわちラベル付けされた）ゾーンで発生されたと考えられる金属
−燃料の概略的な量が与えられる。 金属酸化および還元プロセスについての履歴情報を併用すると、金属−燃料カ
ード放電および再充電サブシステム６および７はそれぞれ内の金属−燃料データ
ベース管理サブシステムを使用して、亜鉛燃料カードに沿って再充電（すなわち
酸化亜鉛から亜鉛への再転化）用にどれくらいの酸化金属（例えば酸化亜鉛）が
存在するかを把握または決定できる。このような情報は、例えば再充電動作中に
各金属−燃料ゾーンにそって存在する酸化金属量の決定を含む金属−燃料管理機
能の実行において非常に有用でありうる。 例示的な実施形態において、酸化金属存在プロセスは、後述する様々な方法の
１つまたは２つを使用して、金属−燃料カード再充電サブシステム７内で管理さ
れうる。 再充電動作中の金属酸化存在管理の好ましい方法 本発明の原理によると、データ読み取りヘッド１８０（１８０’、１８０”）
は、金属−燃料カードが再充電アセンブリ１７５内に装填される際に、各金属−
燃料カードを自動的に識別して、それを示すカード識別データを生成する。この
カード識別データは金属−燃料カード放電サブシステム１１７内のデータ取得お
よび処理サブシステム２９９に供給される。装填された金属−燃料カードにおけ
るカード識別データを受信すると、データ取得および処理サブシステム２９９は
金属−燃料データベース管理サブシステム２９７内への格納のために、カードに
ついての情報構造（すなわちデータファイル）を自動的に作成する。情報構造の
機能は、図２Ｂ１５に示すように、検知した放電パラメータについての現在（最
新）の情報、金属−燃料可用性状態、金属酸化存在状態等を記録することである
。情報格納構造が金属−燃料データベース管理サブシステム内のこの特定の金属
−燃料カードについて予め作成されている場合、この情報ファイルは更新のため
にデータベース管理サブシステム２９７からアクセスされる。図２Ｂ１５に示す
ように、各識別された金属−燃料カードについて、情報構造３０２が、サンプリ
ングされた時刻ｔｉそれぞれにおいて各金属−燃料トラック（ＭＦＴｊ）毎に維
持される。 情報構造が特定の金属−燃料カードについて作成される（または見出される）
と、それについての各金属−燃料トラックの初期状態または条件が判定され、金
属−燃料データベース管理サブシステム２９７内に維持される情報構造内に入力
されなければならない。典型的に、再充電ヘッドアセンブリ１７５内に装填され
た金属−燃料カードは、その一次金属への転化のために、部分的にまたは完全に
再充電されているため、そのトラックに沿って特定量の金属酸化を含んでいる。
正確な金属−燃料管理のために、装填されたカードにおけるこれらの初期金属酸
化量、そして放電および再充電サブシステム１１５および１１７それぞれの金属
−燃料データベース管理サブシステム２９３および２９７に格納された典型的な
情報を判定しなければならない。一般的に、情報の初期状態は多数の異なる方法
で取得することができ、例えばこれらの方法には、異なるＦＣＢシステムでの放
電動作の完了前に、金属−燃料カードにおけるかかる初期化情報を符号化するこ
とによるもの；同じＦＣＢシステムで実行された最も最近の放電動作中にかかる
初期化情報を金属−燃料データベース管理サブシステム２９７内に予め記録する
ことによるもの；金属−燃料データベース管理サブシステム２９７（工場におい
て）内に、特定タイプの金属−燃料カードの各トラック上に通常予期される金属
酸化の量を記録し、かつデータ読み取りヘッド１８０（１８０’、１８０”）を
使用して、金属−燃料カード上のコードを読み取る際に特定の情報構造内のかか
る情報を自動的に初期化することによるもの；上述した金属酸化検知アセンブリ
とともに陰極電解液入力端子構成サブシステム１７８を使用して、各金属−燃料
トラック上の金属酸化の初期量を実際に測定することによるもの；または他の任
意の適切な技術によるものが含まれる。 装填された燃料カードに再充電動作を行う前に、上述した「実際」の測定技術
は、上述した金属酸化検知（ｖａｐｐｌｉｅｄ／ｉｒｅｓｐｏｎｓｅ）駆動回路
を再充電サブシステム１１７内の陰極電解液入力端子構成サブシステム１７８お
よびデータ取得および処理サブシステム２９９で構成することにより、実行する
ことができる。この構成を使用すると、金属酸化検知ヘッドは再充電ヘッドアセ
ンブリ内に装填された各識別された金属−燃料カード上の各金属−燃料トラック
の「初期」状態についての情報を自動的に得ることができる。このような情報に
は、金属酸化の初期量および「ｔ０」で示す装填時に各トラックに存在する金属
−燃料が含まれる。 図１のＦＣＢシステムに関して説明したのと同様の方法で、このような金属−
燃料／金属酸化測定は、金属−燃料の特定トラックにわたって試験電圧を自動的
に印加して、該印加した試験電圧に応答して金属−燃料トラックのセクションに
わたって流れる電流を検出することによって、装填されたカードの各金属−燃料
トラックについて実行される。特定のサンプリング期間で印加された電圧（Ｖａ
ｐｐｌｉｅｄ）および応答電流（ｉｒｅｓｐｏｎｓｅ）を示すデータ信号は、デ
ータ取得および処理サブシステム２９９によって自動的に検出、処理されて、適
切な数的尺度で応答電流に対する印加された試験電圧の比率（印加された／（ｉ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を示すデータ要素を生成する。このデータ要素は、金属−燃
料データ管理サブシステム２９７に維持されている金属燃料カードに接続してい
る情報構造に自動的に記録される。このデータ要素（ｖ／ｉ）が測定されている
金属−燃料トラックにわたる電気抵抗の直接測定を提供するため、識別された金
属−燃料トラック上に存在する金属酸化の測定された「初期」量に正確に相関付
けることができる。 データ取得および処理サブシステム２９９は次に、測定された初期金属酸化量
（初期時刻ｔ０において入手可能）を定量化して、金属−燃料カード放電および
再充電サブシステム１１５および１１７両方の金属−燃料データベース管理サブ
システム内に維持される情報構造に記録するためにそれをＭＯＡ０と表す。この
初期化手順の実行は単純であるが、用途によっては、既知の処理課程（例えば、
上述した短絡回路抵抗試験）を行った金属−燃料カードを前提とした理論に基づ
いた計算を使用して、これらの初期金属測定値を実験的に判定することがより望
ましい場合もあることが理解される。 初期化手順が完了した後に、金属−燃料カード再充電サブシステム１１７は、
後述する線に沿ってその金属−燃料管理機能を実行する準備が完了した状態とな
る。例示的な実施形態において、この方法は、再充電動作中に循環して実行され
る２つの基本工程を含む。 該手順の第１の工程は、初期金属酸化量ＭＯＡ０から、時間間隔ｔ０〜ｔ１の
間に行われた再充電動作中に生成された金属−燃料量に相当する計算された金属
−燃料推定ＭＦＥ０−１を差し引くことを含む。再充電動作中、金属−燃料推定
ＭＦＥ０−１が、次の収集された再充電パラメータ、すなわち電気再充電電流ｉ
ａｃｒ、およびその継続期間ΔＴＲを使用して計算される。 該手順の第２の工程は、計算された測定値（ＭＯＡ０−ＭＦＥ０−１）に、時
間間隔ｔ０〜ｔ１の間に行われたかもしれない任意の放電動作中に生成された金
属酸化量に相当する金属酸化推定ＭＯＥ０−１を付加することを含む。なお、金
属酸化推定ＭＯＥ０−１は、収集された次の放電パラメータ、すなわち放電動作
中の電気再充電電流ｉａｃｄおよび継続期間ΔＴ０−１を用いて計算される。な
お、この金属酸化推定ＭＯＥ０−１は予め計算されて、直前の放電動作（このよ
うな一動作がｔ０から実行されていた場合）中に金属−燃料カード再充電サブシ
ステム１１５内の金属−燃料データベース管理サブシステム内に記録されている
。このため、例示的な実施形態において、現在の放電動作中に、この予め記録さ
れた情報要素を放電サブシステム１１５内のデータベース管理サブシステム２９
３から読み出す必要がある。 次に、上記の手順の計算結果（すなわち、ＭＯＡ０−ＭＦＥ０−１＋ＭＯＥ０
−１）は、次の金属酸化存在更新手順で使用される次の「現在」の金属−燃料量
（ＭＯＡ１）として、金属−燃料カード再充電サブシステム１１７内の金属−燃
料データベース管理サブシステム２９７内に掲示される。再充電動作中、上述し
た更新手順は、放電されている各金属−燃料トラックについて、ｔｉ−ｔｉ＋１
毎に実行される。 各金属−燃料トラックに維持されるこのような情報は、様々な方法、例えば金
属燃料カードのトラックに沿った金属酸化形成の存在を管理し、ならびに再充電
動作中に再充電パラメータを最適に設定するように、使用することができる。こ
のような金属酸化存在技術に関する詳細は、以下に詳述する。 再充電動作モード中の金属酸化存在管理の使用 再充電動作中、ｉ番目の再充電ヘッドにおいて決定された、任意特定の燃料ト
ラックに沿った任意特定の金属−燃料ゾーン（すなわちＭＯＡｔ１−ｔ２）の計
算された量を使用して、ｊ番目の再充電ヘッドから下流にある（Ｊ＋１）番目、
（ｊ＋２）番目、または（ｊ＋ｎ）番目の再充電ヘッドでの金属−燃料の存在を
リアルタイムで計算できる。このような計算された測定値を使用すると、金属−
燃料カード再充電サブシステム７内のシステムコントローラ１８’は、金属−燃
料カードの供給に沿ったどの金属−燃料ゾーンが再充電が必要な酸化金属（例え
ば酸化亜鉛）を含むか、またどれが再充電不要な金属−燃料を含むかをリアルタ
イムで決定（すなわち予期）できる。再充電が必要な金属−燃料ゾーンについて
、システムコントローラ１８’は、金属−燃料カードの瞬間速度を一時的に上げ
ることにより、特定トラックに沿った酸化金属コンテント（例えば付着物）を支
持するカードが、再充電ヘッドアセンブリ内の金属−燃料への転化に容易に利用
可能であるようにする。 このような酸化金属管理能力から導かれる別の利点は、金属−燃料カード再充
電サブシステム７内のシステムコントローラ１３０’が、直前の放電動作中に収
集されて、金属−燃料データベース管理サブシステム２９３及び２９７に記録さ
れた情報を使用して、再充電動作中に再充電パラメータを制御可能であることで
ある。 再充電動作中、収集された情報を使用して、任意の時刻に各金属−燃料ゾーン
に沿って存在する酸化金属の量の精密な測定値を計算することができる。金属−
燃料データベースサブシステム２８０内に維持される情報格納構造内に格納され
るこのような情報は、金属−燃料カード放電サブシステム７内のシステムコント
ローラ１８’によってアクセスおよび使用されて、各再充電ヘッド１１の陰極陽
極構造にわたって供給される電流量を制御することができる。理想的には、電流
の大きさは、酸化金属の推定量（このようなゾーンそれぞれに存在する）のその
一次金属（例えば亜鉛）への転化が、金属−燃料フィルムの構造的な一体性及び
多孔性とが破壊されないように、確実に完了するよう選択される。 前動作モード中に記録された情報を使用して、再充電モード中に再充電パラメ
ータを制御するための手段 第１の例示的な実施形態のＦＣＢシステムにおいて、金属−燃料カード再充電
サブシステム７内のシステムコントローラ１８’は、先の放電および再充電動作
中に収集されて、図１のＦＣＢシステムの金属−燃料データベース管理サブシス
テム内に記録された情報を使用して、再充電パラメータを自動的に制御すること
ができる。 再充電動作中、金属−燃料カード再充電サブシステム７内のシステムコントロ
ーラ１８’は、金属−燃料データベース管理サブシステム２７５に格納された各
種タイプの情報にアクセスできる。そこに格納される重要な情報要素の１つは、
特定時刻（すなわちＭＯＥｔ）において、特定の燃料トラックに沿った各金属−
燃料ゾーンに現在存在する酸化金属の量に関連する。この情報を使用して、シス
テムコントローラ１８’は、カードの特定セクションに沿って酸化金属付着物が
正確にどこに存在するかを決定できるため、金属−燃料カードをそこに進めて、
そこに沿って再充電動作を効率的かつ迅速に実行することができる。システムコ
ントローラ１８’は、再充電ヘッド上を移送されているカードの該セクションの
前に、そのような金属−燃料状態を予期できる。「カード上流」の金属−燃料状
態に応じて、例示的な実施形態のシステムコントローラ１８’は、以下のように
応答できる。（ｉ）酸化金属が識別されたゾーン上に薄く存在している場合には
カード速度を上げ、酸化金属がその上に厚く存在している場合にはカード速度を
下げ、（ｉｉ）酸化金属が「豊富」なトラックの陰極陽極構造を再充電電力調整
サブシステム９２に接続してより長い期間再充電し、かつ酸化金属の「ない」ト
ラックをこのサブシステムから接続してより短期間再充電し、（ｉｉｉ）識別さ
れた金属−燃料ゾーン上に厚く酸化金属が形成されている陰極陽極構造からの酸
素排気速度を上げ、再充電ヘッドを通って移送されている識別された金属−燃料
ゾーン上に薄く酸化金属が形成された陰極陽極構造からの酸素排気速度を下げ、
（ｉｖ）検知されたその温度が所定のしきい値を越える場合、再充電ヘッドの温
度を制御する、等である。本発明の代替実施形態において、システムコントロー
ラ１８’は、識別された燃料ゾーン上の特定トラックの検出された状態に応答し
て、異なるように動作してもよいことが理解されよう。 本発明の金属−空気ＦＣＢシステムの第２の例示的な実施形態 本発明の金属−空気ＦＣＢシステムの第２の例示的な実施形態が図３から図４
Ｂ１３に図示されている。図３、図４Ａ１及び４Ａ２に示すように、この金属−
空気ＦＣＢシステム１８５は多数のサブシステムから構成されている。すなわち
、放電動作モードの間に再充電金属−燃料カード１８７から電力を発生する金属
−燃料カード放電（すなわち、電力の発生）サブシステム１８６と、再充電動作
モードの間に酸化された金属−燃料カード１８７の部分を電気化学的に再充電（
すなわち、還元）する金属−燃料カード再充電サブシステム１９１と、１つ又は
複数の金属−燃料カード１８７を再充電された収納ビン１８８ＡからＦＣＢシス
テムの放電ベイの中に自動的に装填（ロード）する再充電されたカード装填サブ
システム１８９と、１つ又は複数の放電された金属−燃料カード１８７をＦＣＢ
システムの放電ベイから放電された金属−燃料カード収納ビン１８８Ｂの中に自
動的に取り出す（アンロード）する放電されたカード取り出しサブシステム１９
２と、１つ又は複数の放電された金属−燃料カードを放電された金属−燃料カー
ド収納ビン１８８Ｂから金属−燃料カード再充電サブシステム１９１の再充電ベ
イの中に自動的に装填（ロード）する放電されたカード装填サブシステム１９２
と、再充電された金属−燃料カードを再充電サブシステムの再充電ベイから再充
電された金属−燃料カード収納ビン１８８Ａの中に自動的に取り出す（アンロー
ド）する再充電されたカード取り出しサブシステム１９３と、から構成されてい
る。これらのサブシステムのそれぞれに関する詳細とこれらのサブシステムがど
のように協動するかについては、以下で詳細に説明する。 同様にして、超小型のスペース内に配置された複数の酸化金属還元（すなわち
再充電）ヘッドを金属−空気ＦＣＢシステムに備えるために、金属−燃料カード
再充電サブシステム７は更に金属−燃料カード経路長伸張機構１０を備えている
。図４Ｂ１では、経路長伸張機構１０は伸張されない構成で示されている。カセ
ットカートリッジ３をＦＣＢシステムのカセットストレージベイに装填すると、
金属−燃料カード再充電サブシステム７内の経路長伸張機構１０は、図４Ｂ２に
示すように金属−燃料カード５の経路長を自動的に伸張することにより、酸化金
属の構成を再充電動作モード中に一次金属に転化するために、再充電ヘッドアセ
ンブリ１１を経路長が伸張された金属−燃料カードの間に挿入し、かつその周囲
に配置することが可能になる。 第１の例示的な実施形態の金属−空気ＦＣＢシステムで金属−燃料カードを迅
速に再充電するために、金属−燃料カード再充電サブシステム７内の再充電ヘッ
ドの全表面積Ａｒｅｃｈａｒｇｅは、本明細書で参考文献として参照されている
出願人の以前の米国特許第５，２５０，３７０号が教示するように、金属−燃料
カード放電サブシステム６内の放電ヘッドの全表面積Ａｄｉｓｃｈａｒｇｅより
も実質的に大きくなるように（すなわちＡｒｅｃｈａｒｇｅ＞Ａｄｉｓｃｈａｒ
ｇｅ）設計されている。このような設計上の特徴によって、ＦＣＢシステムのハ
ウジングの容積を大幅に増大しなくても再充電時間が大幅に短縮することが可能
になる。これらのサブシステムの特徴については、本発明の金属−燃料カード放
電および再充電サブシステムの説明に関連して以下に詳細に説明する。 本発明の第１の例示的な実施形態のＦＣＢシステムの動作モードの簡単な概
要 カートリッジ装填モード中、充電された金属−燃料カード５の供給を含むカセ
ットカートリッジ３はカセット装填／取り出しサブシステム２によってＦＣＢシ
ステムに装填される。放電モード中、充電されたカートリッジ内の金属−燃料カ
ードはその経路長を大幅に伸張するために経路長伸張機構によって機械的に処理
されることで、接続されている電気負荷に供給される電力を電気−化学的に発生
するために前記放電ヘッド９のアセンブリを経路長の回りに配置することができ
る。再充電モード中、カートリッジ内の酸化した金属−燃料カード５はその経路
長が大幅に伸張されるように経路長伸張機構１０によって機械的に処理されるこ
とで、移送される金属−燃料カード上の酸化物構成をを再充電動作中に一次金属
へと化学的に還元（すなわち再充電）するための酸化金属還元（すなわち再充電
）ヘッド１１のアセンブリを経路長の周囲に配置することができる。カートリッ
ジ取り出しモード中、カセットカートリッジはカセット装填／取り出しサブシス
テムによってＦＣＢシステムから（例えばイジェクトにより）取り出される）。 用途によっては、カード放電動作中にカード再充電動作を中止することが好ま
しい場合もあるが、ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態では放電と再充電
モードを同時に実現可能である。注目すべき点は、本発明のこのような特徴によ
って、発電動作中に金属−燃料カードを同時に放電、および再充電することが可
能であることである。 ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態で使用される多重トラックの金属
−燃料カード 図３のＦＣＢシステムでは、金属−燃料カード５は前述の同時係属中の出願番
号第０８／９４４，５０７号で教示されているように複数の燃料トラック（例え
ば５つのトラック）を有している。このような設計の金属−燃料カードを使用す
る場合、金属−燃料カード放電サブシステム６内の各放電ヘッド９を「多重トラ
ック」放電ヘッドとして設計することが望ましい。同様に、金属−燃料カード再
充電サブシステム７内の各再充電ヘッド１１も、本発明の原理に基づいて多重ト
ラック再充電ヘッドとして設計すべきである。同時係属中の出願番号第０８／９
４４，５０７号で教示されているように、「多重トラック」金属−燃料カードと
、多重トラック放電ヘッドとを使用することによって、複数の供給電圧（例えば
１．２ボルト）を同時に発生し、ひいては様々な負荷要求がある電気負荷に広範
囲の出力電圧｛Ｖ１、Ｖ２．．．Ｖｎ｝を発生し、かつ供給することが可能にな
る。このような出力電圧はＦＣＢシステムの出力電力端子１３に接続された各種
の電気負荷１２を駆動するのに適している。これはカード放電動作中に陽極−陰
極の各々の対に個々の出力電圧が発生されるように構成することで達成される。
このシステムの機能性については以下に詳細に説明する。 一般に、多重トラックおよび単一トラックの金属−燃料カードは一様に幾つか
の異なる技術を用いて製造することができる。好適には、カセット装置３内に格
納されている金属−燃料カードは亜鉛から製造されるが、それは、亜鉛は安価で
、環境上安全で、加工し易いからである。本発明に基づく亜鉛−燃料カードを製
造する幾つかの異なる技術を説明する。 例えば、第１の製造技術では、厚さが約１ないし１０ミクロンの金属薄層（例
えばニッケルまたは真鍮）が（カードの形式に引き切りされた）低密度の可塑性
材料の表面に被覆される。可塑性材料としては、ＫＯＨのような電解液が介在し
ても安定するようなものを選択する必要がある。この金属薄層の機能は、陽極表
面に充分に集電することである。その後、亜鉛粉末がバインダー材料と混合され
てから、金属薄層上に（厚さが例えば約１０ないし１０００ミクロンの）コーテ
ィングとして被覆される。イオン伝導性媒体（例えば電解液）内のイオンが最小
限の電気抵抗で陰極と陽極構造の集電素子の間を流れるように、亜鉛層は約５０
％の均一な有孔率を有している必要がある。以下でより詳しく説明するように、
結果的に得られる構造は薄い寸法の絶縁性ケーシングの中に設置され、金属−燃
料カードの構造的な一体性を強化している。他方で、カードがカード収納ベイの
中に装填されるとアノード構造への放電ヘッドのアクセスが得られる。最適には
、金属−燃料カードのケーシングには、カードが放電ベイ１１３の中に受け取ら
れ、放電ヘッドが放電動作のための位置に運ばれるとき、又は、カードが再充電
ベイ１１４の中に受け入れられ再充電ヘッドが再充電動作のための位置マスタ・
デバイス運ばれるときに、金属−燃料ストリップへのアクセスを可能になるスラ
イド可能なパネルを設けることができる。 第２の製造技術では、厚さが約１ないし１０ミクロンの（例えばニッケルまた
は真鍮のような）金属薄層が低密度の（カード状に引き切りされた）過疎性材料
の表面に被覆される。可塑性材料としては、ＫＯＨのような電解液が介在しても
安定するようなものを選択する必要がある。この金属薄層の機能は、陽極表面に
充分に集電することである。その後、亜鉛は金属薄層の表面上に電気めっきされ
る。イオン伝導性媒体（例えば電解液）内のイオンが最小限の電気抵抗で陰極と
陽極構造の集電素子の間を流れるように、亜鉛層は約５０％の均一な有孔率を有
している必要がある。以下では、結果的に得られる構造は超薄型の絶縁性ケーシ
ングの中に設置され、金属−燃料カードの構造的な一体性を強化している。他方
で、カードがカード収納ベイの中に装填されるとアノード構造への放電ヘッドの
アクセスが得られる。最適には、金属−燃料カードのケーシングには、カードが
放電ベイ１１３の中に受け取られ、放電ヘッドが放電動作のための位置に運ばれ
るとき、又は、カードが再充電ベイ１１４の中に受け入れられ再充電ヘッドが再
充電動作のための位置マスタ・デバイス運ばれるときに、金属−燃料ストリップ
へのアクセスを可能になるスライド可能なパネルを設けることができる。 第３の製造技術では、亜鉛粉末が低密度の可塑性材料と混合され、導電性カー
ドへと引き伸ばされる。低密度の可塑性材料としては、ＫＯＨのような電解液が
介在しても安定するようなものを選択する必要がある。導電性カードは、イオン
伝導性媒体（例えば電解液）内のイオンが最小限の電気抵抗で陰極と陽極構造の
集電素子の間を流れるように約５０％の均一な有孔率を有している必要がある。
次に、導電性カードの表面上に厚さが約１ないし１０ミクロンの金属薄層（例え
ばニッケルまたは真鍮）が被覆される。この金属薄層の機能は陽極表面に充分に
集電することである。以下でより詳細に説明するように、結果的に得られる構造
は薄い寸法の絶縁性ケーシングの中に設置され、金属−燃料カードの構造的な一
体性を強化している。他方で、カードがカード収納ベイの中に装填されるとアノ
ード構造への放電ヘッドのアクセスが得られる。 上述の実施例のどれでも、カード・ハウジングは熱及び腐食に耐えるように設
計されている任意の適切な物質から作ることができる。好ましくは、ハウジング
の材料は、非導電性であり、カードの放電及び再充電の間にユーザの安全性が確
保されるような対策がとられているものである。 金属−燃料カードを製造するための上記の各技術は、可撓性のベース（すなわ
ち基板）材料の両側に単一トラックまたは多重トラックの金属−燃料層が被覆さ
れる「両面」カードを製造できるように容易に修正することができる。金属−燃
料カードのこのような例示的な実施形態は、放電ヘッドがＦＣＢシステム内に装
填される金属−燃料カードの両側に配置される必要がある用途で有用である。両
面金属−燃料カードを製造する場合、ほとんどの例示的な実施形態では、異なる
陰極構造に関連して金属−燃料カードの両面から集電可能であるように、可塑性
基板の両側に（薄い金属材料の）集電層を形成することが必要である。両面の多
重トラック燃料カードを製造する場合、各カード長さの基板を物理的に接触させ
て、前述のように多重トラックの２枚の金属−燃料カードを互いに積層すること
が望ましく、または必要である。両面の金属−燃料カードを製造するための前述
の方法の適応化は、本開示を参照した当業者には明白であろう。本発明のこのよ
うな例示的な実施形態では、共に使用される金属−燃料カード構造内に形成され
た、電気絶縁された各々の集電層との電気的接触が確立されるように、各々の放
電ヘッド内の陽極接触構造が変更される。 本発明の金属−空気ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態のためのカセ
ットカートリッジ装填／取り出しサブシステム 図３、図４Ａ３、および図４Ａ４に概略的に示すように、また、同時係属中の
米国特許出願番号第０８／９４４，５０７号に詳細に示されているように、図３
のＦＣＢシステムのカセットカートリッジ装填／取り出しサブシステム２は多数
の連動する機構を備えている。すなわち、自動的に（ｉ）システムハウジング１
７のフロントパネルに形成されたカセット挿入口１７Ａでカセットカートリッジ
３を受け、かつ（ｉｉ）内部のカセットストレージベイ内にカートリッジを引き
込むためのカセット受け機構１６Ａと、カートリッジがＦＣＢシステムのカセッ
トストレージベイ内に受容された際に、カセットカートリッジに形成されている
（金属−燃料カードへのアクセスのための）ドアを開くための自動ドア開放機構
１６Ｂと、所定の条件（例えばシステムハウジングのフロントパネルに備えられ
た「イジェクト」ボタンを押した場合、金属−燃料カードの終端が自動的に検知
された場合など）に応動して、カセットストレージベイからカセット挿入口を通
してカセットカートリッジをイジェクトするための自動カセットイジェクト機構
１６Ｃとである。 図３の例示的な実施形態では、カセット受け機構１６Ａはカセットカートリッ
ジハウジングの外側を囲むプラットフォーム形のカートリッジ構造として実現す
ることができる。プラットフォーム形のカートリッジ構造はローラによって平行
な一対のロール上に支持されることができ、かつ電動モータおよびカム機構によ
って前記レール沿いに並進移動可能である。これらの装置は以下に詳述するシス
テムコントローラに動作可能に接続されている。カム機構の機能は、カセットが
プラットフォーム形のカートリッジ構造内に挿入された際に、モータシャフトの
回転運動を、レール沿いにプラットフォーム形のカートリッジ構造を並進させる
ために必要な直進運動に変換することである。システムハウジング内に実装され
た近接センサを利用して、挿入口を通して挿入され、プラットフォーム形カート
リッジ構造内に設置されているカセットカートリッジの存在を検知することがで
きる。カセットカートリッジ引き出しプロセスを自動的に開始するために、近接
センサによって発生される信号はシステムコントローラに供給されることができ
る。 システムハウジング内で、自動ドア開放機構１６Ｂは、カセットカートリッジ
がカセットストレージベイ内に完全に引き込まれた時にカセットドア１４Ｂを開
放位置にスライドさせることができる適宜な任意の機構によって実現することが
できる。この例示的な実施形態では、自動カセットイジェクト機構１６Ｃは前述
したカセット受け機構と同じ基本構造と機能性を利用している。主要な相違点は
、自動カセットイジェクト機構はシステムハウジングのフロントパネルに備えら
れた「イジェクト」ボタンを押すとこれに応動し、または機能的にこれと同様の
トリガ状態、またはトリガ事象に応動することである。ボタンが押されると、シ
ステムコントローラは放電ヘッドが自動的に金属−燃料カードから離れて移送し
、経路長が伸張された金属−燃料カードが伸張されない状態になり、カセットカ
ートリッジがカセット挿入口を通してカセットストレージベイから自動的にイジ
ェクトされるようにする。 注目すべき点は、カセットカートリッジ装填／取り出しサブシステム２、およ
び第１の例示的な実施形態のＦＣＢシステム内の他の全てのサブシステムに必要
な制御機能は図４Ａ３および図４Ａ４に示したシステムコントローラ１８によっ
て実行される。本発明の例示的な実施形態では、システムコントローラは、プロ
グラム記憶メモリ（ＲＯＭ）、データ記憶メモリ（ＲＡＭ）、およびマイクロコ
ンピューティングおよび制御の分野で周知の単数または複数のシステムバスによ
って動作可能に接続された同様のメモリを有するプログラムされたマイクロコン
トローラ（すなわちマイクロコンピュータ）によって実現される。金属−燃料カ
ード放電サブシステムのシステム・コントローラによって実行される追加的な機
能は後により詳細に説明される。 本発明の金属−空気ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態のための金属−
燃料カード放電サブシステム 図４Ａ３および図４Ａ４に示すように、第１の例示的な実施形態の金属−燃料
カード放電サブシステム６は多数のサブシステムから構成されている。すなわち
、各々が後述するように接続可能である導電性の出力端子を有する多重素子陰極
構造および陽極接触構造を有する多重トラック放電ヘッド９のアセンブリと、放
電モード中に金属−燃料カードが放電ヘッドを通過して移送される際に、金属−
燃料トラックの特定のゾーンに沿った酸化金属発生物の存在を検知するための酸
化金属検知ヘッド２３のアセンブリと、図４Ａ１および図４Ａ２に概略的に示さ
れているように、金属−燃料カードの経路長をカセット装置５の特定領域を越え
て伸張し、かつ放電動作モード中に多重トラック放電ヘッドアセンブリを経路長
の周囲に配置できるようにする金属−燃料カード経路長伸張機構８と、金属−燃
料カードの経路長伸張機構８によって経路長が伸張構造に設定されている場合に
、放電ヘッドアセンブリ９（および酸化金属検知ヘッドアセンブリ２４）のサブ
コンポーネントを金属−燃料カードの方向に、またはそこから離れる方向に移送
するための放電ヘッド移送サブシステム２４と、金属−燃料カード放電サブシス
テムに接続された特定の電気負荷に必要な出力電圧を保持するように、システム
コントローラ１８の制御下で放電ヘッドの陰極および陽極接触構造の出力端子を
構成するための陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５と、陰極−陽極出力端
子構成サブシステム２５に接続され、各々の放電ヘッドの陰極と陽極とにわたる
電圧を監視し（すなわちサンプリングし）、かつ検知された電圧レベルを表す（
デジタル）データを発生するための陰極−陽極電圧監視サブシステム２６と、陰
極−陽極出力端子構成サブシステム２５に接続され、放電モード中に各放電ヘッ
ドの陰極と陽極の間を流れる電流を監視し（すなわちサンプリングし）、かつ検
知された電流レベルを表すデジタルデータを発生するための陰極−陽極電流監視
サブシステム２７と、システムコントローラ１８と、ソリッドステートｐＯ２セ
ンサ２８と、図４Ａ７および図４Ａ８に示した真空チャンバ（構造）２９と、真
空ポンプ３０と、気流制御装置３１と、マニホルド構造３２と、図４Ａ８に示し
た多重内腔管３３とを含み、各放電ヘッド９の陰極構造内のｐＯ２のレベルを検
知し、かつ制御するための陰極酸素圧制御サブシステムと、システムコントロー
ラ１８と、モータ駆動回路２１Ａ、２１Ｂと、カード速度（すなわち速度と方向
）センサ／検知器２２とを含み、カードの順方向または逆方向のいずれかで放電
ヘッドに対する金属−燃料カードの速度を双方向的に制御するための金属−燃料
カード速度制御サブシステムと、システムコントローラ１８と、ソリッドステー
ト湿度センサ３４と、湿潤器（例えば加湿またはウィッキング部材）３５とを含
み、ＦＣＢシステム内の条件（例えば放電ヘッドの陰極−電解液の界面での湿気
、または湿度レベル）を検知し、かつ修正して、放電動作モード中に陰極−電解
液の界面でのイオン濃度が最適な範囲内に保持されるようにするイオン濃度制御
サブシステムと、システムコントローラ１８と、多重陰極支持構造の各チャネル
内に埋設されたソリッドステート温度センサ（例えばサーミスタ）２７１と、放
電ヘッド冷却装置２７２とからなり、システムコントローラ１８によって発生さ
れた制御信号に応答して、放電動作中に各放電チャネルの温度を最適な温度範囲
内に低下するための放電ヘッド温度制御サブシステムと、ローカルバス２７６に
よってシステムコントローラ１８に動作可能に接続され、金属−燃料カード放電
サブシステム６内の各種のサブシステムの出力から導出された特定の種類の情報
を受けるように設計された関連形金属−燃料データベース管理サブシステム（Ｍ
ＦＤＭＳ）２７５と、各放電ヘッド９の陰極支持構造内に埋設され、またはその
近傍に実装されたデータ読み取りヘッド３８と、電圧監視サブシステム２６、陰
極−陽極電流監視サブシステム２７、酸化金属検知ヘッドアセンブリ２３、陰極
酸素圧制御サブシステム、およびイオン濃度制御サブシステムによって発生され
たデータ信号を受けるようにされ、かつ（ｉ）移送された金属−燃料カード５か
らの金属−燃料ゾーン識別データを読み取り、（ｉｉ）図４Ｂ１７に示したロー
カルシステムバス２７８を利用して金属−燃料データベース管理サブシステム（
ＭＦＤＭＳ）２７５内に誘導された、検知された放電パラメータおよび計算され
た酸化金属表示データを記録し、かつ（ｉｉｉ）同じローカルシステムバス２７
８を利用して金属−燃料データベース管理サブシステム（ＭＦＤＭＳ）内に記憶
された、事前記録された再充電パラメータおよび事前記録された金属−燃料表示
データを読み出すことを可能にするデータ取得および処理サブシステム（ＤＣＰ
Ｓ）２７７と、陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５の出力端子と、金属−
燃料カード放電サブシステム６に接続された電気負荷１２の入力端子との間に接
続され、電気負荷に供給される出力電力を調整し（かつシステムコントローラが
実行する放電制御方法に必要な電圧および／または電流特性を調整する）ための
出力（すなわち放電）電力調整サブシステム４０と、システムコントローラ１８
とインターフェースされ、ＦＣＢシステムが内蔵されている遠隔システムまたは
合成システムによってＦＣＢシステムの全ての機能を制御するための入力／出力
制御サブシステム４１と、図４Ｂ１７に示すように、グローバルシステムバス２
７９によって金属−燃料カード再充電サブシステム７内のシステムコントローラ
１８’とインターフェースされ、システムの各動作モード中に前述のサブシステ
ムの動作を管理する各種の手段を有しているシステムコントローラ１８と、から
構成されている。これらのサブシステムは以下に技術的に詳細に説明する。 金属−燃料カード放電サブシステム内の多重トラック放電ヘッドアセンブリ 多重トラック放電ヘッド１２４のアセンブリの機能は、放電動作モード中に金
属−燃料カードがそこを通って移送される際に、電気負荷に電力を発生すること
である。この例示的な実施形態では、各放電ヘッド９は、酸素（Ｏ２）が絶縁さ
れた各々のチャネルの底部４４を通って自由に通過できるように複数の絶縁され
たチャネル４３を有する陰極素子支持板４２と；前記チャネルの下部にそれぞれ
挿入するための導電性の複数個の陰極素子（例えば条片）４５と；陰極条片４５
の上に配置し、かつ図４Ａ６および図４Ａ７に示すようにチャネル４３内に支持
するための複数個の電解液含浸条片４６と；陰極素子支持板４４の上（裏）表面
上に密封式に実装された酸素噴射チャンバ２９と；からなっている。 図４Ａ１３および図４Ａ１４に示すように、各酸素噴射チャンバ２９はチャネ
ル３５Ａおよび３５Ｅとそれぞれ物理的に関連する複数個のサブチャンバ２９Ａ
から２９Ｅを有しており、各々のサブチャンバは他の全てのサブチャンバから隔
絶され、１個の電極素子と１個の電解液含浸条片とを支持する電極支持板の１つ
のチャネルと流通して配置されている。図示のように、放電ヘッドアセンブリ内
の各サブチャンバは多重内腔管３３の１つの内腔、マニホルドアセンブリ３２の
１つのチャネル、および図４Ａ３および図４Ａ４に示され、システムコントロー
ラ１８によって動作が制御される電子制御の気流スイッチ３１の１つのチャネル
を介してエアコンプレッサまたはＯ２ガス供給手段（例えばタンクまたはカート
リッジ）３０と流通するように構成されている。このような構成によって、シス
テムコントローラ１８は、システムコントローラ１８の管理の下でマニホルドア
センブリ３２内に対応する気流チャネルを経て加圧空気を選択的にポンプ注入す
ることにより、放電ヘッドアセンブリ内で、放電動作中に各酸素放出チャンバ２
９Ａから２９Ｅ内のｐＯ２レベルを最適な範囲内に独立して制御することが可能
になる。放電補ウェブ・サイトの間の最適な範囲は、マニホルド・アセンブリ１
３９における対応するエア・フロー・チャネルを介して加圧された空気を選択的
にポンピングすることによって得られる。ｐＯ２に対する最適な範囲は、この技
術分野で知られている実験を通じて経験的に決定することができる。 この例示的な実施形態では、電解液含浸条片は電解液吸収担持媒体にゲル状の
電解液を含浸させることによって実現される。好適には、電解液吸収担持媒体の
条片はＰＥＴプラスチック製の低密度の、開放セル発泡材料の条片として実現さ
れる。各放電セル用のゲル−電解液はアルカリ溶液（例えばＫＯＨ）、ゼラチン
物質、水、および当技術分野で公知の添加剤からなる配合から発生される。 この例示的な実施形態では、各陰極条片は金属−空気ＦＣＢシステムで使用す
るのに適した陰極を形成するため、多孔性の炭素物質、および粒状プラチナ、ま
たはその他の触媒４８で被覆されたニッケル金網４７のシートから製造される。
陰極構造の詳細は本明細書で参考文献として参照されている米国特許第４，８９
４，２９６号および第４，１２９，６３３号に開示されている。集電経路を形成
するため、各陰極条片の下層の金網シートに導体４９がはんだ付けされる。図４
Ａ７に示すように、各導体４９は陰極支持板のチャネル４３の底面に形成された
小穴５０を通過し、陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５に接続されている
。図示のように、陰極条片はチャネルの下部に圧入され、そこに固定されている
。図４Ａ７に示すように、各チャネル４３の底面４４は、酸素が陰極条片に自由
に通過できるように多数の孔４３Ａを有している。この例示的な実施形態では、
電解液含浸条片４６は陰極条片４５の上に配置され、陰極支持チャネル４３の上
部に固定されている。図４Ａ８に示すように、陰極条片と薄い電解液条片とを陰
極支持板内のそれぞれのチャネルに実装する際に、電解液含浸条片の外表面はチ
ャネルを設けた板の上表面と面一に配置されることによって、カード放電動作中
に金属−燃料カードをその上に平滑に移送することができる。図４Ａ８、４Ａ１
３及び４Ａ１４に最もよく示されているように、カソード・ストリップと薄い電
解液ストリップとがカソード支持プレート１２１における対応するチャネルに設
置される。それぞれの電解液ストリップの外部表面はチャネルを画定するプレー
トの上側表面と同一平面（ｆｌｕｓｈ）に維持されている。 放電動作中にそこから水を確実に排除するために、放電ヘッドアセンブリ９内
の酸素透過性の陰極素子を構成する炭素物質に疎水剤が添加される。更に、電解
液含浸条片４７内の水を確実に排除し、ひいては放電モード中に陰極条片を横切
って酸素が最適に噴射チャンバ２９に移送されることを達成するため、陰極支持
チャネルの内表面は疎水性フィルム（例えばテフロン）５１で被覆される。好適
には、陰極支持板は、公知の塩化ポリビニール（ＰＶＣ）プラスチック材料のよ
うな非導電性材料から製造される。陰極支持板と真空排気チャンバはこれも公知
の射出成形技術を利用して製造することができる。 放電モード中に、放電ヘッドから発生する電力を有効に制御するために利用さ
れる陰極構造内の酸素の分圧を検知するため、図４Ａ７に示すように陰極支持板
４２の各チャネル内にソリッドステートｐＯ２センサ２８が埋設され、かつシス
テムコントローラ１８への情報入力装置としてこれに動作可能に接続されている
。この例示的な実施形態では、ｐＯ２センサは人間の血液中のｐＯ２レベルを（
生体内で）測定するために使用される公知のｐＯ２検知技術を利用して実現する
ことができる。このような先行技術のセンサは血液中に存在する異なる酸素レベ
ルで吸収される２つ、またはそれ以上の異なる波長で電磁放射線を放射する小型
ダイオードを使用して構成することができ、このような情報は、それぞれが本明
細書で参照されている米国特許第５，１９０，０３８号，およびその参考文献で
教示されている方法で、処理され、解析されて、ｐＯ２の計算された測定値が信
頼可能に発生される。本発明では、発光ダイオードの特性波長は、各放電ヘッド
内の陰極構造内で同様の検知機能を直截に実現できるように選択することができ
る。 図３のカセット燃料カートリッジ内に格納されている多重トラック燃料カード
は図４Ａ９に構造的に詳細に図示されている。図示のように、金属−燃料カード
５は、可撓性構造（すなわち電解液が介在しても安定した可塑性材料からなる）
非導電性のベース層５３と；それ自体はベース層５３上に配置されている超薄型
の集電層（図示せず）上に配置されている、平行に延在し、間隔隔離された複数
個の金属条片（例えば亜鉛）５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ、および５４Ｅと
；一対の燃料条片５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃ、５４Ｄ、および５４Ｅの間でベース
層上に配置されている複数個の非導電性条片５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄお
よび５５Ｅと；溝付きのベース層を通して金属−燃料トラック５４Ａ、５４Ｂ、
５４Ｃ、５４Ｄおよび５４Ｅと電気的に接触できるように、ベース層の上の金属
−燃料条片とは反対側のベース層の下側に形成された、平行に延在する複数のチ
ャネル（例えば溝）５６、５６Ｂ、５６Ｂ、５６Ｄおよび５６Ｅとを含む。各金
属−燃料条片の間隔と幅は、金属−燃料カードを使用しようとするシステムの放
電ヘッド内の対応する陰極条片と間隔的に位置合わせされるように設計されてい
ることに留意されたい。前述の金属−燃料カードは、前述の製造技術のいずれか
を利用して、カードの形式の可塑性材料５３のベース層上に亜鉛条片を被覆する
ことによって製造することができる。金属条片は、その間を確実に電気的に絶縁
するために、テフロンによって物理的に間隔隔離、または分離することができる
。次に、電気絶縁材料のコーティングを施して金属条片間の間隙を埋めることが
でき、その後でベース層に機械加工、レーザーエッチング、またはその他の処理
を施して、ベース層を通して個々の金属−燃料条片との電気的接触が可能になる
ように微細なチャネルを形成することができる。最後に、多重トラックの燃料カ
ードの上表面を研磨して、放電中に陰極構造と接触状態になる金属−燃料条片の
表面からすべての電気絶縁材料を除去することができる。 図４Ａ１０では、図４Ａ７および図４Ａ８に示した多重トラックの陰極構造と
共に使用される金属−燃料（陽極）接触構造５８の例が開示されている。図示の
通り、複数個の導電性素子６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ、および６０Ｅはカ
セットカートリッジ内の燃料カードの進路に隣接して配置されているプラットフ
ォーム６１から支持されている。各々の導電性素子６０Ａから６０Ｅは、燃料ト
ラックに対応する金属−燃料カードのベース層５３内に形成された微細な溝を介
して金属−燃料の１つのトラックとスライド式に係合するようにされた平滑な表
面を有している。各々の導電性素子は、システムコントローラ１８の管理下で陰
極−陽極出力端子構成サブシステム２５に接続された導体に接続されている。プ
ラットフォーム６１は放電ヘッド移送サブシステム２４と動作可能に連結されて
おり、システムコントローラの制御下で、システムの放電モード中に燃料カード
と同じ位置に移動されるように設計することができる。 この例示的な実施形態のように、単一の放電ヘッドではなく複数個の放電ヘッ
ドを使用することによって、個々の放電ヘッドでの熱の蓄積を最小限に抑えつつ
、電気負荷に供給するためのより多くの電力を放電ヘッドアセンブリから発生可
能であることに留意されたい。金属−燃料カード放電サブシステムのこのような
特徴により、放電ヘッド内で使用される陰極の有効寿命が長くなる。 金属−燃料カード放電サブシステム内の放電ヘッド移送サブシステム 放電ヘッド移送サブシステムの主要な機能は、図４Ａ３に示すように経路長が
伸張された金属−燃料カードの周囲に放電ヘッド９のアセンブリ（およびこれに
支持された酸化金属検知ヘッド２３）を移送することである。適切に移送される
と、放電ヘッドの陰極および陽極接触構造は、放電動作モード中に金属−燃料カ
ード移送サブシステムによって金属−燃料カードが放電ヘッドアセンブリを通っ
て移送されている間に、金属−燃料カードの金属−燃料トラックと「イオン接触
」および「電気的接触」状態にされる。 放電ヘッド移送サブシステム２４は、図４Ａ３に示すように金属−燃料カード
５から離れた放電ヘッドおよび図４Ａ４に示すように金属−燃料カードの周囲の
放電ヘッドの各々の陰極構造７６と陽極接触構造７７とを移送できる多様な電気
機械的機構のいずれか１つを使用して実現することができる。図示のように、こ
れらの移送機構はシステムコントローラ１８に動作可能に接続され、かつそれに
よって実行されるシステム制御プログラムに従って制御される。 金属−燃料カード放電サブシステム内の陰極−陽極出力端子構成サブシステ
ム 図４Ａ３および図４Ａ４に示すように、陰極−陽極出力端子構成サブシステム
２５は放電電力調整サブシステム４０の入力端子と、放電ヘッドアセンブリ９内
の対の陰極−陽極の出力端子との間に接続されている。システムコントローラ１
８は、放電動作モード中にその機能を実行するための制御信号を供給するため、
陰極−陽極出力端子構成機構２５に動作可能に接続されている。 陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５の機能は、金属−燃料カード放電サ
ブシステムの放電ヘッド内の選択された一対の陰極−陽極の出力端子を自動的に
（直列または並列に）構成して、カード放電動作中にＦＣＢシステムに接続され
た電気負荷に発生されるために必要なレベルの出力電圧を発生することにある。
本発明の例示的な実施形態では、陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５はト
ランジスタ制御技術を利用した単数または複数個の電気的にプログラム可能な電
力スイッチ回路として実現することができ、放電ヘッド９内の陰極−陽極接触素
子は出力電力調整サブシステム４０の入力端子に接続されている。このようなス
イッチ動作はシステムコントローラ１８の制御下で実行されるので、ＦＣＢシス
テムの出力電力調整サブシステムに接続された電気負荷にわたって必要な出力電
圧が発生される。 金属−燃料カード放電サブシステム内の陰極−陽極電圧監視サブシステム 図４Ａ３および図４Ａ４に示すように、陰極−陽極電圧監視サブシステム２６
は陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５の内部の電圧レベルなどを検知する
ためにこれに動作可能に接続されている。図示はしていないが、このサブシステ
ムはシステムコントローラ１８の機能を実行するために必要な制御信号を受ける
ためにシステムコントローラ１８にも動作可能に接続されている。第１の例示的
な実施形態では、陰極−陽極電圧監視サブシステム２６は２つの主要な機能を有
している。すなわち、放電モード中に各放電ヘッドを通って移送される各金属−
燃料トラックに関連する陰極−陽極構造に発生される瞬間電圧レベルを自動的に
検知する機能と；データ取得および処理サブシステム２７７内での検出、分析、
および処理のために検知された電圧を示す（デジタル）データ信号を発生し、引
き続いて放電動作モード中にシステムコントローラ１８によってアクセス可能で
ある金属−燃料データベース管理サブシステム２７５内に前記データを記録する
ことである。 本発明の第１の例示的な実施形態では、陰極−陽極電圧監視サブシステム２６
は、金属−燃料カード放電サブシステム６内の各放電ヘッドを通して移送される
各金属−燃料トラックに関連する陰極−陽極構造に発生される電圧レベルを検知
するようにされた電子回路を使用して実現することができる。このように検知さ
れた電圧レベルに応じて、データ・キャプチャ及び処理サブシステム２９５によ
る検出及び解析のために、電子回路は検出された電圧レベルを示すデジタルデー
タ信号を発生するように設計することができる。 金属−燃料カード放電サブシステム内の陰極−陽極電流監視サブシステム 図４Ａ３および図４Ａ４に示すように、陰極−陽極電流監視サブシステム２７
は陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５に動作可能に接続されている。陰極
−陽極電流監視サブシステム２７は２つの主要な機能を有している。すなわち、
放電モード中に金属−燃料カード放電サブシステム内の各放電ヘッドアセンブリ
に沿って各金属−燃料トラックの一対の陰極−陽極を通って流れる電流の大きさ
を自動的に検知する機能と；データ取得および処理サブシステム２７７内での検
出、分析、および処理のために検知された電圧を示すデジタルデータ信号を発生
し、引き続いて放電動作モード中にシステムコントローラ１８によってアクセス
可能である金属−燃料データベース管理サブシステム２７５内に前記データを記
録することである。本発明の第１の例示的な実施形態では、陰極−陽極電流監視
サブシステム２７は各々の放電ヘッドアセンブリに沿って各金属−燃料トラック
の陰極−陽極の対を導通する電流を検知し、検知された電流を示すデジタルデー
タ信号を発生する電流検知回路を使用して実現することができる。以下に詳細に
説明するように、検出されたこれらの電流レベルは金属−燃料データベースサブ
システムに記憶され、その放電電力調整方法を実行し、放電された金属−燃料カ
ードの各ゾーンまたはサブセクションの「放電状態の推移」を作成するなどの様
々な方法でシステムコントローラ１８によって容易にアクセスすることができる
。 金属−燃料カード放電サブシステム内の陰極酸素圧制御サブシステム 前述の陰極酸素圧制御サブシステムの機能は、放電ヘッド９の陰極構造の各チ
ャネル内の酸素圧（ｐＯ２）を検知し、これに応答して、前記陰極構造内の空気
（Ｏ２）圧を調整することによって前記酸素圧を制御（すなわち上昇、または低
下）することである。本発明に基づき、各放電ヘッドの陰極構造の各チャネル内
の酸素の分圧（ＰＯ２）は内部の酸素濃度の尺度となり、ひいては放電モード中
に放電ヘッド内での最適な酸素消費が可能になるような最適なレベルに保持され
る。陰極構造の各々のチャネル内のＰＯ２レベルを保持することによって、放電
ヘッドから発生された電力出力を制御可能に増大することができる。更に、ｐＯ
２の変化を監視し、かつシステムコントローラによる検出と分析のために前記変
化を示すデジタルデータ信号を発生することによって、システムコントローラ１
８には放電モード中に電気負荷１２に供給される電力を調整するために利用され
る制御可能な変数が与えられる。 金属−燃料カード放電サブシステム内のイオン濃度制御サブシステム 放電モード中に高いエネルギー効率を達成するため、金属−燃料カード放電サ
ブシステム６内の各放電ヘッドの陰極−電解液の界面での（電荷搬送）イオンの
最適な濃度を保持することが必要である。従って、イオン濃度制御サブシステム
の主要な機能は、放電ヘッド内の陰極−電解液の界面でのイオン濃度が放電動作
モード中に最適な範囲内に保持されるように、ＦＣＢシステム内の状態を検知し
、修正することである。 陰極と陽極の間のイオン伝導性媒体が水酸化カリウム（ＫＯＨ）を含有する電
解液である場合は、放電動作モード中のその濃度を６Ｎ（−６Ｍ）に保持するこ
とが望ましい。湿気のレベル、もしくは相対湿度（ＲＨ％）は電解液中のＫＯＨ
濃度に著しい影響を及ぼしうるので、各放電ヘッド内の陰極−電解液の界面での
湿気レベル、もしくは相対湿度を調整することが望ましい。この例示的な実施形
態では、イオン濃度の制御は、（例えば、湿度条件を検知し、それを示すデジタ
ルデータ信号を発生するために、ＦＣＢシステム内に放電ヘッドの陽極−陰極の
界面のできるだけ近傍に小型のソリッドステート湿度センサ３４を埋設するよう
な）様々な異なる方法で達成される。図４Ａ３および図４Ａ４に示すように、デ
ジタルデータ信号は検出、分析のためにデータ取得および処理サブシステム２７
７に送られ、引き続いて金属−燃料データ管理サブシステム２７５によって保持
されている図４Ａ１６の情報構造内に記録される。放電ヘッドの特定のチャネル
内の湿気レベル（もしくは相対湿度）が図４Ａ１６の情報構造内に設定された所
定の閾値未満に低下した場合は、システムコントローラ１８はこのような湿気レ
ベルの変化に応動して、特定のチャネル内の湿気レベルを上昇させるために湿潤
（Ｈ２Ｏ散布）素子３５に供給される制御信号を自動的に発生する。一般に、湿
潤素子３５は異なる多くの方法で実現することができる。その１つは、放電モー
ド中に金属−燃料カードが放電ヘッドアセンブリを通って移送される際に、金属
−燃料トラックと物理的に接触するように構成されたウィッキング（例えばＨ２
Ｏ供給）装置３６を使用して、カード上の金属−燃料トラックの表面への給水を
制御可能に解放することであろう。別の技術には、移送中の金属−燃料カードに
面する各陰極支持構造の上表面に沿って実現された超小型ノズルから微小水滴（
例えば超微細ミスト）を噴霧することが含まれる。このような動作によって放電
ヘッド内部の湿気レベル（もしくは相対湿度）が上昇し、ひいては電解液含浸条
片４６Ａから４６Ｅ内のＫＯＨ濃度が最適なイオン移動、ひいては発電のために
確実に保持される。 金属−燃料カード放電サブシステム内の放電ヘッド温度制御サブシステム 図４Ａ３、図４Ａ４、および図４Ａ７に示すように、第１の例示的な実施形態
の金属−燃料カード放電サブシステム６内に組込まれた放電ヘッド温度制御サブ
システムは多数のサブコンポーネント、すなわち、システムコントローラ１８と
、図４Ａ７に示すように、多重陰極支持構造４２の各チャネル内に埋設されたソ
リッドステート温度センサ（例えばサーミスタ）２７１と、システムコントロー
ラ１８によって発生される制御信号に応答して、放電動作中の各放電チャネルの
温度を最適な温度範囲内に低下させるための放電ヘッド冷却装置２７２と、を含
む。放電ヘッド冷却装置２７２は、各々が熱交換の分野で公知である風冷式、水
冷式、および／または冷凍式冷却を含む広範な熱交換技術を利用して実現するこ
とができる。本発明のある実施形態では、高レベルの電力が発生される場合は、
温度制御の目的で空気、水、または冷媒を循環させるために各放電ヘッドの周囲
にジャケット状の構造を備えることが望ましいことがある。 金属−燃料カード放電サブシステム内のデータ取得（キャプチャ）および処理
サブシステム 図３の例示的な実施形態では、図４Ａ３および４Ａ４に示されたデータ取得お
よび処理サブシステム（ＤＣＰＳ）２７７は例えば下記を含む多数の機能を実行
する。すなわち、（１）金属−燃料カードが放電ヘッドアセンブリ内の各放電ヘ
ッドを通して移送される直前に、金属−燃料カードの各ゾーン、もしくはサブセ
クションを識別し、それを表す金属−燃料ゾーン識別データを発生する機能；（
２）識別された金属−燃料ゾーンが放電ヘッドアセンブリを通して移送される期
間中に存在する金属−燃料カード放電サブシステム６内の種々の「放電パラメー
タ」を検知（すなわち検出）する機能；（３）放電動作中に発生された酸化金属
の量を示す単数または複数のパラメータ、推定値、または尺度を計算し、このよ
うにして計算されたパラメータ、推定値、および／または尺度を示す「酸化金属
表示データ」を発生する機能；および（４）双方とも放電動作モード中に識別さ
れたそれぞれの金属−燃料ゾーンに相関する検出された放電パラメータのデータ
、並びに計算された酸化金属表示データを（システムコントローラ１８によって
アクセス可能である）金属−燃料データベース管理サブシステム２７５に記録す
る機能；である。以下で明らかになるように、システムコントローラ１８は、例
えば放電動作モード中に一部または全部が酸化した金属−燃料カードを効率よく
最適に放電（すなわちそこから電力を発生）すること；および再充電動作モード
中に一部または全部が酸化した金属−燃料カードを迅速に最適に再充電すること
；を含む様々な態様でデータ取得および処理サブシステム２７７によって金属−
燃料データベース管理サブシステム２７５に保存される前記のように記録された
情報を利用する。 放電動作中、データ取得および処理サブシステム２７７は前述の金属−燃料カ
ード放電サブシステム６を構成する様々なサブシステムに関連する「放電パラメ
ータ」を表すデータ信号を自動的にサンプリング（もしくは収集）する。このよ
うにサンプリングされた値は、放電モード中に前記サブシステムにより発生され
るデータ信号内の情報として符号化される。本発明の原理に基づいて、カード式
の「放電パラメータ」には、例えば陰極−陽極電圧監視サブシステム２６によっ
て監視される特定の金属−燃料トラックに沿って陰極および陽極構造に発生され
た電圧；例えば陰極−陽極電流監視サブシステム２７によって監視される特定の
金属−燃料トラックに沿って陰極および陽極構造を流れる電流；金属−燃料カー
ド速度制御サブシステムによって監視される金属−燃料カードの特定のゾーンの
放電中の金属−燃料カードの速度（すなわち速度と方向）；陰極酸素圧制御サブ
システム（２８、３０、３１、１８）によって監視される各放電ヘッドの陰極構
造内の酸素飽和レベル（ｐＯ２）；例えばイオン濃度制御サブシステム（１８、
３４、３５および３６）によって監視される特定の放電ヘッド内の特定の金属−
燃料トラックに沿った陰極−電解液の界面での、またはその近傍での湿気（Ｈ２
Ｏ）レベル（もしくは相対湿度）レベル；および前述の放電パラメータのいずれ
かの状態の継続期間（△Ｔ）が含まれるが、これらに限定されるものではない。 一般に、データ取得および処理サブシステム２７７が放電動作モード中にカー
ド式の「放電パラメータ」を記録するには多くの異なる方法がある。次にこれら
の異なる方法を詳細に説明する。 図４Ａ９に示した第１のデータ記録方法では、一意的なゾーン識別コード、も
しくは標識８０（例えばゾーン識別情報と共に符号化された小さいバーコードシ
ンボル）が、例えば図４Ａ９に示すように金属−燃料カードの各ゾーンまたはサ
ブセクション８２の縁部に沿って固定され、またはその他の方法で取り付けられ
た透明な反射性フィルム条片として実現された「光学式」データトラック８１上
に図形としてプリントされる。この光学式データトラックの機能は金属−燃料カ
ードの補給品に沿った各金属−燃料ゾーンを一意的に識別するコードまたはシン
ボル（すなわちデジタル情報ラベル）を記録することにある。図形的にゾーンを
識別する識別コードの位置は、それが関連する特定の金属−燃料ゾーンと物理的
に一致する必要がある。この光学式データトラックは、印刷または写真技術によ
って記録されたゾーン識別コードと共に多重トラックの金属−燃料カードの製造
時に形成することができる。次に、カードの縁部に沿った金属−燃料ゾーン識別
標識８０が、光学技術を利用して実現された光学式データ読み取り器３８（例え
ばレーザー走査バーコードシンボル読み取り器、または光学式デコーダ）によっ
て読み取られる。例示的な実施形態では、これらの一意的なカード識別コードを
表す情報は、データ取得および処理サブシステム２７７のカードデータ読み取り
器３８によって提供されるデータ信号の中で符号化され、放電動作中に金属−燃
料データベース管理サブシステム２９３に記録される。 図４Ａ９’に示した第２のデータ記録方法では、一意的なデジタル「カード識
別」コード１７１は金属−燃料カード１１２’の縁部に沿って配置された磁気デ
ータトラック１７２’内に磁気的に記録される。この磁気データ・トラックは、
その中に記録されたカード識別コードを用いて、多重トラックの金属−燃料カー
ドの製造時に形成することができる。次に、カードの縁部に沿ったゾーン識別標
識は公知の磁気情報読み取り技術を利用して実現された磁気読み取りヘッド１５
０’によって読み取られる。この例示的な実施形態では、これらの一意的なカー
ド識別コードを表すデジタル・データは、データ・キャプチャ及び処理サブシス
テム２９５に提供され、次に、放電動作中に金属−燃料データベース管理サブシ
ステム２９３の中に記録される。 図４Ａ９”に示す第３のデータ記録方法では、一意的なデジタル「カード識別
」コードは金属−燃料カード５”の各ゾーン、もしくはサブセクション８８の縁
部に沿って配置された光学的に不透明なデータトラック１７２”に形成された一
連の光透過開口（アパーチャ）８６として記録される。この開口技術では、情報
は相対的な間隔および／または幅が情報の符号化を達成する手段である光透過開
口の形式で符号化される。コードの位置（すなわち一意的な識別番号またはアド
レス）は関連する特定の金属−燃料ゾーンと空間的に一致する必要がある。内部
にゾーン識別コードが記録されているこの光学式データトラックは多重トラック
の金属−燃料カードの製造時に形成することができる。次にカードの縁部に沿っ
たゾーン識別標識８６が、公知の光学式検出技術を利用して実現された光学式検
知ヘッド３８”によって読み取られる。この例示的な実施形態では、これらの一
意的なゾーン識別コードを表すデジタルデータは、図４Ａ１６に示すように、デ
ータ読み取り器３８”によってカードに沿って識別される各金属−燃料ゾーンご
とに作成された情報記憶構造に記録されるように、これらの一意的なゾーン識別
コードを表すデジタルデータが作成される。好適には、このような情報記憶は放
電動作中に金属−燃料カード放電サブシステム６内のデータ取得および処理サブ
システム２７７によって実行されるデータ書き込み動作により実現される。 第４のデータ記録方法では、識別される各金属−燃料ゾーンの一意的なデジタ
ル「ゾーン識別」コードおよび放電パラメータの双方が、本発明の金属−燃料カ
ードの縁部に取り付けられ、それに沿った延びる条片として実現された磁気、光
学、または開口式のデータトラックに記録される。図４Ａ１６に概略的に示した
、金属−燃料カードの特定のゾーン、もしくはサブセクションに関する情報ブロ
ックは、再充電動作モード中にこのように記録された情報に容易にアクセスでき
るように、関連する金属−燃料ゾーンの物理的な近傍のデータトラックに記録す
ることができる。標準的には、情報ブロックには金属−燃料ゾーン識別番号、お
よび金属−燃料ゾーンが放電ヘッドアセンブリ９を通って移送される際にデータ
取得および処理サブシステム２７５によって検出された放電パラメータの集合を
含んでいる。 前述の第１と第２のデータ記録方法には第３の方法と比較して幾つかの利点が
ある。特に、第１と第２の方法を採用した場合、金属−燃料カードに沿って設け
られたデータトラックの情報容量を極めて小さくすることができる。その理由は
、選出されたカード放電パラメータが金属−燃料データベース管理サブシステム
２７５に記録される、一意的な識別子（すなわちアドレス番号またはゾーン識別
番号）を有する各々の金属−燃料ゾーンをタグ（標識）するために極めて少ない
情報しか必要ないからである。更に、第１と第２の方法に基づくデータトラック
の形成コスト、およびこのようなデータトラックに沿って記録されるゾーン識別
情報を読み取るための装置は極めて安価である。 金属−燃料カード放電サブシステム内の放電電力調整サブシステム 図４Ａ３および４Ａ４に示すように、放電電力調整サブシステム４０の入力
ポートは陰極−陽極出力端子構成サブシステム２５の出力ポートと動作可能に接
続されており、一方、放電電力調整サブシステム４０の出力ポートは電気負荷１
２の入力ポートと動作可能に接続されている。放電電力調整サブシステム４０の
主要機能は放電動作モード中に電気負荷に供給される電力を調整することである
が、放電電力調整サブシステムは更に、電気負荷の出力電圧、並びに放電動作中
に陰極−電解液の界面を流れる電力をも調整することができる。このような制御
機能はシステムコントローラ１８によって管理され、かつ動的に装填可能である
という要求を満たしつつ、本発明に基づく多重トラック、および単一トラックの
金属−燃料カードの最適な放電を達成するために様々な態様でプログラム可能に
選択することができる。 第３の例示的な実施形態の放電電力調整サブシステムは電力、電圧、および電
流制御の分野では公知であるソリッドステートの電力、電圧および電流制御回路
を使用して実現することができる。このような回路は特定の放電電力制御方法を
実行するシステムコントローラによって発生される制御信号に応答して電気負荷
１２を導通する電流を制御するために、電流制御されたソースを電気負荷１２と
直列に接続することができる、トランジスタ制御技術を利用したプログラム可能
な電力スイッチ回路を含むことができる。このような電気的にプログラム可能な
電力スイッチ回路は更に、システムコントローラによって発生される制御信号に
応答して電気負荷を導通する電圧を制御するために、電圧制御されたソースを電
気負荷と並列に接続することができる、トランジスタ制御技術を利用したプログ
ラム可能な電力スイッチ回路を含むことができる。このような回路は結合され、
かつ、電気負荷への一定の電力制御を行うためにシステムコントローラ１３０に
よって制御されることができる。 本発明の例示的な実施形態では、放電電力調整サブシステム１５１の主要な機
能は、下記の放電電力制御（すなわち調整）方法のいずれか１つを利用して電気
負荷に対してリアルタイムの電力調整を実行することである。すなわち、（１）
電気負荷にかかる出力電圧が一定に保たれ、一方、電流は負荷状態に応じて変化
することができる、定出力電圧／可変出力電流方式；（２）電気負荷に導通する
電流が一定に保たれ、一方、そこにかかる出力電圧は負荷状態に応じて変化する
ことができる、定出力電流／可変出力電圧方式；（３）電気負荷への電流と電圧
の双方が負荷状態に応じて変化することができる定出力電圧／定出力電流方式；
（４）電気負荷に導通する出力電力が負荷状態に応じて一定に保たれる定出力電
力方式；（５）電気負荷にかかる出力電力がプリセットされた状態に応じて保持
される各電力パルスの衝撃係数でパルス化されるパルス式出力電力方式；（６）
電気負荷に導通する出力電圧が一定に保たれ、一方、負荷への電流は特定の衝撃
係数でパルス化される定出力電圧／パルス式出力電流方式；および（７）負荷へ
の出力電力がパルス化され、一方、そこへの電流は一定に保たれるパルス式出力
電圧／定出力電流方式、である。 本発明の好適な実施形態では、７つの放電電力調整方式のそれぞれがシステム
コントローラ１８に連結されたＲＯＭ内に事前にプログラムされる。このような
電力調整方法は、例えばシステムハウジングのスイッチまたはボタンを手動的に
起動すること、電気負荷１２と金属−燃料カード放電サブシステム６との間の界
面で確立、または検出された物理的、電気的、磁気的、または光学的な状態を自
動的に検出すること、を含む様々な異なる方法で選択されることができる。 金属−燃料カード放電サブシステム内の入力／出力制御サブシステム 用途によっては、単独で動作するサブシステムによっては得られない機能を備
えた複合システムを形成するために２つまたはそれ以上のＦＣＢシステム、また
はそれらの金属−燃料カード放電サブシステムを結合することが望ましい、また
は必要である。このような用例のために、本発明の金属−燃料カード放電サブシ
ステム６は外部システム（例えばマイクロコンピュータまたはマイクロコントロ
ーラ）が、そのシステムコントローラが制御機能を実行するかのように金属−燃
料カード放電サブシステム６の側面をオーバーライドし、制御できる入力／出力
制御サブシステム４１を含んでいる。この例示的な実施形態では、入力／出力制
御サブシステム４１は外部および／または遠隔コンピュータシステムに金属−燃
料カード放電サブシステム６のシステムコントローラ１８と直接インターフェー
スし、かつシステムとサブシステムの様々な側面を直截的に管理する方法と手段
が得られる。 金属−燃料カード放電サブシステム内のシステムコントローラ 前述の詳細な説明に示すように、システムコントローラ１８は放電モードでＦ
ＣＢシステムの様々な機能を実行するための多くの動作を行う。図３のＦＣＢシ
ステムの好適な実施形態では、システムコントローラ１８はプログラムおよびデ
ータ記憶メモリ（例えばＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＲＡＭなど）を有するマイクロコ
ンピュータ、および制御の分野では公知であるシステムバス構造を有するプログ
ラムされたマイクロコントローラを使用して実現される。本発明のいずれかの特
定の実施形態では、ＦＣＢシステムによって実現される様々な機能の集合を実現
するために２つ、またはそれ以上のマイクロコントローラを結合してもよいこと
が理解されよう。このような実施形態は全て本発明のシステムで企図される実施
形態である。 金属−燃料カード放電サブシステム内の放電金属−燃料カード 図４Ａ５は図４Ａ３から４Ａ４に示した金属−燃料カード放電サブシステムを
利用した放電金属−燃料カードの基本ステップ（すなわちそこからの電力の発生
）を説明した高レベルの流れ図を開示している。 ブロックＡに示すように、ユーザは酸化していない金属−燃料カードの供給を
システムハウジングのカートリッジ受け口に設置（すなわち挿入）して、カード
の経路長伸張機構８が金属−燃料カード放電サブシステム内で放電する準備完了
状態の金属−燃料カードに隣接するようにする。このカード移送プロセスは、図
４Ａ１及び４Ａ２に概略が図解されている。図４Ａ３は、金属−燃料カードがそ
の放電ベイの中に装填されるときのサブシステムの状態を図解している。 ブロックＢに示すように、放電ヘッド移送サブシステム１３１は、金属−燃料
カード放電サブシステムの放電ベイの中にロードされた金属−燃料カードの近く
に放電ヘッドを配置し、それによって、各カソード構造と装填された金属−燃料
カードとの間にイオン伝導性媒体が配置されるようにする。 ブロックＣに示すように、放電ヘッド移送サブシステム１３１は金属−燃料カ
ード燃料放電サブシステムの伸張された経路長に亘って金属−燃料カードの周囲
に放電ヘッドを配置して、イオン伝導性媒体が各々の陰極構造と隣接する金属−
燃料カードとの間に配置されるようにする。 ブロックＤに示すように、カソード電解液出力端子構成サブシステム１３２は
、装填された金属−燃料カードの近くに配置された各放電ヘッドの出力端子を自
動的に構成し、次に、次に電力が発生され、必要な出力電圧で電気負荷に供給さ
れるように、システムコントローラ１８は金属−燃料カード放電サブシステムを
制御する。金属−燃料カードの１つ又は複数が放電されると、再充電された金属
−燃料カードを含むカートリッジと交換するために金属−燃料カードカートリッ
ジを自動的に放出するようにカートリッジ装填／取り出しサブシステムをプログ
ラムすることができる。 本発明の金属−燃料ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態用の金属−燃料
カード再充電サブシステム 図４Ｂ３および４Ｂ４に示すように、第１の例示的な実施形態の金属−燃料カ
ード再充電サブシステム７は多数のサブシステムからなっている。すなわち、各
々が多重素子陰極構造と、後述する態様で接続可能である導電性入力端子を有す
る陽極−陰極接触構造を有する多重トラックの金属還元（すなわち再充電）ヘッ
ド１１のアセンブリと；金属−燃料カードが再充電モード中に再充電ヘッドを通
って移送される際に金属−燃料トラックの特定のゾーンに沿って酸化金属の発生
があるか否かを検出するための酸化金属検知ヘッド２３’のアセンブリと；カセ
ット装置５の特定の領域に金属−燃料カードの経路長を伸張し、かつ多重トラッ
クの酸化金属完全ヘッドのアセンブリを再充電動作モード中に前記経路の周囲に
配置できるようにする、前記の図４Ｂ１および４Ｂ２に概略的に示し、説明した
ような金属−燃料カード経路長伸張機構１０と；金属−燃料カードの経路長伸張
機構１１によって経路長が伸張構造に配置されると、再充電ヘッドアセンブリ１
１（および酸化金属検知ヘッドアセンブリ２３’）のサブコンポーネントを金属
−燃料カードへと、またはカードから移送するための再充電ヘッド移送サブシス
テム２４’と；外部から供給されたＡＣ電力信号を、金属−燃料カード再充電サ
ブシステムの再充電ヘッドを通って移送される金属−燃料トラックを再充電する
のに適した電圧を有するＤＣ給電信号へ変換するための入力電力供給サブシステ
ム９０と；再充電モード中に酸化金属の組成物をその一次金属に電気化学的に転
化するために入力電圧を供給するように、システムコントローラ１８’の制御下
で、入力電力供給サブシステム９０の入力端子（ポート）を再充電ヘッド１１の
陰極および陽極接触構造の入力端子（ポート）に接続するための陰極−陽極入力
端子構成サブシステム９１と；陰極−陽極入力端子構成サブシステム９１に接続
され、各再充電ヘッドの陰極と陽極に印加される電圧を監視（すなわちサンプリ
ング）し、かつ選出された電圧レベルを表す（デジタル）データを発生するため
の陰極−陽極電圧監視サブシステム２６’と；陰極−陽極入力端子構成サブシス
テム９１に接続され、再充電モード中に各再充電ヘッドの陰極−電解液インター
フェースを流れる電流を監視（例えばサンプリング）し、検知された電流レベル
を表すデジタルデータ信号を発生する陰極−陽極電流監視サブシステム２７’と
；システムコントローラ１８’と、ソリッドステートｐＯ２センサ２８’と、図
４Ｂ７および４Ｂ８に示す真空チャンバ（構造）２９’と、真空ポンプ３０’と
、電子制御の気流制御装置３１’と、マニホルド構造３２’と、図４Ａ８に示し
た多重内腔管３３’とからなり、各再充電ヘッド１１の陰極構造の各チャネル内
のｐＯ２のレベルを制御または検知するための陰極酸素圧制御サブシステムと；
システムコントローラ１８’と、モータ駆動回路２１Ａまたは２１Ｂと、カード
速度（すなわち速度と方向）センサ／検出器２２’とからなり、カードの順方向
または逆方向のいずれかで再充電ヘッドに対する金属−燃料カードの速度を双方
向的に制御するための金属−燃料カード速度制御サブシステムと；システムコン
トローラ１８’と、ソリッドステート湿度センサ３４’と、湿潤器（例えば加湿
またはウィッキング部材）３５’とを含み、ＦＣＢシステム内の条件（例えば放
電ヘッドの陰極−電解液の界面での湿気、または湿度レベル）を検知かつ修正し
て、再充電動作モード中に陰極−電解液の界面でのイオン濃度が最適な範囲内に
保持されるようにするイオン濃度制御サブシステムと；システムコントローラ１
８’と、多重陰極支持構造の各チャネル内に埋設されたソリッドステート温度セ
ンサ（例えばサーミスタ）２７１’と、放電ヘッド冷却装置２７２’とからなり
、システムコントローラ１８’によって発生された制御信号に応答して、再充電
動作中に各放電チャネルの温度を最適な温度範囲内に低下するための再充電ヘッ
ド温度制御サブシステムと、ローカルバス２８１によってシステムコントローラ
１８’に動作可能に接続され、金属−燃料カード再充電サブシステム７内の各種
のサブシステムの出力から導出された特定の種類の情報を受けるように設計され
た関連形金属−燃料データベース管理サブシステム（ＭＲＤＭＳ）２８０と；各
再充電ヘッド１１の陰極支持構造内に埋設され、またはその近傍に実装されたデ
ータ読み取りヘッド３８’と、電圧監視サブシステム２６’、電流監視サブシス
テム２７’、酸化金属検知ヘッドアセンブリ２３’、カード速度制御サブシステ
ム、陰極酸素圧制御サブシステム、およびイオン濃度制御サブシステムによって
発生されたデータ信号を受けるようにされ、かつ（ｉ）移送された金属−燃料カ
ード５からの金属−燃料ゾーン識別データを読み取り、（ｉｉ）図４Ｂ１７に示
したローカルシステムバス２８３を利用して金属−燃料データベース管理サブシ
ステム（ＭＦＤＭＳ）２８０内に誘導された、検知された放電パラメータおよび
計算された酸化金属表示データを記録し、かつ（ｉｉｉ）同じローカルシステム
バス２８１を利用して金属−燃料データベース管理サブシステム２８０内に記憶
された、事前記録された再充電パラメータおよび事前記録された金属−燃料表示
データを読み出すことを可能にするデータ取得および処理サブシステム（ＤＣＰ
Ｓ）２８２と；入力電力供給サブシステム９０の出力端子（すなわちポート）と
、陰極−陽極入力端子構成サブシステム９１の入力端子（すなわちポート）との
間に接続され、再充電モード中に再充電される各金属−燃料トラックの陰極およ
び陽極構造に供給される入力電力（および電圧および／または電流特性）を調整
するための入力（すなわち再充電）電力調整サブシステム９２と；システムコン
トローラ１８’とインターフェースされ、ＦＣＢシステムがその内部に埋設され
ている遠隔システムまたは合成システムによって、ＦＣＢシステムの全ての機能
を制御するための入力／出力制御サブシステム４１’と；システムの様々な動作
モード中に前記のサブシステムの動作を管理するためのシステムコントローラと
；からなっている。これらのサブシステムは以下に技術的に詳細に説明する。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の多重トラック再充電ヘッドアセンブ
リ 多重トラック再充電ヘッドアセンブリ１１の機能は、再充電動作モード中に再
充電ヘッドアセンブリ１１を通って移送される金属−燃料カードのトラックに沿
った酸化金属組成物を電気−化学的に還元することである。この例示的な実施形
態では、各再充電ヘッド１１は、酸素（Ｏ２）が絶縁された各々のチャネルの底
部４４’を通って自由に通過できるように複数の絶縁されたチャネル４３’を有
する陰極素子支持板４２と；前記チャネルの下部にそれぞれ挿入するための導電
性の複数個の陰極素子（例えば条片）４５Ａ’から４５Ｅ’と；陰極条片４５Ａ
’から４５Ｅ’の上に配置するための複数個の電解液含浸条片４６Ａ’から４６
Ｅ’と；図４Ｂ７に示すように、陰極素子支持板４２’の上（裏）表面上に密封
式に実装された酸素真空排気チャンバ２９’とを含む。 図４Ｂ３および図４Ｂ４に示すように、各酸素真空排気チャンバ２９’は凹ん
だチャネル１５４Ａ’および１５４Ｅ’と物理的に関連する複数個のサブチャン
バ２９Ａ’から２９Ｅ’を有している。各々の真空サブチャンバ２９Ａ’から２
９Ｅ’は他の全てのサブチャンバから隔絶され、陰極素子と電解液含浸条片とを
支持する１つのチャネルと流体連通されている。図示のように、各サブチャンバ
２９Ａ’から２９Ｅ’は多重内腔管３８’、マニホルドアセンブリ３２’、およ
び電子制御の気流スイッチ３１’を介して真空ポンプ３０’と流体連通するよう
に構成されている。このような構成によって、システムコントローラ１３０’は
、再充電動作中に各サブチャンバ内のｐＯ２レベルを最適な範囲内に制御するこ
とが可能になる。 この例示的な実施形態では、再充電ヘッドアセンブリ１１内の電解液含浸条片
は電解液吸収キャリヤ媒体にゲル形電解液を含浸することによって実現される。
好適には、電解液吸収キャリヤ条片はＰＥＴプラスチック製の低密度の開放セル
発泡材料の条片として実現される。電解液吸収担持媒体の条片はＰＥＴプラスチ
ック製の低密度の、開放セル発泡材料の条片として実現される。各再充電セル用
のゲル−電解液はアルカリ溶液（例えばＫＯＨ）、ゼラチン物質、水、および公
知の添加剤からなる配合から発生される。 この例示的な実施形態では、各陰極条片は金属−空気ＦＣＢシステムで使用す
るのに適した陰極を形成するため、多孔性の炭素物質、および粒状プラチナ、ま
たはその他の触媒４８’で被覆されたニッケル金網４７’のシートから製造され
る。陰極構造の詳細は本明細書で参考文献として参照されている米国特許第４，
８９４，２９６号および第４，１２９，６３３号に開示されている。集電経路を
形成するため、各陰極条片の下層の金網シートに導体４９’がはんだ付けされる
。図４Ｂ７に示すように、各導体４９’は陰極支持板のチャネルの底面に形成さ
れた小穴５０’を通過し、陰極−陽極入力端子サブシステム９１に接続されてい
る。図示のように、陰極条片はチャネルの下部に圧入され、そこに固定されてい
る。図４Ｂ７に示すように、各チャネル４３の底面は、酸素の蒸気が陰極−電解
液の界面から離れて、真空ポンプ３０’の方向へと排出されるように形成された
多数の孔４３Ａを有している。この例示的な実施形態では、電解液含浸条片４６
Ａ’から４６Ｅ’は陰極条片４５Ａ’から４５Ｅ’の上に配置され、陰極支持チ
ャネル４３’の上部に固定されている。図４Ｂ８に示すように、陰極条片と薄い
電解液条片とを陰極支持板４２’内のそれぞれのチャネルに実装する際に、電解
液含浸条片の外表面はチャネルを設けた板の上表面と面一に配置されることによ
って、カード再充電動作中に金属−燃料カードをその上に平滑に移送することが
できる。図４Ｂ１３及び４Ｂ１４に最も良く示されているように、カソード・ス
トリップと薄い電解液ストリップとがカソード支持プレート１２１’における対
応するチャネルに設置され、それぞれの電解液含浸ストリップの外側表面はチャ
ネルを定義するプレートの上側表面と同一平面上に配置される。 酸素透過性の陰極素子から水を確実に排除するために、再充電ヘッドアセンブ
リ１１内の酸素透過性の陰極素子を構成する炭素物質に疎水剤が添加される。更
に、電解液含浸条片４７’内の水を確実に排除し、ひいては再充電モード中に陰
極条片を横切って酸素が最適に移送されることを達成するため、陰極支持チャネ
ルの内表面４４は疎水性フィルム（例えばテフロン）５１’で被覆される。好適
には、陰極支持板は、公知の塩化ポリビニール（ＰＶＣ）プラスチック材料のよ
うな非導電性材料から製造される。陰極支持板と真空排気チャンバはこれも公知
の射出成形技術を利用して製造することができる。 再充電モード中に、再充電ヘッドの金属酸化物の還元を有効に制御するために
利用される陰極構造内の酸素の分圧を検知するため、図４Ｂ７に示すように陰極
支持板４２’の各チャネル内にソリッドステートｐＯ２センサ２８’が埋設され
、かつデータ取得および処理サブシステム２８２への情報入力装置としてこれに
動作可能に接続されている。この例示的な実施形態では、各ｐＯ２センサは人間
の血液中のｐＯ２レベルを（生体中で）測定するために使用される公知のｐＯ２
検知技術を利用して実現することができる。このような先行技術のセンサは血液
中に存在する異なる酸素レベルで吸収される異なる波長で電磁放射線を放射する
小型ダイオードを使用して構成することができ、このような情報は、それぞれが
本明細書で参照されている米国特許第５，１９０，０３８号，およびその参考文
献で教示されている方法で、処理され、解析されて、ｐＯ２の計算された測定値
が確実に発生される。本発明では、発光ダイオードの特性波長は、各再充電ヘッ
ド内の陰極構造内で同一の検知機能を直截に実現できるように選択することがで
きる。 図４Ｂ９には、部分放電がなされ、従って金属−燃料トラックに沿って金属酸
化物が発生された多重トラック燃料カードの部分が示されている。部分放電され
た金属−燃料のこの部分は、図４Ａ９に示されたカセット燃料カートリッジ内に
格納されており、そのカセット装置がＦＣＢシステムのカセット格納ベイ内に受
けられている間、金属−燃料カード再充電サブシステム１１７で再充電される必
要がある。 図４Ｂ１０には、図４Ｂ７および図４Ｂ８に示した陰極構造と共に使用される
金属−燃料（陽極）接触構造５８’の例が示されている。図示の通り、複数個の
導電性素子６０Ａ’から６０Ｅ’はカセットカートリッジ内の燃料カードの進路
に隣接して配置されているプラットフォーム６１’から支持されている。各々の
導電性素子６０Ａ’から６０Ｅ’は、燃料トラックに対応する金属−燃料カード
のベース層内に形成された微細な溝を経て金属−燃料の１つのトラックとスライ
ド式に係合するようにされた平滑な表面を有している。各々の導電性素子は、陰
極−陽極入力端子構成サブシステム９１の入力端子に接続された導体に接続され
ている。プラットフォーム６１’は放電ヘッド移送サブシステム２４’と動作可
能に連結されており、システムコントローラ１３０’の制御下で、システムの再
充電モード中に金属−燃料カードの位置に移動するように設計することができる
。 この例示的な実施形態のように、単一の再充電ヘッドではなく複数個の再充電
ヘッドを使用することによって、個々の再充電ヘッドでの熱の蓄積を最小限に抑
えつつ、より低い放電電流を使用してより迅速に放電された金属−燃料カードに
再充電可能にすることに留意されたい。金属−燃料カード再充電サブシステム７
のこのような特徴により、再充電ヘッド内で使用される陰極の有効寿命が長くな
る。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の再充電ヘッド移送サブシステム 再充電ヘッド移送サブシステムの主要な機能は、図４Ｂ３に示すように経路長
が伸張された金属−燃料カードの周囲に再充電ヘッド１１のアセンブリ（および
これに支持された酸化金属検知ヘッド２３’）を移送することである。適切に移
送されると、再充電ヘッドの陰極および陽極接触構造は、再充電動作モード中に
金属−燃料カード移送サブシステムによって金属−燃料カードが再充電ヘッドア
センブリを通って移送されている間に、金属−燃料カードの金属−燃料トラック
と「イオン伝導」および「導電」状態にされる。 再充電ヘッド移送サブシステム１３１’は、図４Ｂ３に示すように金属−燃料
カード５から離れた再充電ヘッドおよび図４Ｂ４に示すように金属−燃料カード
の周囲の再充電ヘッドの各々の陰極構造７６’と陽極接触構造７７’とを移送で
きる多様な電気機械的機構のいずれか１つを使用して実現することができる。図
示のように、これらの移送機構はシステムコントローラ１８’に動作可能に接続
され、かつそれによって実現されるシステム制御プログラムに従ってシステムコ
ントローラ１８’によって制御される。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の入力電力供給サブシステム 例示的な実施形態において、入力電力供給サブシステム９０の主な機能は、絶
縁された電源コードを介して標準交流電流（ＡＣ）電力（例えば１２０または２
２０Ｖ）を入力として受け取り、このような電力を、再充電動作モード中に金属
燃料カード再充電サブシステム７の再充電ヘッドにおいて要求される調製された
電圧で整流された直流電流（ＤＣ）電力に変換することである。亜鉛陽極および
炭素陰極の場合、再充電中に、電気化学反応を維持するために、各陽極−陰極構
造に亘って必要な「開放セル」電圧Ｖａｃは約２．２〜２．３ボルトである。こ
のサブシステムは、当分野で周知のＡＣ−ＤＣおよびＤＣ−ＤＣ電力変換および
整流回路を使用して様々に実現できる。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の陰極−陽極入力端子構成サブシステ
ム 図４Ｂ３および図４Ｂ４に示すように、陰極−陽極入力端子構成サブシステム
９１は入力電力調整サブシステム９０の出力端子と、再充電ヘッド１１の複数の
トラックと関連する一対の陰極−陽極の入力端子との間に接続されている。シス
テムコントローラ１８’は、再充電動作モード中にその機能を実行するための制
御信号を供給するため、陰極−陽極入力端子構成サブシステム９１に動作可能に
接続されている。 陰極−陽極入力端子構成サブシステム１７８の機能は、再充電が必要な金属−
燃料トラックの陰極−陽極構造に必要なレベルの入力（再充電）電圧が印加され
るように金属−燃料カード再充電サブシステム７の再充電ヘッド内の選択された
対の陰極−陽極の入力端子を自動的に（直列または並列に）構成することである
。本発明の例示的な実施形態では、陰極−陽極入力端子構成サブシステム９１は
トランジスタ制御技術を利用した単数または複数個の電気的にプログラム可能な
電力スイッチ回路として実現することができ、再充電ヘッド１１内の陰極−陽極
接触素子は出力電力調整サブシステム９２の出力端子に接続されている。このよ
うなスイッチ動作はシステムコントローラ１８’の制御下で実行されるので、入
力電力調整サブシステム９２よって発生された必要な出力電圧が、再充電を必要
とする金属−燃料トラックの陰極−陽極構造に印加される。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の陰極−陽極電圧監視サブシステム 図４Ｂ３および４Ｂ４に示すように、陰極−陽極電圧監視サブシステム２６’
は陰極および陽極構造での電圧レベルを検知するために陰極−陽極入力端子構成
サブシステム９１に動作可能に接続されている。このサブシステムは更に、そこ
から制御信号を受け取ってその機能を実行するためにシステムコントローラ１８
’にも動作可能に接続されている。第１の例示的な実施形態では、陰極−陽極電
圧監視サブシステム２６’は２つの主要な機能を有している。すなわち、再充電
モード中に各再充電ヘッドを通って移送される各金属−燃料トラックに関連する
陰極−陽極構造に印加される瞬間電圧レベルを自動的に検知する機能と；データ
取得および処理サブシステム２８０内での検出、分析のために検知され、最終的
にシステムコントローラ１８’によって応答される電圧を示す（デジタル）デー
タ信号を発生することである。 本発明の第１の例示的な実施形態では、陰極−陽極電圧監視サブシステム２６
’は、金属−燃料カード再充電サブシステム７内の各再充電ヘッドを通して移送
される各金属−燃料トラックに関連する陰極−陽極構造に印加される電圧レベル
を検知するようにされた電子回路を使用して実現することができる。このように
検出された電圧レベルに応じて、電子回路はシステムコントローラ１８’のデー
タ信号入力での検出、分析、および応答のための検知された電圧レベルを示すデ
ジタルデータ信号を発生するように設計することができる。後に詳述するように
、このようなデータ信号を利用して、システムコントローラは再充電動作モード
中にその再充電電力調整を実行することができる。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の陰極−陽極電流監視サブシステム 図４Ｂ３および図４Ｂ４に示すように、陰極−陽極電流監視サブシステム２７
’は陰極−陽極入力端子構成サブシステム１８’に動作可能に接続されている。
陰極−陽極電流監視サブシステム２７’は２つの主要な機能を有している。すな
わち、放電モード中に金属−燃料カード再充電サブシステム１１内の各再充電ヘ
ッドアセンブリに沿って各金属−燃料トラックの陰極−陽極対を通って流れる電
流の大きさを自動的に検知する機能と；システムコントローラ１８’によって検
知および分析されるために検出された電流を示すデジタルデータ信号を発生する
ことである。 本発明の第１の例示的な実施形態では、陰極−陽極電流監視サブシステム２７
’は各々の再充電ヘッドアセンブリに沿って各金属−燃料トラックの陰極−陽極
の対を導通する電流を検知し、システムコントローラ１８’の入力で検出される
、検知された電流を示すデジタルデータ信号を発生する電流検知回路を使用して
実現することができる。以下に詳細に説明するように、検出されたこれらの電流
レベルはその再充電電力調整方法を実行し、再充電された金属−燃料カードの各
ゾーンまたはサブセクションの「再充電状態の推移」を作成するためにシステム
コントローラ１８’によって利用されることができる。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の陰極酸素圧制御サブシステム 上述した陰極酸素圧制御サブシステムの機能は、再充電ヘッド１１の陰極構造
の各チャネル内の酸素分圧（ｐＯ２）（すなわちＯ２濃度）を検知し、これに応
答して、前記陰極構造内の空気（Ｏ２）圧を調整することによってこのような酸
素分圧を制御（すなわち上昇、または低下）することである。本発明に基づき、
各再充電ヘッドの陰極構造の各チャネル内の酸素の分圧（ＰＯ２）は再充電モー
ド中に再充電ヘッド内での最適な酸素排気が可能になるような最適なレベルに保
持される。陰極構造の各々のチャネル内のｐＯ２レベルを（排気によって）低下
させることによって、再充電モード中に再充電ヘッドに供給される入力電力を最
適に利用して、金属−燃料カードに沿った酸化金属を完全に再生することができ
る。更に、ｐＯ２の変化を監視し、かつシステムコントローラによる検出と分析
のために前記変化を示すデジタルデータ信号を発生することによって、システム
コントローラには再充電モード中に電気負荷に供給される電力を調整するために
利用される制御可能な変数が与えられる。 金属−燃料カード再充電サブシステム内のイオン濃度制御サブシステム 再充電モード中に高いエネルギー効率を達成するため、金属−燃料カード再充
電サブシステム７内の各再充電ヘッドの陰極−電解液の界面での（電荷搬送）イ
オンの最適な濃度を保持することが必要である。更に、金属−燃料カード再充電
サブシステム７内の最適なイオン濃度は金属−燃料カード再充電サブシステム６
内で必要なイオン濃度とは異なっている。このような理由から、特に本発明のＦ
ＣＢの用途では、金属−燃料カード再充電サブシステム７内に別個のイオン濃度
制御サブシステムを備えることが望ましく、かつ（または）必要である。イオン
濃度制御サブシステムの主要な機能は、再充電ヘッドの陰極−電解液の界面での
イオン濃度が再充電動作モード中に最適な範囲内に保持されるように、ＦＣＢシ
ステム内の状態を検出し、修正することである。 このようなサブシステムの例示的な実施形態では、湿度状態を検知し、それを
示すデジタルデータ信号を発生するために、ＦＣＢシステム内に（再充電ヘッド
の陽極−陰極の界面のできるだけ近傍に）、小型のソリッドステート浮きばかり
（ｈｙｄｒｏｍｅｔｅｒ）（または湿度センサ）３４’を埋設することによって
イオン濃度制御が達成される。このデジタルデータ信号は検出および分析のため
にデータ取得および処理サブシステム２８２に供給される。湿気レベルまたは相
対湿度が金属−燃料データベース管理サブシステム２８０内に設定された所定の
閾値未満に低下した場合は、システムコントローラは再充電モード中に移送され
る金属−燃料カードの金属−燃料トラックと接触するように構成された例えばウ
ィッキング装置３６’によって実現される湿潤素子３５’に供給される制御信号
を自動的に発生する。別の技術には、移送中の金属−燃料カードに面する各陰極
支持構造の上表面に沿って実現された超小型ノズルから微小水滴（例えば超微細
ミスト）を噴霧することが含まれうる。このような動作によって再充電ヘッド（
またはシステムハウジング）内部の湿気レベルもしくは相対湿度）が上昇し、ひ
いては電解液含浸条片内の電解液中のＫＯＨ濃度が最適なイオン移動、ひいては
酸化金属の還元のために最適に保持される。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の再充電ヘッド温度制御サブシステム 図４Ｂ３、図４Ｂ４、および図４Ｂ７に示すように、第１の例示的な実施形態
の金属−燃料カード再充電サブシステム６内に組込まれた再充電ヘッド温度制御
サブシステムは多数のサブコンポーネント、すなわち、システムコントローラ１
８’と、図４Ｂ７に示すように、多重陰極支持構造の各チャネル内に埋設された
ソリッドステート温度センサ（例えばサーミスタ）２７１’と、システムコント
ローラ１８’によって発生される制御信号に応答して、放電チャネルの温度を最
適な温度範囲内に低下させるための放電ヘッド冷却装置２７２’と、を含む。再
充電ヘッド冷却装置２７２’は、各々が熱交換の分野で公知である風冷式、水冷
式、および／または冷凍式冷却を含む広範な熱交換技術を利用して実現すること
ができる。高レベルの電力を発生する本発明のある実施形態では、温度制御の目
的で空気、水、または冷媒を循環させるために各再充電ヘッドの周囲にジャケッ
ト状の構造を備えることが望ましいことがある。 金属−燃料カード再充電サブシステム内のデータ取得および処理サブシステム 図３の例示的な実施形態では、図４Ｂ３および図４Ｂ４に示されたデータ取得
および処理サブシステム（ＤＣＰＳ）２８２は例えば下記を含む多数の機能を実
行する。すなわち、（１）金属−燃料カードの各ゾーンまたはサブセクションが
再充電ヘッドアセンブリ内の各再充電ヘッドを通して移送される直前に、金属−
燃料カードの各ゾーン、もしくはサブセクションを識別し、それを表す金属−燃
料ゾーン識別データを発生する機能；（２）識別された金属−燃料ゾーンが再充
電ヘッドアセンブリを通して移送される期間中に存在する金属−燃料カード再充
電サブシステム内の種々の「再充電パラメータ」を検知（すなわち検出）する機
能；（３）カードの再充電動作中に発生された酸化金属の量を示す単数または複
数のパラメータを計算し、推定し、または測定し、このようにして計算されたパ
ラメータ、推定値、および／または測定値を示す「酸化金属表示データ」を発生
する機能；および（４）双方とも再充電モード中に識別されたそれぞれの金属−
燃料ゾーンに相関する検知された放電パラメータのデータ、並びに計算された酸
化金属表示データを（システムコントローラ１８’によってアクセス可能である
）金属−燃料データベース管理サブシステム２８０に記録する機能である。以下
で明らかになるように、データ取得および処理サブシステム２８２によって金属
−燃料データベース管理サブシステム２８０内に維持されるこのような記録され
た情報を利用して、例えば再充電動作モード中に一部または全部が酸化した金属
−燃料カードを迅速かつ最適に再充電することを含む様々な態様でシステムコン
トローラ１８’によって利用される。 再充電動作中、データ取得および処理サブシステム２８２は前述の金属−燃料
カード再充電サブシステム７を構成する様々なサブシステムに関連する「再充電
パラメータ」を表すデータ信号を自動的にサンプリング（もしくは取得）する。
このようにサンプリングされた値は、再充電モード中に前記サブシステムにより
発生されるデータ信号内の情報として符号化される。本発明の原理に基づいて、
カード式の「再充電パラメータ」には、例えば陰極−陽極電圧監視サブシステム
２６’によって監視される特定の金属−燃料トラックに沿って陰極および陽極構
造に発生された電圧；例えば陰極−陽極電流監視サブシステム２７’によって監
視される特定の金属−燃料トラックに沿って陰極および陽極構造を流れる応答電
流；金属−燃料カード速度制御サブシステムによって監視される金属−燃料カー
ドの特定ゾーンの再充電中の金属−燃料カードの速度（すなわち速度と方向）；
陰極酸素圧制御サブシステム（２８’、３０’，３１’，１８’）によって監視
される各再充電ヘッドの陰極構造内の酸素飽和レベル（ｐＯ２）（すなわち濃度
）；例えばイオン濃度制御サブシステム（１８’、３４’、３５’および３６’
）によって監視される特定の再充電ヘッド内の特定の金属−燃料トラックに沿っ
た陰極−電解液の界面での、またはその近傍での湿気（Ｈ２Ｏ）レベル（もしく
は相対湿度）レベル；および前述の再充電パラメータのいずれかの状態の継続期
間（△Ｔ）が含まれるが、これらに限定されるものではない。 一般に、データ取得および処理サブシステム２９９が再充電動作モード中にカ
ード式の「再充電パラメータ」を記録するには多くの異なる方法が可能である。
これらの方法は放電パラメータの記録中に利用される方法と同様であるが、万全
を期すためにこのような方法を以下に詳細に説明する。 図４Ｂ９に示した第１のデータ記録方法では、「光学式」データトラック８１
上に図形的にプリントされたゾーン識別コード、もしくは標識８０（例えばゾー
ン識別情報と共に符号化された小さいバーコードシンボル）を、（例えばレーザ
ー走査バーコードシンボル読み取り器、または光学式デコーダのような）光学的
技術を利用して実現された光学式データ読み取り器３８によって読み取ることが
できる。例示的な実施形態では、図４Ｂ１６に示すように情報記憶構造に記録さ
れるために、これらの一意的なカード識別コードを表すデジタルデータが発生さ
れる。これらのデータはデータ取得および処理サブシステム２８２のデータ読み
取り器３８によってカード沿いの識別された各金属−燃料ゾーンごとに発生され
る。好適には、このような情報の記憶は、再充電動作中の金属−燃料データベー
ス管理サブシステム２８０内のデータ取得および処理サブシステムによって実行
されるデータ書き込み動作によって実現される。 図４Ｂ９’に示した第２のデータ記録方法では、磁気データトラック８４’に
磁気的に記録されたデジタル「カード識別」コード８３は磁気条片読み取り技術
分野で公知である磁気検知技術を用いて実現された光学式データ読み取り器３８
’によって読み取ることができる。例示的な実施形態では、これらの一意的なゾ
ーン識別コードを表すデジタルデータは図４Ｂ１６に示すように情報記憶構造内
に記録されるように発生され、これはデータ取得および処理サブシステム２８２
のデータ読み取り器３８’によってカードに沿って識別される各金属−燃料ゾー
ンごとに作成される。好適には、このような情報の記憶は再充電動作中にデータ
取得および処理サブシステム２８０内のデータ取得および処理サブシステムによ
り実行されるデータ書き込み動作によって実行される。 図４Ｂ９”に示した第３のデータ記録方法では、光学的に不透明なデータトラ
ック８７内に一連の光透過開口８６の列として記録されたデジタル「ゾーン識別
」コード８３は公知の光学式検出技術を用いて実現された光学式検出ヘッド３８
”によって読み取ることができる。この例示的な実施形態では、図４Ｂ１６に示
すように、データ読み取り器３８”によってカードに沿って識別される各金属−
燃料ゾーン毎に作成される情報記憶構造内に記録されるようにこれらの一意的な
ゾーン識別コードを表すデジタルデータが作成される。好適には、このような情
報記憶は再充電動作中に金属−燃料データベース管理サブシステム２８２内のデ
ータ取得および処理サブシステムによって実行されるデータ書き込み動作により
実現される。 代替の第４のデータ記憶方法では、一意的なデジタル「ゾーン識別」コード、
および各々の識別された金属−燃料ゾーンの放電パラメータの双方が本発明の金
属−燃料カードの縁部に沿って固着され、延在する条片として実現された、磁気
的、光学式、または開口式のデータトラックに記録される。図４Ｂ１６に概略的
に示した金属−燃料の特定のゾーンまたはサブセクションに関連する情報ブロッ
クは、このような記録された情報へのアクセスを容易にするために関連する金属
−燃料ゾーンと物理的に隣接したデータトラックに記録することができる。典型
的には、情報ブロックには金属−燃料ゾーン識別番号と、金属−燃料ゾーンが再
充電ヘッドアセンブリ１１を通って移送される際にデータ取得および処理サブシ
ステム２８２によって検出される再充電パラメータの集合とが含まれている。 前述の第１と第２のデータ記録方法には前述の第３の方法と比較して幾つかの
利点がある。特に、第１と第２の方法を採用した場合、金属−燃料カードに沿っ
て設けられたデータトラックの情報容量を極めて小さくすることができる。その
理由は、検知されたカード再充電パラメータが金属−燃料データベース管理サブ
システム２８０に記録される、一意的な識別子（すなわちアドレス番号またはゾ
ーン識別番号）を有する各々の金属−燃料ゾーンをタグ（標識）するために極め
て少ない情報しか必要ないからである。更に、第１と第２の方法に基づくデータ
トラックの形成コスト、およびこのようなデータトラックに沿って記録されるゾ
ーン識別情報を読み取るための装置は極めて安価である。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の入力／出力制御サブシステム 用途によっては、単独で動作するサブシステムによっては得られない機能を備
えた複合システムを形成するために２つまたはそれ以上のＦＣＢシステム、また
はそれらの金属−燃料カード再充電サブシステムを結合することが望ましいか、
または必要である場合がある。このような用途のために、本発明の金属−燃料カ
ード再充電サブシステム７は外部システム（例えばマイクロコンピュータまたは
マイクロコントローラ）が、そのシステムコントローラがこのような制御機能を
実行するかのように金属−燃料カード再充電サブシステムの態様をオーバーライ
ドし、制御できる入力／出力制御サブシステム４１’を含んでいる。この実施形
態では、入力／出力制御サブシステム４１’は外部および／または遠隔コンピュ
ータシステムに金属−燃料カード再充電サブシステムのシステムコントローラと
直接インターフェースし、かつシステムとサブシステムの様々な態様を直截的に
管理する方法と手段が得られる。 金属−燃料カード再充電サブシステム内の再充電電力調整サブシステム 図４Ｂ３および図４Ｂ４に示すように、再充電電力調整サブシステム９２の出
力ポートは陰極−陽極入力端子構成サブシステム９１の入力ポートと動作可能に
接続されており、一方、再充電電力調整サブシステム９２の入力ポートは入力電
力供給サブシステムの出力ポート動作可能に接続されている。再充電電力調整サ
ブシステム９２の主要機能は再充電動作モード中に金属−燃料カードに供給され
る電力を調整することであるが、再充電電力調整サブシステム９２は更に、金属
−燃料トラックの陰極−陽極構造に印加される電圧、並びに再充電動作中に陰極
−電解液の界面を流れる電力をも調整することができる。このような制御機能は
システムコントローラ１８’によって管理され、かつ動的に装填可能であるとい
う要求を満たしつつ、多重トラック、および単一トラックの金属−燃料カードの
最適な再充電を達成するために様々な態様でプログラム可能に選択することがで
きる。 第１の例示的な実施形態の再充電電力調整サブシステムは電力、電圧、および
電流制御の分野では公知であるソリッドステートの電力、電圧および電流制御回
路を使用して実現することができる。このような回路は特定の再充電電力制御方
法を実行するシステムコントローラによって発生される制御信号に応答して再充
電ヘッド１１を導通する電流を制御するために、単数または複数の電流制御ソー
スを再充電ヘッド１１の陰極および陽極構造と直列に接続可能であるトランジス
タ制御技術を利用した電気的にプログラム可能な電力スイッチ回路を含むことが
できる。このような電気的にプログラム可能な電力スイッチ回路は更に、システ
ムコントローラによって発生される制御信号に応答して陰極および陽極構造での
電圧を制御するために、陰極および陽極構造と電気的に並列に接続することがで
きる、トランジスタ制御技術を利用した電気的にプログラム可能な電力スイッチ
回路を含むことができる。このような回路は結合され、かつ、ＦＣＢシステムの
再充電ヘッド１１の陰極−陽極構造への定電力（および／または電圧および／ま
たは電流）を供給するために、システムコントローラ１８’によって制御される
ことができる。 本発明の例示的な実施形態では、再充電電力調整サブシステム１８１の主要な
機能は、下記の再充電電力制御方法のいずれか１つを利用してシステムの再充電
ヘッドの陰極／陽極構造に対してリアルタイムの電力調整を実行することである
。すなわち、（１）陰極−陽極構造にかかる入力電圧が一定に保たれ、一方、そ
こを通る電流は再充電カード上の酸化金属組成物によって生ずる負荷状態に応じ
て変化することができる、定入力電圧／可変入力電流方式；（２）各陰極−陽極
構造への電流が一定に保たれ、一方、そこにかかる出力電圧は負荷状態に応じて
変化することができる、定入力電流／可変入力電圧方式；（３）再充電中の各陰
極−陽極構造への電流と電圧の双方が負荷状態に応じて一定に保たれる定入力電
圧／定入力電流方式；（４）各陰極−陽極構造に印加される入力電力が負荷状態
に応じて一定に保たれる定入力電力方式；（５）各陰極−陽極構造に印加される
入力電力が予め設定された、または動的な状態に応じて保持される各電力パルス
の衝撃係数でパルス化されるパルス式入力電力方式；（６）各陰極−陽極構造に
印加される入力電流が再充電中に一定に保たれ、一方、陰極−陽極構造への電流
は特定の衝撃係数でパルス化される定入力電圧／パルス式入力電流方式；および
（７）再充電中に各陰極／陽極構造に入力電流が供給され、一方、そこへの電流
は一定に保たれるパルス式入力電圧／定入力電流方式、である。 本発明の好適な実施形態では、７つの再充電電力調整方式のそれぞれがシステ
ムコントローラ１８’に連結されたＲＯＭ内に事前プログラムされる。このよう
な電力調整方法は、例えばシステムハジングのスイッチまたはボタンを手動で起
動すること、金属−燃料カセット装置と金属−燃料カード再充電サブシステム７
との間の界面で確立されたか、または検出された物理的、電気的、磁気的、およ
び／または光学的な状態を自動的に検出すること、を含む様々な異なる方法で選
択することができる。 金属−燃料カード再充電サブシステム内のシステムコントローラ 上述した詳細な説明に示すように、システムコントローラ１８’は、その再充
電モードにおけるＦＣＢシステムの多様な機能を実行するために多数の動作を行
う。図３のＦＣＢシステムの好ましい実施形態において、金属−燃料カード再充
電サブシステム７においてシステムコントローラ１８’を実現するために使用可
能な技術は、システムコントローラ１８’にシステムコントローラ１８が有しな
いプログラムされた機能がいくつかあり、またその逆もあることを除けば、金属
−燃料カード放電サブシステム６においてシステムコントローラ１８を実現する
ために使用される略同一のサブシステムである。システムコントローラ１８およ
び１８’を実現するために共通の計算プラットフォームが使用可能であるが、放
電および再充電サブシステムにおけるシステムコントローラは、それぞれが、そ
のＦＣＢシステムにおいて実行される多様な組の機能を実行するために１つまた
は複数のプログラムされたマイクロプロセッサを使用する、別個のサブシステム
として実現可能であることが理解される。いずれの場合においても、これらのサ
ブシステムの１つである入出力制御サブシステムは、そのＦＣＢシステムにおい
て実行される機能の外部または遠隔管理を可能とするために１つまたは複数の外
部サブシステム（例えば、管理サブシステム）がインタフェースされ得る主要な
入出力制御サブシステムとなるように設計可能である。 金属−燃料再充電サブシステム内の再充電金属−燃料カード 図４Ｂ５は、図４Ｂ３〜図４Ｂ４に示す金属−燃料カード再充電サブシステム
７を使用して金属−燃料カードを再充電する基本工程を記載したハイレベルフロ
ーチャートである。 ブロックＡに示すように、ユーザは、金属−燃料カード再充電サブシステム７
内で再充電することができるようにカード経路長伸長機構１０を金属−燃料カー
ドと隣接させるように、酸化金属−燃料カードの供給を本システムハウジングの
カートリッジ受け口に配置する（すなわち、挿入する）。 ブロックＢに示すように、金属−燃料カード再充電サブシステム７における経
路長伸長機構１０は、図４Ｂ３および図４Ｂ４に示すようにその伸長された経路
長領域に亘って金属−燃料カード５の経路長を伸ばす。 ブロックＣに示すように、再充電ヘッド移送サブシステム２４’は、金属−燃
料カード再充電サブシステム７の伸長された経路長に亘って金属−燃料カードの
周りに再充電ヘッド１１を配置することで、再充電ヘッドの各陰極構造と隣接す
る金属−燃料カードの間にイオン導電性媒体が設置される。 ブロックＤに示すように、再充電ヘッド移送サブシステム２４’は、次に、各
再充電ヘッドを、その陰極構造が経路長伸長の金属−燃料カードの一部とイオン
接触し、かつその陽極接触構造がこれと電気接触するように構成した。 陰極陽極入力端子構成サブシステム９１は、自動的に各再充電ヘッドの入力端
子を経路長伸長の金属−燃料カードの周りに配置するよう構成し、次に、システ
ムコントローラ１８’は、電力が所要の再充電電圧および電流で経路長伸長の金
属−燃料カードに供給されるように金属−燃料カード再充電サブシステム７を制
御し、該カードの金属酸化物組成は一次金属に転化される。金属−燃料カードの
全部または相当部分が再充電されると、カートリッジ装填／非装填サブシステム
２は、金属−燃料カードカートリッジを自動的に取り出してカートリッジ内蔵の
再充電金属−燃料カードと取り替えるようプログラムされることが可能となる。 本発明の金属−燃料ＦＣＢシステムの第１の例示的な実施形態における金属−
燃料可用性および金属酸化物存在の管理 第１の例示的な実施形態のＦＣＢシステムにおいて、放電動作中に金属−燃料
カード放電サブシステム６における金属−燃料の可用性、そして再充電動作中に
金属−燃料カード再充電サブシステム７における金属酸化物存在を自動的に管理
する手段が設けられる。かかるシステム性能を以下でさらに詳細に説明する。 図４Ｂ１７に示すように、放電パラメータ（例えば、ｉａｃｄ、ｖａｃｄ、…
、ｐＯ２ｄ、Ｈ２Ｏｄ、Ｔａｃｄ、ｖａｃｒ／ｉａｃｒ）を表すデータ信号は、
金属−燃料カード放電サブシステム６におけるデータ取得および処理サブシステ
ム２７７に対する入力として自動的に提供される。サンプリングおよび捕捉の後
、これらのデータ信号は処理され、対応のデータ要素に変換され、次いで、例え
ば図４Ａ１６に示すように情報構造２８５に書き込まれる。各情報構造２８５は
、ある特定の金属−燃料カード供給（例えば、リール対リール、カセット等）と
結合され、「タイムスタンプ」が押された一意的な金属−燃料ゾーン識別子８０
（８３，８６）と関連づけられた（すなわち、リンクされた）、１組のデータ要
素を備える。該一意的な金属−燃料ゾーン識別子は、図４Ａ６に示すデータ読み
取りヘッド３８（３８’、３８”）により定義される。次に、タイムススタンプ
が押された各情報構造は、今後の再充電および／または放電動作中に保守、以降
の処理および／またはアクセスのために、金属−燃料データベース管理サブシス
テム２７５に記録される。 上述したように、様々な種類の情報は、放電モード中にデータ取得および処理
サブシステム２７７によりサンプリングされ、収集される。このような情報の種
類には、例えば、（１）特定の放電ヘッドにおける特定の陰極−陽極構造に亘っ
て放電される電流（ｉａｃｄ）の量、（２）かかる各陰極−陽極構造に亘って発
生される電圧（ｖａｃｄ）、（３）放電ヘッドアセンブリを通して移送される金
属−燃料ゾーンの速度（ｖｄ）、（４）各放電ヘッドにおける各サブチャンバ内
の酸素濃度（ｐＯ２ｄ）レベル、（５）各放電ヘッドにおける各陰極−電解液界
面近傍の湿気レベル｛Ｈ２Ｏ｝ｄ、（６）各放電ヘッドの各チャネルにおける温
度（Ｔａｃｄ）がある。このような収集された情報から、データ取得および処理
サブシステム２７７は、（ｉ）ある特定の放電ヘッドにおけるある特定の陰極−
陽極構造に亘って電流が放電された継続時間（Δｔ）をすぐに計算することがで
きる。 金属−燃料データベース管理サブシステム２７５においてリアルタイムで発生
かつ記憶される情報構造は、放電動作中に種々の方法で使用が可能である。例え
ば、上述した電流（ｉａｖｇ）および時間の情報（ΔＴ）は、通常「アンペア」
と「時間」でそれぞれ測定される。これらの測定値の積（ＡＨ）は、金属−燃料
カードに沿って金属−空気燃料電池構造から放電される電荷（−Ｑ）の近似値を
もたらす。したがって、計算された「ＡＨ」積は、放電動作中にある特定の瞬間
における、金属−燃料の識別された（すなわち、ラベル付けされた）ゾーンに形
成されていると予想できる金属酸化物の近似値をもたらす。 各金属−燃料ゾーンの瞬間的速度（ｖｔ）に関する情報がＡＨ積と組み合わせ
て使用される場合、ある特定の放電ヘッドにおける陰極−陽極構造に亘る放電の
さらに正確な測定値を計算することが可能となる。このさらに正確に計算された
放電量から、データ取得および処理サブシステム２７７は、各金属−燃料ゾーン
が、ある特定のカード速度および検出された再充電パラメータにより決定される
所与の組の放電状態において放電ヘッドを通して移送されるため、発生される金
属酸化物の量の非常に正確な推定値を計算することができる。 金属酸化および還元プロセスについての履歴情報とともに使用される場合、ど
の程度の金属−燃料（例えば、亜鉛）を亜鉛燃料カードから放電（すなわち、発
電）に利用可能とすべきであるか、あるいは、亜鉛燃料カードに沿って還元する
際にどの程度の金属酸化物が存在するかを説明（ａｃｃｏｕｎｔ）または決定す
るために金属−燃料データベース管理サブシステム２７５を使用することが可能
である。したがって、このような情報は、例えば、ある特定の金属−燃料ゾーン
に沿って利用可能な金属−燃料の量の判定を含む金属−燃料管理機能を実行する
際に非常に有益となり得る。 この例示的な実施形態において、金属−燃料可用性は、後述される金属−燃料
可用性を管理する２つの異なる方法の一方を使用して、金属−燃料カード放電サ
ブシステム６において管理される。 放電動作中の金属−燃料可用性管理の好ましい方法 本発明の原理によると、データ読み取りヘッド１５０（１５０’、１５０”）
は、金属−燃料カードが放電アセンブリ内に装填される際に、各金属−燃料カー
ドを自動的に識別して、それを示すカード識別データを生成する。このカード識
別データは金属−燃料カード放電サブシステム１１５内のデータ取得および処理
サブシステムに供給される。装填された金属−燃料カードにおけるカード識別デ
ータを受信すると、データ取得および処理サブシステムは金属−燃料データベー
ス管理サブシステム２９３内への格納のために、カードについての情報構造（す
なわちデータファイル）を自動的に作成する。情報構造の機能は、図４Ａ１５に
示すように、検知した放電パラメータについての現在（最新）の情報、金属−燃
料可用性状態、金属酸化存在状態等を記録することである。情報格納構造が金属
−燃料データベース管理サブシステム内のこの特定の金属−燃料カードについて
予め作成されている場合、この情報ファイルは更新のためにデータベースサブシ
ステム２９３からアクセスされる。図４Ａ１５に示すように、各識別された金属
−燃料カードについて、情報構造２８５が、サンプリングされた時刻ｔｉそれぞ
れにおいて各金属−燃料トラック（ＭＦＴｊ）毎に維持される。 情報構造が特定の金属−燃料カードについて作成される（または見出される）
と、それについての各金属−燃料トラックの初期状態または条件が判定され、金
属−燃料データベース管理サブシステム２９３内に維持される情報構造内に入力
されなければならない。典型的に、放電ヘッドアセンブリ内に装填された金属−
燃料カードは、部分的にまたは完全に充電されているため、そのトラックに沿っ
て特定量の金属−燃料を含んでいる。正確な金属−燃料管理のために、装填され
たカードにおけるこれらの初期金属−燃料量を判定し、そしてそれを示す情報を
放電および再充電サブシステム１１５および１１７それぞれの金属−燃料データ
ベース管理サブシステムに格納しなければならない。一般的に、情報の初期状態
は多数の異なる方法で取得することができ、例えばこれらの方法には、異なるＦ
ＣＢシステムでの放電動作の完了前に、金属−燃料カードにおけるかかる初期化
情報を符号化することによるもの；同じＦＣＢシステムで実行された最も最近の
放電動作中にかかる初期化情報を金属−燃料データベース管理サブシステム２９
３内に予め記録することによるもの；金属−燃料データベース管理サブシステム
２９３（工場において）内に、特定タイプの金属−燃料カードの各トラックに存
在する金属−燃料の実際（既知）の量を記録し、かつデータ読み取りヘッド１５
０（１５０’、１５０”）を使用して、金属−燃料カード上のコードを読み取る
際に特定の情報構造内のかかる情報を自動的に初期化することによるもの；上述
した金属酸化検知アセンブリとともに陰極電解液出力端子構成サブシステム１３
２を使用して、各金属−燃料トラック上の金属酸化の初期量を実際に測定するこ
とによるもの；または他の任意の適切な技術によるものが含まれる。 装填された燃料カードに放電動作を行う前に、上述した実際の測定技術は、当
分野で周知の金属酸化検知駆動回路を放電サブシステム１１５内の陰極電解液出
力端子構成サブシステム１３２およびデータ取得および処理サブシステム２９５
で構成することにより、実行することができる。この構成を使用すると、金属酸
化検知ヘッドは放電ヘッドアセンブリ内に装填された各識別された金属−燃料カ
ード上の各金属−燃料トラックの「初期」状態についての情報を自動的に得るこ
とができる。このような情報には、金属酸化の初期量および「ｔ０」で示す装填
時に各トラックに存在する金属−燃料が含まれる。 図３のＦＣＢシステムに関して説明したのと同様の方法で、このような金属−
燃料／金属酸化測定は、金属−燃料の特定トラックにわたって試験電圧を自動的
に印加して、該印加した試験電圧に応答して金属−燃料トラックのセクションに
わたって流れる電流を検出することによって、装填されたカードの各金属−燃料
トラックについて実行される。特定のサンプリング期間で印加された電圧（Ｖａ
ｐｐｌｉｅｄ）および応答電流（ｉｒｅｓｐｏｎｓｅ）を示すデータ信号は、デ
ータ取得および処理サブシステム２９５によって自動的に検出、処理されて、適
切な数的尺度で応答電流に対する印加された試験電圧の比率を示すデータ要素を
生成する。このデータ要素は、金属−燃料データ管理サブシステム２９３に維持
される識別された金属−燃料カードにリンクされた情報構造（すなわちファイル
）内に自動的に記録されたＶａｐｐｌｉｅｄ／ｉｒｅｓｐｏｎｓｅに比例する。
このデータ要素（ｖ／ｉ）が測定されている金属−燃料トラックにわたる電気抵
抗の直接測定を提供するため、識別された金属−燃料トラック上に存在する金属
酸化の測定量に正確に相関付けることができる。 データ取得および処理サブシステム２９５は次に、測定された初期金属酸化量
（初期時刻ｔ０において入手可能）を定量化して、情報構造（図４Ａ１５に示す
）内に記録するためにそれをＭＯＡ０と表す。次に、完全に（再）充電されたと
きに各トラック上で利用可能な最大金属−燃料についての優先情報を使用して、
データ取得および処理サブシステム２９５は、時間「ｔ０」において各トラック
上の利用可能な金属−燃料の正確な測定値を計算し、各燃料トラック毎に各測定
値をＭＦＡ０と表し、識別された燃料カードについてのこれらの初期金属−燃料
測定値｛ＭＦＡ０｝を、金属−燃料カード放電および再充電サブシステム両方の
金属−燃料データベース管理サブシステム２９３および２９７内に記録する。こ
の初期化手順は実行が単純であるが、用途によっては、既知の処理課程、例えば
、他のすべての（再）充電パラメータを一定に維持しながら（１）装填された燃
料カードをしばらくの間ＦＣＢシステムの電力出力端子で電気短絡状態にし、（
２）その応答特性を自動的に検出し、（３）短絡電流の関数として表に格納され
た既知の酸化初期状態内にかかる検出された応答特性を相関付けること（以下「
短絡回路抵抗試験」と呼ぶ）、を行った金属−燃料カードを前提とした理論に基
づいた計算を使用して、これらの初期金属測定値を実験的に判定することがより
望ましい場合もあることが理解される。 初期化手順が完了した後に、金属−燃料カード放電サブシステム１１５は、後
述する線に沿ってその金属−燃料管理機能を実行する準備が完了した状態となる
。例示的な実施形態において、この方法は、放電動作中に循環して実行される２
つの基本工程を含む。 該手順の第１の工程は、初期金属−燃料量ＭＦＡ０から、時間間隔ｔ０〜ｔ１
の間に行われた放電動作中に生成された金属酸化量に相当する計算された金属酸
化推定ＭＯＥ０−１を差し引くことを含む。放電動作中、金属酸化推定ＭＯＥ０
−１が、次の収集された放電パラメータ、すなわち電気放電電流ｉａｃｄ、およ
び継続期間ΔＴｄを使用して計算される。 該手順の第２の工程は、計算された測定値（ＭＦＡ０−ＭＯＥ０−１）に、時
間間隔ｔ０〜ｔ１の間に行われたかもしれない任意の再充電動作中に生成された
金属−燃料量に相当する金属−燃料推定ＭＦＥ０−１を付加することを含む。な
お、金属−燃料推定ＭＦＥ０−１は、放電動作中の電気再充電電流ｉａｃｒおよ
びその継続期間ΔＴｄを用いて計算される。なお、この金属−燃料推定ＭＦＥ０
−１は予め計算されて、直前の再充電動作（このような一動作が実行されている
場合）中に金属−燃料カード再充電サブシステム１１５内の金属−燃料データベ
ース管理サブシステム２９３内に記録されている。このため、例示的な実施形態
において、現在の放電動作中に、この予め記録された情報要素を再充電サブシス
テム１１７内のデータベースサブシステム２９７から読み出す必要がある。 次に、上記で説明した（ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）手順の計算結果（すなわち、
ＭＦＡ０−ＭＯＥ０−１＋ＭＦＥ０−１）は、次の金属−燃料可用性更新手順で
使用される次の現在の金属−燃料量（ＭＦＡ１）として、金属−燃料カード放電
サブシステム１１５内の金属−燃料データベース管理サブシステム２９３内に掲
示される。放電動作中、上述した更新手順は、放電されている各金属−燃料トラ
ックについて、ｔｉ−ｔｉ＋ｌ秒毎に実行される。 各金属−燃料トラックに維持されるこのような情報は、様々な方法、例えば金
属−燃料の可用性をＦＣＢシステムに接続された電気負荷の電力要件に見合うよ
う管理し、ならびに放電動作中に放電パラメータを最適に設定するように、使用
することができる。この金属−燃料管理技術に関する詳細は、以下に詳述する。 放電動作モード中の金属−燃料可用性管理の用途 放電動作中、ｉ番目の放電ヘッドにおいて決定された、任意の特定の燃料トラ
ックに沿って、任意の特定の金属−燃料ゾーンに亘って存在する計算された金属
−燃料の推定（すなわち、ＭＦＥｔ１−ｔ２）は、ｊ番目の放電ヘッドから下流
の（ｊ＋１）番目、（ｊ＋２）番目または（ｊ＋ｎ）番目の放電ヘッドにおける
金属−燃料の可用性をリアルタイムで計算するために使用される。このような計
算された推定を用いて、金属−燃料カード放電サブシステム６におけるシステム
コントローラ１８は、金属−燃料カードの供給に沿ってどの金属−燃料ゾーンが
、放電動作中に金属−燃料カード放電サブシステム６に課される瞬間的電気負荷
条件を満たすのに十分な量の金属−燃料（例えば、亜鉛）を含有しているかをリ
アルタイムで決定（すなわち、予測）し、金属−燃料が存在することがわかって
いるゾーンに金属−燃料カードを選択的に進ませる。任意の特定のカード部分に
沿って燃料を消費したギャップが存在する場合には、カード移送制御サブシステ
ムは、このようなカード部分を直ちに「飛び越え」て、金属−燃料が存在する場
所に移動することができる。このようなカード進行（または、スキップ）動作は
、システムコントローラ１８が、金属−燃料カードの瞬間的速度を一時的に上げ
ることにより実行可能であり、これにより、特定トラックに沿ったカード支持金
属−燃料の中身（例えば、沈殿物）は、電気負荷１２が必要とする電力を発電す
るためにすぐに利用可能となる。カードの消費部分が放電ヘッドアセンブリ９を
通して移送されるように短時間で、記憶容量等を備えた放電電力調整サブシステ
ム４０は、電気負荷条件により必要とされる出力電力を調整することができる。 このような金属−燃料管理機能に起因した別の利点は、金属−燃料カード放電
サブシステム６におけるシステムコントローラ１８が、直前の放電および再充電
動作中に金属−燃料データベース管理サブシステム２７５において収集および記
録された情報を用いて、放電中に放電パラメータを制御することができることで
ある。 先の動作モード中に記録された情報を用いて、放電モード中に放電パラメータ
を制御する手段 第２の例示的な実施形態のＦＣＢシステムにおいて、金属−燃料カード放電サ
ブシステム６におけるシステムコントローラ１８は、先の再充電および放電動作
中に収集され、また図３のＦＣＢシステムの金属−燃料データベース管理サブシ
ステムにおいて記録された情報を用いて、放電パラメータを自動制御することが
可能である。 図４Ｂ１６に示すように、放電および再充電サブシステム１１５および１１７
の中ならびにその間に設けられたサブシステムアーキテクチャおよびバス２７６
、２７９および２８１により、金属−燃料カード放電サブシステム６におけるシ
ステムコントローラ１８は、金属−燃料カード再充電サブシステム７における金
属−燃料データベース管理サブシステム２８０において記録された情報にアクセ
スし、これを使用することが可能である。同様に、放電および再充電サブシステ
ム６および７の中ならびにその間に設けられたサブシステムアーキテクチャおよ
びバスにより、金属−燃料カード再充電サブシステム７におけるシステムコント
ローラ１８’は、金属−燃料カード放電サブシステム６における金属−燃料デー
タベース管理サブシステム２７５において記録された情報にアクセスし、これを
使用することが可能である。かかる情報ファイルおよびサブファイル共有機能の
利点は、以下で説明していく。 放電動作中、システムコントローラ１８は、放電および再充電サブシステム６
および７の金属−燃料データベース管理サブシステムに記憶された様々な種類の
情報にアクセスが可能である。１つの重要な情報要素としては、ある特定の瞬間
（すなわち、ＭＦＥｔ）におけるある特定の燃料トラックに沿って金属−燃料ゾ
ーンごとに現行で使用可能な金属−燃料量に関するものがある。この情報を用い
て、システムコントローラ１８は、現行の電力要求を満たすのに十分な金属−燃
料がある特定のカード部分に沿って存在するかを決定することができる。金属−
燃料カードの供給に沿った燃料トラックの１つまたは複数、または全部に沿った
ゾーンは、先の放電動作の結果として実質的に消費され、最後の放電動作以来再
充電されていない。システムコントローラ１８は、放電ヘッドに亘って移送され
るカード部分に先立ってこのような金属−燃料状態を予想できる。カードの「上
流」部分の金属−燃料状態によっては、システムコントローラ１８は、以下のよ
うに応答してもよい。すなわち、（ｉ）放電ヘッドを通して移送される識別され
たゾーンに燃料が僅かしか存在しない場合にカード速度を上げ、識別されたゾー
ンに燃料がかなり存在する場合にはカード速度を下げることで、電気負荷の要求
を満たし、（ｉｉ）負荷１２において高負荷状態が検出される場合に金属−燃料
「豊富」トラックの陰極−陽極構造を放電電力調整サブシステム４０に接続し、
負荷１２において低負荷状態が検出される場合には、金属−燃料「消費」トラッ
クの陰極−陽極構造をこのサブシステムから接続する、（ｉｉｉ）薄く形成され
た金属−燃料が識別された金属−燃料ゾーンに存在する場合に対応する陰極支持
構造内に注入される酸素量を増やし（すなわち、これに含有されるｐＯ２を増大
し）、肉厚に形成された金属−燃料が放電ヘッドを通して移送される識別された
金属−燃料ゾーンに存在する場合に対応する陰極支持構造内に注入される酸素量
を減らす、（ｉｖ）放電ヘッドの温度を、その検知された温度が所定のしきい値
を越える場合には制御する、等である。本発明の代替の実施形態において、シス
テムコントローラ１８は、識別された燃料ゾーンの特定トラックの検出された状
態に応じて様々な方法で動作してもよいことが理解される。 再充電モードの間 図３に示されている第２の例示的な実施例では、再充電の間に金属−燃料カー
ド再充電サブシステム１１７の中に存在する金属酸化物を自動的に管理する手段
が提供されている。このシステムの能力について、以下で詳細に述べる。 図４Ｂ１６に示すように、再充電パラメータ（例えば、ｉａｃｒ、Ｖａｃｒ・
・・、ｐＯ２ｒ、Ｈ２Ｏｒ、Ｔｒ、Ｖａｃｒ／ｉａｃｒ）を示すデータ信号は、
金属−燃料カード再充電サブシステム７内のデータ取得および処理サブシステム
２７５への入力として自動的に提供される。サンプリングおよび取得後、これら
の信号を処理して、対応するデータ要素に変換してから、例えば図４Ｂ１６に示
すような情報構造２８６に書き込まれる。放電パラメータ収集の場合、再充電パ
ラメータについての各情報構造２８６は、１組のデータ要素を含み、該データ要
素は、「タイムスタンプ」されて、再充電する金属−燃料カード供給（例えばリ
ールからリール、カセット等）に関連した一意の金属−燃料ゾーン識別子８０（
８３、８６）に関連（すなわちリンク）する。一意の金属−燃料ゾーン識別子は
、図４Ｂ６に示すデータ読み取りヘッド６０（６０’、６０”）によって決定さ
れる。各タイムスタンプされた情報構造は次に、維持、後続処理、および／また
は将来の再充電および／または放電動作中のアクセスのために、図４Ｂ１７に示
す金属−燃料カード再充電サブシステム７の金属−燃料データベース管理サブシ
ステム２８０内に記録される。 上述したように、再充電モード中に、データ取得および処理サブシステム２８
２は各種タイプの情報をサンプリングし、収集する。このような情報タイプには
例えば、（１）各再充電ヘッド内のこのような陰極陽極構造それぞれにわたって
印加される再充電電圧、（２）各再充電ヘッド内の陰極陽極構造それぞれにわた
って供給される電流（ｉａｃ）の量、（３）再充電ヘッドアセンブリを通して移
送されている金属−燃料カードの速度、（４）各再充電ヘッド内の各サブチャン
バにおける酸素濃度（ｐＯ２）レベル、（５）各再充電ヘッド内の各陰極電解液
界面付近の湿度レベル（Ｈ２Ｏ）、（６）各再充電ヘッドの各チャネル内の温度
（Ｔａｃ）が含まれる。このような収集された情報から、データ取得および処理
サブシステム２８２はシステムの各種パラメータを容易に計算できる。この各種
パラメータには例えば、電流が特定の再充電ヘッド内の特定の陰極陽極構造に供
給された期間（Δｔ）が含まれる。 金属−燃料カード再充電サブシステム７の金属−燃料データベース管理サブシ
ステム２８０内にリアルタイムで発生かつ格納された情報構造は、再充電動作中
に様々な方法で使用可能である。 例えば、再充電モード中に取得した上記電流（ｉａｖｇ）および期間（Δｔ）
情報は従来的に、アンペアおよび時間でそれぞれ測定される。これらの測定の積
（ＡＨ）は、再充電動作中に、金属−燃料カードに沿った金属−空気燃料電池バ
ッテリ構造に供給される電荷（−Ｑ）の概略的な測定を提供する。このように、
計算されたの積「ＡＨ」により、再充電動作中に、特定の時点で、金属−燃料の
識別された（すなわちラベル付けされた）ゾーンで発生されたと考えられる金属
−燃料の概略的な量が与えられる。 金属酸化および還元プロセスについての履歴情報を併用すると、金属−燃料カ
ード放電および再充電サブシステム６および７はそれぞれ内の金属−燃料データ
ベース管理サブシステムを使用して、亜鉛燃料カードに沿って再充電（すなわち
酸化亜鉛から亜鉛への再転化）用にどれくらいの酸化金属（例えば酸化亜鉛）が
存在するかを把握または決定できる。このような情報は、例えば再充電動作中に
各金属−燃料ゾーンにそって存在する酸化金属量の決定を含む金属−燃料管理機
能の実行において非常に有用でありうる。 例示的な実施形態において、酸化金属存在プロセスは、後述する様々な方法の
１つまたは２つを使用して、金属−燃料カード再充電サブシステム７内で管理さ
れうる。 再充電動作中の金属酸化存在管理の好ましい方法 本発明の原理によると、データ読み取りヘッド１８０（１８０’、１８０”）
は、金属−燃料カードが再充電アセンブリ１７５内に装填される際に、各金属−
燃料カードを自動的に識別して、それを示すカード識別データを生成する。この
カード識別データは金属−燃料カード放電サブシステム１１７内のデータ取得お
よび処理サブシステム２９９に供給される。装填された金属−燃料カードにおけ
るカード識別データを受信すると、データ取得および処理サブシステム２９９は
金属−燃料データベース管理サブシステム２９７内への格納のために、カードに
ついての情報構造（すなわちデータファイル）を自動的に作成する。情報構造の
機能は、図４Ｂ１５に示すように、検知した放電パラメータについての現在（最
新）の情報、金属−燃料可用性状態、金属酸化存在状態等を記録することである
。情報格納構造が金属−燃料データベース管理サブシステム内のこの特定の金属
−燃料カードについて予め作成されている場合、この情報ファイルは更新のため
にデータベース管理サブシステム２９７からアクセスされる。図４Ｂ１５に示す
ように、各識別された金属−燃料カードについて、情報構造３０２が、サンプリ
ングされた時刻ｔｉそれぞれにおいて各金属−燃料トラック（ＭＦＴｊ）毎に維
持される。 情報構造が特定の金属−燃料カードについて作成される（または見出される）
と、それについての各金属−燃料トラックの初期状態または条件が判定され、金
属−燃料データベース管理サブシステム２９７内に維持される情報構造内に入力
されなければならない。典型的に、再充電ヘッドアセンブリ１７５内に装填され
た金属−燃料カードは、その一次金属への転化のために、部分的にまたは完全に
再充電されているため、そのトラックに沿って特定量の金属酸化を含んでいる。
正確な金属−燃料管理のために、装填されたカードにおけるこれらの初期金属酸
化量、そして放電および再充電サブシステム１１５および１１７それぞれの金属
−燃料データベース管理サブシステム２９３および２９７に格納された典型的な
情報を判定しなければならない。一般的に、情報の初期状態は多数の異なる方法
で取得することができ、例えばこれらの方法には、異なるＦＣＢシステムでの放
電動作の完了前に、金属−燃料カードにおけるかかる初期化情報を符号化するこ
とによるもの；同じＦＣＢシステムで実行された最も最近の放電動作中にかかる
初期化情報を金属−燃料データベース管理サブシステム２９７内に予め記録する
ことによるもの；金属−燃料データベース管理サブシステム２９７（工場におい
て）内に、特定タイプの金属−燃料カードの各トラック上に通常予期される金属
酸化の量を記録し、かつデータ読み取りヘッド１８０（１８０’、１８０”）を
使用して、金属−燃料カード上のコードを読み取る際に特定の情報構造内のかか
る情報を自動的に初期化することによるもの；上述した金属酸化検知アセンブリ
とともに陰極電解液入力端子構成サブシステム１７８を使用して、各金属−燃料
トラック上の金属酸化の初期量を実際に測定することによるもの；または他の任
意の適切な技術によるものが含まれる。 装填された燃料カードに再充電動作を行う前に、上述した「実際」の測定技術
は、上述した金属酸化検知（Ｖａｐｌｉｅｄ／ｉｒｅｓｐｏｎｓｅ）駆動回路を
再充電サブシステム１１７内の陰極電解液入力端子構成サブシステム１７８およ
びデータ取得および処理サブシステム２９９で構成することにより、実行するこ
とができる。この構成を使用すると、金属酸化検知ヘッドは再充電ヘッドアセン
ブリ内に装填された各識別された金属−燃料カード上の各金属−燃料トラックの
「初期」状態についての情報を自動的に得ることができる。このような情報には
、金属酸化の初期量および「ｔ０」で示す装填時に各トラックに存在する金属−
燃料が含まれる。 図３のＦＣＢシステムに関して説明したのと同様の方法で、このような金属−
燃料／金属酸化測定は、金属−燃料の特定トラックにわたって試験電圧を自動的
に印加して、該印加した試験電圧に応答して金属−燃料トラックのセクションに
わたって流れる電流を検出することによって、装填されたカードの各金属−燃料
トラックについて実行される。特定のサンプリング期間で印加された電圧（Ｖａ
ｐｐｌｉｅｄ）および応答電流（ｉｒｅｓｐｏｎｓｅ）を示すデータ信号は、デ
ータ取得および処理サブシステム２９９によって自動的に検出、処理されて、適
切な数的尺度で応答電流に対する印加された試験電圧の比率（印加された／（ｉ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を示すデータ要素を生成する。このデータ要素は、金属−燃
料データ管理サブシステム２９７に維持されている金属燃料カードに接続してい
る情報構造に自動的に記録される。このデータ要素（ｖ／ｉ）が測定されている
金属−燃料トラックにわたる電気抵抗の直接測定を提供するため、識別された金
属−燃料トラック上に存在する金属酸化の測定された「初期」量に正確に相関付
けることができる。 データ取得および処理サブシステム２９９は次に、測定された初期金属酸化量
（初期時刻ｔ。において入手可能）を定量化して、金属−燃料カード放電および
再充電サブシステム１１５および１１７両方の金属−燃料データベース管理サブ
システム内に維持される情報構造に記録するためにそれをＭＯＡ０と表す。この
初期化手順の実行は単純であるが、用途によっては、既知の処理課程（例えば、
上述した短絡回路抵抗試験）を行った金属−燃料カードを前提とした理輪に基づ
いた計算を使用して、これらの初期金属測定値を実験的に判定することがより望
ましい場合もあることが理解される。 初期化手順が完了した後に、金属−燃料カード再充電サブシステム１１７は、
後述する線に沿ってその金属−燃料管理機能を実行する準備が完了した状態とな
る。例示的な実施形態において、この方法は、再充電動作中に循環して実行され
る２つの基本工程を含む。 該手順の第１の工程は、初期金属酸化量ＭＯＡ０から、時間間隔ｔ０〜ｔ１の
間に行われた再充電動作中に生成された金属−燃料量に相当する計算された金属
−燃料推定ＭＦＥ０−１を差し引くことを含む。再充電動作中、金属−燃料推定
ＭＦＥ０−１が、次の収集された再充電パラメータ、すなわち電気再充電電流ｉ
ａｃｒ、およびその継続期間ΔＴＲを使用して計算される。 該手順の第２の工程は、計算された測定値（ＭＯＡ０−ＭＦＥ０−１）に、時
間間隔ｔ０〜ｔ１の間に行われたかもしれない任意の放電動作中に生成された金
属酸化量に相当する金属酸化推定ＭＯＥ０−１を付加することを含む。なお、金
属酸化推定ＭＯＥ０−１は、収集された次の放電パラメータ、すなわち放電動作
中の電気再充電電流ｉａｃｄおよび継続期間ΔＴ０−１を用いて計算される。な
お、この金属酸化推定ＭＯＥ０−１は予め計算されて、直前の放電動作（このよ
うな一動作がｔ０から実行されていた場合）中に金属−燃料カード再充電サブシ
ステム１１５内の金属−燃料データベース管理サブシステム内に記録されている
。このため、例示的な実施形態において、現在の放電動作中に、この予め記録さ
れた情報要素を放電サブシステム１１５内のデータベース管理サブシステム２９
３から読み出す必要がある。 次に、上記の手順の計算結果（すなわち、ＭＯＡ０−ＭＦＥ０−１＋ＭＯＥ０
−１）は、次の金属酸化存在更新手順で使用される次の「現在」の金属−燃料量
（ＭＯＡ１）として、金属−燃料カード再充電サブシステム１１７内の金属−燃
料データベース管理サブシステム２９７内に掲示される。再充電動作中、上述し
た更新手順は、放電されている各金属−燃料トラックについて、ｔｉ−ｔｉ＋１
毎に実行される。 各金属−燃料トラックに維持されるこのような情報は、様々な方法、例えば金
属燃料カードのトラックに沿った金属酸化形成の存在を管理し、ならびに再充電
動作中に再充電パラメータを最適に設定するように、使用することができる。こ
のような金属酸化存在技術に関する詳細は、以下に詳述する。 再充電動作モード中の金属酸化存在管理の使用 再充電動作中、ｉ番目の再充電ヘッドにおいて決定された、任意特定の燃料ト
ラックに沿った任意特定の金属−燃料ゾーン（すなわちＭＯＡｔ１−ｔ２）の計
算された量を使用して、ｊ番目の再充電ヘッドから下流にある（ｊ＋１）番目、
（ｊ＋２）番目、または（ｊ＋ｎ）番目の再充電ヘッドでの金属−燃料の存在を
リアルタイムで計算できる。このような計算された測定値を使用すると、金属−
燃料カード再充電サブシステム７内のシステムコントローラ１８’は、金属−燃
料カードの供給に沿ったどの金属−燃料ゾーンが再充電が必要な酸化金属（例え
ば酸化亜鉛）を含むか、またどれが再充電不要な金属−燃料を含むかをリアルタ
イムで決定（すなわち予期）できる。再充電が必要な金属−燃料ゾーンについて
、システムコントローラ１８’は、金属−燃料カードの瞬間速度を一時的に上げ
ることにより、特定トラックに沿った酸化金属コンテント（例えば付着物）を支
持するカードが、再充電ヘッドアセンブリ内の金属−燃料への転化に容易に利用
可能であるようにする。 このような酸化金属管理能力から導かれる別の利点は、金属−燃料カード再充
電サブシステム７内のシステムコントローラ１３０’が、直前の放電動作中に収
集されて、金属−燃料データベース管理サブシステム２９３及び２９７に記録さ
れた情報を使用して、再充電動作中に再充電パラメータを制御可能であることで
ある。 再充電動作中、収集された情報を使用して、任意の時刻に各金属−燃料ゾーン
に沿って存在する酸化金属の量の精密な測定値を計算することができる。金属−
燃料データベースサブシステム２８０内に維持される情報格納構造内に格納され
るこのような情報は、金属−燃料カード放電サブシステム７内のシステムコント
ローラ１８’によってアクセスおよび使用されて、各再充電ヘッド１１の陰極陽
極構造にわたって供給される電流量を制御することができる。理想的には、電流
の大きさは、酸化金属の推定量（このようなゾーンそれぞれに存在する）のその
一次金属（例えば亜鉛）への転化が、金属−燃料フィルムの構造的な一体性及び
多孔性とが破壊されないように、確実に完了するよう選択される。 前動作モード中に記録された情報を使用して、再充電モード中に再充電パラメ
ータを制御するための手段 第１の例示的な実施形態のＦＣＢシステムにおいて、金属−燃料カード再充電
サブシステム７内のシステムコントローラ１８’は、先の放電および再充電動作
中に収集されて、図３のＦＣＢシステムの金属−燃料データベース管理サブシス
テム内に記録された情報を使用して、再充電パラメータを自動的に制御すること
ができる。 再充電動作中、金属−燃料カード再充電サブシステム７内のシステムコントロ
ーラ１８’は、金属−燃料データベース管理サブシステム２７５に格納された各
種タイプの情報にアクセスできる。そこに格納される重要な情報要素の１つは、
特定時刻（すなわちＭＯＥｔ）において、特定の燃料トラックに沿った各金属−
燃料ゾーンに現在存在する酸化金属の量に関連する。この情報を使用して、シス
テムコントローラ１８’は、カードの特定セクションに沿って酸化金属付着物が
正確にどこに存在するかを決定できるため、金属−燃料カードをそこに進めて、
そこに沿って再充電動作を効率的かつ迅速に実行することができる。システムコ
ントローラ１８’は、再充電ヘッド上を移送されているカードの該セクションの
前に、そのような金属−燃料状態を予期できる。「カード上流」の金属−燃料状
態に応じて、例示的な実施形態のシステムコントローラ１８’は、以下のように
応答できる。（ｉ）酸化金属が識別されたゾーン上に薄く存在している場合には
カード速度を上げ、酸化金属がその上に厚く存在している場合にはカード速度を
下げ、（ｉｉ）酸化金属が「豊富」なトラックの陰極陽極構造を再充電電力調整
サブシステム９２に接続してより長い期間再充電し、かつ酸化金属の「ない」ト
ラックをこのサブシステムから接続してより短期間再充電し、（ｉｉｉ）識別さ
れた金属−燃料ゾーン上に厚く酸化金属が形成されている陰極陽極構造からの酸
素排気速度を上げ、再充電ヘッドを通って移送されている識別された金属−燃料
ゾーン上に薄く酸化金属が形成された陰極陽極構造からの酸素排気速度を下げ、
（ｉｖ）検知されたその温度が所定のしきい値を越える場合、再充電ヘッドの温
度を制御する、等である。本発明の代替実施形態において、システムコントロー
ラ２０３’は、識別された燃料ゾーン上の特定トラックの検出された状態に応答
して、異なるように動作してもよいことが理解されよう。本発明の空気−金属ＦＣＢシステムの第３の例示的な実施形態 図５乃至図５Ａには、本金属−空気ＦＣＢシステムの第３の例示的実施形態が
例示される。本実施形態において、ＦＣＢシステムには、金属燃料が、（再）充
電および放電金属燃料カードを別個の格納コンパートメントに格納するように内
積を区画されたカセットカートリッジ状の装置に内蔵された金属燃料カード（ま
たはシート）の形態で設けられている。この金属燃料供給設計により、多数の利
点、すなわち、（再）充電および放電金属燃料カードを格納するために必要とさ
れる物理的空間量が実質的に減少する、予め充電された金属燃料カードの新たな
供給が、予め充填されたトレイ状のカートリッジを本システムハウジングのトレ
イ受け口に単にスライドさせることによって本システムに素早く供給される、そ
して単一のカートリッジトレイをハウジングから取り外し、新たなものをそこに
挿入することによって、放電カードの古い供給を本システムから素早く取り出す
ことができるという利点がもたらされる。 図１０乃至図１０Ａに示すように、本ＦＣＢシステム５００は、多数のサブシ
ステム、すなわち、放電動作モード中に、再充電された金属燃料カード１８７か
ら発電する金属燃料カード放電（すなわち発電）サブシステム１８６と、酸化し
た金属燃料カード１８７の一部を再充電動作モード中に電気化学的に再充電（す
なわち還元）する金属燃料カード再充電サブシステム１９１と、１つ以上の充電
（再充電）された金属燃料カード１８７をカセットトレイ／カートリッジ５０２
内の再充電カード格納コンパートメント５０１Ａから放電サブシステム１８６の
放電ベイに自動的に装填する再充電カード装填サブシステム１８９’と、１つ以
上の放電された金属燃料カード１８７を放電サブシステム１８６の放電ベイから
、カード格納コンパートメント５０１Ａより上にあり、カートリッジハウジング
５０４の内部に配置されるプラットフォーム５０３により分割されてその内積を
略同等の小容積（ｓｕｂｖｏｌｕｍｅ）に分けた、放電金属燃料カード格納コン
パートメント５０１Ｂに自動的に取り出しする放電カード取り出しサブシステム
１９０’と、１つ以上の放電された金属燃料カードを放電金属燃料カード格納ビ
ン５０１Ｂから金属燃料カード再充電サブシステム１９１の再充電ベイに自動的
に装填する放電カード装填サブシステム１９２’と、再充電された金属燃料カー
ドを再充電サブシステムの再充電ベイから再充電金属燃料カード格納コンパート
メント５０１Ａに自動的に取り出しする再充電カード取り出しサブシステム１９
３’と、を備える。 このＦＣＢシステムにより消費される金属燃料は、図２のシステムにおいて使
用されるカード１１２または図４Ａ３のシステムにおいて使用されるカード１８
７と構造上同様とし得る金属燃料カード１８７の形態で提供される。いずれの場
合においても、放電および再充電ヘッドは、金属燃料をカードまたはシート状構
造に物理的に配置するのに適応するように設計および構成される。好ましくは、
このＦＣＢシステムにおいて使用される各金属燃料カードは、「マルチゾーン」
または「マルチトラック」式として、多数の供給電圧（例えば、１．２ボルト）
を「マルチゾーン」または「マルチトラック」式放電ヘッドから同時に生成でき
るようにしている。上記で詳細に記載したように、本発明の特徴により、広範囲
の出力電圧を本システムから発電および送出することが可能であり、これは、Ｆ
ＣＢシステムに接続される特定の電気負荷の要件に適する。 上記の例示的な実施形態の金属燃料送出機構は、本発明のその他記載した実施
形態と異なるが、金属燃料カード放電サブシステム１８６および金属燃料カード
再充電サブシステム１９１は、略同一であるか、あるいは、このＦＣＢシステム
設計のいずれか特定の実施形態の要件を満足させるのに要求されるように変形し
てもよい。本発明の空気−金属ＦＣＢシステムの第４の例示的な実施形態 図６乃至図６Ａには、本金属−空気ＦＣＢシステムの第４の例示的実施形態が
例示される。本実施形態において、ＦＣＢシステムには、金属燃料カード再充電
サブシステムではなく金属燃料カード放電サブシステムが設けられており、これ
により、（再）充電および放電金属燃料カードを別個の格納コンパートメントで
格納するように内積区画されたカセットカートリッジ状の装置に内蔵された金属
燃料カード（またはシート）の形態の金属燃料をより簡単な設計としている。こ
の金属燃料供給設計により、多数の利点、すなわち、（再）充電および放電金属
燃料カードを格納するために必要とされる物理的空間量が実質的に減少する、予
め充電された金属燃料カードの新たな供給が、予め充填されたトレイ状のカート
リッジを本システムハウジングのトレイ受け口に単にスライドさせることによっ
て本システムに素早く供給される、そして単一のカートリッジトレイをハウジン
グから取り外し、新たなものをそこに挿入することによって、放電カードの古い
供給を本システムから素早く取り出すことができるという利点がもたらされる。 図示のように、本ＦＣＢシステム６００は、多数のサブシステム、すなわち、
放電動作モード中に、再充電された金属燃料カード１８７から発電する金属燃料
カード放電（すなわち発電）サブシステム１８６と、酸化した金属燃料カード１
８７の一部を再充電動作モード中に電気化学的に再充電（すなわち還元）する金
属燃料カード再充電サブシステム１９１と、１つ以上の充電（再充電）された金
属燃料カード１８７をカセットトレイ／カートリッジ５０２内の再充電カード格
納コンパートメント５０１Ａから放電サブシステム１８６の放電ベイに自動的に
装填する再充電カード装填サブシステム１８９’と、１つ以上の放電された金属
燃料カード１８７を放電サブシステム１８６の放電ベイから、カード格納コンパ
ートメント５０１Ａより上にあり、カートリッジハウジング５０４の内部に配置
されるプラットフォーム５０３により分割されてその内積を略同等の小容積（ｓ
ｕｂｖｏｌｕｍｅ）に分けた、放電金属燃料カード格納コンパートメント５０１
Ｂに自動的に取り出しする放電カート取り出しサブシステム１９０’と、１つ以
上の放電された金属燃料カードを放電金属燃料カード格納ビン５０１Ｂから金属
燃料カード再充電サブシステム１９１の再充電ベイに自動的に装填する放電カー
ド装填サブシステム１９２’と、再充電された金属燃料カードを再充電サブシス
テムの再充電ベイから再充電金属燃料カード格納コンパートメント５０１Ａに自
動的に取り出しする再充電カード取り出しサブシステム１９３’と、を備える。 このＦＣＢシステムにより消費される金属燃料は、図２のシステムにおいて使
用されるカード１１２または図４Ａ３のシステムにおいて使用されるカード１８
７と構造上同様とし得る金属燃料カード１８７の形態で提供される。いずれの場
合においても、放電および再充電ヘッドは、金属燃料をカードまたはシート状構
造に物理的に配置するのに適応するように設計および構成される。好ましくは、
このＦＣＢシステムにおいて使用される各金属燃料カードは、「マルチゾーン」
または「マルチトラック」式として、多数の供給電圧（例えば、１．２ボルト）
を「マルチゾーン」または「マルチトラック」式放電ヘッドから同時に生成でき
るようにしている。上記で詳細に記載したように、本発明の特徴により、広範囲
の出力電圧を本システムから発電および送出することが可能であり、これは、Ｆ
ＣＢシステムに接続される特定の電気負荷の要件に適する。 上記の例示的な実施形態の金属燃料送出機構は、本発明のその他記載した実施
形態と異なるが、金属燃料カード放電サブシステム１８６および金属燃料カード
再充電サブシステム１９１は、略同一であるか、あるいは、このＦＣＢシステム
設計のいずれか特定の実施形態の要件を満足させるのに要求されるように変形し
てもよい。本発明に係る金属−空気ＦＣＢシステムの追加実施形態 上述したＦＣＢシステムにおいて、多数の放電ヘッドおよび多数の再充電ヘッ
ドがかかる特徴が提供する言及の利点のために設けられていた。しかし、本発明
のＦＣＢシステムは、単一の放電ヘッドのみまたは１つ以上の再充電ヘッドとの
組み合わせ、ならびに単一の放電ヘッドのみまたは１つ以上の放電ヘッドとの組
み合わせによっても作製可能であることが理解される。 上述したＦＣＢシステムにおいて、放電ヘッドおよび再充電ヘッドの陰極構造
は、陽極接触電力または素子に対してほぼ固定である平坦または略平坦構造とし
て図示されるが、金属燃料（すなわち陽極）材料は、（ｉ）上述の本発明の金属
燃料カード実施形態における陰極構造に対して固定であるか、あるいは（ｉｉ）
上述の本発明の金属燃料カード実施形態における陰極構造に対して可動のいずれ
かである。 しかしながら、本発明の金属−空気ＦＣＢシステム設計は、平坦な固定状の陰
極構造の使用に限定されず、代替として、放電および／または再充電動作中に金
属燃料カードに対して回転かつイオン接触するように適合される１つ以上のシリ
ンダ形状の陰極構造を用いて構成されてもよく、このとき金属−空気ＦＣＢシス
テムにおいて陰極構造が可能とすべき電気化学機能をすべて実行することが理解
される。注目すべきは、上述した平坦な固定状の陰極構造を構成するために使用
される同一の技術が、上述で詳細に教示したように、電動モータにより駆動され
る中空の空気透過型支持管の周りに実現され、陰極構造に通常設けられる同一電
荷集合構造を支承するシリンダ形状の陰極構造を作製するのに容易に適合し得る
ことである。 本発明のこのような代替の実施形態において、シリンダ形状の回転陰極構造（
単数、複数）と移送された金属燃料カードの間に設置されたイオン伝導媒体は、
多数の異なる方法、例えば、（１）回転陰極の外面に付着される固体電解液注入
ジェルまたは他の媒体、（２）回転するシリンダ形状の陰極構造とイオン接触で
配置される移送された金属燃料カードの外面に接着される固体電解液注入ジェル
または他の媒体、（３）固体イオン伝導媒体を具体化する可撓性多孔基板からな
り、回転するシリンダ形状の陰極構造と可動の金属燃料カードの両方に対して放
電および／または再充電動作中に移送可能な帯状構造、または（４）回転陰極構
造と移送式金属燃料カードの間に設置され、放電および／または再充電動作中に
陰極および陽極構造の間でイオン電荷移送を可能とする液状イオン伝導媒体（例
えば、電解液等）により実現可能である。金属−空気ＦＣＢ発電モジュールならびにこれに使用される金属燃料カードおよ
び陰極カートリッジ 本発明のほんのいくつかの実施形態を以上で説明してきた。本発明の実施形態
として、その他多数が想定される。本発明の代替の実施形態がいくつか、図７乃
至図１４Ａに例示されている。一般に、図１乃至図６Ａにおいて示されるシステ
ム実施形態において具体化される設計、構造および発明の原理は、電化製品、シ
ステム、装置等のバッテリ格納コンパートメントの中に挿入される用に適合され
る様々な種類の金属−空気ＦＣＢ電力生成（すなわち発電）モジュールを作製す
るために使用可能である。かかるＦＣＢ発電モジュールの例として、通常、モジ
ュールハウジング、モジュールハウジングに収納され、１つ以上の金属燃料カー
ドをスライドさせて放電する放電ヘッドがあり、モジュールハウジングには、モ
ジュールハウジングをそのバッテリ格納コンパートメントの中に装填するときに
ホストシステムの電力端子に接触する一対の電気端子がある。いずれかの特定用
途におけるモジュールの全体サイズは、これを設置すべきバッテリコンパートメ
ントの寸法より大きい必要はない。本金属−空気ＦＣＢ発電モジュールを装填し
得るホストシステムは、その動作においてある特定の電圧範囲で電力入力を必要
とする任意のタイプの電化製品、電子装置、電子システムまたは電子／光電子機
器とすることができる。本発明のこれらの金属−空気ＦＣＢ発電モジュールの詳
細は、後述する。 図７には、そのバッテリ格納コンパートメント６１２に金属−空気ＦＣＢ発電
モジュール６１１を収納したハンドヘルド式携帯電話６１０を示す。図７および
図７Ａに示すように、バッテリコンパートメントカバーパネル６１５の外面に接
着される格納コンパートメント（またはカードホルダ）６１４内に予備の金属燃
料カード６１３が複数枚保持されている。図７Ａにおいて、バッテリ格納コンパ
ートメントカバーパネル６１５は、取り除かれ（すなわち、開かれ）、金属−空
気ＦＣＢ発電モジュール（金属燃料カードに装着された）がバッテリ格納コンパ
ートメント６１４に挿入される（または、取り外される）。本発明の代替の実施
形態において、格納コンパートメント６１４は、電力消費型の装置内に一体形成
が可能である。後述するように、このＦＣＢ発電モジュールは、周囲空気（Ｏ２
）を陰極構造に不活性拡散しており、活性強制、あるいは放電動作中に制御され
た空気流を送るのではない。このアプローチは、設計されている低電力用途にお
いてその性能を劣化させることなく、図７Ａに示すＦＣＢ発電モジュールの構成
および費用を単純にしている。 図８Ａに示すように、ＦＣＢ発電モジュールは、下部ハウジング部６１６Ｂか
ら（解除可能に）取り外し可能な上部ハウジング部６１６Ａと；下部ハウジング
部６１６Ｂに形成された凹部に解除可能に挿入され、かつ第１の電気コネクタ６
１８で終端する４素子の陰極構造（すなわち、サブモジュールまたはカートリッ
ジ）６１７と；下部ハウジング部６１６Ｂの底側面に形成されて陰極構造６２１
に設けられた陰極素子６２０Ａ〜６２０Ｄを通して周囲空気を送ることができる
空気透過パネル６１９と；上部ハウジング部に一体形成され、図４Ａ１１に示す
技術と同様に複数の電気コネクタにより第２の電気コネクタ６２３と電気接続さ
れてここで終端されるばね付勢された電気接触子６２２Ａ〜６２２Ｄを複数個含
む、４素子陽極接触構造６２２と；下部ハウジング部内に取り付けられ、図７Ａ
の不活性空気タイブのＦＣＢモジュールに必要とされる図２Ａ３に示す各種サブ
システムを実現するために必要な電子回路を担持するとともに、陰極カートリッ
ジ６１７および陽極接触構造６２２と結合される第１および第２の電気コネクタ
６１８および６２３との電気的接触を確立する電気コネクタを提供する第１のプ
リント回路（ＰＣ）基板６２４と；一対の出力電力端子６２６と、出力端子再構
成サブシステム、出力電力制御サブシステムおよび図２Ａ３に示す他のサブシス
テムを実現するのに必要な電子回路とを支持する第２のＰＣ基板６２５と；下部
ハウジング部を通して第２のＰＣ基板６２５で出力電力端子６２６を突出させる
一対の出力電力ポート６２７Ａと；第１および第２のＰＣ基板６２４および６２
５の間で電気接続を確立するフレキシブル回路６２８と；超薄膜フレームまたは
支持構造６２８の上で複数の金属燃料素子６２７Ａ〜６２７Ｄを担持し、かつ上
部および下部ハウジング部が図７Ａおよび図９に示すように互いにぴったり合わ
さった場合に陽極接触構造ｃと陰極カートリッジｗの間に形成された凹部におい
て金属燃料カードがスライドされると複数個のばね付勢された電気接触子６２２
Ａ〜６２２Ｄを金属燃料素子６２７Ａ〜６２７Ｄにそれぞれ係合させる開口６２
８Ａから６２８Ｄを有する片面金属燃料カード６１３を備える。 図８Ｃに示すように、陰極カートリッジ６１７は、図４Ａ６に示すように、不
活性空気の拡散を可能とするようにそれぞれが底部支持面を穿孔させた複数個の
凹部６３０を有する支持フレーム６２１を備える。各陰極素子６２０Ａ〜６２０
Ｄおよびこれに設置される電解液注入パッド６３１Ａ〜６３１Ｄは、上述のよう
に構成可能である。陰極カートリッジのエッジ配置の導電素子６１８は、陰極カ
ートリッジが、図８Ａに示すように、金属−空気ＦＣＢ発電モジュールに形成さ
れた第１の格納凹部にスライド可能に接続して（または降下させて）挿入される
と、第１のＰＣ基板６２４に設けられた第１のコネクタと結合された各導電素子
と係合する。 図８Ｃに示すように、各金属燃料カード６１３は、図４Ａ９に示すものと同様
に、超薄膜基板６２８に形成された複数個の凹部において支持される複数個の金
属燃料素子６２７Ａ〜６２７Ｄを備える。基板６２８の各凹部には開口が形成さ
れ、上部および下部ハウジング部が図９に示すように互いにぴったり合わさった
場合に陰極カートリッジと陽極接触構造の間に形成された第２の凹部において金
属燃料カードがスライドされるのにともない、陽極接触構造と結合されるばね付
勢された電気接触子６２８Ａ〜６２８Ｄが、金属燃料素子との電気接触を確立で
きるようにしている。 好ましくは、陰極カートリッジ金属燃料カードの外側エッジ部６２３Ａ（およ
び６２３Ｂ）は、図７Ａに示すように、カードリッジおよびカードがモジュール
ハウジングの中に装填されると、モジュールハウジングと気密シールを形成する
ようにそれぞれ適合される。これにより、放電動作に先立って電解液が蒸着する
のを防ぐ。オプションとして、水また電解液構成液の小型貯蔵器を陰極カートリ
ッジ６１７の支持板の中に封入し、本基本構造（ｓｕｂｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）に
沿って形成された微小な導管を介して電解液パッドに分配してもよい。電解液供
給は、陰極カートリッジ面の面から突出してもよく、その側面では、金属燃料カ
ードと接触し、金属燃料カードがＦＣＢモジュールに装填される際に突出物に力
を加える。突出構造は、パッケージ、およびディスペンサに押し込み動作を加え
ることによって人間の眼に生理的食塩水を分注するために使用される従来の装置
に設けられる球根状の構造と同様としてもよい。放電動作中に電解液が消費され
ると、ＦＣＢモジュール内に装填された金属燃料カードにより陰極基板に圧力が
かかることで追加の電解液が陰極カートリッジ内の電解液貯蔵器から自動的に取
り出される。しかしながら、ＦＣＢモジュールにおける各陰極素子と金属燃料素
子の間にイオン伝導媒体を提供する別の方法も多数あることが理解される。この
ような代替的な技術には、交換を要する前に２０個程度の金属燃料カードの稼働
（ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ）寿命を有するイオン伝導ポリマーがある。このような
実施形態においても、陽極とイオン伝導媒体との間の界面では十分な量のＨ２Ｏ
の供給を適用することが望ましいことがある。上述した流体分注技術はこのよう
な例において利用可能である。 図７Ａおよび図８ＡのＦＣＢ発電モジュールが多重素子の陰極／陽極構造を採
用しているため、その出力端子再構成サブシステムにより制御される様々な出力
電圧の範囲に亘って電力を生成することができる。好ましい実施形態において、
ＦＣＢ発電モジュールの出力電圧は、図７Ａおよび図９に示すように、モジュー
ルハウジングの外部に配置された複数位置のスイッチ２３５により選択される。 図１０乃至図１１Ｂに示すように、（単一の）交換陰極カートリッジ２１７お
よび複数の金属燃料カード６１３は、梱包／商品化および購入後の保存および使
用の際に格納装置６３６に保持可能である。図１０に示す第１の例示的な実施形
態において、格納装置は、単一の（交換）陰極カートリッジ６１７をスライド可
能に収容して保持する複数の凹部と、図７ＡのＦＣＢ発電モジュールにおいて使
用される複数の（充電された）金属燃料カード６１３を有する箱状構造の形態に
おいて実現される。格納容器６３６は、プラスチックまたは他の非導電材料から
製造可能である。各金属燃料カードを非導電箔または同様の梱包材料の中に実装
することで、ＰＣＮモジュールへの装填に先立って酸化または周囲との接触をな
くすことができる。同様に、交換陰極カートリッジを同様の材料に実装すること
で、陰極構造における電解液注入の蒸着を防止することができる。 図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて、他のタイプの金属燃料およびホルダが、陰
極カートリッジ６１７を収容／保持する複数のポーチと複数の金属燃料カード６
１３を有する財布状（ｗｌｌｅｔ−ｌｉｋｅ）構造６３８の形態で図示されてい
る。カードホルダは、図１１Ｂに示すように折り畳んで、個人のポケット、ブリ
ーフケースまたはトートバッグの中に入れて持ち運ぶことができる。 図７Ａ乃至図１１Ｂに示すコンポーネントは、様々な種類の装置において使用
される新規の発電システムおよび方法を形成する。本発明の原理によれば、その
ホルダから取り出された金属（例えば、亜鉛）燃料カード６１３は、ＦＣＢ発電
モジュールに挿入され、陰極カートリッジ６１７と本モジュールの上部ハウジン
グ部と結合される陽極接触構造の間に設置される。その後、ＦＣＢ発電モジュー
ルは、電力消費型の装置、例えば、図７および図７Ａに示す携帯電話のバッテリ
コンパートメントに入れられる。金属燃料カードが放電されると、ＦＣＢ発電モ
ジュールが電話から取り出され、金属燃料カードが抜き取られて破棄される。そ
して、図１０乃至図１１Ｂに示すように別の金属燃料カードをその格納容器また
はホルダから取り出し、ＦＣＢモジュールに挿入して電話のバッテリコンパート
メントに再度挿入される。金属燃料カード供給がなくなるごとに、ＦＣＢ発電モ
ジュールは取り出され、金属燃料カードが破棄され、新たな金属燃料カードが入
れられる。必要であれば、新たな陰極カートリッジも金蔵燃料カードにしたがっ
てモジュールの中に差し込む。陰極カートリッジの寿命は、陰極カートリッジが
交換を要する前に金属燃料カード少なくとも２０枚以上が持続するはずである。
本発明の金属燃料カードは、そのホルダ／格納容器に実装され、使い易いＦＣＢ
発電モジュール（および／または交換用陰極カートリッジ）にしたがって従来の
１０乃至２０このパックで市販され、これにより、嵩張った不便な再充電器およ
び高価な予備バッテリの必要がなくなる。 図１２において、僅かに高電力を消費する装置、例えば、表示パネル６３９Ａ
、キーボード６３９Ｂ等を備えたラップトップコンピュータシステム６３９にお
ける本ＦＣＢ発電モジュールの別の用途が図示されている。図１２および図１２
Ａに示す金属−空気ＦＣＢ発電モジュール６４０は、ラップトップコンピュータ
システムのバッテリ格納ベイ６３９ｃに挿入されるように設計されるが、広範囲
の他の種類の電力消費型の装置に嵌め込むよう適合できることは勿論である。サ
イズに加え、図１２Ａに示すＦＣＢモジュールと図７Ａおよび図９に示すＦＣＢ
モジュールの主な違いは、図１２Ａに示すＦＣＢモジュールが一対の陰極カート
リッジ６４２Ａおよび６４２Ｂの間に挿入される両面金属燃料カード６４１を採
用していることである。また、陽極接触構造は、図８Ａに示すように、各金属燃
料カードの外付けではなく内部に組み込まれる。図１２ＡのＦＣＢモジュールの
より詳細は後述する。 図１２に示すように、パームトップまたはラップトップコンピュータのバッテ
リ格納ベイの外面に接着される格納コンパートメント６４３において、予備の金
属燃料カード６４１が複数個保持される。本発明の代替の実施形態において、格
納コンパートメント６４３は、電力消費型の装置において一体形成可能である。
後述するように、このＦＣＢ発電モジュールは、周囲空気（Ｏ２）を陰極構造に
不活性拡散しており、活性強制、あるいは放電動作中に制御された空気流を送る
のではない。このアプローチは、設計されている低電力用途においてその性能を
劣化させることなく、図１２Ａに示すＦＣＢ発電モジュールの構成および費用を
単純にしている。 図１３に示すように、ＦＣＢ発電モジュール６４０は、下部ハウジング部６４
４Ｂから（解除可能に）取り外し可能な上部ハウジング部６４４Ａと、下部ハウ
ジング部６４４Ｂに形成された第１の凹部に解除可能に挿入され、かつ第１の電
気コネクタ６４５で終端する第１の４素子の陰極構造（すなわち、サブモジュー
ルまたはカートリッジ）６４２Ｂと；上部ハウジング部６４４Ａに形成された第
２の凹部に解除可能に挿入され、かつ第２の電気コネクタ６４６で終端する第２
の４素子の陰極構造（すなわち、サブモジュールまたはカートリッジ）６４２Ａ
と；下部ハウジング部６４４Ｂの底側面に形成されて第１の陰極カートリッジ６
４２Ｂに設けられた陰極素子６４８Ａ〜６４８Ｄを通して周囲空気を送ることが
できる第１の空気透過パネル６４７と；上部ハウジング部６４４Ａの底側面に形
成されて第２の陰極カートリッジ６４２Ａに設けられた陰極素子６５０Ａ〜６５
０Ｄを通して周囲空気を送ることができる第２の空気透過パネル６４９と；（ｉ
）１組の凹部６５４Ａ〜６５４Ｄ内部にそれぞれ取り付けられた第１組の陽極接
触素子６５３Ａ〜６５３Ｄに設置され、薄膜寸法の電気絶縁支持構造６５５の第
１の面に形成され、かつ図４Ａ１１に示す技術と同様に複数の電気コネクタによ
り第３の電気コネクタ６５６において電気的に終端されている第１組の金属燃料
素子６５２Ａ〜６５２Ｄと、（ｉｉ）第２組の凹部６５４Ａ’〜６５４Ｄ’内部
にそれぞれ取り付けられた第２組の陽極接触素子６５３Ａ’〜６５３Ｄ’に設置
され、電気絶縁支持構造６５５の第２の面に形成され、かつ図４Ａ１１に示す技
術と同様に複数の電気コネクタにより第４の電気コネクタ６５７において電気的
に終端されている第２組の金属燃料素子６５２Ａ’〜６５２Ｄ’と、を備える両
面金属燃料カード６４１と；下部ハウジング部内に取り付けられ、図１２の不活
性空気タイプのＦＣＢモジュールに必要とされる図２Ａ３に示す各種サブシステ
ムを実現するために必要な電子回路を担持するとともに、該一対の陰極カートリ
ッジおよび両面金属燃料カードとそれぞれ結合される第１、第２、第３および第
４の電気コネクタ６４５、６４６、６５６、６５７との電気的接触を確立する電
気コネクタ６６１Ａ〜６６１Ｄを提供する第１のプリント回路（ＰＣ）基板６５
０と、一対の出力電力端子６６３と、出力端子再構成サブシステム、出力電力制
御サブシステムおよび図２Ａ３に示す他のサブシステムを実現するのに必要な電
子回路とを支持する第２のＰＣ基板６６２と；下部ハウジング部を通して第２の
ＰＣ基板６６２で出力電力端子６６３を突出させる一対の出力電力ポート６６４
Ａおよび６６４Ｂと；第１および第２のＰＣ基板６６０および６６２の間で電気
接続を確立するフレキシブル回路６６５を備える。 図１３に示すように、第１の陰極カートリッジ６４２Ｂは、図４Ａ６に示すよ
うに、それぞれが底部支持面を穿孔させた複数個の凹部を有する支持フレームを
備える。各陰極素子および凹部に設置された電解液注入パッドは、上述のように
構成可能である。陰極カートリッジ６４２Ｂの第１の電気コネクタ６４５と結合
されるエッジ配置の導電素子は、陰極カートリッジが、金属−空気ＦＣＢ発電モ
ジュールの下部ハウジング部に形成された第１の格納凹部にスライド可能に接続
して（または降下させて）挿入されると、第１のＰＣ基板６６０に設けられた第
１のコネクタ６６１Ａと結合された各導電素子と係合する。同様に、第２の陰極
カートリッジ６４２Ａは、図４Ａ６に示すように、それぞれが底部支持面を穿孔
させた複数個の凹部を有する支持フレームを備える。各陰極素子および凹部に設
置された電解液注入パッドは、上述のように構成可能である。陰極カートリッジ
６４２Ａの第２の電気コネクタ６４６と結合されるエッジ配置の導電素子は、第
２の陰極カートリッジが、金属−空気ＦＣＢ発電モジュールの上部ハウジング部
に形成された第２の格納凹部にスライド可能に接続して（または降下させて）挿
入されると、第１のＰＣ基板６６０に設けられた第２のコネクタ６６１Ｂと結合
された各導電素子と係合する。 好ましくは、図１２に示すように、陰極カートリッジの外側エッジ部６６Ａお
よび金属燃料カードの外側エッジ部６６６Ｂはそれぞれ、カートリッジおよび金
属燃料カードがモジュールハウジング内に装填されるときに、該モジュールハウ
ジングと蒸気密閉シールを形成するよう適合される。これは、放電動作前の電解
液の蒸着を防ぐ。オプションとして、水または電解液構成液の小型貯蔵器が各陰
極カートリッジ６４２Ａおよび６４２Ｂの支持板内に収容されて、陰極カートリ
ッジ構造に沿って形成された微細管を介して電解液パッドに配分されうる。電解
液供給は、金属燃料カードがＦＣＢモジュールに装填されたときに突出に力を加
えるように、陰極カートリッジ表面の金属燃料カードに接触する側の表面から突
出してもよい。突出構造は、梱包およびディスペンサを押し込み動作を加えるこ
とによって人間の眼に生理的食塩水を分注するために使用される従来の装置に設
けられる球根状の構造と同様としてもよい。放電動作中に電解液が消費されるに
つれ、ＦＣＢモジュール内に装填された金属燃料カードにより陰極基板に圧力が
かかることで、追加の電解液が陰極カートリッジ内の電解液貯蔵器から自動的に
取り出される。しかしながら、ＦＣＢモジュールにおける各陰極素子と金属燃料
素子の間にイオン伝導媒体を提供する別の方法が多数あることが理解される。こ
のような代替の技術には、交換を要する前に、２０個程度の金属燃料カードの稼
働寿命を有するイオン伝導ポリマーがある。このような実施形態においても、陽
極とイオン伝導媒体との界面に十分な量のＨ２Ｏを提供、供給することが望まし
い場合がある。上述した流体分注技術をこのような例において利用可能である。 図１２のＦＣＢ発電モジュールが多重素子陰極／陽極構造を採用するため、そ
の出力端子再構成サブシステムによって制御される異なる出力電圧の範囲にわた
って電力を生成することが可能である。好ましい実施形態では、ＦＣＢ生成モジ
ュールの出力電圧は、図７Ａおよび図９に示すように、モジュールハウジングの
外部に配置された複数位置のスイッチ６６８によって選択される。 図示していないが、（一対の）交換陰極カートリッジ６４２Ａおよび６４２Ｂ
および複数の金属燃料カード６４１は、梱包／製品化および購入後の格納および
使用中に格納装置内に保持しうる。格納装置は、図１０に示すものと同様の箱形
、または図１１Ａに示すフォルダの形態で実現されうる。保持装置は、図１２Ａ
のＦＣＢ発電モジュール内での使用のための一対の（交換）陰極カートリッジお
よび複数の（充電された）金属燃料カードを摺動可能に受けて、保持する複数の
溝を有する。格納容器は、プラスチックまたはその他の非導電材料から形成され
うる。各金属燃料カードは、非導電フォイルまたは同様の梱包材料内に梱包され
て、ＦＣＢ発電モジュール内への装填前に、酸化または環境への接触を防ぐこと
ができる。同様に、交換陰極カートリッジは同様の材料内に梱包されて、陰極カ
ートリッジ内に注入された電解液の蒸着を防ぐことができる。上述したＦＣＢ発
電モジュールそれぞれにおいて、金属燃料カードは、モジュール（モジュールハ
ウジングの開口を介して）の陽極接触構造または陰極構造の間に形成された凹部
に適合され、コンピューティングの分野で使用されるＰＣＭＣＩＡカードと同様
に摩擦力により定位置に保持される。金属燃料カードをモジュール内に保持する
ために、その他の機構（例えば、ヒンジ式ハウジング設計、把持構造、ばね付勢
引き戻しおよび引き延ばし機構等）を使用しうることが理解される。 図１４において、必要時に金属燃料カードを再充電するか、または放電された
燃料カードを取り外して（後の再充電動作または放電のために）、該カードを充
電された金属燃料カードで交換することができるという選択を消費者に提供する
ことが望ましいさらに高電力用途における使用のための再充電可能な金属−空気
ＦＣＢ発電モジュール６７０を示す。なお、金属燃料カードを再充電するか、ま
たはそれらを交換するかという決定は、その時の状況によって決まる。 一般的に、図１４のＦＣＢモジュールは、下部ハウジング部６７１Ａと、下部
ハウジング部にヒンジで連結されるか、またはそこにスライド可能に連結されう
る上部／カバーハウジング部６７１Ｂとを備える凹凸のあるハウジングを含む。
ハウジングのカバー部は、陰極構造での消費のために、好ましくは外部環境への
湿気の流れを妨害しながら、周囲空気をハウジングの内部に自由に拡散させるた
めのいくつかの空気透過性パネル６７２Ａ、６７２Ｂおよび６７２Ｃを有する。
各種タイプの蒸気不透過性／空気透過性材料、例えばＴＹＶＥＫ材料を使用して
、このようなパネルを構築できる。 図１４に示す例示的な実施形態では、５つのハイブリッド型放電／再充電ヘッ
ド構造アセンブリは、ハウジングの下部の底面に沿って形成されたスナップイン
トラック６７３内に解放可能に搭載される。各放電／再充電ヘッド構造アセンブ
リは、図１２ＡのＦＣＢモジュールに設けられたように、一対の陰極カートリッ
ジ６４２Ａおよび６４２Ｂと、単一の両面金属燃料カード６４１とを含む。陰極
カートリッジ６４２Ａおよび６４２Ｂは、陰極構造および金属燃料カードに垂直
なハウジングの下部内に搭載されたＰＣ基板６７６上の電気コネクタと相互接続
している。ＰＣ基板はまた、放電および再充電動作モードとともに図２Ａ３およ
び図２Ｂ３に示す各種サブシステムを実現するのに必要な電気回路（例えば６７
８）を支持する。また、両面金属燃料カード６４１は、図示のように、ＰＣ基板
６７６上に設けられた電気コネクタ６７７と相互接続する。各陰極構造および金
属燃料カードは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のパーソナルコンピュータ
への実装と同様に、単純なプラグイン動作により容易に取り外し可能である。間
隔の空いたブラケット１７９Ａおよび１７９Ｂの対により、ＰＣバンド６７６と
ＰＣバンド６７６間のカートリッジのプラグインカードとが確実に整合するよう
にする。 図１４および図１４Ａに示すように、一対の出力電力端子６８０がＰＣ基板６
７６上に設けられ、特定の出力電圧での電力を必要とするホスト装置への接続の
ために、開口６８１を介してモジュールハウジングの外部へと延出する。出力電
力端子６８０の物理的な構成は、その時の特定の用途に適合しうる。電力出力端
子にわたる出力電圧は、モジュールハウジングの外部に取り付けられた複数位置
のスイッチ６８５によって選択できる。 一対の入力電力端子６８３もまたＰＣ基板６７６上に設けられ、特定の入力電
圧でＤＣ電力を供給する再充電電源（図示せず）への接続のために、開口６８４
を介してモジュールハウジングの外部に延出する。典型的に、再充電電源は、当
分野で周知のＡＣ−ＤＣ変換器によって実現される。オプションとして、用途に
より必要な場合、ＡＣ−ＤＣ変換器は、再充電動作が、外部ＡＣ−ＤＣ変換器を
使用せずに、１１０ボルト（ＡＣ）を用いて実行しうるように、図１４のＦＣＢ
発電モジュール内に直接組み込まれてもよい。入力電力端子の物理的な構成は、
その時の特定の用途に適合できる。ＦＣＢ発電モジュール内に装填された金属燃
料カードを再充電することが望ましい場合、ユーザは、単に外部に配置されたス
イッチ（図示せず）を手動で選択して、入力電力端子６８３に電力を供給するだ
けで、再充電動作モードを作動させる。任意の時点で、どの程度金属燃料カード
が再充電されたかを示す指示灯を設けてもよい。 代替の実施形態において、図１４のＦＣＢモジュールは、図８Ｃに開示される
ように、片面金属燃料カードを使用するよう変形されてもよい。これにより、Ｆ
ＣＢモジュールの出力電力容量を上げるために、図１４で必要とされていた、各
金属燃料カード毎に一対の陰極カートリッジを使用する必要がなくなる。 上述した金属−空気ＦＣＢ発電モジュールは、携帯電話およびノート型コンピ
ュータ等、ポータブル電子機器への直接の（ｉｍｍｅｄｉａｔｅ）用途を有する
。ノート型コンピュータについては連続して２４時間の動作が可能であり、携帯
電話についてはさらに長時間の動作が可能である。この亜鉛−空気技術は、ミリ
ワットの時計バッテリ、および動力工具における数キロワット用途のポータブル
電子機器電源から、電気車両、および公共事業規模の電力プラントの異なる設計
および幾何学的形状に、完全に拡大縮小可能である。この技術は、安価であり、
安全かつリニューアル可能であるとともに、広範囲に使用される。 一般に、上述した金属−空気ＦＣＢシステムはいずれも、他のサブシステムと
ともに一体化されて、システム内の金属−燃料のリアルタイム管理を使用して、
信頼性または動作効率を損なうことなく、ＡＣおよび／またはＤＣタイプ電気負
荷のピーク電力要件を満たす電力発電システム（またはプラント）を提供しても
よい。 説明の目的のため、本発明の電力発電システム７００は、電気を動力源とする
自動車、電車、トラック、オートバイ、または当技術分野において周知のＡＣお
よび／またはＤＣを動力源とする負荷（例えばモータ）を１つまたは複数採用し
た他のタイプの任意の車両の形態で実現可能な電気を動力源とする移送システム
、すなわち車両７０１に内蔵されて図６Ａに示される。図６Ｂにおいて、電力発
電システム７００は、固定電力プラントとして実現されて示されている。各配置
において、電力発電システム７００は、それに接続された補助およびハイブリッ
ド電力源７０２、７０３、および７０４を有するものとして図示される。一般に
、電力発電システム７００は、図６Ａに示すように１つまたは複数のＤＣ型電気
負荷７０２への供給用のＤＣ電力を発電するか、または図６Ｂに示すように１つ
または複数のＡＣ型電気負荷への供給用のＡＣ電力を発電するよう構成可能であ
る。これらの実施形態はそれぞれ、詳細に後述する。 図１６Ａに示すように、電力発電システム７００の第１の例示的な実施形態は
、それに接続された複数の電気負荷７０７Ａ〜７０７ＤにＤＣ電力を供給する出
力ＤＣ電力バス構造７０６と、それぞれ出力電力制御サブシステム４０（図２Ａ
３に示す）によってＤＣ電力バス構造７０６に動作可能に接続されて、ＤＣ電力
をＤＣ電力バス構造に供給可能とする金属−空気ＦＣＢ（サブ）システム７０８
Ａのネットワークと、ＤＣ電力バス構造７０６に動作可能に接続され、それに沿
った出力電圧を制御（すなわち調整）する出力電圧制御サブシステム７０９と、
出力ＤＣ電力バス構造７０６に動作可能に接続されて、ＤＣ電力バスに沿った負
荷状態を検知し、ＤＣ電力バス構造に沿った負荷状態を示す入力信号を発生する
負荷検知回路７１０と、ネットワーク内の各ＦＣＢサブシステムの動作を制御す
る（例えば、各放電／再充電動作モード中に放電／再充電パラメータを制御して
、かつ特定のＦＣＢシステムから金属−燃料および酸化金属を示すデータをリア
ルタイムで収集することにより）ネットワーク制御サブシステム（例えばＲＡＭ
／ＲＯＭ／ＥＰＲＯＭを備えたマイクロコンピュータ）７１１と、各ＦＣＢサブ
システム７０８Ａ〜７０８Ｈがその入出力サブシステム４１（図２Ａ３に示す）
によって動作可能に接続され、かつ電力発電動作中に、ＦＣＢサブシステムから
ネットワーク制御サブシステム７１１に金属−燃料を示すデータを移送可能にす
るとともに、ネットワーク制御サブシステム７１１からＦＣＢサブシステムに制
御信号を移送可能にするＦＣＢサブシステム制御バス構造７１２と、ネットワー
ク制御サブシステム７１１に動作可能に接続され、システムにおいてバス構造７
０６および７１２の間に接続された各ＦＣＢサブシステム内の各金属−燃料トラ
ックの各ゾーンに沿って存在する金属−燃料（および酸化金属）の量を示す情報
を格納するネットワークベースの金属−燃料管理サブシステム（例えば関連する
データベース管理システム）７１３と、再充電動作中に各ＦＣＢサブシステム７
０７Ａ〜７０７Ｈに、補助およびハイブリッド電力源７０２、７０３、７０４、
および７０４’から発電されたＤＣ電力を供給する入力ＤＣ電力バス構造７１４
と、入力ＤＣ電力バス構造７１４に沿って入力電圧を制御する入力電圧制御サブ
システム７１５とを備える。 一般に、本明細書に開示するＦＣＢサブシステムのいずれも、上述した電力供
給ネットワークに組み込むことができる。各ＦＣＢサブシステムの組み込みは、
単にその入出力サブシステム４１（図２Ａ３に示す）をＦＣＢサブシステム制御
バス構造７１２に接続し、かつその出力電力制御サブシステム４０（図２Ａ３に
示す）をＤＣ電力バス構造７０６に接続することによって達成される。また、各
ＦＣＢサブシステムは、ネットワーク制御サブシステム７１１の全体制御下で金
属−燃料トラックを再充電する金属−燃料再充電サブシステム７を含む。 図１６Ｂにおいて、本発明の電力発電システムの代替実施形態を示す。本発明
のこの代替実施形態において、ＤＣ−ＡＣ電力変換サブシステム７１６が、出力
ＤＣ電力バス構造７０６および複数のＡＣ型電気負荷７０７Ａおよび７０７Ｄが
動作可能に接続された出力ＡＣ電力バス構造７１７の間に設けられる。本発明の
このような代替実施形態では、ＤＣ電力バス構造７０６に供給されるＤＣ電力は
、ＡＣ電力バス構造７１７に加えられるＡＣ電力源に変換される。出力電圧制御
ユニット７０９は、ＡＣ電力バス構造７１７に沿って出力電圧を制御する目的で
設けられる。ＡＣバス構造７１７に搬送されるＡＣ電力は、それに接続されたＡ
Ｃ電気負荷（例えばＡＣモータ）に供給される。 好ましい実施形態において、金属−燃料管理サブシステム７１３は、電力発電
システムにおける各ＦＣＢサブシステム内の各金属−燃料トラックの各ゾーンに
沿って利用可能な金属−燃料（および存在する酸化金属）の量を示す情報を含む
複数のデータテーブルを維持する手段を含む、関係データベース管理システムを
備える。図７Ｃにおいて、このようなデータテーブルが概略的に示される場合、
電力が別個のＦＣＢサブシステムから発電される際に、金属−燃料を示すデータ
が、放電モード中に各サブシステム内で自動的に発生される一方、金属酸化存在
データが再充電動作モード中に発生される。このようなテーブルの情報フィール
ドの詳細は図２Ｂ１６に示され、上述した。 多くの用途において、各ＦＣＢサブシステムが各時刻で利用可能な金属−燃料
の量と略等しくなるように、このような各ＦＣＢサブシステム７０７Ａ〜７０７
Ｄにおける金属−燃料の消費を管理することが望ましい。この金属−燃料等化原
理は、以下の機能を実行するネットワーク制御サブシステム７１１によって達成
される。すなわち、（１）負荷検知サブシステム７１０により、ＤＣ電力バス構
造に沿った実際の負荷状態を検知可能にし、（２）このような負荷状態の検知に
応答して、特定のＦＣＢサブシステム（７０８Ａ〜７０８Ｂ）が電力を発電して
、これを出力ＤＣ電力バス構造７０６に供給できるようにし、（３）ネットワー
クベースの金属−燃料管理（データベース）サブシステム７１３を使用して、Ｆ
ＣＢサブシステム内の金属−燃料の可用性および酸化金属の存在を管理し、（４
）選択されたＦＣＢサブシステム内の金属−燃料トラックの選択的な放電（およ
びオプションとして、それに沿った酸化金属の選択的な再充電）を可能にして、
各ＦＣＢサブシステム内の金属−燃料可用性が時間平均にして略等化されるよう
にする。この方法は、コンピューティングの分野で周知の単純なプログラミング
技術において達成可能である。 各ＦＣＢサブシステムにわたって「金属−燃料等化」を実行するネットワーク
制御サブシステム７１１を有することによる利点は、例として図８により最もよ
く理解することができるであろう。 一般に、本発明の電力システムによって発電される電力の量は、システムに接
続された電気負荷によって必要とされる電力の量によって決まる。本発明による
と、システムからの電力出力の増大は、さらなる金属−空気ＦＣＢサブシステム
がプログラムされたネットワーク制御サブシステム７１１の制御下にある出力電
力バス構造７０６（またはＡＣ負荷の場合には７１７）に電力を発電および供給
可能とすることによって達成される。例えば、ＤＣバス構造７０６およびＦＣＢ
サブシステム制御バス構造７１２の間に８つのＦＣＢサブシステムが接続された
電力システムの場合を考えてみる。このような例において、各ＦＣＢサブシステ
ム７０７Ａから７０８Ｄを作業可能なエンジン内の「電力シリンダ」として例え
て見ると助けになる。このように、図６Ａに示されるように、ともに構成されて
、電気を動力源とする自動車または同様の車両の構造内で具体化される８つのＦ
ＣＢサブシステム（すなわち電力シリンダ）がある本発明による電力発電システ
ム（またはプラント）の場合を考えてみる。このような場合、いかなる時刻にも
電力を発電可能なＦＣＢサブシステム（すなわち電力シリンダ）の数は、自動車
７０１に搭載された電力発電プラントに存在した電気負荷によって決まる。この
ようにして、自動車は平坦で水平な道路表面に沿って走るか、または下り坂を走
る場合、１つだけまたは少数のＦＣＢサブシステム（すなわち電力シリンダ）が
ネットワーク制御サブシステム７１１によって作動される一方、上り坂または別
の自動車を追い越している場合、より多くのまたはすべてのＦＣＢサブシステム
（すなわち電力シリンダ）が、このような動作条件によって要求される電力要件
に見合うために、サブシステム７１１によって作動されることが想像できる。車
両に搭載された電力発電システム上に課された負荷状態に関係なく、各金属−空
気ＦＣＢサブシステム７０８Ａから７０８Ｈ内の金属−燃料消費の平均速度は、
上述した金属−燃料等化原理にしたがって時間平均で略等しくなるため、時間平
均では、各ＦＣＢサブシステム７０８Ａから７０８Ｈにおける放電に利用可能な
金属−燃料の量は、ネットワーク制御サブシステム７１１によって略等しく維持
される。 例示的な実施形態において、ネットワーク制御サブシステム７１１は、本発明
の制御プロセスが自動的に実行されるように、様々な入力パラメータを受け取っ
て様々な出力パラメータを発生するよう設計された制御プロセス（すなわちアル
ゴリズム）を実行する。制御プロセスにおける入力パラメータは、例えば（ｉ）
負荷状態、負荷検知サブシステム７１０および電気を動力源にした車両（例えば
、電動モータのＲＰＭ、車両の速度等）に搭載された他のセンサ、（ｉｉ）各金
属−空気ＦＣＢサブシステム内の金属−燃料の各ゾーンに沿って利用可能な金属
−燃料の量、（ｉｉｉ）各金属−空気ＦＣＢサブシステム内の金属−燃料の各ゾ
ーンに沿って存在する金属酸化の量、（ｉｖ）各金属−空気ＦＣＢサブシステム
に関連する放電パラメータ、（ｖ）各金属−空気ＦＣＢサブシステム（再充電モ
ードがその中で提供される）に関連する放電パラメータ、に関するデータを含む
。制御プロセスにおける出力パラメータは、例えば、（ｉ）どのセットの金属−
空気ＦＣＢサブシステムを放電動作用に任意の時刻に作動するべきか、（ｉｉ）
任意の時刻に、作動された金属−空気ＦＣＢサブシステム内でどの金属−燃料ゾ
ーンを放電すべきか、（ｉｉｉ）任意の時刻に、作動された金属−空気ＦＣＢサ
ブシステムそれぞれ内の放電パラメータを如何に制御すべきか、（ｉｖ）再充電
動作のためにどのセットの金属−空気ＦＣＢサブシステムを任意の時刻に作動す
べきか、（ｖ）任意の時刻に、どの金属−燃料ゾーンを作動された金属−空気Ｆ
ＣＢサブシステム内で再充電すべきか、および（ｖｉ）任意の時刻に、各作動さ
れた金属−空気ＦＣＢサブシステム内で再充電パラメータを如何に制御すべきか
、を制御するための制御データを含む。ネットワーク制御サブシステム７１１は
、単純な方法で上述した機能を実行するようプログラムされたマイクロプロセッ
サを使用して実現可能である。ネットワーク制御サブシステムは、単純な方法で
ホストシステム（例えば車両７０１）に内蔵できる。 なお、図１５Ａから図１６Ｂに示す例示的な実施形態において、各金属−空気
ＦＣＢサブシステム７０８Ａから７０８Ｈは、放電動作モードおよび再充電動作
モードを有する。結果として、本発明の電力発電システム（すなわちプラント）
は、対応する金属−空気ＦＣＢサブシステムがその放電（発電）動作モードに作
動されない場合、金属−燃料（カード）の選択ゾーンを再充電することができる
。本発明のこの態様により、図６Ａおよび図６Ｂに示す補助発電器（例えば、交
流発電機、固定ソースからの電力供給等）７０２、７０３および／またはハイブ
リッド型電力発電器（例えば、光電池、熱電装置、等）７０４、７０４’は、図
７Ａに示すシステムの入力ＤＣ電力バス構造７１４に供給するための電力を発電
するために使用可能である。なお、作動されたＦＣＢサブシステム内の再充電動
作中に、入力ＤＣ電力バス構造７１４は、ホスト車両（例えば自動車）７０１が
動いているかまたは固定であるか、いずれの場合でも、放電動作用に作動された
金属−空気ＦＣＢサブシステム７０８Ａから７０８Ｈ内に具体化された金属−燃
料再充電サブシステム７に供給するための補助およびハイブリッド型発電源７０
２、７０３、７０４および７０４’からのＤＣ電力を受けとるよう設計される。
車両が静止している間に電気燃料を再充電するとき、静止源（例えば電力レセプ
タクル）からの電力が、作動されたＦＣＢサブシステム内の金属−燃料再充電の
ために入力ＤＣ電力バス構造７１４への入力として提供できる。 上述した本発明の各種態様を詳細に説明したが、例示的な実施形態への変更が
本開示の利点を有する当業者には容易に見いだされることが理解される。このよ
うな変更および変形はすべて、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明
の範囲および精神内にあるとみなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の金属−空気ＦＣＢシステムの第１の例示的実施例を示している概略図
であり、第１の複数の再充電された金属−燃料カード（又は、シート）が、金属
−燃料カード放電サブシステムの放電ベイに半手動的に装填され、一方、第２の
複数の放電された金属−燃料カード（又は、シート）が、金属−燃料カード再充
電サブシステムの再充電ベイに半手動的に装填される。
【図２Ａ１】 図１の金属−空気ＦＣＢシステムの一般化された概略図を示しており、金属−
燃料カードが、金属−燃料カード再充電サブシステムの再充電ベイではなく、金
属−燃料カード放電サブシステムの放電ベイに挿入されている状態を示している
。
【図２Ａ２】 図１の金属−空気ＦＣＢシステムの一般化された概略図を示しており、図１の
金属−燃料カードが、金属−燃料放電サブシステムの放電ベイに装填されている
状態を示している。
【図２Ａ３】 図２Ａ１及び図２Ａ２に示された金属−燃料カード放電サブシステムの一般化
された概略図を示しており、該サブシステムのサブコンポーネントが、放電ヘッ
ド・アセンブリから引き抜かれた金属−燃料カードとともに、より詳細に示され
ている。
【図２Ａ４】 図２Ａ１及び図２Ａ２に示された金属−燃料カード放電サブシステムの概略図
を示しており、該サブシステムのサブコンポーネントが、各放電ヘッドのカソー
ド・コンタクト構造とアノード・コンタクト構造との間に挿入された金属−燃料
カードとともに、より詳細に示されている。
【図２Ａ５】 図２Ａ３及び図２Ａ４に示された金属−燃料カード放電サブシステムを使用す
る場合の、金属−燃料カードから放電する（即ち、それらカードから電力を発生
する）期間中に実行される基本的ステップを表している高レベル・フローチャー
トである。
【図２Ａ６】 図２Ａ３及び図２Ａ４に示された金属−燃料カード放電サブシステムの各放電
ヘッドに採用されるカソード保持構造の斜視図であり、該カソード保持構造は、
５つの平行なチャネルを備え、該チャネルの間に、導電性のカソード・ストリッ
プ及びイオン導電性の電解質含浸ストリップが、組立状態で固定保持されている
。
【図２Ａ７】 カソード・ストリップ及び電解質含浸ストリップ、並びに図２Ａ６に示された
カソード保持構造の保持チャネル内に配置された部分酸素圧力（ｐＯ２）センサ
の分解斜視図である。
【図２Ａ８】 本発明の第１の例示的実施例のカソード構造の斜視図であり、該カソード構造
は、図２Ａ３及び図２Ａ４に示された放電ヘッドに用いるに適した、完全に組み
立てられた状態で示されている。
【図２Ａ９】 図１、図２Ａ３、図２Ａ４に示された金属−燃料カード放電サブシステムにお
いて用いられる非酸化金属−燃料カードの部分的斜視図であり、（ｉ）図２Ａ８
にその一部が示された放電ヘッドのカソード構造におけるカソード・ストリップ
と分離して記録可能な複数の平行な金属−燃料ストリップ、（ｉｉ）金属−燃料
カードを識別するコード・シンボルを含んだ図形的に符号化されたデータ・トラ
ックを示しており、また、放電動作中に、（ｉ）再充電パラメータ、並びに、以
前の再充電動作及び放電動作の少なくとも一方の動作中に記録された金属−燃料
識別データに関連する金属−燃料指示データの少なくとも１つを、データ記憶メ
モリから読み出す（又は、アクセスする）ことを容易にし、（ｉｉ）検知された
放電パラメータ、及び、放電動作中に読み出される金属−燃料ゾーン識別データ
に関連する計算された金属酸化物指示データを、データ記憶メモリに記憶するこ
とを容易にするものである。
【図２Ａ９’】 図１、図２Ａ３、図２Ａ４に示された金属−燃料カード放電サブシステムにお
いて用いられる非酸化金属−燃料カードの部分的斜視図であり、（ｉ）図２Ａ８
にその一部が示された放電ヘッドのカソード構造におけるカソード・ストリップ
と分離して記録可能な複数の平行な金属−燃料ストリップ、（ｉ１）金属−燃料
カードを識別するデジタル・コード・シンボルを用いた磁気的に符号化されたデ
ータ・トラックを示しており、また、放電動作中に、（ｉ）予め記録された再充
電パラメータ、及び、放電動作中にサブシステムによって読み取られた金属−燃
料識別データに関連する金属−燃料指示データの少なくとも一方を、データ記憶
メモリから読み出す（又は、アクセスする）ことを容易にし、（ｉｉ）放電動作
中に読み出される金属−燃料ゾーン識別データに関連する検知された放電パラメ
ータ、データ記憶メモリに記憶することを容易にするものである。
【図２Ａ９”】 図１、図２Ａ３、図２Ａ４に示された金属−燃料カード放電サブシステムにお
いて用いられる非酸化金属−燃料カードの部分的斜視図であり、（ｉ）図２Ａ８
にその一部が示された放電ヘッドのカソード構造におけるカソード・ストリップ
と分離して記録可能な複数の平行な金属−燃料ストリップ、（ｉｉ）金属−燃料
カードを識別する光伝達開口型のコード・シンボルを含んだ光学的に符号化され
たデータ・トラックを示しており、また、放電動作中、（ｉ）再充電パラメータ
、並びに、以前の再充電動作及び放電動作の少なくとも一方の動作中に記録され
た金属−燃料識別データに関連する金属−燃料指示データの少なくとも１つを、
データ記憶メモリから読み出す（又は、アクセスする）ことを容易にし、（ｉｉ
）検知された放電パラメータ、及び、放電動作中に読み出される金属−燃料ゾー
ン識別データに関連する計算された金属−酸化物指示データを、データ記憶メモ
リに記憶することを容易にするものである。
【図２Ａ１０】 図２Ａ３及び図２Ａ４に示された金属−燃料カード放電サブシステムにおける
放電ヘッドの斜視図であり、放電モード中の、図２Ａ１０に示された空気−以前
カソード（ａｉｒ−ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｃａｔｈｏｄｅ）構造を通過して金属−
燃料カードが移動され、５つのアノード接続エレメントが、移動された金属−燃
料カードの金属−燃料ストリップとの電気的接続を形成している。
【図２Ａ１１】 金属−燃料カード放電サブシステムにおける放電ヘッドの、図２Ａ８のライン
２Ａ１１−２Ａ１１に沿った断面図であり、図２Ａ９の金属−燃料カードと電気
的に接続するカソード構造を示している。
【図２Ａ１２】 図２Ａ９に示された金属−燃料カードの、ライン５Ａ１２−５Ａ１２に沿った
断面図である。
【図２Ａ１３】 図２Ａ１０に示された放電ヘッドのカソード構造の、ライン２Ａ１３−２Ａ１
３に沿った断面図である。
【図２Ａ１４】 図２Ａ１０に示された放電ヘッドのカソード構造の、ライン２Ａ１４−２Ａ１
４に沿った断面図である。
【図２Ａ１５】 図１の金属−燃料カード放電サブシステム内に保持される情報構造の概略図で
あり、該情報構造は、放電パラメータと、放電モードの動作中に識別された（ア
ドレス指定された）金属−燃料カード内の各金属−燃料トラック用の金属酸化物
指示データ及び金属−燃料指示データを記憶するための１組の情報フィールドを
含んでいる。
【図２Ｂ１】 図１の金属−空気ＦＣＢシステムの一般化された概略図を示しており、金属−
燃料カードが、金属−燃料カード再充電サブシステムの再充電ベイにまさに挿入
される状態を示している。
【図２Ｂ２】 図１の金属−空気ＦＣＢシステムの一般化された概略図を示しており、金属−
燃料カードが、金属−燃料カード再充電サブシステムの再充電ベイに装填されて
いる状態を示している。
【図２Ｂ３】 図２Ｂ１及び図２Ｂ２に示された金属−燃料カード再充電サブシステムの一般
化された概略図を示しており、該サブシステムのサブコンポーネントが、再充電
ヘッド・アセンブリから引き抜かれた金属−燃料カードとともに、より詳細に示
されている。
【図２Ｂ４】 図２Ｂ３に示された金属−燃料カード再充電サブシステムの概略図を示してお
り、金属−燃料カードが、各再充電ヘッドのカソード・コンタクト構造とアノー
ド・コンタクト構造との間に挿入された様子が、より詳細に示されている。
【図２Ｂ５】 図２Ｂ３及び図２Ｂ４に示された金属−燃料カード再充電サブシステムを使用
する場合の、酸化された金属−燃料カードの再充電期間中に実行される基本的ス
テップを表している高レベル・フローチャートである。
【図２Ｂ６】 図２Ｂ３及び図２Ｂ４に示された金属−燃料カード再充電サブシステムの各再
充電ヘッドに採用されるカソード保持（支持）構造の斜視図であり、該カソード
保持構造は、５つの平行なチャネルを備え、該チャネルの間に、導電性のカソー
ド・ストリップ及びイオン導電性の電解質含浸ストリップが、組立状態で固定保
持されている。
【図２Ｂ７】 カソード・ストリップ及び電解質含浸ストリップ、並びに図２Ｂ６に示された
カソード保持構造の保持チャネル内に配置された部分酸素圧力（ｐＯ２）センサ
の分解斜視図である。
【図２Ｂ８】 本発明の第１の例示的実施例のカソード構造の斜視図であり、該カソード構造
は、図２Ｂ３及び図２Ｂ４に示された再充電ヘッドに用いるに適した、完全に組
み立てられた状態で示されている。
【図２Ｂ９】 図１、図２Ｂ３、図２Ｂ４に示された金属−燃料カード再充電サブシステムに
おいて用いられる非酸化金属−燃料カードの部分的斜視図であり、（ｉ）図２Ｂ
８にその一部が示された再充電ヘッドのカソード構造におけるカソード・ストリ
ップと分離して記録可能な複数の平行な金属−燃料ストリップ、（ｉｉ）金属−
燃料カードを識別するコード・シンボルを含んだ図形的に符号化されたデータ・
トラックを示しており、また、再充電動作中に、（ｉ）再充電パラメータ、並び
に、以前の再充電動作及び再充電動作の少なくとも一方の動作中に記録された金
属−燃料識別データに関連する金属−燃料指示データの少なくとも１つを、デー
タ記憶メモリから読み出す（又は、アクセスする）ことを容易にし、（ｉｉ）検
知された再充電パラメータ、及び、再充電動作中に読み出される金属−燃料ゾー
ン識別データに関連する計算された金属酸化物指示データを、データ記憶メモリ
に記憶することを容易にするものである。
【図２Ｂ９’】 図１、図２Ｂ３、図２Ｂ４に示された金属−燃料カード再充電サブシステムに
おいて用いられる非酸化金属−燃料カードの部分的斜視図であり、（ｉ）図２Ｂ
８にその一部が示された再充電ヘッドのカソード構造におけるカソード・ストリ
ップと分離して記録可能な複数の平行な金属−燃料ストリップ、（ｉｉ）金属−
燃料カードを識別するデジタル・コード・シンボルを用いた磁気的に符号化され
たデータ・トラックを示しており、また、再充電動作中に、（ｉ）予め記録され
た再充電パラメータ、及び、再充電動作中にサブシステムによって読み取られた
金属−燃料識別データに関連する金属−燃料指示データの少なくとも一方を、デ
ータ記憶メモリから読み出す（又は、アクセスする）ことを容易にし、（ｉｉ）
再充電動作中に読み出される金属−燃料ゾーン識別データに関連する検知された
再充電パラメータ、データ記憶メモリに記憶することを容易にするものである。
【図２Ｂ９”】 図１、図２Ｂ３、図２Ｂ４に示された金属−燃料カード再充電サブシステムに
おいて用いられる非酸化金属−燃料カードの部分的斜視図であり、（ｉ）図２Ｂ
８にその一部が示された再充電ヘッドのカソード構造におけるカソード・ストリ
ップと分離して記録可能な複数の平行な金属−燃料ストリップ、（ｉｉ）金属−
燃料カードを識別する光伝達開口型のコード・シンボルを含んだ光学的に符号化
されたデータ・トラックを示しており、また、再充電動作中、（ｉ）再充電パラ
メータ、並びに、以前の再充電動作及び再充電動作の少なくとも一方の動作中に
記録された金属−燃料識別データに関連する金属−燃料指示データの少なくとも
１つを、データ記憶メモリから読み出す（又は、アクセスする）ことを容易にし
、（ｉｉ）検知された再充電パラメータ、及び、再充電動作中に読み出される金
属−燃料ゾーン識別データに関連する計算された金属−酸化物指示データを、デ
ータ記憶メモリに記憶することを容易にするものである。
【図２Ｂ１０】 図２Ｂ３及び図２Ｂ４に示された金属−燃料カード再充電サブシステムにおけ
る再充電ヘッドの斜視図であり、再充電モード中の、図２Ｂ１０に示された空気
−以前カソード（ａｉｒ−ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｃａｔｈｏｄｅ）構造を通過して
金属−燃料カードが移動され、５つのアノード接続エレメントが、移動された金
属−燃料カードの金属−燃料ストリップとの電気的接続を形成している。
【図２Ｂ１１】 金属−燃料カード再充電サブシステムにおける再充電ヘッドの、図２Ｂ８のラ
イン２Ｂ１１−２Ｂ１１に沿った断面図であり、図２Ｂ９の金属−燃料カードと
電気的に接続するカソード構造を示している。
【図２Ｂ１２】 図２Ｂ９に示された金属−燃料カードの、ライン５Ｂ１２−５Ｂ１２に沿った
断面図である。
【図２Ｂ１３】 図２Ｂ１０に示された再充電ヘッドのカソード構造の、ライン２Ｂ１３−２Ｂ
１３に沿った断面図である。
【図２Ｂ１４】 図２Ｂ１０に示された再充電ヘッドのカソード構造の、ライン２Ｂ１４−２Ｂ
１４に沿った断面図である。
【図２Ｂ１５】 図１の金属−燃料カード再充電サブシステム内に保持される情報構造の概略図
であり、該情報構造は、再充電パラメータと、再充電モードの動作中に識別され
た（アドレス指定された）金属−燃料カード内の各金属−燃料トラック用の金属
酸化物指示データ及び金属−燃料指示データを記憶するための１組の情報フィー
ルドを含んでいる。
【図２Ｂ１６】 図２Ｂ１６は、図１のＦＣＢシステムの概略図であり、多数のサブシステムを
示し、これらは、再充電モードの動作の間に、（ａ）（ｉ）ロードされた金属燃
料カードから、金属燃料カード・アイデンティフィケーション・データを読み出
すことと、（ａ）（ｉｉ）検知した再充電パラメータ及びそれから導出した計算
した金属燃料を示すデータをメモリに記録することと、（ａ）（ｉｉｉ）識別さ
れた金属燃料カードを処理した前の放電及び／又は再充電動作の間に記録された
、放電パラメータと、計算した金属酸化物と金属酸化物及び金属燃料を示すデー
タとを、メモリから読み出す（アクセスする）こととを可能とし、また、放電モ
ードの動作の間に、（ｂ）（ｉ）ロードされた金属燃料カードから、金属燃料カ
ード・アイデンティフィケーション・データを読み出すことと、（ｂ）（ｉｉ）
検知した放電パラメータ及びそれから導出した計算した金属酸化物を示すデータ
をメモリに記録することと、（ｂ）（ｉｉｉ）識別された金属燃料カードを処理
した前の放電及び／又は再充電動作の間に記録された、再充電パラメータと、計
算した金属酸化物と金属酸化物及び金属燃料を示すデータとを、メモリから読み
出す（アクセスする）こととを可能とする。
【図３】 図３は本発明の金属−空気ＦＣＢシステムの第二の実施形態の斜視図であり、
電力発生動作で使用するために、第１の複数の再充電された金属燃料カードは、
再充電金属燃料カード格納ビンから、金属燃料カード放電サブシステムの放電ベ
イへ自動的に運ばれ、第２の複数の酸化された金属燃料カードは、放電電金属燃
料カード格納ビンから、金属燃料カード再充電サブシステムの再充電ベイへ自動
的に運ばれる。
【図４Ａ１】 図４Ａ１は、図３の金属−空気ＦＣＢシステムの一般化した概略図であり、再
充電された金属燃料カードが、再充電金属燃料カード格納ビンの再充電金属燃料
カードのスタックの底部から、金属燃料カード放電サブシステムの放電ベイへ自
動的に運ばれているように示されている。
【図４Ａ２】 図４Ａ２は、図３の金属−空気ＦＣＢシステムの一般化した概略図であり、放
電された金属燃料カードが、金属燃料カード放電サブシステムの放電ベイから、
放電金属燃料カード格納ビンの放電金属燃料カードのスタックの上部へ自動的に
運ばれているように示されている。
【図４Ａ３】 図４Ａ３は、図４Ａ１及び図４Ａ２に示した金属燃料カード放電サブシステム
の一般化した概略図であり、そのサブコンポーネントがより詳細に示されており
、複数ま再充電された金属燃料カードが配列され、放電ヘッドのカソード接触構
造とアノード接触構造との間への挿入の準備ができている。
【図４Ａ４】 図４Ａ４は、図４Ａ３に示した金属燃料カード放電サブシステムの概略図であ
り、複数の再充電された金属燃料カードが、放電ヘッドのカソード接触構造とア
ノード接触構造との間に挿入されている。
【図４Ａ５１】 図４Ａ５１と図４Ａ５２とは共になって、図４Ａ３から図４Ａ４に示された金
属燃料カード放電サブシステムを用いて金属燃料カードの放電の間に行われる基
本的ステップ（即ち、電力の生成）を示す高レベル・フローチャートを示す。
【図４Ａ５２】 図４Ａ５１と図４Ａ５２とは共になって、図４Ａ３から図４Ａ４に示された金
属燃料カード放電サブシステムを用いて金属燃料カードの放電の間に行われる基
本的ステップ（即ち、電力の生成）を示す高レベル・フローチャートを示す。
【図４Ａ６】 図４Ａ６は、図４Ａ３及び図４Ａ４に示された金属燃料カード放電サブシステ
ムの各放電ヘッドで用いられるカソード支持構造の斜視図であり、カソード構造
及び電解質含浸パッドを受けるための４つのカソード・エレメント受入凹部が備
えられている。
【図４Ａ７】 図４Ａ７は、図４Ａ６に示すカソード支持構造と共に使用される酸素注入チャ
ンバの概略図である。
【図４Ａ８Ａ】 図４Ａ８Ａは、図４Ａ６に示すカソード支持プレートのカソード受入凹部の下
部内に挿入可能なカソード構造の概略図である。
【図４Ａ８Ｂ】 図４Ａ８Ｂは、図４Ａ６に示すカソード支持プレートのカソード受入凹部の上
部内でカソード構造上に挿入するための電解質含浸パッドの概略図である。
【図４Ａ９】 図４Ａ９は、図３の金属燃料放電サブシステム内で放電するように設計された
酸化されていない金属燃料カードの斜視図であり、離間された４つの凹部を備え
、各凹部が、金属燃料ストリップを支持し、放電ヘッドにロードされたときに、
凹部の底面に形成された開口部を介してアノード接触電極と電気的に接触するこ
とを可能にする。
【図４Ａ１０】 図４Ａ１０は、図４Ａ９の金属燃料支持構造の断面図であり、図４Ａ９の線４
Ａ１０−４Ａ１０に沿ってのものである。
【図４Ａ１１】 図４Ａ１１は、複数の電極を支持する電極支持プレートの斜視図であり、図３
の金属燃料カード放電サブシステムにより行われる放電動作の間に、図４Ａ９の
金属燃料支持プレート内で支持されたアノード的金属燃料ストリップとの電気的
接触を確立するように設計されている。
【図４Ａ１２】 図４Ａ１２は、図３の金属燃料カード放電サブシステム内の放電ヘッドの斜視
分解図であり、分解されているが適合する関係にある、カード支持構造、酸素注
入チャンバ、金属燃料支持構造、及びアノード電極接触プレートを示す。
【図４Ａ１３】 図４Ａ１３は、図３の金属燃料カード放電サブシステム内に維持される情報構
造を示し、放電動作の間に、放電パラメータ、及び識別された（即ち、アドレス
された）金属燃料カード内の各金属燃料ゾーンに対しての金属酸化物及び金属燃
料を示すデータを記録するために用いられる情報フィールドの組を備える。
【図４Ｂ１】 図４Ｂ１は、図３の金属−空気ＦＣＢシステムの一般化した概略図であり、放
電された金属燃料カードが、再充電金属燃料カード格納ビンの放電金属燃料カー
ドのスタックの底部から、金属燃料カード再充電サブシステムの再充電ベイへ自
動的に運ばれているように示されている。
【図４Ｂ２】 図４Ｂ２は、図３の金属−空気ＦＣＢシステムの一般化した概略図であり、再
充電された金属燃料カードが、金属燃料カード再充電サブシステムの再充電ベイ
から、再充電金属燃料カード格納ビンの再充電金属燃料カードのスタックの上部
へ自動的に運ばれているように示されている。
【図４Ｂ３】 図４Ｂ３は、図４Ｂ１及び図４Ｂ２に示した金属燃料カード再充電サブシステ
ムの一般化した概略図であり、そのサブコンポーネントがより詳細に示されてお
り、複数の放電された金属燃料カードが配列され、再充電ヘッドのカソード接触
構造とアノード接触構造との間への挿入の準備ができている。
【図４Ｂ４】 図４Ｂ４は、図４Ｂ３に示した金属燃料カード再充電サブシステムの概略図で
あり、複数の放電された金属燃料カードが、再充電ヘッドのカソード接触構造と
アノード接触構造との間に挿入されている。
【図４Ｂ５１】 図４Ｂ５１と図４Ｂ５２とは共になって、図４Ｂ３から図４Ｂ４に示された金
属燃料カード再充電サブシステムを用いて金属燃料カードの再充電の間に行われ
る基本的ステップ（即ち、電力の生成）を示す高レベル・フローチャートを示す
。
【図４Ｂ５２】 図４Ｂ５１と図４Ｂ５２とは共になって、図４Ｂ３から図４Ｂ４に示された金
属燃料カード再充電サブシステムを用いて金属燃料カードの再充電の間に行われ
る基本的ステップ（即ち、電力の生成）を示す高レベル・フローチャートを示す
。
【図４Ｂ６】 図４Ｂ６は、図４Ｂ３及び図４Ｂ４に示された金属燃料カード再充電サブシス
テムの各再充電ヘッドで用いられるカソード支持構造の斜視図であり、カソード
構造及び電解質含浸パッドを受けるための４つのカソード・エレメント受入凹部
が備えられている。
【図４Ｂ７】 図４Ｂ７は、図４Ｂ６に示すカソード支持構造と共に使用される酸素注入チャ
ンバの概略図である。
【図４Ｂ８Ｂ】 図４Ｂ８Ｂは、図４Ｂ６に示すカソード支持プレートのカソード受入凹部の下
部内に挿入可能なカソード構造の概略図である。
【図４Ｂ８Ｂ】 図４Ｂ８Ｂは、図４Ｂ６に示すカソード支持ブレートのカソード受入凹部の上
部内でカソード構造上に挿入するための電解質含浸パッドの概略図である。
【図４Ｂ９】 図４Ｂ９は、図３の金属燃料再充電サブシステム内で再充電するように設計さ
れた酸化されていない金属燃料カードの斜視図であり、離間された４つの凹部を
備え、各凹部が、金属燃料ストリップを支持し、再充電ヘッドにロードされたと
きに、凹部の底面に形成された開口部を介してアノード接触電極と電気的に接触
することを可能にする。
【図４Ｂ１０】 図４Ｂ１０は、図４Ｂ９の金属燃料支持構造の断面図であり、図４Ｂ９の線４
Ｂ１０−４Ｂ１０に沿ってのものである。
【図４Ｂ１１】 図４Ｂ１１は、複数の電極を支持する電極支持プレートの斜視図であり、図３
の金属燃料カード放電サブシステムにより行われる再充電動作の間に、図４Ｂ９
の金属燃料支持プレート内で支持されたアノード的金属燃料ストリップとの電気
的接触を確立するように設計されている。
【図４Ｂ１２】 図４Ｂ１２は、図３の金属燃料カード放電サブシステム内の再充電ヘッドの斜
視分解図であり、分解されているが適合する関係にある、カード支持構造、酸素
注入チャンバ、金属燃料支持構造、及びアノード電極接触プレートを示す。
【図４Ｂ１３】 図４Ｂ１３は、図３の金属燃料カード放電サブシステム内に維持される情報構
造を示し、再充電動作の間に、再充電パラメータ、及び識別された（即ち、アド
レスされた）金属燃料カード内の各金属燃料ゾーンに対しての金属酸化物及び金
属燃料を示すデータを記録するために用いられる情報フィールドの組を備える。 図４Ｂ１４は、図３のＦＣＢシステムを示し、図３は、再充電動作ちゅうに可
能な多くのサブシステムを示し、即ち、（ａ）（ｉ）ロードされたカードからの
金属フーエル（ｍａｔａｌ−ｆｕｅｌ）確認データの読み取り、（ａ）（ｉｉ）
送られた再充電パラメータおよびそこから生じた計算された金属フーエルデータ
のメモリーへの記憶、（ａ）（ｉｉｉ）放電パラメータ、確認された記憶フーエ
ルの処理を通して先の放電および／または再充電動作中に記録された計算された
金属酸化物表示データおよび金属酸化物表示データのメモリーからの読み出し（
アクセス）を示す。 図５は、金属−エアー（ｍａｔａｌ−ａｉｒ）ＦＣＢシステムの第３の実施態
様を示す図であり、金属フーエルが、同じカセットカートリッジふうのデバイス
内に形成された分離した記憶区画内に充電された金属フーエルカード及び放電さ
れた金属フーエルカードを記憶する仕切られた内部体積を有するカセットカート
リッジふうのデバイス内に内蔵された金属フーエルカード（または、シート）の
形で供給されている。 図５Ａは、図５の金属−エアーシステムＦＣＢの概略図であり、この図中には
、再充電金属フーエルカード記憶区画内の再充電された金属フーエルカードのス
タックの底からその金属フーエルカード放電サブシステムの放電ベイ（ｂａｙ）
に自動的に移動されている再充電された金属フーエルカードが示され、他方放電
された金属フーエルカード記憶区画内の放電された金属フーエルカードのスタッ
クのトップに金属フーエルカード放電サブシステムの放電ベイから自動的に移動
されている放電金属フーエルカードが示されている。 図６は、金属−エアー（ｍａｔａｌ−ａｉｒ）ＦＣＢシステムの第４の実施態
様を示す図であり、金属フーエルが、同じカセットカートリッジふうのデバイス
内に形成された分離した記憶区画内に充電された金属フーエルカード及び放電さ
れた金属フーエルカードを記憶する仕切られた内部体積を有するカセットカート
リッジふうのデバイス内に内蔵された金属フーエルカード（またはシート）の形
で供給されている。 図６Ａは、図６の金属−エアーシステムＦＣＢの概略図であり、この図中には
、再充電金属フーエルカード記憶区画内の再充電された金属フーエルカードのス
タックの底からその金属フーエルカード放電サブシステムの放電ベイ（ｂａｙ）
に自動的に移動されている再充電された金属フーエルカードが示され、他方放電
された金属フーエルカード記憶区画内の放電された金属フーエルカードのスタッ
クのトップに金属フーエルカード放電サブシステムの放電ベイから自動的に移動
されている放電金属フーエルカードが示されている。 図７は、電池貯蔵区画内で本願発明の金属−エア−ＦＣＢ電力生成モジュール
を含み、他方、手保持シェルラ電話（ｈａｎｄ−ｈｅｌｄ ｃｅｌｕｌａｒ ｐ
ｈｏｎｅ）の内部に粘着的に固定された貯蔵区画内の複数の予備金属フーエルカ
ードを携帯する手保持シェルラ電話を示す図である。 図７Ａは、図７のシェルラ電話の内部を部分的に示す図であり、図中、電池貯
蔵区画パネルが取り去られて（開かれて）示されており、金属エアーＦＣＢ電力
生成モジュール（金属フーエルカードにうよりロードされる）が、セシェルラ電
話の電池貯蔵区画内部に挿入されており、電池貯蔵区画のカバーパネルの内部表
面に固定されたフーエルカード貯蔵区画内に幾つかの金属フーエルカードが挿入
されている。 図８Ａは、図７Ａの金属エアーＦＣＢ電力生成モジュールの分解図であり、図
中、上部ハウジング部分は下部ハウジング部分から分離され、４つのエレメント
カソード構造（即ち、サブモジュール）が下部ハウジング部分に形成され、フレ
キシブル回路により結合された１組のプリント回路ボードと隣接する凹部に取り
外し可能に挿入していることを示し、４つのエレメントアノード接触構造は上部
ハウジング部分に一体的に形成され、上部および下部ハウジング部分が共にスナ
ップ固定（ｓｎａｐｐ−ｆｉｔｔｅｄ）である時には、第１の凹部は図８Ｂの単
一カソード構造にたいしてスライド可能に形成され、それによりその縁に配置さ
れた導電性エレメントが第１のＰＣボード上の各導電性エレメントにはめ込まれ
る、第２の貯蔵凹部は、図８Ｃの単一側面導電性エレメントのスライド可能な受
部に対して形成され、それによりその縁に配置された導電性エレメントが第１の
ＰＣボード上の各導電性エレメントにはめ込まれる。 図８Ｂは、図７Ａ、図８Ａの金属エアーＦＣＢ電力生成モジュールに形成され
た第１の貯蔵凹部にスライド可能に挿入するためのカソード構造（サブモジュー
ル）を示す図である。 図８Ｃは、図７Ａ、図８Ａの金属エアーＦＣＢ電力生成モジュールに形成され
た第２の貯蔵凹にスライド可能に挿入するための４エレメント金属フーエルカー
ドを示す図である。 図９は、図７のシェルラ電話に形成された電池貯蔵区画から取り外されて示さ
れた図７Ａの金属エアーＦＣＢ電力生成モジュールを示す図。 図９Ａは、図７Ａの金属エアーＦＣＢ電力生成モジュールを示す図で、図中、
ホソトデバイス（例えば、シェルラ電話、ＣＤ−ＲＯＭプレーヤ）の電池貯蔵区
画内に配置されたマットされた電力受信ターミナルに接触するための断面された
その出力電力ターミナルを示す。 図１０は、本願発明のカートリッジ／金属フーエルカード貯蔵デバイスの第１
の実施形態を示し、図中、単一（交換用）カソードカートリッジをスライド可能
に受け取り、保持する複数の凹部と、図７ＡのＦＣＢ電力生成モジュール内で使
用される複数の（充電された）金属フーエルカードとを有する箱ふうの構造をで
ある。 図１１Ａは、本願発明のカートリッジ／金属フーエルカード貯蔵デバイスの第
２の実施形態を示し、図中、その開いた形態で配置された札入れふうの構造で利
用され、且つ単一（交換用）カソードカートリッジをスライド可能に受け取り、
保持する複数のスロットと、図７ＡのＦＣＢ電力生成モジュール内で使用される
複数の（充電された）金属フーエルカードとを有している。 図１１Ｂは、図１１Ａのカソードーカートリッジ／金属フーエルカード貯蔵デ
バイスを示す図で、図中、その閉じた／貯蔵形態に配置されている。 図１２は、ラップトップコンピュータシステムを示し、これは本願発明による
１組の交換可能なカソードサブモジュール（即ち、カートリッジ）間に配置され
た両側面金属フーエルカードを有する本願発明のモジュール生成する金属エアー
ＦＣＢ電力から生成された電力をうけとる。 図１２Ａは、そこからラップトップシステムの電池貯蔵ベイが取り除かれて示
された、図１２に描かれた金属エアーＦＣＢ電力生成モジュールを示す。 図１３は、図１２Ａの金属エアーＦＣＢ電力生成モジュールを示し、図中、１
組の交換可能なカードサブモジュール（即ち、カートリッジ）のスライド可能な
受け取り用の上部および下部ハウジング部に形成された１組の凹部と、その内部
の二重側面金属フーエルカードのスライド可能な受け取り用のカソードカートリ
ッジ間に形成された凹部と、フレキシブル回路により結合され、カソードカート
リッジおよび金属フーエルカードと電気的結合器で一体化された１組のＰＣボー
ドの受け取り用の下部ハウジング内に形成された１組の凹部を示す。 第１３Ａ図は陰極カートリッジと両面金属−燃料カードとを互いに結ぶ下側ハ
ウジング部に装着した第一のＰＣボードの斜視図である； 第１３Ｂ図は第１２Ａ図に示したＦＣＢ発電モジュールの縦断面図であり、モ
ジュールハウジングに密閉状に挿入された陰極カートリッジと両面金属燃料カー
ドとを示している。 第１３Ｃ図は第１２Ａ図に示したＦＣＢ発電モジュールの縦断面図であり、第
１２図に示したラップトップ型コンピュータあるいは同様の装置の蓄電室／蓄電
コンパートメント内で各々の入力電力端子と電気的に接触するように成された出
力電力端子を示している。 第１３Ｄ図は第１２Ａ図に示したＦＣＢ発電モジュールの縦断面図であり、第
１０図に示された下側ハウジング部の側壁に形成された一対の開口部を貫通して
突出する一体的に構成された出力電力端子を有する、下側ハウジング部に装着し
た第二のＰＣボードを示している。 第１３Ｅ図は本発明の両面金属燃料カードの分解斜視図であり、陽極接触素子
が燃料素子受け取り凹部内に設置され、金属−燃料カードの端面に形成された電
気的コネクタと導線を介して電気的に接続されている。 第１３Ｆ図は第１３図に示した両面金属燃料カードを第１３Ｅ図に示した１３
Ｆ−１３Ｆ線に沿って切った横断面図であり、第一の４組の金属−燃料素子はカ
ードの第一の面に設置され、第二の４組の金属−燃料素子はカードの第二の面に
設置され、ＦＣＢ発電モジュール内にある８組の金属−燃料素子／陰極の各々に
電気的に孤立した集電経路を提供するよう、カードの各面に陽極接触構造（メカ
ニズム）を形成している。 第１４図は本発明の別の実施例による閉じられた状態の再充電式金属−空気Ｆ
ＣＢ発電モジュールの斜視図であり、このモジュールはモジュールハウジングの
外側表面に設置された手動のスイッチを介して、あるいはモジュール内に設置さ
れた自動負荷検知回路構成部分を使用することによってユーザーが選択した電圧
レベルで出力電力を供給するよう構成されている。 第１４Ａ図は第１４図に示した再充電式金属−空気ＦＣＢ発電モジュールを開
けた状態の斜視図であり、モジュールの下側ハウジング部内には５組の放電／再
充電ヘッドサブアセンブリーが留め金で取り付けられるように備えられており、
各放電／再充電ヘッドサブアセンブリーの多重素子両面燃料カードと多重素子陰
極カートリッジとの間の電気的接続が下側ハウジング部内に留め金で取り付けら
れた単一の親ＰＣボード上に実施されたサブシステムと自動的に確立され、上側
ハウジングをモジュールの下側ハウジング部に取り付ける際、確実に固定される
。 第１５Ａ図は輸送用車両の概略図であり、該車両には電力を発生し、かつ該車
両の車輪に接続された電動式モーターにこうして発生された電力を供給する目的
で本発明の発電システムが配備され、そのＦＣＢサブシステム内で金属―燃料に
再充電するための補助ハイブリッド電力源が備えられている。 第１５Ｂ図はＦＣＢサブシステム内で金属―燃料に再充電するための補助ハイ
ブリッド動力源を有する据置型発電所として実施された本発明の発電システムの
概略図である。 第１６Ａ図は第一の実例による発電システムの構造図であり、金属―空気ＦＣ
ＢサブシステムのネットワークはＤＣ電力バス構造に操作可能に接続され、ネッ
トワークベースの金属―燃料管理サブシステムと操作可能に連動するネットワー
ク管理サブシステムによって制御されている。 第１６Ｂ図は第二の実例による発電システムの構造図であり、ＡＣ電力を負荷
に供給できるよう、第１５Ａ図に示した出力ＤＣ電力バス構造がＤＣ−ＡＣコン
バータを介して出力ＡＣ電力バス構造に操作可能に接続されている。 第１６Ｃ図は、第１５Ａ図及び第１５Ｂ図に示したネットワークベースの金属
―燃料／金属―酸化物管理サブシステムによって維持されるデータベース構造の
概略図である。 第１７図は、付加的な金属―空気ＦＣＢサブシステムを放電モードでいかに操
作させることができるかを、経時的に増加する負荷によって必要となる出力電力
要求の増加の関数として示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０９／１１０，７６１ (32)優先日 平成10年７月３日(1998．7．3) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／１１０，７６２ (32)優先日 平成10年７月３日(1998．7．3) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／１１２，５９６ (32)優先日 平成10年７月９日(1998．7．9) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／１１６，６４３ (32)優先日 平成10年７月16日(1998．7．16) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／１２０，５８３ (32)優先日 平成10年７月22日(1998．7．22) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／１２６，２１３ (32)優先日 平成10年７月30日(1998．7．30) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／１３０，３４１ (32)優先日 平成10年８月６日(1998．8．6) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／１３０，３２５ (32)優先日 平成10年８月６日(1998．8．6) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／２３２，３２６ (32)優先日 平成10年８月10日(1998．8．10) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／２３２，３２７ (32)優先日 平成10年８月10日(1998．8．10) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／２３２，３２８ (32)優先日 平成10年８月10日(1998．8．10) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／１３３，１６６ (32)優先日 平成10年８月12日(1998．8．12) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／１４３，８９５ (32)優先日 平成10年８月31日(1998．8．31) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／１４３，８８９ (32)優先日 平成10年８月31日(1998．8．31) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／１６４，０６３ (32)優先日 平成10年９月30日(1998．9．30) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ツァイ，ツェピン アメリカ合衆国ニューヨーク州10566，ピ ークスキル，ストーンゲイト・アパートメ ンツ，ビルディング ２，アパートメント Ｃ６ (72)発明者 ヤオ，ウェイン アメリカ合衆国ニューヨーク州07621，バ ーゲンフィールド，ハワード・ドライブ 169ビー (72)発明者 チャン，ユエン−ミン アメリカ合衆国ニューヨーク州10523，エ ルムスフォード，ハンター・レイン 10 Ｆターム(参考） 5H032 AA02 AS02 AS03 BB08 CC00 CC01 CC11 CC21 CC27 EE18

Claims (194)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属−空気燃料セル・バッテリ・システムであって、複数の
    金属−燃料カードを放電のために前記システムの中へ自動的に移送するサブシス
    テムを備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  2. 【請求項２】 金属−空気燃料セル・バッテリ・システムであって、 複数の金属−燃料カードを前記システムの中に装填（ロード）し、同時に前記
    金属−燃料カードを放電して前記システムに接続された電気的負荷を介して電力
    を発生させ配送するサブシステムを備えていることを特徴とする金属−空気燃料
    セル・バッテリ・システム。
  3. 【請求項３】 金属−空気燃料セル・バッテリ・システムであって、 複数の金属−燃料カードを前記システムの中に装填し、同時に前記金属−燃料
    カードを再充電して各金属−燃料カードに沿った金属酸化物を放電動作において
    再利用されるその一次金属燃料に変換するサブシステムを備えていることを特徴
    とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  4. 【請求項４】 金属−空気燃料セル・バッテリ・システムであって、 前記システムの中に装填された金属−燃料カードを同時に放電及び再充電する
    １つ又は複数のサブシステムを備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・システム。
  5. 【請求項５】 システムであって、 金属−燃料カードを前記システムの中に自動的に装填し、再充電（すなわち、
    還元）が完了した後に、前記金属燃料をそこから自動的に排出するサブシステム
    を備えていることを特徴とするシステム。
  6. 【請求項６】 金属−空気燃料−セル・バッテリ・システムであって、 複数の金属−燃料カードを前記システムの中に装填し、同時に前記金属−燃料
    カードを放電して前記システムに接続された電気的負荷を介して電力を発生させ
    配送するサブシステムを備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッ
    テリ・システム。
  7. 【請求項７】 金属−空気燃料−セル・バッテリ・システムであって、 複数の金属−燃料カードを前記システムの中に装填し、同時に前記金属−燃料
    カードを再充電して前記金属−燃料カードに沿った金属酸化物を放電動作におい
    て再利用されるその一次金属燃料に変換するサブシステムを備えていることを特
    徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  8. 【請求項８】 金属−燃料カードであって、 空間的に分離された複数の凹部を備えており、それぞれの凹部は、金属−燃料
    ストリップを支持し、金属−空気燃料セル・バッテリ・システム内に装填された
    ときに前記凹部の底面に形成されたアパーチャを介してアノード接触電極との電
    気的接触を可能にすることを特徴とする金属−燃料カード。
  9. 【請求項９】 金属−空気燃料−セル・バッテリ・システムであって、 （再）充電及び放電された金属−燃料カードをこのカセット・カートリッジ状
    の装置内に形成された別個の収納コンパートメントに収納する分割された内部容
    積を有するカセット・カートリッジ状の装置を備えていることを特徴とする金属
    −空気燃料−セル・バッテリ・システム。
  10. 【請求項１０】 金属燃料を係合する金属−空気燃料セル・バッテリ・ヘッ
    ドであって、 平坦な頂面と複数の凹部を有する底面とを有する非導電性カソードと、 前記凹部のそれぞれにおける空気透過性のカソードと、 前記頂面から前記底面上の前記凹部までの前記カソード包含構造を通過して延
    長し、空気が前記凹部とその中に含まれる空気透過性のカソードとまで流れるこ
    とを許容する複数のアパーチャと、 複数の長さの導電性材料であって、１つの長さが前記空気透過性カソードの１
    つと電気的に接触し前記カソードのそれぞれと電気的に接触することによって、
    前記燃料セル・バッテリにおいて用いる前記ヘッドにおけるそれぞれのカソード
    からの電気のための別個の導電性の経路を提供する複数の長さの導電性材料と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・ヘッド。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 電解液含浸パッドが前記空気透過性カソード上の前記凹部内に配置され、前記
    カソードとの電解液接触を提供することを特徴とする金属−空気燃料セル・バッ
    テリ・ヘッド。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 前記複数の凹部は矩形であることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ
    ・ヘッド。
  13. 【請求項１３】 金属燃料を係合する金属−空気燃料セル・バッテリ・ヘッ
    ドであって、 前記複数の凹部は平行ストリップであることを特徴とする金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッド。
  14. 【請求項１４】 請求項１０記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 酸素センサが各凹部に配置され、酸素の存在を測定することを特徴とする金属
    −空気燃料セル・バッテリ・ヘッド。
  15. 【請求項１５】 請求項１０記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 前記カソード包含構造は、空気が前記カソード包含構造を通過するときに前記
    カソード包含構造の頂部を通過する複数のアパーチャと整列する複数のアパーチ
    ャを有するスライド可能なプレートを有し、前記プレートは、前記カソード包含
    構造に対してスライド可能に移動でき、前記アパーチャは整合されておらず、前
    記プレートが移動されアパーチャを不整合させるときに前記凹部への空気の流れ
    を遮断することを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・ヘッド。
  16. 【請求項１６】 請求項１０記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 複数のエアフロー・チャンバを有するハウジングが、前記カソード包含構造の
    頂部に付属され、空気を前記複数の凹部のそれぞれの中へ導き、 空気を前記ハウジングの中に吹き込み、それによって、空気は前記カソード包
    含構造構造におけるアパーチャを通過して流れ、前記空気透過性カソードへのエ
    アフローを増加させることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・ヘッド
    。
  17. 【請求項１７】 請求項１２記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 金属燃料カードが、複数の矩形において付属した金属燃料を伴う非導電性材料
    の基板を有し、前記カード上の前記矩形は前記ヘッド上のカソード矩形を反映し
    、前記金属燃料矩形と電解液矩形を伴うカソードとは整列させ相互に接触させて
    複数の燃料セル・バッテリ・セルを形成することができ、 複数の長さの導電性材料が設けられ、１つの長さが前記金属燃料矩形の１つと
    電気的に接触し前記金属燃料矩形のそれぞれと別個に電気的に接触することによ
    って、前記燃料セル・バッテリにおいて用いる前記カードにおけるそれぞれの金
    属燃料正方形からの電気のための導電性の経路を提供することを特徴とする金属
    −空気燃料セル・バッテリ・ヘッド。
  18. 【請求項１８】 請求項１３記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 金属燃料カードが、複数の平行ストリップにおいて付属した金属燃料を伴う非
    導電性材料の基板を有し、前記カード上の前記ストリップは前記ヘッド上のカソ
    ード・ストリップを反映し、前記金属燃料ストリップと電解液ストリップを伴う
    カソードとは整列させ相互に接触させて複数の燃料セル・バッテリ・セルを形成
    することができ、 複数の長さの導電性材料が設けられ、１つの長さが前記金属燃料ストリップの
    １つと電気的に接触し前記金属燃料ストリップのそれぞれと別個に電気的に接触
    することによって、前記燃料セル・バッテリにおいて用いる前記カードにおける
    それぞれの金属燃料ストリップからの電気のための導電性の経路を提供すること
    を特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・ヘッド。
  19. 【請求項１９】 請求項１３記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 金属燃料材料が、複数の平行ストリップにおいて付属した金属燃料を伴う非導
    電性材料の基板を有し、前記カード上の前記ストリップは前記ヘッド上のカソー
    ド・ストリップを反映し、前記金属燃料ストリップと電解液ストリップを伴うカ
    ソードとは整列させ相互に接触させて複数の燃料セル・バッテリ・セルを形成す
    ることができ、 複数の長さの導電性材料が設けられ、１つの長さが前記金属燃料ストリップの
    １つと電気的に接触し前記金属燃料ストリップのそれぞれと別個に電気的に接触
    することによって、前記燃料セル・バッテリにおいて用いる前記カードにおける
    それぞれの金属燃料ストリップからの電気のための導電性の経路を提供すること
    を特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・ヘッド。
  20. 【請求項２０】 請求項１９記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 前記金属燃料材料は前記ヘッドに対して移送可能であり、金属燃料の連続的な
    供給を前記燃料セル・バッテリに提供することを特徴とする金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッド。
  21. 【請求項２１】 請求項１７記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 前記金属燃料カードは、その上の金属燃料が酸化されるときに前記ヘッドから
    引き出され、新たな金属燃料カードが前記ヘッドに提供されて金属燃料の連続的
    な供給を前記燃料セル・バッテリに提供することを特徴とする金属−空気燃料セ
    ル・バッテリ・ヘッド。
  22. 【請求項２２】 請求項１８記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 前記金属燃料カードは、その上の金属燃料が酸化されるときに前記ヘッドから
    引き出され、新たな金属燃料カードが前記ヘッドに提供されて金属燃料の連続的
    な供給を前記燃料セル・バッテリに提供することを特徴とする金属−空気燃料セ
    ル・バッテリ・ヘッド。
  23. 【請求項２３】 請求項１８記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 前記金属燃料カードは、その上の金属燃料が酸化されるときに前記ヘッドから
    ロボット的（ｒｏｂｏｔｉｃａｌｌｙ）に引き出され、新たな金属燃料カードが
    前記ヘッドに提供されて金属燃料の連続的な供給を前記燃料セル・バッテリに提
    供することを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・ヘッド。
  24. 【請求項２４】 金属燃料を係合する金属−空気燃料セル・バッテリ・ヘッ
    ドであって、 平坦な頂面と複数の凹部を有する底面とを有する非導電性カソードと、 前記凹部のそれぞれにおける空気透過性のカソードと、 前記頂面から前記底面上の前記凹部までの前記カソード包含構造を通過して延
    長し、空気が前記凹部とその中に含まれる空気透過性のカソードとまで流れるこ
    とを許容する複数のアパーチャと、 前記空気透過性カソード上の前記凹部内に配置され、前記カソードとの電解液
    接触を提供する電解液含浸パッドと、 複数の長さの導電性材料であって、１つの長さが前記空気透過性カソードの１
    つと電気的に接触して前記カソード支持構造の頂部を通過して上昇し、前記カソ
    ードのそれぞれと電気的に別個に接触することによって、前記燃料セル・バッテ
    リにおいて用いる前記ヘッドにおけるそれぞれのカソードからの電気のための導
    電性の経路を提供する複数の長さの導電性材料と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・ヘッド。
  25. 【請求項２５】 請求項２４記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 酸素センサが各凹部に配置され、酸素の存在を測定することを特徴とする金属
    −空気燃料セル・バッテリ・ヘッド。
  26. 【請求項２６】 請求項２５記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 空気が前記カソード包含構造を通過するときに、前記カソード包含構造を通過
    する複数のアパーチャの頂部にある空気孔と整列する複数のアパーチャを有する
    プレートが設けられ、前記プレートは、前記カソード包含構造に対してスライド
    可能に移動でき、前記アパーチャは整合されておらず、前記プレートが移動され
    アパーチャを不整合させるときに前記凹部への空気の流れを遮断することを特徴
    とする金属−空気燃料セル・バッテリ・ヘッド。
  27. 【請求項２７】 請求項２６記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 ファンが空気を前記アパーチャの中に吹き込み、よって、前記空気透過性カソ
    ードへのエアフローを増加させることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテ
    リ・ヘッド。
  28. 【請求項２８】 請求項２７記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 前記カソード包含構造の底面上の凹部は矩形であることを特徴とする金属−空
    気燃料セル・バッテリ・ヘッド。
  29. 【請求項２９】 請求項２８記載の金属燃料を係合する金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・ヘッドにおいて、 前記カソード包含構造の底面上の凹部は平行ストリップであることを特徴とす
    る金属−空気燃料セル・バッテリ・ヘッド。
  30. 【請求項３０】 金属燃料カードであって、 非導電性基板と、 前記基板の少なくとも１つの側に付着した少なくとも１つの金属燃料部分であ
    って、前記金属燃料部分はカソード及び電解液と接触してバッテリ・セルを形成
    する一方の面に露出されている少なくとも１つの金属燃料部分と、 を備えていることを特徴とする金属燃料カード。
  31. 【請求項３１】 請求項３０記載の金属燃料カードにおいて、 非導電性基板においてアパーチャが提供され、前記金属燃料部分の導電材料へ
    の電気的接触を許容し、前記金属燃料部分との間の電子の流れのための経路を提
    供することを特徴とする金属燃料カード。
  32. 【請求項３２】 金属燃料カードであって、 非導電性基板と、 前記基板の少なくとも１つの側に付着した少なくとも１つの金属燃料部分と、 各金属燃料部分とは別々に電気的な接触をしてそこから電荷を導通させる少な
    くとも１つの導電性材料であって、前記導電性材料と前記金属燃料カード上には
    ない第２の導電性材料との間を接触させることができ前記金属燃料カードとの間
    に電流を流す、少なくとも１つの導電性材料と、 を備えていることを特徴とする金属燃料カード。
  33. 【請求項３３】 請求項３２記載の金属燃料カードであって、 前記金属燃料部分は矩形であって離間しており、それによって、これらの部分
    は相互に電気的に絶縁されていることを特徴とする金属燃料カード。
  34. 【請求項３４】 請求項３９記載の金属燃料カードであって、 非導電性基板は２つの対向する平坦な面を備えた一片の材料であり、前記金属
    燃料が前記対抗する平坦な面の両方に付着していることを特徴とする金属燃料カ
    ード。
  35. 【請求項３５】 請求項３２記載の金属燃料カードにおいて、 前記金属燃料部分はストリップであって相互に離間しているためにそれらは相
    互に電気的に絶縁されていることを特徴とする金属燃料カード。
  36. 【請求項３６】 請求項３５記載の金属燃料カードにおいて、 前記非導電性基板は２つの対向する平坦な表面を有し、前記金属燃料部分は前
    記対抗する平坦な表面の両方の上に配置されていることを特徴とする金属燃料カ
    ード。
  37. 【請求項３７】 請求項３６記載の金属燃料カードにおいて、 電気的絶縁材料が前記金属燃料ストリップの間の基板上に配置され、前記金属
    燃料ストリップを相互に絶縁することを特徴とする金属燃料カード。
  38. 【請求項３８】 金属燃料カードであって、 非導電性基板と、 前記基板の少なくとも一方の側に付着している導電性材料ベースと、 前記導電性材料ベースに付着している少なくとも１つの金属燃料部分であって
    、前記金属燃料は前記導電性材料ベースを介して前記金属燃料との間で電子の移
    送のために十分な電気的接触を有する少なくとも１つの金属燃料部分と、 を備えていることを特徴とする金属燃料カード。
  39. 【請求項３９】 請求項３８記載の金属燃料カードにおいて、 前記非導電性基板にアパーチャが設けられ前記導電性材料ベースと第２の導電
    性材料との間の電気的接触を許容し、前記金属燃料部分との間に電子の流れのた
    めの経路を提供することを特徴とする金属燃料カード。
  40. 【請求項４０】 請求項３８記載の金属燃料カードにおいて、 前記基板の上の少なくとも１つの導電性リードが前記導電性材料ベースとの間
    に別個の電気的接触を有しそこから電荷を導通させ、それによって、前記導電性
    リードと前記カードの上にない電気的接点との間を接触させ前記金属燃料カード
    との間で電流を流すことができることを特徴とする金属燃料カード。
  41. 【請求項４１】 請求項３８記載の金属燃料カードにおいて、 前記非導電性基板は２つの対向する平坦な表面を有し、金属燃料をその上に備
    えている導電性材料部分が前記対抗する平坦な表面の両方に付着されていること
    を特徴とする金属燃料カード。
  42. 【請求項４２】 請求項４１記載の金属燃料カードにおいて、 前記基板の上の少なくとも１つの導電性リードが導電性材料ベースとの間に別
    個の電気的接触を有しそこから電荷を導通させ、それによって、前記導電性リー
    ドと前記カードの上にない電気的接点との間を接触させ前記金属燃料カードとの
    間で電流を流すことができることを特徴とする金属燃料カード。
  43. 【請求項４３】 請求項４２記載の金属燃料カードにおいて、 前記導電性材料部分上の金属燃料部分はストリップであり、相互に電気的に絶
    縁されるように離間されていることを特徴とする金属燃料カード。
  44. 【請求項４４】 請求項４３記載の金属燃料カードにおいて、 前記導電性材料部分上の複数の金属燃料ストリップはそれらの間に絶縁材料を
    有し、相互に電気的に絶縁していることを特徴とする金属燃料カード。
  45. 【請求項４５】 請求項４０記載の金属燃料カードにおいて、 上に金属燃料を備えている導電性の材料部分のストリップは相互に電気的に絶
    縁されるように相互に離間していることを特徴とする金属燃料カード。
  46. 【請求項４６】 請求項３５記載の金属燃料カードにおいて、 上に金属燃料を備えた導電性材料部分のストリップは相互に電気的に絶縁する
    ように間に絶縁材料を有することを特徴とする金属燃料カード。
  47. 【請求項４７】 請求項４０記載の金属燃料カードにおいて、 金属燃料カードを保持して前記金属燃料カードを用いられるまで収納するコン
    パートメントを有する金属燃料カード・カセットが設けられていることを特徴と
    する金属燃料カード。
  48. 【請求項４８】 請求項４７記載の金属燃料カードにおいて、 前記金属燃料カード・カセットが金属空気燃料セル・バッテリに付着し、金属
    燃料カードを前記燃料セル・バッテリに提供することを特徴とする金属燃料カー
    ド。
  49. 【請求項４９】 請求項４８記載の金属燃料カードにおいて、 前記金属燃料カードは前記燃料セル・バッテリの中に自動的に装填されること
    を特徴とする金属燃料カード。
  50. 【請求項５０】 請求項５０記載の金属燃料カードにおいて、 複数のスロットを有し金属燃料カードを含む金属燃料カード・カセットが設け
    られ、前記カセットはまた、前記カード上の導電性材料のストリップと電気的接
    続をするプラグが付属しており、それによって、電流が前記カードから前記カセ
    ットに流れ、 前記カセットは、電流を導通させるプリント回路と、各金属燃料カード上の各
    金属燃料部分からの電力を選択的に合成するスイッチング手段とを有し、電圧及
    びアンペア数の所望の電力出力が前記カセットにおいて選択されることを特徴と
    する金属燃料カード。
  51. 【請求項５１】 請求項５０記載の金属燃料カードにおいて、 複数のスロットを有し金属燃料カードを含む金属燃料カード・カセットが設け
    られ、前記カセットはまた、前記カード上の導電性材料のストリップと電気的接
    続をするプラグが付属しており、それによって、電流が前記カードから前記カセ
    ットに流れ、 前記カセットは、電流を導通させるプリント回路と、各金属燃料カード上の各
    金属燃料部分からの電力を選択的に合成するスイッチング手段とを有し、電圧及
    びアンペア数の所望の電力出力が前記カセットにおいて選択されることを特徴と
    する金属燃料カード。
  52. 【請求項５２】 放電動作モードを有する金属−空気燃料セル・バッテリ・
    システムであって、 前記放電動作モードの間に電力を発生する金属−燃料材料を供給する金属−燃
    料供給手段であって、前記金属−燃料材料は前記金属−燃料材料に沿って境界が
    画定されている（ｄｅｍａｒｃａｔｅｄ）複数のゾーン又はサブセクションを有
    し、前記各ゾーンはコードを用いてインデクスが付されている、金属−燃料供給
    手段と、 前記放電動作モードの間の前記ゾーンの放電の間に前記金属−燃料材料の前記
    各ゾーンに沿って前記デジタル・コードを読み取るコード読み取り手段と、 前記放電動作モードの間の金属−燃料材料の前記各ゾーンの放電の間に１組の
    放電パラメータを検出するパラメータ検出手段と、 金属−燃料材料の前記各ゾーンにおいて検出された前記１組の放電パラメータ
    を処理し、前記ゾーンが放電されている間に１つ又は複数の放電パラメータを制
    御する制御データ信号を発生するパラメータ処理手段と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  53. 【請求項５３】 請求項５２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記１組の検出された放電パラメータはメモリに記録され、前記放
    電動作モードの間の処理のためにそれから読み取られることを特徴とする金属−
    空気燃料セル・バッテリ・システム。
  54. 【請求項５４】 請求項５２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記コードはデジタル・コードであることを特徴とする金属−空気
    燃料セル・バッテリ・システム。
  55. 【請求項５５】 請求項５２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記デジタル・コードは光学的に検出されることを特徴とする金属
    −空気燃料セル・バッテリ・システム。
  56. 【請求項５６】 請求項５５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記デジタル・コードはバーコード・シンボルであることを特徴と
    する金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  57. 【請求項５７】 請求項５４６記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シス
    テムにおいて、前記デジタル・コードは磁気的に検出されることを特徴とする金
    属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  58. 【請求項５８】 請求項５２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、金属−燃料材料の前記各ゾーンは複数の金属−燃料トラックを有し
    、 前記パラメータ検出手段は、前記放電動作モード中に金属−燃料材料の前記各
    ゾーンに沿って各金属−燃料トラックに対する１組の放電パラメータを検出し、 前記コード読み取り手段は、前記放電動作モード中の金属燃料材料の前記ゾー
    ンの放電中に前記各ゾーンに沿って前記デジタル・コードを読み取ることを特徴
    とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  59. 【請求項５９】 請求項５２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記金属−燃料材料は金属−燃料カードの形態で実現されることを
    特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  60. 【請求項６０】 請求項５２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記金属−燃料材料は、金属−燃料カード又はシートの形態で実現
    されることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  61. 【請求項６１】 請求項５２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記パラメータ処理手段は、金属−燃料材料の前記各ゾーンにおい
    て検出される前記１組の放電パラメータを処理し、前記ゾーンが放電されている
    間に１つ又は複数の放電パラメータを制御する制御データ信号を発生し、時間及
    び／又はエネルギー効率よく金属−燃料の前記ゾーンを放電することを特徴とす
    る金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  62. 【請求項６２】 再充電動作モードを有する金属−空気燃料セル・バッテリ
    ・システムであって、 前記再充電動作モードの間に再充電のための金属−燃料材料を供給する金属−
    燃料供給手段であって、前記金属−燃料材料は前記金属−燃料材料に沿って境界
    が画定されている複数のゾーン又はサブセクションを有し、前記各ゾーンはコー
    ドを用いてインデクスが付されている、金属−燃料供給手段と、 前記再充電動作モードの間の前記ゾーンの再充電の間に前記金属−燃料材料の
    前記各ゾーンに沿って前記デジタル・コードを読み取るコード読み取り手段と、 前記再充電動作モードの間の金属−燃料材料の前記各ゾーンの再充電の間に１
    組の再充電パラメータを検出するパラメータ検出手段と、 金属−燃料材料の前記各ゾーンにおいて検出された前記１組の再充電パラメー
    タを処理し、前記ゾーンが再充電されている間に１つ又は複数の再充電パラメー
    タを制御する制御データ信号を発生するパラメータ処理手段と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  63. 【請求項６３】 請求項６２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記１組の検出された再充電パラメータはメモリに記録され、前記
    再充電動作モードの間の処理のためにそれから読み取られることを特徴とする金
    属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  64. 【請求項６４】 請求項６３記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記コードはデジタル・コードであることを特徴とする金属−空気
    燃料セル・バッテリ・システム。
  65. 【請求項６５】 請求項６４記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記デジタル・コードは光学的に検出されることを特徴とする金属
    −空気燃料セル・バッテリ・システム。
  66. 【請求項６６】 請求項６５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記デジタル・コードはバーコード・シンボルであることを特徴と
    する金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  67. 【請求項６７】 請求項６６記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記デジタル・コードは磁気的に検出されることを特徴とする金属
    −空気燃料セル・バッテリ・システム。
  68. 【請求項６８】 請求項６７記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、金属−燃料材料の前記各ゾーンは複数の金属−燃料トラックを有し
    、 前記パラメータ検出手段は、前記再充電動作モード中に金属−燃料材料の前記
    各ゾーンに沿って各金属−燃料トラックに対する１組の再充電パラメータを検出
    し、 前記コード読み取り手段は、前記再充電動作モード中の金属燃料材料の前記ゾ
    ーンの再充電中に前記各ゾーンに沿って前記デジタル・コードを読み取ることを
    特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  69. 【請求項６９】 請求項６２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記金属−燃料材料は金属−燃料カードの形態で実現されることを
    特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  70. 【請求項７０】 請求項６２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記金属−燃料材料は、金属−燃料カード又はシートの形態で実現
    されることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  71. 【請求項７１】 請求項６２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記パラメータ処理手段は、金属−燃料材料の前記各ゾーンにおい
    て検出される前記１組の再充電パラメータを処理し、前記ゾーンが再充電されて
    いる間に１つ又は複数の再充電パラメータを制御する制御データ信号を発生し、
    時間及び／又はエネルギー効率よく金属−燃料の前記ゾーンを再充電することを
    特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  72. 【請求項７２】 放電動作モードと再充電動作モードとを有する金属−空気
    燃料セル・バッテリ・システムであって、 前記放電モード動作中に電力を発生する際に使用される金属燃料材料を供給し
    、前記再充電動作モード中に再充電する金属−燃料供給手段であって、前記金属
    −燃料材料が、前記金属−燃料材料の長手方向に沿って境界が画定されるゾーン
    またはサブセクションを複数有し、各前記ゾーンはコードでインデクス付けされ
    ている金属−燃料供給手段と、 前記放電動作モード中の金属−燃料材料の各前記ゾーンの放電中に１組の放電
    パラメータを検出する放電パラメータ検出手段と、 前記再充電動作モード中の金属−燃料の前記ゾーンの再充電中、ならびに前記
    放電動作モード中に放電中の前記金属−燃料材料の各前記ゾーンに沿って前記デ
    ジタル・コードを読み取るコード読み取り手段と、 金属−燃料材料の各前記ゾーンにおいて検出される前記１組の放電パラメータ
    を記録する放電パラメータ記録手段であって、前記記録された１組の放電パラメ
    ータは前記ゾーンにインデクス付けされた前記コードでインデクス付けされてい
    る放電パラメータ記録手段と、 前記記録された放電パラメータを読み取る放電パラメータ読み取り手段と、 前記放電パラメータ記録手段から読み出された前記記録された１組の放電パラ
    メータを処理して、前記再充電動作モード中に前記再充電パラメータを制御する
    際に使用される第１の組の制御データ信号を発生することで、放電された金属−
    燃料材料を時間および／またはエネルギー効率よく再充電することが可能である
    放電パラメータ処理手段と、 前記再充電動作モード中に金属−燃料材料の各前記ゾーンの再充電中に１組の
    再充電パラメータを検出する再充電パラメータ検出手段と、 金属−燃料材料の各前記ゾーンにおいて検出される前記１組の再充電パラメー
    タを記録する再充電パラメータ記録手段であって、前記記録された１組の再充電
    パラメータは前記ゾーンにインデクス付けされた前記コードでインデクス付けさ
    れている再充電パラメータ記録手段と、 前記記録された１組の再充電パラメータを読み取る再充電パラメータ読み取り
    手段と、 前記再充電パラメータ記録手段からの前記記録された１組の再充電パラメータ
    を処理して、前記放電動作モード中に前記放電パラメータを制御する際に使用さ
    れる第２の組の制御データ信号を発生することで、（再）充電された金属−燃料
    材料を時間および／またはエネルギー効率よく放電することが可能である再充電
    パラメータ処理手段と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  73. 【請求項７３】 請求項７２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記放電パラメータ記録手段と前記再充電パラメータ記録手段とは
    それぞれがメモリ装置を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッ
    テリ・システム。
  74. 【請求項７４】 請求項７２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記コードはデジタル・コードであることを特徴とする金属−空気
    燃料セル・バッテリ・システム。
  75. 【請求項７５】 請求項７４記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記デジタル・コードは光学的に検出されることを特徴とする金属
    −空気燃料セル・バッテリ・システム。
  76. 【請求項７６】 請求項７４記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記デジタル・コードはバーコード・シンボルであることを特徴と
    する金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  77. 【請求項７７】 請求項７４記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記デジタル・コードは磁気的に検出されることを特徴とする金属
    −空気燃料セル・バッテリ・システム。
  78. 【請求項７８】 請求項７４記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記放電パラメータ処理手段は、金属燃料材料の各ゾーンに関する
    前記記録された１組の放電パラメータを処理して、前記ゾーンの再充電時に前記
    ゾーンに搬送される電力量を決定し、前記電力量を用いて前記再充電動作モード
    中に前記制御データ信号を発生することを特徴とする金属−空気燃料セル・バッ
    テリ・システム。
  79. 【請求項７９】請求項７２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム
    において、金属−燃料材料の各前記ゾーンは複数の金属−燃料トラックを有し、 前記放電パラメータ検出手段は、前記放電動作モード中に金属−燃料材料の各
    前記ゾーンに沿って各金属−燃料トラックごとに１組の放電パラメータを検出し
    、 前記コード読み取り手段は、前記放電動作モード中に前記金属−燃料材料の前
    記ゾーンの放電中、ならびに前記再充電動作モード中の前記金属−燃料材料の前
    記ゾーンの再充電中に各前記ゾーンに沿って前記デジタル・コードを読み取り、 前記放電パラメータ記録手段は、金属−燃料材料の各前記ゾーンに沿った各金
    属−燃料トラックにおいて検出された前記１組の放電パラメータを記録し、前記
    記録された１組の放電パラメータは、前記ゾーンに沿って前記金属−燃料トラッ
    クにインデクス付けされた前記コードでインデクス付けされ、 前記放電パラメータ読み取り手段は、前記パラメータ読み取り手段内に記録さ
    れた放電パラメータを読み取ることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ
    ・システム。
  80. 【請求項８０】 請求項７２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記再充電パラメータ処理手段は、金属−燃料材料の各ゾーンに関
    する前記記録された１組の再充電パラメータを処理して、金属−燃料材料の各前
    記ゾーンの放電中に各前記ゾーンに存在する金属−燃料量を判定し、前記存在す
    る金属−燃料量を用いて前記放電動作モード中に前記制御データ信号を発生する
    ことを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  81. 【請求項８１】 請求項７２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、金属−燃料材料の各前記ゾーンは複数の金属−燃料トラックを有し
    、 前記再充電パラメータ検出手段は、前記再充電動作モード中の金属−燃料材料
    の各前記ゾーンに沿って各金属−燃料トラックごとに１組の再充電パラメータを
    検出し、 前記コード読み取り手段は、前記再充電動作モード中の前記金属−燃料材料の
    前記ゾーンの再充電中、ならびに前記放電動作モード中に前記金属−燃料材料の
    前記ゾーンの放電中に各前記ゾーンに沿って前記デジタル・コードを読み取り、 前記再充電パラメータ記録手段は、金属−燃料材料の各前記ゾーンに沿った各
    金属−燃料トラックにおいて検出された前記１組の再充電パラメータを記録し、
    前記記録された１組の再充電パラメータは、前記ゾーンに沿って前記金属−燃料
    トラックにインデクス付けされた前記コードでインデクス付けされ、 前記再充電パラメータ読み取り手段は、前記パラメータ読み取り手段内に記録
    された再充電パラメータを読み取ることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッ
    テリ・システム。
  82. 【請求項８２】 請求項７２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記金属−燃料材料は金属−燃料カードの形態で実現されることを
    特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  83. 【請求項８３】 請求項７２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記金属−燃料材料は、金属−燃料カード又はシートの形態で実現
    されることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  84. 【請求項８４】 放電動作モードと再充電動作モードとを有する金属−空気
    燃料セル・バッテリ・システムであって、 協働して、前記放電動作モード中の放電パラメータの検出、記憶および処理を
    可能にするとともに、前記放電パラメータを使用して前記再充電動作モード中に
    再充電パラメータを制御する制御データ信号を発生することが可能な第１の複数
    のサブシステムと、 協働して、前記再充電動作モード中の再充電パラメータの検出、記憶および処
    理を可能にするとともに、前記再充電パラメータを使用して前記放電動作モード
    中に放電パラメータを制御する制御データ信号を発生することが可能な第２の複
    数のサブシステムと、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  85. 【請求項８５】 再充電動作モードおよび放電動作モードを有する金属−空
    気燃料セル・バッテリ・システムであって、 前記放電モード動作中に金属−燃料材料を放電する金属−燃料放電機構と、 前記放電動作モード中に前記金属−燃料材料を放電しながら放電パラメータを
    検出する放電パラメータ検出機構と、 検出された放電パラメータを処理して、前記再充電動作モード中に再充電パラ
    メータを制御する第１の組の制御データ信号を発生する放電パラメータ処理機構
    と、 前記再充電モード動作中に前記金属−燃料材料を再充電する金属−燃料再充電
    機構と、 前記再充電動作モード中に前記金属−燃料材料を再充電しながら再充電パラメ
    ータを検出する再充電パラメータ検出機構と、 検出された再充電パラメータを処理して、前記放電動作モード中に放電パラメ
    ータを制御する第２の組の制御データ信号を発生する再充電パラメータ処理機構
    と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  86. 【請求項８６】 請求項８５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記放電パラメータは、陰極−陽極電圧および電流レベル、放電陰
    極内部の酸素の分圧、陰極電解液界面における相対湿度、そして適用可能であれ
    ば、前記金属−燃料材料の速度からなる群から選択される要素であることを特徴
    とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  87. 【請求項８７】 請求項８５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記再充電パラメータは、陰極−陽極電圧および電流レベル、放電
    陰極内部の酸素の分圧、陰極電解液界面における相対湿度、そして適用可能であ
    れば、前記金属−燃料材料の速度からなる群から選択される要素であることを特
    徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  88. 【請求項８８】 請求項８５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記第１の組の制御データ信号をそれぞれ使用して、金属−燃料材
    料の前記ゾーンをエネルギー効率よく再充電するように前記再充電パラメータを
    制御することを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  89. 【請求項８９】 請求項８６記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記第２の組の制御データ信号をそれぞれ使用して、金属−燃料材
    料の前記ゾーンをエネルギー効率よく再充電するよう前記再充電パラメータを制
    御することを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  90. 【請求項９０】 請求項８５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、再充電される前記金属−燃料材料は、前記金属−空気燃料セル・バ
    ッテリ・システムにおいて用いられる静的および／または動的陰極構造とともに
    使用されることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  91. 【請求項９１】 請求項８５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記金属−燃料材料は金属−燃料シートの形態で実現されることを
    特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  92. 【請求項９２】 請求項４０記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記金属−燃料カードはカセット型記憶装置に内蔵されることを特
    徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  93. 【請求項９３】 請求項８５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記金属−燃料材料は、金属−燃料カードまたはシートの形態で実
    現されることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  94. 【請求項９４】 請求項８５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ムにおいて、前記金属−燃料カードまたはシートはカセット型記憶装置に内蔵さ
    れることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  95. 【請求項９５】 放電動作モードを有する金属−空気燃料セル・バッテリ・
    システムであって、 前記放電動作中に電力を発生する際に使用される金属−燃料材料を供給する金
    属−燃料供給手段であって、前記金属−燃料材料が、前記金属−燃料材料に沿っ
    て境界を画定されるゾーンまたはサブセクションを複数有し、各前記ゾーンはコ
    ードで指標（インデクス）付けられる、金属−燃料供給手段と、 前記放電動作モード中の金属−燃料材料の各前記ゾーンの放電中に１組の放電
    パラメータを検出するパラメータ検出手段と、 前記放電動作モード中の前記ゾーンの放電中に前記金属−燃料材料の各前記ゾ
    ーンに沿って前記コードを読み取るコード読み取り手段と、 金属−燃料材料の各前記ゾーンごとに検出される前記１組の放電パラメータを
    記録するパラメータ記録手段であって、前記記録された１組の放電パラメータは
    、前記ゾーンに指標付けられた前記コードで指標付けられているパラメータ記録
    手段と、 前記記録された放電パラメータを読み取るパラメータ読み取り手段と、 前記パラメータ記録手段から読み出された前記記録された１組の放電パラメー
    タを処理するパラメータ処理手段と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  96. 【請求項９６】 前記１組の処理された放電パラメータは、前記放電動作モ
    ード中に使用される、請求項９５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ム。
  97. 【請求項９７】 再充電動作モードをさらに備え、前記１組の処理された放
    電パラメータは、前記再充電動作モード中に使用される、請求項９５記載の金属
    −空気燃料セル・バッテリ・システム。
  98. 【請求項９８】 前記パラメータ記録手段は、前記システムと関連するメモ
    リ装置を備える、請求項９５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  99. 【請求項９９】 前記コードはデジタル・コードである、請求項９５記載の
    金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  100. 【請求項１００】 前記デジタル・コードは光学的に検出される、請求項９
    ９記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  101. 【請求項１０１】 前記デジタル・コードはバーコード・シンボルである、
    請求項９９記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  102. 【請求項１０２】 前記デジタル・コードは磁気的に検出される、請求項９
    ９記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  103. 【請求項１０３】 前記パラメータ処理手段は、金属−燃料材料の各ゾーン
    と関連する前記記録された１組の放電パラメータを処理して、前記ゾーンの再充
    電時に前記ゾーンに送出される電力量を決定する、請求項９９記載の金属−空気
    燃料セル・バッテリ・システム。
  104. 【請求項１０４】 金属−燃料材料の各前記ゾーンは複数の金属−燃料トラ
    ックを有し、 前記パラメータ検出手段は、前記放電動作モード中に金属−燃料材料の各前記
    ゾーンに沿って各金属−燃料トラックごとに１組の放電パラメータを検出し、 前記コード読み取り手段は、前記放電動作モード中に前記金属−燃料材料の前
    記ゾーンの放電中に各前記ゾーンに沿って前記デジタル・コードを読み取り、 前記パラメータ記録手段は、金属−燃料材料の各前記ゾーンに沿って各金属−
    燃料トラックごとに検出された前記１組の放電パラメータを記録し、前記記録さ
    れた１組の放電パラメータは、前記ゾーンに沿って前記金属−燃料トラックに指
    標付けられた前記デジタル・コードで指標付けられ、 前記パラメータ読み取り手段は、前記パラメータ記録手段の中に記録された放
    電パラメータを読み取る、請求項９５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シ
    ステム。
  105. 【請求項１０５】 前記金属−燃料材料は金属−燃料構造の形態で実現され
    る、請求項９５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  106. 【請求項１０６】 前記金属−燃料材料は、金属−燃料カードまたはシート
    の形態で実現される、請求項９５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システ
    ム。
  107. 【請求項１０７】 再充電動作モードを有する金属−空気燃料セル・バッテ
    リ・システムであって、 前記再充電動作中に再充電する金属−燃料材料を供給する金属−燃料供給手段
    であって、前記金属−燃料材料が前記金属−燃料材料に沿って境界が画定される
    ゾーンまたはサブセクションを複数有し、各前記ゾーンはコードで指標付けられ
    る、金属−燃料供給手段と、 前記再充電動作モード中に金属−燃料の各前記ゾーンの再充電中に１組の再充
    電パラメータを検出するパラメータ検出手段と、 前記再充電動作モード中に前記金属−燃料材料の各前記ゾーンごとに指標付け
    られた前記コードを読み取るコード読み取り手段と、 金属−燃料材料の各前記ゾーンごとに検出される前記１組の再充電パラメータ
    を記録するパラメータ記録手段であって、各前記記録された１組の放電パラメー
    タは、前記ゾーンに指標付けられた前記コードで指標付けられる、パラメータ記
    録手段と、 前記記録された１組の再充電パラメータを読み取るパラメータ読み取り手段と
    、 前記パラメータ記録手段から読み出された前記記録された１組の放電パラメー
    タを処理するパラメータ処理手段と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  108. 【請求項１０８】 前記１組の処理された再充電パラメータは、前記再充電
    動作モード中に使用される、請求項１０７記載の金属−空気燃料セル・バッテリ
    ・システム。
  109. 【請求項１０９】 放電動作モードをさらに備え、前記１組の処理された再
    充電パラメータは、前記放電動作モード中に使用される、請求項１０７記載の金
    属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  110. 【請求項１１０】 各前記１組の検出された放電パラメータは、前記システ
    ムと関連するメモリ装置に記録される、請求項１０７記載の金属−空気燃料セル
    ・バッテリ・システム。
  111. 【請求項１１１】 前記コードはデジタル・コードである、請求項１０７記
    載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  112. 【請求項１１２】 前記デジタル・コードは光学的に検出される、請求項１
    １１記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  113. 【請求項１１３】 前記デジタル・コードはバーコード・シンボルである、
    請求項１１１記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  114. 【請求項１１４】 前記デジタル・コードは磁気的に検出される、請求項１
    １１記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  115. 【請求項１１５】 前記パラメータ処理手段は、金属−燃料材料の各ゾーン
    と関連する前記記録された１組の再充電パラメータを処理して、前記ゾーンの放
    電時に前記ゾーンから発生可能な電力量を決定する、請求項１０７記載の金属−
    空気燃料セル・バッテリ・システム。
  116. 【請求項１１６】 金属−燃料材料の各前記ゾーンは複数の金属−燃料トラ
    ックを有し、 前記パラメータ検出手段は、前記再充電動作モード中に金属−燃料材料の各前
    記ゾーンに沿って各金属−燃料トラックごとに１組の再充電パラメータを検出し
    、 前記コード読み取り手段は、前記再充電動作モード中に前記金属−燃料材料の
    前記ゾーンの再充電中に各前記ゾーンに沿って前記デジタル・コードを読み取り
    、 前記パラメータ記録手段は、金属−燃料材料の各前記ゾーンに沿って各金属−
    燃料トラックごとに検出された前記１組の再充電パラメータを記録し、前記記録
    された１組の再充電パラメータは、前記ゾーンに沿って前記金属−燃料トラック
    に指標付けられた前記デジタル・コードで指標付けられ、 前記パラメータ読み取り手段は、前記パラメータ記録手段の中に記録された再
    充電パラメータを読み取る、請求項１０７記載の金属−空気燃料セル・バッテリ
    ・システム。
  117. 【請求項１１７】 前記金属−燃料材料は、金属−燃料構造の形態で実現さ
    れる、請求項１０７記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  118. 【請求項１１８】 前記金属−燃料材料は、金属−燃料カードまたはシート
    の形態で実現される、請求項１０７記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シス
    テム。
  119. 【請求項１１９】 放電動作モードおよび再充電動作モードを有する金属−
    空気燃料セル・バッテリ・システムであって、 前記放電モード動作中に電力を発生する金属−燃料材料を供給し、前記再充電
    動作モード中に再充電する金属−燃料供給手段であって、前記金属−燃料材料が
    、前記金属−燃料材料の長手方向に境界を画定されるゾーンまたはサブセクショ
    ンを複数有し、各前記ゾーンはコードで指標付けられる、金属−燃料供給手段と
    、 前記放電動作モード中の金属−燃料材料の各前記ゾーンの放電中に１組の放電
    パラメータを検出する放電パラメータ検出手段と、 前記放電動作モード中の前記ゾーンの放電中、ならびに前記再充電動作モード
    中に金属−燃料の前記ゾーンの再充電中に前記金属−燃料材料の各前記ゾーンに
    沿って前記コードを読み取るコード読み取り手段と、 金属−燃料材料の各前記ゾーンごとに検出される前記１組の放電パラメータを
    記録する放電パラメータ記録手段であって、前記記録された１組の放電パラメー
    タは前記ゾーンに指標付けられた前記コードで指標付けられる、放電パラメータ
    記録手段と、 前記記録された放電パラメータを読み取る放電パラメータ読み取り手段と、 前記放電パラメータ記録手段から読み出された前記記録された１組の放電パラ
    メータを処理する放電パラメータ処理手段と、 前記再充電動作モード中の金属−燃料材料の各前記ゾーンの再充電中に１組の
    再充電パラメータを検出する再充電パラメータ検出手段と、 金属−燃料材料の各前記ゾーンごとに検出される前記１組の再充電パラメータ
    を記録する再充電パラメータ記録手段であって、前記記録された１組の再充電パ
    ラメータは前記ゾーンに指標付けられた前記コードで指標付けられる、再充電パ
    ラメータ記録手段と、 前記記録された１組の再充電パラメータを読み取る再充電パラメータ読み取り
    手段と、 前記再充電パラメータ記録手段から読み出された前記記録された１組の再充電
    パラメータを処理する再充電パラメータ処理手段と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  120. 【請求項１２０】 前記１組の処理された放電パラメータは、前記放電動作
    モード中に使用される、請求項１１９記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シ
    ステム。
  121. 【請求項１２１】 前記１組の処理された放電パラメータは、前記再充電動
    作モード中に使用される、請求項１１９記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・
    システム。
  122. 【請求項１２２】 前記１組の処理された再充電パラメータは、前記再充電
    動作モード中に使用される、請求項１１９記載の金属−空気燃料セル・バッテリ
    ・システム。
  123. 【請求項１２３】 前記１組の処理された再充電パラメータは、前記放電動
    作モード中に使用される、請求項１１９記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・
    システム。
  124. 【請求項１２４】 前記パラメータ記録手段および前記再充電パラメータ記
    録手段は、それぞれメモリ装置を備える、請求項１１９記載の金属−空気燃料セ
    ル・バッテリ・システム。
  125. 【請求項１２５】 前記コードはデジタル・コードである、請求項１１９記
    載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  126. 【請求項１２６】 前記デジタル・コードは光学的に検出される、請求項１
    ２５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  127. 【請求項１２７】 前記デジタル・コードはバーコード・シンボルである、
    請求項１２５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  128. 【請求項１２８】 前記デジタル・コードは磁気的に検出される、請求項１
    ２５記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  129. 【請求項１２９】 前記放電パラメータ処理手段は、金属−燃料材料の各ゾ
    ーンと関連する前記記録された１組の放電パラメータを処理して、前記ゾーンの
    再充電時に前記ゾーンに送出される電力量を決定する、請求項１１９記載の金属
    −空気燃料セル・バッテリ・システム。
  130. 【請求項１３０】 金属−燃料材料の各前記ゾーンは複数の金属−燃料トラ
    ックを有し、 前記放電パラメータ検出手段は、前記放電動作モード中に金属−燃料材料の各
    前記ゾーンに沿って各金属−燃料トラックごとに１組の放電パラメータを検出し
    、 前記コード読み取り手段は、前記放電動作モード中の前記金属−燃料材料の前
    記ゾーンの放電中、ならびに前記再充電モード中の前記金属−燃料材料の前記ゾ
    ーンの再充電中に各前記ゾーンに沿って前記コードを読み取り、 前記放電パラメータ記録手段は、金属−燃料材料の各前記ゾーンに沿って各金
    属−燃料トラックごとに検出された前記１組の放電パラメータを記録し、前記記
    録された１組の放電パラメータは、前記ゾーンに沿って前記金属−燃料トラック
    に指標付けられた前記コードで指標付けられ、 前記放電パラメータ読み取り手段は、前記パラメータ記録手段の中に記録され
    た放電パラメータを読み取る、請求項１１９記載の金属−空気燃料セル・バッテ
    リ・システム。
  131. 【請求項１３１】 前記再充電パラメータ処理手段は、金属−燃料材料の各
    ゾーンと関連する前記記録された１組の再充電パラメータを処理して、金属−燃
    料材料の各前記ゾーンの放電中に各前記ゾーンに存在する金属−燃料の量を決定
    する、請求項１１７記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  132. 【請求項１３２】 金属−燃料材料の各前記ゾーンは複数の金属−燃料トラ
    ックを有し、 前記再充電パラメータ検出手段は、前記再充電動作モード中に金属−燃料材料
    の各前記ゾーンに沿って各金属−燃料トラックごとに１組の再充電パラメータを
    検出し、 前記コード読み取り手段は、前記再充電動作モード中に前記金属−燃料材料の
    前記ゾーンの再充電中、ならびに前記放電動作モード中に前記金属−燃料材料の
    前記ゾーンの放電中に各前記ゾーンに沿って前記コードを読み取り、 前記再充電パラメータ記録手段は、金属−燃料材料の各前記ゾーンに沿って各
    金属−燃料トラックにおいて検出された前記１組の再充電パラメータを記録し、
    前記記録された１組の再充電パラメータは、前記ゾーンに沿って前記金属−燃料
    トラックに指標付けられた前記コードで指標付けられ、 前記再充電パラメータ読み取り手段は、前記パラメータ記録手段の中に記録さ
    れた再充電パラメータを読み取る、請求項１１９記載の金属−空気燃料セル・バ
    ッテリ・システム。
  133. 【請求項１３３】 前記金属−燃料材料は金属−燃料構造の形態で実現され
    る、請求項１１９記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  134. 【請求項１３４】 前記金属−燃料材料は、金属−燃料カードまたはシート
    の形態で実現される、請求項１１９記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シス
    テム。
  135. 【請求項１３５】 協働して、前記放電および再充電動作モード中に使用さ
    れる放電および再充電パラメータの検出、記憶および処理を可能にする複数のサ
    ブシステムを備える金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  136. 【請求項１３６】 再充電動作モードおよび放電動作モードを有する金属−
    空気燃料セル・バッテリ・システムであって、 前記放電モード動作中に金属−燃料材料を放電する金属−燃料放電機構と、 前記放電動作モード中に前記金属−燃料材料を放電しながら放電パラメータを
    検出する放電パラメータ検出機構と、 前記再充電モード動作中に前記金属−燃料材料を再充電する金属−燃料再充電
    機構と、 前記再充電動作モード中に前記金属−燃料材料を再充電しながら再充電パラメ
    ータを検出する再充電パラメータ検出機構と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  137. 【請求項１３７】 前記放電パラメータは、陰極−陽極電圧および電流レベ
    ル、放電陰極内部の酸素の分圧、陰極電解液界面における相対湿度、そして適用
    可能であれば、前記金属−燃料材料の速度からなる群から選択される要素である
    、請求項１３６記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  138. 【請求項１３８】 前記再充電パラメータは、陰極−陽極電圧および電流レ
    ベル、再充電陰極内部の酸素の分圧、陰極電解液界面における相対湿度、そして
    適用可能であれば、前記金属−燃料材料の速度からなる群から選択される要素で
    ある、請求項１３６記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  139. 【請求項１３９】 放電パラメータは、放電動作モード中に自動的に検出さ
    れ、記録され、さらに、再充電動作モード中に自動的に読み取られ、処理される
    ことで前記金属−燃料材料をエネルギー効率よく再充電する、請求項１３６記載
    の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  140. 【請求項１４０】 放電パラメータは、放電動作モード中に自動的に検出さ
    れ、記録され、処理されることで前記金属−燃料材料をエネルギー効率よく放電
    する、請求項１３６記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  141. 【請求項１４１】 再充電される前記金属−燃料材料は、前記金属−空気燃
    料セル・バッテリ・システムにおいて用いられる静的および／または動的陰極構
    造とともに使用される、請求項１３６記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シ
    ステム。
  142. 【請求項１４２】 前記金属−燃料材料は金属−燃料フィルムの形態で実現
    される、請求項１３３記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  143. 【請求項１４３】 前記金属−燃料フィルムはカセット型記憶装置に内蔵さ
    れる、請求項１４２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  144. 【請求項１４４】 前記金属−燃料材料は、金属−燃料カードまたはシート
    の形態で実現される、請求項１３６記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シス
    テム。
  145. 【請求項１４５】 前記金属−燃料カードまたはシートはカセット型記憶装
    置に内蔵される、請求項１４４記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・システム
    。
  146. 【請求項１４６】 金属−空気燃料セル・バッテリ・システムであって、 放電のための（再）充電された金属燃料カード又はプレートの供給を収納する
    １つ又は複数の収納コンパートメントを有するカセット型収納装置と、 前記カセット型収納装置から供給された前記（再）充電された金属燃料カード
    又はプレートの１つ又は複数を放電し電気的負荷に供給する電力を生じさせる放
    電装置と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  147. 【請求項１４７】 請求項１４６記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シ
    ステムにおいて、前記カセット型収納装置は、前記カセット型収納装置内に形成
    された別個の収納コンパートメントに（再）充電された及び放電された金属燃料
    カードを収納する分割された内部容積を備えていることを特徴とする金属−空気
    燃料セル・バッテリ・システム。
  148. 【請求項１４８】 請求項１４６記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シ
    ステムにおいて、前記放電装置を包囲するハウジングを更に備えており、前記カ
    セット型収納装置は前記ハウジングから取り外し可能であることを特徴とする金
    属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  149. 【請求項１４９】 金属−空気燃料セル・バッテリ・システムであって、 放電のために金属燃料カード又はプレートの供給を収納する１つ又は複数の収
    納コンパートメントを有するカセット型収納装置と、 １つ又は複数の（再）充電された金属−空気燃料カード又はプレートを放電す
    ることによって、電気的負荷に供給するために電力を生じさせる放電装置と、 前記（再）充電された金属−燃料カード又はプレートの１つ又は複数を前記カ
    セット型収納装置から前記放電装置に自動的に移送する第１の機構と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  150. 【請求項１５０】 請求項１４９記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シ
    ステムにおいて、 １つ又は複数の放電された金属−燃料カード又はプレートを前記放電装置から
    前記カセット型収納装置に自動的に移送して戻す第２の機構を更に備えているこ
    とを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  151. 【請求項１５１】 請求項１４９記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シ
    ステムにおいて、前記放電装置は、複数の前記（再）充電された金属−燃料カー
    ド又はプレートを同時に放電する手段を更に備えていることを特徴とする金属−
    空気燃料セル・バッテリ・システム。
  152. 【請求項１５２】 金属−空気燃料セル・バッテリ・システムであって、 再充電のために放電された金属燃料カード又はプレートの供給を収納する１つ
    又は複数の収納コンパートメントを有するカセット型収納装置と、 １つ又は複数の放電された金属−空気燃料カード又はプレートを再充電する再
    充電装置と、 前記放電された金属−燃料カード又はプレートの１つ又は複数を前記再充電装
    置の中に自動的に移送する第１の機構と、 １つ又は複数の再充電された金属−燃料カード又はプレートを前記再充電装置
    から前記カセット型収納装置に自動的に移送して戻す第２の機構と、 を更に備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム
    。
  153. 【請求項１５３】 請求項１５２記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シ
    ステムにおいて、前記カセット型収納装置は、前記カセット型収納装置内に形成
    された別個の収納コンパートメントに（再）充電された及び放電された金属燃料
    カード又はプレートを収納する分割された内部容積を備えていることを特徴とす
    る金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  154. 【請求項１５４】 金属−空気燃料セル・バッテリ・システムであって、 放電のために（再）充電された金属−燃料カード又はプレートの供給を収納す
    る１つ又は複数の収納コンパートメントを有するカセット型収納装置と、 前記（再）充電された金属−空気燃料カード又はプレートの１つ又は複数を放
    電することによって、電気的負荷に供給するために電力を生じさせる放電装置と
    、 １つ又は複数の放電された金属−空気燃料カード又はプレートを再充電する再
    充電装置と、 １つ又は複数の（再）充電された金属−燃料カード又はプレートを前記カセッ
    ト型収納装置から前記放電装置に自動的に移送する第１の機構と、 １つ又は複数の放電された金属−燃料カード又はプレートを前記放電装置から
    前記カセット型収納装置に自動的に移送して戻す第２の機構と、 １つ又は複数の放電された金属−燃料カード又はプレートを前記カセット型収
    納装置から前記再充電装置に自動的に移送する第３の機構と、 １つ又は複数の再充電された金属−燃料カード又はプレートを前記再充電装置
    から前記カセット型収納装置に自動的に移送して戻す第４の機構と、 を備えていることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  155. 【請求項１５５】 請求項１５４記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シ
    ステムにおいて、前記カセット型収納装置は、前記カセット型収納装置内に形成
    された別個の収納コンパートメントに（再）充電された及び放電された金属燃料
    カード又はプレートを収納する分割された内部容積を備えていることを特徴とす
    る金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  156. 【請求項１５６】 請求項１５４記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シ
    ステムにおいて、前記金属−燃料カード放電及び再充電装置は、システム・コン
    トローラの管理下で同時に動作させることができることを特徴とする金属−空気
    燃料セル・バッテリ・システム。
  157. 【請求項１５７】 請求項１５４記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シ
    ステムにおいて、前記システム・コントローラは結果的なシステムと関連してい
    ることを特徴とする金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  158. 【請求項１５８】 請求項１５７記載の金属−空気燃料セル・バッテリ・シ
    ステムにおいて、前記結果的なシステムは電力管理システムであることを特徴と
    する金属−空気燃料セル・バッテリ・システム。
  159. 【請求項１５９】 発電システムであって、 １つ又は複数の電気的負荷が接続されている電力バス構造と、 前記電力バス構造に接続された複数の金属−空気燃料セル・バッテリ（ＦＣＢ
    ）サブシステムであって、それぞれが金属燃料の供給を有し、電力を生じさせて
    前記電力バス構造に配分する複数の金属−空気燃料セル・バッテリ（ＦＣＢ）サ
    ブシステムと、 前記複数の金属−空気ＦＣＢサブシステムの動作を制御する制御サブシステム
    であって、それによって、電力の十分な量が前記電力バス構造に供給され、前記
    発電システム内に残っている金属−燃料の全体量とは独立に前記電気的負荷の要
    求を満足させる制御サブシステムと、 を備えていることを特徴とする発電システム。
  160. 【請求項１６０】 発電システムであって、 電力バス構造に接続され、ネットワーク・ベースの金属−燃料管理サブシステ
    ムと関連するネットワーク制御サブシステムによって制御される金属−空気ＦＣ
    Ｂサブシステムのネットワークを備えていることを特徴とする発電システム。
  161. 【請求項１６１】 発電システムであって、前記電力バス構造から生じる電
    力出力は、選択された１組の前記金属−空気ＦＣＢサブシステムをイネーブルし
    て電力を前記電力バス構造に供給させることを特徴とする発電システム。
  162. 【請求項１６２】 発電システムであって、 電力バス構造に接続され、ネットワーク・ベースの金属−燃料管理サブシステ
    ムと関連するネットワーク制御サブシステムによって制御される金属−空気ＦＣ
    Ｂサブシステムのネットワークを備えており、 前記ＦＣＢサブシステムそれぞれの中の金属−燃料は前記ネットワーク制御サ
    ブシステムによって管理され、それによって、平均では、前記ＦＣＢサブシステ
    ムのそれぞれは任意の時間における発電のために利用可能な金属−燃料を実質的
    に同量有していることを特徴とする発電システム。
  163. 【請求項１６３】 金属−空気ＦＣＢサブシステムのネットワークを動作さ
    せる方法であって、 金属−燃料等価の原則に従って前記金属−空気ＦＣＢサブシステムそれぞれの
    中で利用可能な金属−燃料の放電を管理し、それによって、平均では、任意の時
    点において放電のために利用可能な金属−燃料の両は前記金属−空気ＦＣＢサブ
    システムのそれぞれにおいて実質的に等しくなるようにするステップを含むこと
    を特徴とする方法。
  164. 【請求項１６４】 発電システムであって、この発電システム内部に残って
    いる未消費の金属−燃料の総量とは独立に電気的負荷のピーク電力要求を満足さ
    せる必要性が存在する実質的に任意のシステム、装置又は環境に備え付けること
    ができる電力プラントの形態で実現されることを特徴とする発電システム。
  165. 【請求項１６５】 電動車両であって、 電力バス構造に接続され、ネットワーク・ベースの金属−燃料管理サブシステ
    ムと関連するネットワーク制御サブシステムによって制御される金属−空気ＦＣ
    Ｂサブシステムのネットワークを備えており、 前記車両が平坦な土地又は下り坂を走行しているときには、前記金属−空気Ｆ
    ＣＢサブシステムのただ１つ又は少数が放電動作にイネーブルされ、前記車両が
    別の車両を追い越そうとしていたり登り坂を走行しているときには、前記金属−
    空気ＦＣＢサブシステムの多く又はすべてを放電動作にイネーブルされることを
    特徴とする電動車両。
  166. 【請求項１６６】 発電システムであって、 電気的負荷が接続された電力バス構造と、 前記電力バス構造に動作的に接続された複数の金属−空気ＦＣＢサブシステム
    と、 放電動作において用いるために前記金属−空気ＦＣＢサブシステムのそれぞれ
    において使用可能な金属燃料の量を管理するコンピュータ・ベースの金属−燃料
    管理サブシステムであって、時間平均ベースで、前記金属−空気ＦＣＢサブシス
    テムのそれぞれが前記電力バス構造に供給するために電力を放電して生じさせる
    のに利用可能な金属−燃料を実質的に同量有しているようにするコンピュータ・
    ベースの金属−燃料サブシステムと、
  167. 【請求項１６７】 バッテリ収納コンパートメントを有するホスト・システ
    ムに電力を供給するコンパクトな構成の金属−空気ＦＣＢ発電モジュールであっ
    て、 コンパクトな構成のモジュール・ハウジングと、 前記モジュール・ハウジングの中に設置され放電のために金属−燃料カードを
    その中にスライドさせることができる放電ヘッドと、 を備えており、前記モジュール・ハウジングは、前記モジュール・ハウジング
    が前記バッテリ収納コンパートメントの中に装填されるときにホスト・システム
    の電力端子と接触する１対の電気端子を有することを特徴とする金属−空気ＦＣ
    Ｂ発電モジュール。
  168. 【請求項１６８】 金属−空気ＦＣＢ発電モジュールであって、 コンパクトな構成のハウジングと、 前記ハウジングに形成された凹部の中に挿入可能であり、第１の電気的コネク
    タにおいて終端する複数の電流収集導体を有するマルチ要素カソード構造と、 前記ハウジングの少なくとも１つの表面に形成され、周囲の空気が前記マルチ
    要素カソード構造に提供された複数のカソード要素を介して受動的に流れること
    を可能にする空気透過性のアパーチャと、 前記ハウジングと一体的に形成され、第２の電気的コネクタと関連する導電体
    と電気的に接続している複数の電気的接点を含むマルチ要素アノード接触構造と
    、 前記ハウジング内に設置されており、前記金属−空気ＦＣＢモジュールの中で
    様々な機能を実現する電子回路を有し、前記マルチ要素カソード構造及び前記マ
    ルチ要素アノード接触構造と関連する第１及び第２の電気的コネクタとの電気的
    接触を確立する１つ又は複数のプリント回路（ＰＣ）ボードと、 薄い支持構造上に複数の金属燃料要素を有しており、前記金属−燃料カードが
    前記アノード接触構造と前記マルチ要素カソード構造との間に形成された凹部の
    中にスライドされるときに、前記アノード接触構造と関連する前記複数の電気的
    接点が前記複数の金属−燃料要素とそれぞれ係合することを可能にする金属燃料
    カードと、 前記ハウジングを通過して延長し、前記１つ又は複数のＰＣボード上の前記電
    子回路と電気的に接続され、電力を選択された出力電圧において外部負荷に提供
    する１対の出力電力端子と、 を備えていることを特徴とする金属−空気ＦＣＢ発電モジュール。
  169. 【請求項１６９】 請求項１６８記載の金属−空気ＦＣＢ発電モジュールに
    おいて、前記マルチ要素カソード構造は前記ハウジングの中にリリース可能に挿
    入され、放電動作におけるその連続的な使用によって必要となる場合には交換可
    能であることを特徴とする金属−空気ＦＣＢ発電モジュール。
  170. 【請求項１７０】 請求項１６８記載の金属−空気ＦＣＢ発電モジュールに
    おいて、異なる出力電圧の範囲にわたって電力を発生させる手段を更に備えてい
    ることを特徴とする金属−空気ＦＣＢ発電モジュール。
  171. 【請求項１７１】 請求項１７０記載の金属−空気ＦＣＢ発電モジュールに
    おいて、前記１つ又は複数のＰＣボードは、前記マルチ要素金属−燃料カードが
    前記金属−空気ＦＣＢモジュールの中に挿入されると、前記マルチ要素カソード
    構造及び前記マルチ要素金属−燃料カードと実質的に垂直であることを特徴とす
    る金属−空気ＦＣＢ発電モジュール。
  172. 【請求項１７２】 発電システムであって、 この金属−空気ＦＣＢモジュールの中に挿入可能な少なくとも１つの金属−燃
    料カードを用いて電力を生じさせる金属−空気ＦＣＢモジュールであって、少な
    くとも１つのカソード構造と少なくとも１つのアノード接触構造とを含み、それ
    らの間に前記金属−燃料が金属−燃料カード装填動作の間に挿入されうる金属−
    空気ＦＣＢモジュールと、 複数の金属−燃料カードであって、前記金属−燃料カードのそれぞれが金属−
    空気ＦＣＢモジュールからの電力が要求されるときに前記金属−空気ＦＣＢモジ
    ュール内に挿入可能である複数の金属−燃料カードと、 を備えていることを特徴とする発電システム。
  173. 【請求項１７３】 請求項１７２記載のシステムにおいて、前記金属−空気
    ＦＣＢモジュールの中での発電に用いられないときには前記複数の金属−燃料カ
    ードを保持して収納するカード収納／保持装置を更に備えていることを特徴とす
    るシステム。
  174. 【請求項１７４】 請求項１７２記載のシステムにおいて、前記カソード構
    造が所定量の発電によって消費されたときには前記金属−空気ＦＣＢモジュール
    の中に設置される交換用のカソード構造を更に備えていることを特徴とするシス
    テム。
  175. 【請求項１７５】 請求項１７２記載のシステムにおいて、前記収納／保持
    装置は、前記複数の金属−燃料カードを収納する複数の凹部を有する箱状の構造
    であることを特徴とするシステム。
  176. 【請求項１７６】 請求項１７２記載のシステムにおいて、前記収納／保持
    装置は、前記複数の金属−燃料カードを収納する複数のポーチを有する財布状の
    フォルダであることを特徴とするシステム。
  177. 【請求項１７７】 請求項１７２記載のシステムにおいて、請求項１７２記
    載のシステムにおいて、前記金属−燃料カードのそれぞれは、前記金属−空気Ｆ
    ＣＢモジュールにおける使用に先だって空気透過性の材料の中にパッケージング
    されることを特徴とするシステム。
  178. 【請求項１７８】 請求項１７２記載のシステムにおいて、前記金属−燃料
    カード装填動作は、前記金属−空気ＦＣＢモジュールを前記金属−空気ＦＣＢモ
    ジュールの中に形成されたスロットを介して挿入するステップを含むことを特徴
    とするシステム。
  179. 【請求項１７９】 請求項１７２記載のシステムにおいて、イオン伝導性媒
    体が前記カソード構造によって又は前記金属−燃料カードによって提供されるこ
    とを特徴とするシステム。
  180. 【請求項１８０】 請求項１７９記載のシステムにおいて、前記金属−空気
    ＦＣＢモジュールは従来のバッテリ装置のファクタを形成することにより、前記
    形成されたファクタに一致するバッテリ・コンパートメントの中で用いることが
    できることを特徴とするシステム。
  181. 【請求項１８１】 請求項１６８記載の金属−空気ＦＣＢ発電モジュールに
    おいて、前記マルチ要素カソード構造は、放電動作中に前記カソード要素と前記
    金属燃料要素との間に水又は電解液メークアップ溶液を提供する手段を備えてい
    ることを特徴とする金属−空気発電ＦＣＢモジュール。
  182. 【請求項１８２】 発電方法であって、 （ａ）（ｉ）前記金属−空気ＦＣＢモジュールの中に挿入可能な少なくとも１
    つの金属−燃料カードを用いて発電する金属−空気ＦＣＢモジュールであって、
    少なくとも１つのカソード構造と少なくとも１つのアノード構造とを含み、それ
    らの間に前記金属−燃料のそれぞれを金属−燃料カード装填動作の間に挿入する
    ことが可能である金属−空気ＦＣＢモジュールと、 （ｉｉ）複数の金属−燃料カードであって、電力が前記金属−空気ＦＣ
    Ｂモジュールから要求されるときには前記金属−空気ＦＣＢモジュールの中に挿
    入可能である複数の金属−燃料カードと、をパッケージングして配分するステッ
    プと、 （ｂ）少なくとも１つの前記金属−燃料カードを前記金属−空気ＦＣＢモジュ
    ールの中に挿入して、前記金属−空気ＦＣＢモジュールが、バッテリ収納コンパ
    ートメントを有する電力消費装置に供給される電力を発生することができるよう
    にするステップと、 （ｃ）前記金属−空気ＦＣＢモジュールを前記電力消費装置のバッテリ収納コ
    ンパートメントの中に挿入するステップと、 （ｄ）電力を前記電力消費装置に提供することによって、」前記金属−燃料カ
    ードを前記金属−空気ＦＣＢモジュールの中で放電させるステップと、 （ｅ）前記放電された金属−燃料カードを前記金属−空気ＦＣＢモジュールか
    ら取り出すステップと、 （ｆ）前記複数の金属−燃料カードの中から１つを選択し、その選択された金
    属−燃料カードを前記金属−空気ＦＣＢモジュールの中に挿入するステップと、 （ｇ）電力を前記電力消費装置に更に提供することによって、前記金属−空気
    ＦＣＢモジュールの中の前記金属−燃料カードを放電し始めるステップと、 （ｈ）ステップ（ｅ）ないし（ｆ）を必要に応じて反復して、前記金属−空気
    ＦＣＢモジュールから前記電力消費装置への電力の供給を継続するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  183. 【請求項１８３】 請求項１８２記載の方法において、ステップ（ｄ）の後
    に、（ｄ）（１）前記金属−空気ＦＣＢモジュールを前記バッテリ収納コンパー
    トメントから取り出すステップと、ステップ（ｆ）の後に、（ｆ）（１）前記金
    属−空気ＦＣＢモジュールを前記バッテリ収納コンパートメントの中に設置する
    ステップとを更に含むことを特徴とする方法。
  184. 【請求項１８４】 金属−空気ＦＣＢ発電モジュールであって、 コンパクトな構成のハウジングと、 前記ハウジングに形成された第１の凹部の中に挿入可能であり、第１の電気的
    コネクタにおいて終端する第１の複数の電流収集導体を有する第１のマルチ要素
    カソード構造と、 前記ハウジングに形成された第２の凹部の中に挿入可能であり、第２の電気的
    コネクタにおいて終端する第２の複数の電流収集導体を有する第２のマルチ要素
    カソード構造であって、前記第１及び第２のマルチ要素カソード構造は前記ハウ
    ジングに設置されたときには相互に実質的に平行である、第２のマルチ要素カソ
    ード構造と、 前記ハウジングの少なくとも１つの表面に形成され、周囲の空気が前記第１の
    マルチ要素カソード構造に提供された第１の複数のカソード要素と前記第２のマ
    ルチ要素カソード構造に提供された第２の複数のカソード要素とを介して受動的
    に流れることを可能にする空気透過性のアパーチャと、 前記第１及び第２のマルチ要素カソード構造の間に形成された凹部に挿入可能
    な金属燃料カードであって、支持構造の第１の側の上に支持されており前記支持
    構造上に形成された第３の電気的コネクタ機構で終端する第１の複数の導体との
    電気的接触を確立する第１の複数の金属燃料要素と、前記支持構造の第２の側の
    上に支持されており前記第３の電気的コネクタ機構で終端する第２の複数の導体
    との電気的接触を確立する第２の複数の金属燃料要素とを有する金属燃料カード
    と、 前記ハウジング内に設置された１つ又は複数のプリント回路（ＰＣ）ボードで
    あり、前記金属−空気ＦＣＢモジュールの中で様々な機能を実現する電子回路を
    有し、前記第１及び第２のマルチ要素カソード構造と関連する前記第１及び第２
    の電気的コネクタと、前記金属燃料カードが前記ハウジングの中に提供される凹
    部の中に挿入されるときに前記金属−燃料カードに関連する前記第３のコネクタ
    との電気的接触を確立する電気的コネクタを支持する１つ又は複数のＰＣボード
    と、 前記ハウジングを通過して延長し、前記１つ又は複数のＰＣボード上の前記電
    子回路と電気的に接続され、電力を選択された出力電圧において外部負荷に提供
    する１対の出力電力端子と、 を備えていることを特徴とする金属−空気ＦＣＢ発電モジュール。
  185. 【請求項１８５】 請求項１８４記載の金属−空気ＦＣＢ電力発電モジュー
    ルにおいて、前記１又は複数のＰＣボードは、前記第１及び第２のマルチ・エレ
    メント・カソード構造にほぼ直交しており、また、前記金属−燃料カードが前記
    金属−空気ＦＣＢモジュールに挿入されているときに、該金属−燃料カードにほ
    ぼ直交していることを特徴とする金属−空気ＦＣＢ電力発電モジュール。
  186. 【請求項１８６】 請求項１８４記載の金属−空気ＦＣＢ電力発電モジュー
    ルにおいて、該モジュールはさらに、種々の出力電圧の範囲の電力を生成する手
    段を備えていることを特徴とする金属−空気ＦＣＢ電力発電モジュール。
  187. 【請求項１８７】 請求項１８６記載の金属−空気ＦＣＢ電力発電モジュー
    ルにおいて、該モジュールはさらに、前記ハウジングの外部に配置され、前記種
    々の出力電圧の範囲から出力電圧を選択するスイッチを備えていることを特徴と
    する金属−空気ＦＣＢ電力発電モジュール。
  188. 【請求項１８８】 金属−空気ＦＣＢ電力発電モジュールにおいて、 該モジュールは、それぞれが一対の電力出力ターミナルに供給する電力を生成
    することができる複数の金属−空気ＦＣＢサブモジュールを備え、 前記金属−空気サブモジュールの各々は、必要に応じて前記サブモジュール内
    に着脱自在に挿入可能な金属−燃料カードを備えている ことを特徴とする金属−空気ＦＣＢ電力発電モジュール。
  189. 【請求項１８９】 請求項１８８記載の金属−空気ＦＣＢ電力発電モジュー
    ルにおいて、該モジュールはさらに、外部の電力ソースを用いて、前記金属−燃
    料ＦＣＢサブモジュールを再充電する手段を備えていることを特徴とする金属−
    空気ＦＣＢ電力発電モジュール。
  190. 【請求項１９０】 請求項１８８記載の金属−空気ＦＣＢ電力発電モジュー
    ルにおいて、前記電力は、複数レベルの電力範囲内の任意のレベルで供給可能で
    あることを特徴とする金属−空気ＦＣＢ電力発電モジュール。
  191. 【請求項１９１】 ＦＣＢ電力発電モジュールのハウジングに形成されたリ
    セスに挿入可能なマルチ・エレメント・カソード構造であって、 保持構造上に保持された複数のカソード・エレメントと、 前記カソード・エレメントと電気的に接続され、かつ前記保持構造に付着する
    第１の電気コネクタにおいて終端する複数の電流収集導電体と を備えていることを特徴とするカソード構造。
  192. 【請求項１９２】 アノード接続構造及びマルチ・エレメント・カソード構
    造を備え、前記アノード構造と前記マルチ・エレメント・カソード構造との間に
    形成されたリセスを備えたＦＣＢ電力発電モジュールにおいて使用される金属−
    燃料カードであって、 薄い保持構造上に保持された複数の金属−燃料エレメントと、 前記金属−燃料カードが前記リセス内に挿入されるとき、前記アノード接続構
    造と前記複数の金属−燃料エレメントとの間に複数の電気的接続を形成する手段
    と を備えていることを特徴とする金属−燃料カード。
  193. 【請求項１９３】 第１及び第２のマルチ・エレメント・カソード構造を備
    え、前記第１及び第２のマルチ・エレメント・カソード構造の間に形成されたリ
    セスを備えたＦＣＢ電力生成モジュールにおいて使用される金属−燃料カードで
    あって、 保持構造の第１の面上に保持された第１の複数の金属−燃料エレメントと、 前記保持構造の第２の面上に保持された第２の複数の金属−燃料エレメントと
    、 前記第１の複数の金属−燃料エレメントの間に第１の複数の電気的接続を形成
    し、かつ、前記第１の複数の金属−燃料エレメントの間に第１の複数の電気的接
    続を形成する手段と を備えていることを特徴とする金属−燃料カード。
  194. 【請求項１９４】 ＦＣＢ電力発電モジュールであって、 ハウジングと、 前記ハウジング内に配置された第１及び第２のマルチ・エレメント・カソード
    構造と、 前記第１及び第２のマルチ・エレメント・カソード構造の間に形成されたリセ
    スと、 前記リセス内に挿入可能な金属−燃料カードと を備えており、 該金属−燃料カードは、 保持構造の第１の面上に保持された第１の複数の金属−燃料エレメントと、 前記保持構造の第２の面上に保持された第２の複数の金属−燃料エレメント
    と、 前記保持構造と一体化され、前記第１の複数の金属−燃料エレメントの間に
    第１の複数の電気的接続を形成し、前記第１の複数の金属−燃料エレメントの間
    に第１の複数の電気的接続を形成する手段と を備えていることを特徴とするＦＣＢ電力発電モジュール。
JP2000515308A 1997-10-06 1998-10-06 金属−燃料カードを用いた金属−空気燃料セル・バッテリ・システム Pending JP2003521796A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/944,507 1997-10-06
US08/944,507 US6296960B1 (en) 1997-10-06 1997-10-06 System and method for producing electrical power using metal-air fuel cell battery technology
US09/074,337 US6472093B2 (en) 1997-10-06 1998-05-07 Metal-air fuel cell battery systems having a metal-fuel card storage cartridge, insertable within a fuel cartridge insertion port, containing a supply of substantially planar discrete metal-fuel cards, and fuel card transport mechanisms therein
US09/074,337 1998-05-07
US09/110,762 1998-07-03
US09/110,762 US6299997B1 (en) 1997-10-06 1998-07-03 Ionically-conductive belt structure for use in a metal-air fuel cell battery system and method of fabricating the same
US09/110,761 US6335111B1 (en) 1997-10-06 1998-07-03 Metal-air fuel cell battery system employing a plurality of moving cathode structures for improved volumetric power density
US09/110,761 1998-07-03
US09/112,596 1998-07-09
US09/112,596 US6228519B1 (en) 1997-10-06 1998-07-09 Metal-air fuel cell battery systems having mechanism for extending the path length of metal-fuel tape during discharging and recharging modes of operation
US09/116,643 US6306534B1 (en) 1997-10-06 1998-07-16 Metal-air fuel cell battery systems employing means for discharging and recharging metal-fuel cards
US09/116,643 1998-07-16
US09/120,583 1998-07-22
US09/120,583 US6410174B1 (en) 1997-10-06 1998-07-22 Metal-air fuel cell battery system having means for bi-directionally transporting metal-fuel tape and managing metal-fuel available therealong
US09/126,213 1998-07-30
US09/126,213 US6312844B1 (en) 1997-10-06 1998-07-30 Metal-air fuel cell battery system having means for discharging and recharging metal-fuel cards supplied from a cassette-type storage device
US09/130,341 US6287715B1 (en) 1997-10-06 1998-08-06 Metal-air fuel cell battery system having means for controlling discharging and recharging parameters for improved operating efficiency
US09/130,341 1998-08-06
US09/130,325 1998-08-06
US09/130,325 US6641943B1 (en) 1997-10-06 1998-08-06 Metal-air fuel cell battery system having means for recording and reading operating parameters during discharging and recharging modes of operation
US09/232,327 US6218034B1 (en) 1997-10-06 1998-08-10 Cathode cylinder for use in metal-air fuel cell battery systems and method of fabricating the same
US09/232,326 US6365292B1 (en) 1997-10-06 1998-08-10 Cathode belt structure for use in a metal-air fuel cell battery system and method of fabricating the same
US09/232,328 US6190792B1 (en) 1997-10-06 1998-08-10 Cathode cylinder for use in metal-air fuel cell battery systems and method of fabricating the same
US09/232,326 1998-08-10
US09/232,328 1998-08-10
US09/232,327 1998-08-10
US09/133,166 US6403244B2 (en) 1997-10-06 1998-08-12 Metal-air fuel cell battery system employing hydrostatic forces to enable simultaneous transport of metal-fuel tape, movable cathode structure, and ionically-conductive medium therethrough during system operation
US09/133,166 1998-08-12
US09/143,895 US6309771B1 (en) 1997-10-06 1998-08-31 Metal-air fuel cell battery system employing substantially planar metal-fuel cards of rigid construction insertable into a power generation bay of the system
US09/143,889 US6383673B1 (en) 1997-10-06 1998-08-31 Metal-fuel card with a plurality of metal-fuel elements and corresponding contact apertures, and electro-chemical electric power generation devices employing same
US09/143,889 1998-08-31
US09/143,895 1998-08-31
US09/164,063 1998-09-10
US09/164,063 US6239508B1 (en) 1997-10-06 1998-09-30 Electrical power generation system having means for managing the discharging and recharging of metal fuel contained within a network of metal-air fuel cell battery subsystems
PCT/US1998/021260 WO1999018628A1 (en) 1997-10-06 1998-10-06 Metal-air fuel cell battery systems employing metal-fuel cards

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000515302A Pending JP2001519587A (ja) 1997-10-06 1998-10-06 移動する陽極と陰極構造部材を採用する金属−空気燃料セルバッテリシステム
JP2000515307A Pending JP2003521795A (ja) 1997-10-06 1998-10-06 金属−燃料テープを用いた金属−空気燃料電池システム

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Country Link
US (4) US6296960B1 (ja)
EP (3) EP1029384A4 (ja)
JP (3) JP2001519587A (ja)
CN (1) CN1538551A (ja)
WO (3) WO1999018627A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008535156A (ja) * 2005-03-22 2008-08-28 ミート カンパニー リミテッド 空気亜鉛電池
JP2013505554A (ja) * 2009-10-07 2013-02-14 イー．エム．ダブリュ．エナジー カンパニー リミテッド 空気金属電池充電装置、空気金属電池アセンブリ及びそれを備える空気金属電池充電システム
JP2017004667A (ja) * 2015-06-08 2017-01-05 富士電機株式会社 電気化学装置及び該電気化学装置が組み込まれた排ガス浄化装置
KR101865235B1 (ko) * 2012-07-09 2018-06-07 피너지 엘티디. 금속-공기 배터리의 동작을 제어하기 위한 시스템 및 방법

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6558829B1 (en) * 1997-10-06 2003-05-06 Reveo, Inc. Appliance with refuelable and rechargeable metal-air fuel cell battery power supply unit integrated therein
US6569555B1 (en) * 1997-10-06 2003-05-27 Reveo, Inc. Refuelable and rechargeable metal-air fuel cell battery power supply unit for integration into an appliance
US6641943B1 (en) 1997-10-06 2003-11-04 Reveo, Inc. Metal-air fuel cell battery system having means for recording and reading operating parameters during discharging and recharging modes of operation
US6296960B1 (en) * 1997-10-06 2001-10-02 Reveo, Inc. System and method for producing electrical power using metal-air fuel cell battery technology
DE60039675D1 (de) * 1999-07-21 2008-09-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Polplatte für alkalische speicherbatterie und herstellung dieser polplatte und alkalische speicherbatterie
US7729831B2 (en) 1999-07-30 2010-06-01 Oshkosh Corporation Concrete placement vehicle control system and method
US6376115B1 (en) * 2000-06-15 2002-04-23 Reveo, Inc. Metal fuel cell with movable cathode
TW543260B (en) * 2000-10-24 2003-07-21 Reveo Inc Power generation and distribution system/network having interruptable power source and refuelable and rechargeable metal-air fuel cell battery subsystem
US7277782B2 (en) * 2001-01-31 2007-10-02 Oshkosh Truck Corporation Control system and method for electric vehicle
US6689194B2 (en) * 2001-03-12 2004-02-10 Motorola, Inc Fuel cell system having a replaceable getter element for purifying the fuel supply
US6911273B2 (en) 2001-04-24 2005-06-28 Reveo, Inc. Hybrid electrochemical cell system
AU2002309797A1 (en) * 2001-05-14 2002-11-25 Reveo, Inc. Metal air cell incorporating ionic isolation systems
JP4042101B2 (ja) * 2001-07-06 2008-02-06 ソニー株式会社 燃料電池および燃料電池を用いた電力供給方法
JP3988563B2 (ja) * 2001-08-01 2007-10-10 トヨタ自動車株式会社 燃料電池構成体
US6746790B2 (en) * 2001-08-15 2004-06-08 Metallic Power, Inc. Power system including heat removal unit for providing backup power to one or more loads
US7169489B2 (en) 2002-03-15 2007-01-30 Fuelsell Technologies, Inc. Hydrogen storage, distribution, and recovery system
US20040038120A1 (en) * 2002-05-31 2004-02-26 Tsepin Tsai Metal air cell incorporating easily refuelable electrodes
TWI231061B (en) * 2002-05-31 2005-04-11 Reveo Inc Method of manufacturing metal air cell system
US20040065171A1 (en) * 2002-10-02 2004-04-08 Hearley Andrew K. Soild-state hydrogen storage systems
JP4529354B2 (ja) * 2003-01-08 2010-08-25 株式会社ニコン カメラ
US7037611B2 (en) * 2003-04-11 2006-05-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fuel cartridge for use with fuel cell
TW200526112A (en) 2003-10-10 2005-08-16 Inventqjaya Sdn Bhd Hillside farming module and system
TW200528021A (en) 2003-10-10 2005-09-01 Inventqjaya Sdn Bhd Aquaculture module and system
GB2398424A (en) * 2004-02-13 2004-08-18 Cell Systems Rechargeable Rechargeable cell system
US7009350B1 (en) 2004-02-13 2006-03-07 Great Systems, Inc. Energy collection and storage system
US20070128509A1 (en) * 2005-12-05 2007-06-07 Zongxuan Hong Producing sodium borohydride with high energy efficiency and recycles of by-product materials
EP2109909B1 (en) 2006-12-21 2016-07-06 Arizona Board of Regents, acting for and on behalf of, Arizona State University Fuel cell with transport flow across gap
US7615875B1 (en) * 2007-02-02 2009-11-10 Sprint Communications Company L.P. Power system for a telecommunications facility
KR100815250B1 (ko) 2007-02-23 2008-03-19 김연덕 금속 연료전지
US8168337B2 (en) * 2008-04-04 2012-05-01 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Electrochemical cell, and particularly a metal fueled cell with non-parallel flow
US8309259B2 (en) * 2008-05-19 2012-11-13 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Electrochemical cell, and particularly a cell with electrodeposited fuel
AU2010295409B2 (en) * 2009-09-18 2014-01-30 Form Energy, Inc. Rechargeable electrochemical cell system with a charging electrode charge/discharge mode switching in the cells
JP5734989B2 (ja) * 2009-10-08 2015-06-17 フルイディック，インク．Ｆｌｕｉｄｉｃ，Ｉｎｃ． 流れ管理システムを備えた電気化学電池
EP2494634A1 (en) * 2009-10-29 2012-09-05 Uchicago Argonne, LLC, Operator Of Argonne National Laboratory Autogenic pressure reactions for battery materials manufacture
JP5742096B2 (ja) * 2009-12-29 2015-07-01 ソニー株式会社 バッテリパック
TWI384680B (zh) 2010-01-21 2013-02-01 Ind Tech Res Inst 燃料電池流場板
TWI396317B (zh) * 2010-03-24 2013-05-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 顯示電量的電池裝置
JP5381887B2 (ja) * 2010-04-26 2014-01-08 株式会社ニコン 電子機器
CA2802532C (en) 2010-06-24 2017-06-06 Fluidic, Inc. Electrochemical cell with stepped scaffold fuel anode
JP5034014B2 (ja) * 2010-07-02 2012-09-26 合同会社 矢部学術振興会 マグネシウム電池及びシステム
US8802304B2 (en) 2010-08-10 2014-08-12 Eos Energy Storage, Llc Bifunctional (rechargeable) air electrodes comprising a corrosion-resistant outer layer and conductive inner layer
CN105206789B (zh) * 2010-09-16 2018-09-07 流体公司 具有渐进析氧电极/燃料电极的电化学电池系统
EP2630689B1 (en) 2010-10-20 2015-09-23 Fluidic, Inc. Battery resetting process for scaffold fuel electrode
TWI415325B (zh) * 2010-11-10 2013-11-11 Univ Nat Kaohsiung 1St Univ Sc Fuel cell power supply control system
JP5908251B2 (ja) 2010-11-17 2016-04-26 フルイディック，インク．Ｆｌｕｉｄｉｃ，Ｉｎｃ． 階層型アノードのマルチモード充電
TWI427843B (zh) * 2011-02-22 2014-02-21 Amita Technologies Inc Ltd 具斷電結構之充電模組
WO2012156972A1 (en) 2011-05-16 2012-11-22 Phinergy Ltd. Zinc-air battery
US8648019B2 (en) 2011-09-28 2014-02-11 Uchicago Argonne, Llc Materials as additives for advanced lubrication
CA2857758C (en) 2011-12-14 2023-10-10 Eos Energy Storage, Llc Electrically rechargeable, metal anode cell and battery systems and methods
US20140308593A1 (en) * 2011-12-28 2014-10-16 Yabe Science Promotion Llc Cell system
US20150044580A1 (en) * 2012-03-16 2015-02-12 Yts Science Properties Pte. Ltd. Fuel Element For Magnesium-Air Battery, Magnesium-Air Battery, Production Method For Fuel Element For Magnesium-Air Battery, Magnesium-Air Batter System, And Use Method For Magnesium-Air Battery
US9999233B1 (en) 2012-04-13 2018-06-19 Viskase Companies, Inc. Low moisture barrier film
US10075002B2 (en) 2012-04-26 2018-09-11 Sekisui Chemical Co., Ltd. Electricity storage system and cartridge
JP5451823B2 (ja) * 2012-07-04 2014-03-26 シャープ株式会社 テープ状電極、それを用いた金属空気電池および使用済みテープ状電極の還元装置
JP2015043281A (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 ワイティーエス・サイエンス・プロパティーズ・プライベート・リミテッド マグネシウム空気電池及び電子機器
JP5828336B2 (ja) * 2013-11-19 2015-12-02 トヨタ自動車株式会社 鉄空気組電池及びその使用方法
JP2017503322A (ja) * 2014-01-02 2017-01-26 フィナジー リミテッド ハイブリッド金属空気システムおよび方法
SG11201606504QA (en) 2014-02-06 2016-09-29 Gelion Technologies Pty Ltd Gelated ionic liquid film-coated surfaces and uses thereof
US10320015B1 (en) 2014-03-07 2019-06-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration Fuel Cell Power Management
JP5891569B2 (ja) * 2014-04-02 2016-03-23 ワイティーエス・サイエンス・プロパティーズ・プライベート・リミテッド マグネシウム燃料体、マグネシウム空気電池、及び電子機器
DE102014208044A1 (de) * 2014-04-29 2015-10-29 Mahle International Gmbh Metall-Luft-Batterie
CN104052124B (zh) * 2014-06-25 2016-08-03 浙江华晨铝业有限公司 金属电池管理装置
JP6595754B2 (ja) * 2014-12-01 2019-10-23 株式会社ＢｌｕｅＦｏｒｃｅ 金属空気電池
WO2017023811A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-09 Curfew Dan Electrochemical cell
ITUB20152701A1 (it) * 2015-07-31 2017-01-31 Univ Bologna Alma Mater Studiorum Batteria Li/O2 semi-solida a flusso
CN109478643B (zh) 2016-07-22 2022-03-15 南特能源公司 电化学电池中的水分和二氧化碳管理系统
KR102565772B1 (ko) 2017-03-30 2023-08-10 도날드슨 컴파니, 인코포레이티드 릴리프 밸브를 갖는 통기구
KR20200064117A (ko) * 2017-10-04 2020-06-05 알루마파워 코포레이션 회전 애노드 및 캐소드 조립체를 갖는 공기 금속 배터리
CN110504469B (zh) * 2018-05-16 2024-04-19 浙江暖阳科技有限公司 一种便于组装的集成式甲烷燃料电池
US11251476B2 (en) 2019-05-10 2022-02-15 Form Energy, Inc. Nested annular metal-air cell and systems containing same
KR20210099434A (ko) 2020-02-04 2021-08-12 삼성전자주식회사 양극, 이를 포함하는 리튬-공기 전지 및 이의 제조 방법
KR20210099433A (ko) 2020-02-04 2021-08-12 삼성전자주식회사 양극, 이를 포함하는 리튬-공기 전지 및 이의 제조 방법
CN112234279B (zh) * 2020-10-16 2021-09-14 唐山海港经济开发区北京理工大学机械与车辆学院转化研究中心 一种开放式阳极易更换的金属空气燃料电池组
US20230296676A1 (en) * 2022-03-15 2023-09-21 Wildcat Discovery Technologies, Inc. System for assessment of battery cell dimensional variation

Family Cites Families (83)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2687448A (en) 1953-02-03 1954-08-24 Ind Res Inc Battery cap apparatus
FR1288083A (fr) 1961-01-27 1962-03-24 Csf Piles à combustible à électrodes tournantes
US3260620A (en) 1962-10-22 1966-07-12 Monsanto Res Corp Tape fed fuel cell
DE1284498B (de) 1963-12-14 1968-12-05 Varta Gmbh Lagerfaehiges galvanisches Primaerelement in flacher Bauart
US3436270A (en) 1965-12-30 1969-04-01 Leesona Corp Oxygen depolarized cell and method of producing electricity therewith
US3378406A (en) 1965-12-30 1968-04-16 Leesona Corp Metal-oxygen-containing electro-chemical battery
US3454429A (en) 1966-03-29 1969-07-08 Monsanto Res Corp Method of generating electricity in tape type fuel cell
US3432354A (en) 1966-08-15 1969-03-11 Texas Instruments Inc Electrochemical power supply with movable anode material
US3532548A (en) 1966-10-25 1970-10-06 Yardney International Corp Electrochemical cell utilizing three electrodes
US3963519A (en) 1968-06-10 1976-06-15 Leesona Corporation Metal/air cell
US3577281A (en) * 1969-04-28 1971-05-04 Amp Inc Rechargeable moving tape cell
US3536535A (en) * 1969-11-25 1970-10-27 Whittaker Corp Electric power source with movable anode means
US3663298A (en) 1970-03-03 1972-05-16 North American Rockwell Rotatable electrode structure with conductive particle bed
US3717505A (en) * 1970-06-25 1973-02-20 Gulf Oil Corp Electrochemical cell stack
US3740636A (en) 1971-11-05 1973-06-19 Us Navy Charge regulator and monitor for spacecraft solar cell/battery system control
US3822149A (en) 1972-02-17 1974-07-02 Du Pont Rechargeable zinc electrochemical energy conversion device
FR2209107B1 (ja) 1972-12-06 1977-12-23 Redresseurs Sta Benit
US3845835A (en) 1973-03-14 1974-11-05 Petit Etienne Electric power plant for land vehicles
GB1437746A (en) 1973-08-01 1976-06-03 Accumulateurs Fixes Air depolarized electric cell
US4052541A (en) * 1973-12-06 1977-10-04 Aktiebolaget Tudor Electric accumulator cell with at least one dissoluble electrode
US3909685A (en) 1974-01-14 1975-09-30 Massachusetts Inst Technology Electrical apparatus
US4172924A (en) 1974-07-19 1979-10-30 Societe Generale De Constructions Electriques Et Mecaniques Alsthom Air battery and electrochemical method
US3977901A (en) 1974-10-23 1976-08-31 Westinghouse Electric Corporation Metal/air cells and improved air electrodes for use therein
US4152489A (en) 1977-08-26 1979-05-01 Westinghouse Electric Corp. Multi-ply laminar pasted air electrodes
US4246324A (en) 1979-04-09 1981-01-20 Diamond Shamrock Technologies S.A. Consumable replaceable anodes for batteries
US4341847A (en) 1980-10-14 1982-07-27 Institute Of Gas Technology Electrochemical zinc-oxygen cell
US4331742A (en) 1980-12-24 1982-05-25 Lovelace Alan M Administrator Solid electrolyte cell
US4560626A (en) 1982-09-20 1985-12-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Rapidly refuelable fuel cell
YU122483A (en) * 1983-06-02 1986-02-28 Aleksandar Despic Bipolar element of a chemical current source
US4689531A (en) 1985-07-01 1987-08-25 Ewers, And Willis Electric regeneration apparatus and method for driving a load
US4626482A (en) 1985-11-18 1986-12-02 Alupower, Inc. Metal/air batteries
US4693946A (en) * 1986-03-11 1987-09-15 Eltech Systems Corporation Battery with modular air cathode and anode cage
US4714662A (en) * 1986-05-12 1987-12-22 Gould Inc. Power module assembly of electrochemical cells
US4828939A (en) * 1987-06-01 1989-05-09 Eltech Systems Corporation Bipolar metal/air battery
US4913983A (en) 1988-09-13 1990-04-03 Dreisbach Electromotive, Inc. Metal-air battery power supply
US4916036A (en) 1988-10-20 1990-04-10 Dreisbach Electromotive, Inc. Continuous consumable anode
US4968396A (en) 1989-01-30 1990-11-06 The Academy Of Applied Science Method of and electrolytic-catalytic cell for improving the completion of combustion of oxygenated hydrocarbon fuels by chemically modifying the structure and combustibility thereof, including through developing hydroxyl ions therein
CA1315840C (en) 1989-03-23 1993-04-06 Wilfrid B. O'callaghan Metal/air battery with seeded recirculating electrolyte
US4957826A (en) * 1989-04-25 1990-09-18 Dreisbach Electromotive, Inc. Rechargeable metal-air battery
US4950561A (en) 1989-06-29 1990-08-21 Eltech Systems Corporation Metal-air battery with easily removable anodes
US5360680A (en) 1990-07-19 1994-11-01 Electric Fuel Limited Mechanically rechargeable electric batteries and anodes for use therein
IL100903A (en) 1992-02-10 1995-06-29 Pecherer Eugeny Zinc anode for batteries with improved performance
US5196275A (en) 1990-07-19 1993-03-23 Electric Fuel Limited Electrical power storage apparatus
US5121044A (en) 1990-07-19 1992-06-09 Luz Electric Fuel Israel, Ltd. Electrical energy system
US5190833A (en) 1990-12-31 1993-03-02 Luz Electric Fuel Israel Ltd. Electrodes for metal/air batteries and fuel cells and bipolar metal/air batteries incorporating the same
US5185218A (en) 1990-12-31 1993-02-09 Luz Electric Fuel Israel Ltd Electrodes for metal/air batteries and fuel cells and metal/air batteries incorporating the same
BR9206939A (pt) 1991-12-16 1995-11-28 Matsi Inc Célula de metal-ar e processo para acomodar uma variação na dimensão de um elétrodo
IL100625A (en) 1992-01-10 1995-03-30 Electric Fuel Ltd Zinc / air battery for mechanical and electric charging
US5354625A (en) 1992-03-16 1994-10-11 Aer Energy Resources, Inc. Metal-air power supply and air-manager system, and metal-air cell for use therein
US5242765A (en) 1992-06-23 1993-09-07 Luz Electric Fuel Israel Limited Gas diffusion electrodes
US5328777A (en) 1992-07-14 1994-07-12 Aer Energy Resources, Inc. Cathode cover for metal-air cell
US5387477A (en) 1992-07-17 1995-02-07 Dreisbach Electromotive Inc. Air manager system for metal-air battery
US5250370A (en) 1992-07-23 1993-10-05 Faris Sades M Variable area dynamic battery
ES2090524T3 (es) 1992-09-15 1996-10-16 Electric Fuel Ltd Sistema de repostaje.
US5439758A (en) 1992-10-02 1995-08-08 Voltek, Inc. Electrochemical power generating system
US5306579A (en) 1992-10-30 1994-04-26 Aer Energy Resources, Inc. Bifunctional metal-air electrode
JP3397351B2 (ja) 1992-12-18 2003-04-14 キヤノン株式会社 角型あるいはシート型電池及びその製造方法
US5721064A (en) 1993-04-30 1998-02-24 Aer Energy Resources Inc. Air manager system for reducing gas concentrations in a metal-air battery
US5362577A (en) 1993-06-04 1994-11-08 Aer Energy Resources, Inc. Diffusion vent for a rechargeable metal-air cell
JP2951173B2 (ja) * 1993-10-29 1999-09-20 興亜石油株式会社 空気電池
US5711648A (en) 1994-01-06 1998-01-27 Unlimited Range Electric Car Systems Company Battery charging and transfer system
US5389456A (en) 1994-02-14 1995-02-14 Westinghouse Electric Corporation Method and closing pores in a thermally sprayed doped lanthanum chromite interconnection layer
US5366822A (en) 1994-03-15 1994-11-22 Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. Cell for a metal-air battery
US5447805A (en) 1994-03-15 1995-09-05 Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. Cell for a metal-air battery
US5512384A (en) 1994-04-25 1996-04-30 Biocybernetics Laboratories Inc. Battery and method of battery control for enhancing electrochemical reactions
US5536592A (en) * 1994-04-25 1996-07-16 Biocybernetics Laboratories, Inc. Galvanic battery with replenishable electrodes and/or electrolyte for extended battery operation
US5411592A (en) 1994-06-06 1995-05-02 Ovonic Battery Company, Inc. Apparatus for deposition of thin-film, solid state batteries
US5532086A (en) * 1994-06-30 1996-07-02 Aer Energy Resources, Inc. Anode assembly with thin metal current collector and electrochemical cell comprising an anode support structure and a gas release system
US5418080A (en) 1994-07-01 1995-05-23 Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. Mechanically rechargeable, electrochemical metal-air battery
US5525441A (en) 1994-09-13 1996-06-11 Power Conversion, Inc. Folded electrode configuration for galvanic cells
US5554452A (en) 1994-09-22 1996-09-10 Matsi, Inc. Metal-air batteries having improved air access valves
US5756228A (en) 1994-12-06 1998-05-26 Roseanou; Lou Electrochemical device for generating direct current
US5569551A (en) 1995-04-24 1996-10-29 Aer Energy Resources Inc. Dual air elecrtrode cell
US5486429A (en) 1995-04-24 1996-01-23 Aer Energy Resources, Inc. Diffusion vent for a rechargeable metal-air cell
US6057052A (en) 1995-05-25 2000-05-02 Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. Cell for a metal-air battery
US5753384A (en) 1995-05-25 1998-05-19 Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. Air-cooled metal-air battery
US5691074A (en) 1995-10-18 1997-11-25 Aer Energy Resources, Inc. Diffusion controlled air vent for a metal-air battery
JP3228097B2 (ja) 1995-10-19 2001-11-12 株式会社日立製作所 充電システム及び電気自動車
US5771476A (en) 1995-12-29 1998-06-23 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Power control system for a fuel cell powered vehicle
US6296960B1 (en) * 1997-10-06 2001-10-02 Reveo, Inc. System and method for producing electrical power using metal-air fuel cell battery technology
US6299997B1 (en) * 1997-10-06 2001-10-09 Reveo, Inc. Ionically-conductive belt structure for use in a metal-air fuel cell battery system and method of fabricating the same
US6472093B2 (en) * 1997-10-06 2002-10-29 Reveo, Inc. Metal-air fuel cell battery systems having a metal-fuel card storage cartridge, insertable within a fuel cartridge insertion port, containing a supply of substantially planar discrete metal-fuel cards, and fuel card transport mechanisms therein
US5978283A (en) 1998-07-02 1999-11-02 Aplus Flash Technology, Inc. Charge pump circuits

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008535156A (ja) * 2005-03-22 2008-08-28 ミート カンパニー リミテッド 空気亜鉛電池
JP2013505554A (ja) * 2009-10-07 2013-02-14 イー．エム．ダブリュ．エナジー カンパニー リミテッド 空気金属電池充電装置、空気金属電池アセンブリ及びそれを備える空気金属電池充電システム
US9373874B2 (en) 2009-10-07 2016-06-21 E.M.W. Energy Co., Ltd. Metal air cell charging apparatus, metal-air cell assembly, and metal-air cell charging system comprising the same
KR101865235B1 (ko) * 2012-07-09 2018-06-07 피너지 엘티디. 금속-공기 배터리의 동작을 제어하기 위한 시스템 및 방법
JP2017004667A (ja) * 2015-06-08 2017-01-05 富士電機株式会社 電気化学装置及び該電気化学装置が組み込まれた排ガス浄化装置

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