KR101159554B1 - 소형화 ｓｏｆｃ 연료 전지를 구비한 배터리 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 소형화 SOFC 연료 전지를 구비한 배터리는 하기 구성 요소를 포함한다: 상기 연료 전지(2)로 형성되며, 체적이 10-3㎥ 미만, 바람직하게는 10-4㎥ 미만인 스택(20); 채널 내에서, 한편으로는 반응물, 즉 기체 연료(50) 및 공기(40)가 상기 연료 전지(2)에 공급되고 다른 한편으로는 상기 연료 전지 내에서 부분적으로 소모되는 연료가 애프터버닝될 수 있는 채널 시스템(24, 25, 26); 최소한 부분적으로 단열성을 갖도록 구성되는 케이싱(10, 11); 상기 채널 시스템의 일부이며 공급되는 상기 공기가 애프터버닝으로부터의 배출 가스(60)와 함께 가열될 수 있는 열교환기(6); 상기 공기를 공급하기 위한 장치(4); 주변 압력보다 큰 압력 하에 저장되고 상기 연료가 바람직하게는 액체 상태로 존재하는, 교환 가능하거나 재충전 가능한 저장조(5); 상기 반응물을 위한 연결 라인 내의 제어 밸브(51); 및 제어부. 상기 연료 전지는 이온 전도성 성분뿐 아니라 저항 손실을 일으키는 전자 전도성 성분을 포함하는 디스크 형상의 고체 전해질을 각각 함유한다. 이러한 방식으로 이들 성분의 양적 비율은 상기 배터리의 유휴 동작 상태에서에 상기 전지로부터 주변으로의 열 흐름이 상기 저항 손실에 의해 보상될 수 있도록 설계된다.
배터리, 연료 전지, 다중 모듈 유닛, 운반율, SOFC, 애프터버닝, 고체 전해질, 저항 손실

Description

소형화 ＳＯＦＣ 연료 전지를 구비한 배터리{A BATTERY WITH MINIATURISED SOFC FUEL CELLS}
도 1은 본 발명에 따른 배터리의 구성 요소에 대한 개략도이다.
도 2는 연료 전지의 일부분에 대한 단면도이다.
도 3은 전지의 전기 접속부에 대한 개요도이다.
도 4는 애노드를 보여 주는 전지 스택의 단면도이다.
도 5는 캐소드를 보여 주는 전지 스택의 단면도이다.
도 6은 공기 공급을 위한 장치를 나타내는 도면이다.
본 발명은 소형화 SOFC 연료 전지를 구비한 배터리에 관한 것이다(SOFC: solid oxide fuel cell). 상기 배터리는 다중 모듈 유닛 형태, 특히 체적이 바람직하게는 10-4㎥ 미만인 스택(stack) 형태의 연료 전지를 수용한다. 본 발명은 또한 상기 배터리의 사용 방법 및 상기 배터리의 작동 방법에 관한 것이다.
휴대용 전자 장치는 개발 단계에 있는 가운데 이들 장치는 점차 복잡해지고 있으며 더욱 더 복합적인 시스템으로 집적화되고 있다. 복잡성의 증가로 인해 장치 또는 시스템을 작동하기 위한 전기 에너지에 대한 요구는 시종 증가되고 있다. 따라서 지정된 용량의 한계를 초월할 수 있는 소형화 연료 전지를 구비한 배터리가 제안된다. 이러한 종류의 배터리는 비교적 작아야 하기 때문에 고온에서 일어나는 전기화학적 프로세스를 사용하는 것이 어렵다. 이러한 이유에서 저온에서 폴리머 멤브레인을 이용하여 동작하는 소형화 연료 전지가 개발되고 있다. [PEMFC형, 즉 양자 교환 멤브레인 연료 전지(proton exchange membrane fuel cell)형 전지]. 그러나, 이 종류의 멤브레인에서는 수분 함량이 최소한으로 유지되어야 한다. 이 요구 조건은 충족시키기 어렵다. 연료로서 수소가 사용되는데, 저장된 수소로는 상대적으로 적은 에너지 밀도만이 가능하기 때문에 이것은 저장에 관해서 불리하다.
PEMFC 연료 전지에서의 문제점으로 인해, 어려움이 알려져 있음에도 불구하고 SOFC 연료 전지도 제안되었다(예로서 WO 0243177 참조). 이들 연료 전지에서, 멤브레인은 고체 전해질로 만들어지며, 이것은 500℃보다 높은 온도에서만 충분히 높은 이온 전도도를 가진다. 예를 들면 액체 상태에서 비교적 높은 에너지 밀도를 유리하게 가지는 프로판 또는 부탄을 연료로서 사용할 수 있다.
본 발명의 목적은 전기 에너지를 위한 이동식 공급원(mobile source)으로 사용될 수 있는 소형화 SOFC 연료 전지를 구비한 또 다른 배터리를 제조하는 것이다. 이 목적은 청구항 1에 정의된 배터리에 의해 달성된다.
소형화 SOFC 연료 전지를 구비한 배터리는 하기 구성 요소를 포함한다: 체적이 10-3㎥ 미만, 바람직하게는 10-4㎥ 미만인 연료 전지 또는 또 다른 다중 모듈 유닛으로 이루어지는 스택; 채널 내에서 한편으로는 반응물, 즉 기체 연료 및 공기가 전지에 공급될 수 있고, 다른 한편으로는 전지에서 부분적으로 소모되는 연료가 애프터버닝(afterburning)될 수 있는 채널 시스템; 최소한 부분적으로 단열성을 갖도록 구성되는 케이싱; 상기 채널 시스템의 일부이며 공급되는 공기가 배출 가스로 가열될 수 있는 열교환기; 공기를 공급하기 위한 장치; 주변 압력보다 큰 압력 하에 저장되고 상기 연료가 바람직하게는 액체 상태로 존재하는 교환 가능(exahcngeable) 또는 재충전 가능한(refillable) 저장조(reservoir); 반응물을 위한 연결 라인 내의 제어 밸브; 및 제어부(control). 상기 애프터버닝은 필수적으로 요구되는 것은 아니다. 각각의 연료 전지는 디스크형 고체 전해질을 함유하며, 고체 전해질은 이온 전도성 성분뿐 아니라 저항 손실을 일으키는 전자 전도성 성분(electron conducting components)을 포함한다. 여기서, 이들 성분의 양적 비율은 배터리의 유휴 동작(idling operation) 상태에서 전지로부터 주변 환경으로의 열 흐름이 저항 손실에 의해 보상될 수 있도록 설계된다.
청구의 범위 종속항인 제2항 내지 제6항은 본 발명에 따른 배터리의 바람직한 실시예에 관한 것이다. 본 발명에 따른 배터리의 작동 방법은 각각 청구의 범위 제7항 및 제8항의 주제이다. 청구의 범위 제9항은 배터리의 용도이다.
이하에서 도면에 의거하여 본 발명을 설명한다.
도 1에 의해 제시된 개요는 하기와 같은 본 발명에 따른 배터리(1)의 구성 요소를 나타낸다: 연료 전지(2)로 이루어진 원통형 스택(20); 공기 수송용 장치(4); 길이 방향 단면으로 도시되어 있는 단열성 케이싱부(10); 교환 가능형 또는 재충전 가능형 연료(50)용 저장조(5); 열교환기(6); 콘덴서(7); 및 상기 단열성 케이싱부(10)[플러그 영역(101)]에 끼워질 수 있는 외피형(shell-like) 케이싱부(11). 상기 케이싱부(10, 11)는 금속으로 만들어지는 것이 바람직하다. 케이싱부(10, 11)가 플러그 영역(101)에서 절연체로 전기적으로 분리되어 있을 경우, (예를 들면)콘덴서에서 적절한 접속부(70, 71)와 함께 배터리의 폴(pole)(12, 13)로서 사용될 수 있다.
연료 전지는 또한 스택(20) 대신에 또 다른 다중 모듈 유닛을 형성할 수 있다. 이러한 형태의 다중 모듈 유닛에서, 전지(2)는 예를 들면 하나의 층 또는 최소한 하나의 층이 각각의 다른 층에 인접한 형태로 배열될 수 있다(도시되지 않음).
연료(50)(도 2)는 저장조(5)로부터 유출되어 제어 밸브(51)를 통해 전지 스택(20)의 중앙 분배관(25) 내부로 유입될 수 있다. 제어부에 대한 배터리 구성 요소는 도시되어 있지 않다. 저장조(5)는 교환 가능하거나 재충전 가능하다. 연료(50)는 주변 압력보다 크고 연료(50)가 바람직하게는 액상으로 존재하는 압력 하에 저장된다. 본 발명에 따른 배터리(1)는 채널 시스템을 포함하는데, 그 채널에서 한편으로는 반응물, 즉 기체 연료(50) 및 공기(40)가 전지(2)로 공급될 수 있고, 다른 한편으로는 전지(2)에서 부분적으로 소모되는 연료가 애프터버닝될 수 있 다. 애프터버닝은 250℃보다 높은 온도에서 촉매 방식으로 행해질 수 있다.
전술한 실시예에서 고체 전해질은 원형이다. 또한, 전지 스택(20)은 예를 들면 정사각형 바닥면을 가진 프리즘 형태로 되어 있을 수 있으며, 그에 따라 고체 전해질은 정사각형 형상을 가질 수 밖에 없다. 공기(40) 수송을 위한 별도의 장치(4) 대신에 다른 수송 수단도 가능하며, 예를 들면 기체 연료가 구동력으로서 자신의 압력을 이용하여 공기 수송용으로 사용될 수 있는, 전지 스택(20) 내에 일체화된 제트(jet)의 시스템일 수 있다.
도 2에는 중앙선(15), 즉 스택(20)의 중심축의 왼쪽에 위치한 연료 전지(2)의 일부에 대한 단면이 도시되어 있다. 이 전지는 구조부(structured part)(2a), 제2 구조부(2b), 및 고체 전해질의 멤브레인(30)과 2개의 층형 전극, 즉 캐소드(34)와 애노드(35)를 포함하는 전기화학적 활성 부재(3)로 이루어진다. 두 구조부(2a, 2b)의 구조는 도 4 및 도 5에 나타나 있다. 두 구조부는, 균질하고 비구성된(unstructured) 것이며 바람직하게는 단결정 실리콘으로 제조될 수 있는 고체 전해질 멤브레인(30)을 위한 기계적으로 안정한 지지 구조체를 형성한다. 이 재료는 마이크로 기법, 특히 에칭 방법[예를 들면 애노드 측의 구조부(2b)의 "역식각(back-etching)". 전술한 WO 0243177 참조]을 이용하여 구조체로 만들어진다.
이웃한 전지(2, 2')(일점 쇄선으로 나타냄)는 각각 서로 거울상 대칭을 이루어 배열됨으로써 동일한 명칭의 전극(34, 35)는 공기(40) 또는 연료(50)용 공통 전극 가스 쳄버의 내측 표면을 덮는다. 도 3은 이 배열에서 전극(34, 35)이 회로에 대해 두 폴(12, 13) 사이의 단자 전압(terminal voltage)이 화학적 활성 부재(3)의 개별적 전압의 합과 동일한 직렬 회로를 유지하기 위해서는 어떤 방식으로 서로 전기적 연결이 되어야 하는가를 나타낸다.
배터리가 작동하는 동안 공기(40)는 전지(2)의 둘레 영역에 배열되는 축 방향 채널(24)을 통해 분배된다(도 2 및 도 5 참조). 공기(40)는 전지(2) 내부로 유입되어 초기에는 공급 지점(24')으로부터 반경 방향으로 중심축(15)을 향하여 흐르고, 이어서 주변으로 방향이 되돌려진다. 산소 이온은 고체 전해질 멤브레인(30)을 통하여 애노드(35)로 이동하고, 에노드에서 연료(50)와 반응하여 H2O 및 CO2를 형성하는 촤량의 전자를 생성한다. 중심축에 의해 분배되는 연료(50)는 반경 방향 채널(25')을 거쳐 애노드(35)로 피복된 전극 가스 쳄버에 도달한다. 전극 가스 쳄버를 통해 수송된 후, 공기(40) 및 연료(50)는, 공기 채널들(24) 사이에 축 방향으로 배열되고 부분적으로만 소모된 연료(50)가 고온의 배출 가스(60)를 형성시키는 애프터버닝이 내부에서 일어나는 공통 채널(26)에 유입된다.
본 발명에 따르면, 디스크형 고체 전해질(30)은 저항 손실을 일으키는 전자 전도성 성분 및 이온 전도성 성분을 함유한다. 이들 성분의 양적 비율은 배터리(1)의 유휴 동작 상태에서 전지로부터 주변으로의 열전달이 저항 손실에 의해 보상될 수 있는 비율이다. 전력에 대한 요구가 없는 경우, 연료 전지(2) 내부로의 반응물(40, 50)의 공급은 낮은 수준으로 유지되고, 그에 따라 이러한 유휴 동작 상태에서 전지(2) 내의 온도가 높은 상태로 지속된다. 이 온도는 유휴 동작 상태로부터 에너지가 전달되는 정상 작동으로의 전환(transfer)이 소정의 시간 내에 이루어질 수 있도록 높은 온도라야 한다. 에너지 전달 작동(전력은 약 1W; 가열 파워는 약 1.5W)에서 배터리(1) 외부는 약 30℃보다 높지 않아야 하며, 유휴 상태(전력은 약 0.05W; 가열 파워는 약 0.3W)에서는 예를 들면 25℃와 같이 더 낮아야 한다. 따라서 유휴 상태에서 전지(2)의 온도는 에너지가 전달되는 정상 작동 상태에서보다 낮다. 정상 작동 상태의 온도와 유휴 상태의 온도의 차이는 100°K 미만인 것이 바람직하다.
혼합 전도(mixed conduction)를 갖는 고체 전해질은 La 및/또는 Ti로 도핑되어 있는 Sr4Fe6O13으로 만들어질 수 있고; 조성이 (La,Sr)(Co,Fe)O3 인 회티탄석 (perovskite); 또는 바람직하게 Gd, Y 및/또는 Sm으로 도핑되어 있는 산화세륨, CeO2-ε(ε≤0.2)일 수 있다. 산소 이온과 전자를 동시에 전달하는 동안 산소 이온의 운반율(transference number)은 0.6과 0.9 사이의 값으로 가정해야 한다. (운반율은 산소 이온의 전류와 전자의 전류 사이의 비율을 나타냄). 이 배열에서 운반율은 동작 온도에서 측정되어야 한다.
본 발명에 따른 배터리는 콘덴서(7), 특히 슈퍼-콘덴서(도 1 및 도 3 참조)를 포함하되, 이를 이용하여 통상 간헐적으로 발생되는 파워 요구량의 피크를 커버할 수 있다.
연료(50)는 부탄 또는 프로판이 유리하다. 배터리(1)는 연료량에 의해 결정되는 용량을 갖는다. 연료 저장조(5)가 가득 채워진 상태에서 배터리(1)의 용량은 최소한 3,000 mAh이다. 직렬로 연결된 연료 전지(2)는 3.6V의 단자 전압을 만들어 낸다. 배터리의 직경은 2cm 내지 3cm이고 높이는 2.5cm 내지 3.5cm이다.
도 6은 입구 지점(40')에서 흡입되는 공기(40)를 수송하기 위한 장치(4)의 개략도이다. 흡입용으로 사용되는 2개의 용기(44, 46)는 치수가 상이하고, 벨로즈 형상을 가지며 경질 연결부(43, 45)에 의해 결합되어 있고, 체적은 제로에 가까운 최소 체적과 최대 체적 사이에서 변동될 수 있다. 상기 체적은 서로 상반되게 변동된다. 제1 단계에서, 상대적으로 큰 용기(46)는 배터리로부터의 배출 가스(60)로 충전되고, 밸브(61)는 개방, 밸브(62)는 폐쇄, 체적 흐름 V1', 압력은 p1이다. 공기(40)는 상대적으로 작고 견고하게 결합된 용기(44)로부터 배터리(1) 내부로 수송되고, 역류방지 밸브(non-return valve)(41a)는 폐쇄, 역류방지 밸브(41b)는 개방, 체적 흐름 V2', 압력은 p2이다. 동시에 V2'<V1'이고, p2>p1이다. 배터리의 내부 압력 p1은 주변 압력보다 크다. 공기(40)가 배터리(1) 내의 열을 흡수함으로써 체적 증가 및 압력 상승이 일어난다. 배터리 내에서 일어나는 화학 반응(전극 반응, 애프터버닝)은 마찬가지로 체적 증가와 압력 상승에 기여한다. 제2 단계에서, 상대적으로 큰 용기(46)는 비워지고, 밸브(61)는 개방, 밸브(62)는 폐쇄된다. 이와 함께 공기(40)는 용기(44)를 통해 주변으로부터 흡입된다. 배출 가스(60)는 유출 지점(60')에서 장치(4)를 빠져 나간다. 공급된 공기(40)는 향류(counter-flow) 상태로 수송된 배출 가스(60)와 함께 2개의 열교환기(6a, 6b) 내에서 예열된다.
전극 가스 쳄버 내부로 공기(40)를 공급하는 또 다른 메커니즘이 가능하다. 공기 및 배출 가스의 수송에 작용할 수 있는 기관을 이용하여 가스가 채워진 연료 전지(2) 및 채널 내에 과잉의 압력 p2 또는 p1이 생기는 것을 일반적으로 적용할 수 있다. 이러한 방식으로 히트 싱크 및 반응물로서 연료와 함께 공급된 공기는 가스에 대해 열역학적 작동 효과를 갖는다. 배출 가스에 저장되어 있는 압력 에너지의 일부는 여기서 장치를 통해 공기를 수송하는 데 이용된다. 이러한 종류의 수송 장치에 대한 또 다른 예는 "준 가스 터빈(quasi gas turbine)"이다. 공기는 제1 마이크로터빈으로 흡입된다. 제2 마이크로터빈은 제1 마이크로터빈을 구동한다. 배출 가스는 일을 생성하면서 제2 마이크로터빈을 거쳐 유출된다. 이 배열에서 배터리의 반응 및 연소 쳄버는 가스 터민 내의 연소 쳄버의 기능을 갖는다. 마이크로터빈의 제조 방법은 미국특허 US-A-6 363 712호에 기재되어 있다(Sniegowski et al).
본 발명에 따른 배터리(1)는 비교적 높고 규칙적인 에너지 공급을 필요로 하는 전자 장치를 위한 이동식 에너지 공급원으로서 이용될 수 있다. 상기 배터리는 또한 재충전식 부하 가능 배터리에 대한 대체물로서 이용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 소형화 SOFC 연료 전지를 구비한 배터리로서,
    체적이 10-3㎥ 미만이며, 연료 전지(2)가 모듈로 형성되어 있는 다중 모듈 유닛(multi-modular unit)(20),
    채널 내에서, 한편으로는 기체 연료(50) 및 공기(40)를 포함하는 반응물이 상기 연료 전지(2)에 공급되고 다른 한편으로는 상기 연료 전지 내에서 부분적으로 소모되는 연료가 애프터버닝(afterburning)될 수 있으며, 연료 전지(2)와 함께 작동하는 채널 시스템(24, 25, 26),
    부분적 또는 전체적으로 단열성(heat insulating)을 가지며, 배터리의 구성 요소를 둘러싸고 있는 케이싱(10, 11),
    상기 채널 시스템(24, 25, 26)의 일부이며, 공급되는 상기 공기가 배출 가스(60)와 함께 가열될 수 있는 열교환기(6),
    상기 공기(40)를 연료 전지(2)로 공급하기 위해 연료 전지(2)와 함께 작동하는 수송 수단,
    주변 압력보다 큰 압력 하에서 저장되며, 상기 연료용(50)으로서 교환 가능하거나 재충전 가능한(refillable) 저장조(reservoir)(5), 및
    상기 연료(50)를 연료 전지(20)로 유입시킬 수 있는, 상기 반응물을 위한 연결 라인 내의 제어 밸브(51) 및 제어부(control)
    를 포함하고,
    상기 연료 전지(2)는 각각 이온 전도성 성분뿐 아니라 저항 손실(ohmic loss)을 일으키는 전자 전도성 성분(electron conducting components)을 포함하는 디스크 형상의 고체 전해질을 함유하고, 상기 두 가지 성분의 양적 비율(quantity ratio)은 상기 배터리의 유휴 동작(idling operation) 상태에서 상기 연료 전지로부터 주변으로의 열 흐름이 상기 저항 손실에 의해 보상될 수 있도록 설계되는
    배터리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고체 전해질은 La, Ti 또는 이들 모두로 도핑되어 있는 Sr4Fe6O13으로 만들어지고, 조성이 (La,Sr)(Co,Fe)O3인 회티탄석(perovskite)이거나, 또는 Gd, Y, Sn, 또는 이들 중 두 성분 이상의 혼합물로 도핑되어 있는 산화세륨이며,
    산소 이온과 전자를 동시에 전달하는 동안 동작 온도에서 측정된 산소 이온의 운반율(transfer number)이 0.6과 0.9 사이의 값을 가지며,
    상기 디스크 형상의 고체 전해질을 위한 기계적으로 안정한 지지 구조체(2a, 2b)는 마이크로 기술적 방법에 의해 구성되는
    배터리.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배터리가 콘덴서(7)를 포함하며,
    상기 콘덴서에 의해 간헐적으로 발생되는 파워 요구량의 피크가 커버되고, 상기 콘덴서는 최소한 부분적으로 상기 케이싱(10) 내에서 단열 효과를 나타내는
    배터리.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공기(40) 및 상기 배출 가스(60)의 수송을 실행할 수 있는 기관(organ)(44, 46, 61, 62)에 의해 상기 가스가 채워진 연료 전지(2) 및 상기 채널 내에 과잉의 압력이 발생하고, 상기 배출 가스에 저장되어 있는 압력 에너지의 일부는 공기를 공급하는 데 사용되는
    배터리.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연료(50)가 부탄 또는 프로판인 배터리.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배터리가 연료량에 의해 주어지는 용량을 가지며, 상기 연료 저장조(5)가 가득 채워져 있을 때 상기 배터리(1)의 용량은 최소한 3,000mAh에 달하며, 직렬로 스위칭되는 상기 연료 전지(2)는 3.6V의 단자 전압(terminal voltage)을 생성하며, 상기 배터리의 직경은 2cm 내지 3cm이고 높이는 2.5cm 내지 3.5cm인 배터리.
  7. 제1항 또는 제2항에 따른 배터리를 작동하는 방법으로서,
    전력에 대한 요구 조건이 없을 때, 상기 연료 전지(2) 내부로의 상기 반응물(40, 50)의 공급이 낮은 수준으로 유지되어, 상기 유휴 상태로부터 에너지가 전달되는 정상 작동 상태로의 전환(transfer)이 소정의 시간 내에 가능할 정도로 유휴 상태(idling state)에서 상기 연료 전지 내의 온도가 높게 유지되는
    배터리 작동 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유휴 상태에서 상기 연료 전지의 온도는 상기 에너지가 전달되는 정상 작동 상태에서의 온도보다 낮고, 상기 정상 작동 상태의 온도와 상기 유휴 상태의 온도의 차이는 100°K 미만이 유리한 배터리 작동 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    비교적 높고 규칙적인 에너지 공급을 필요로 하는 전자 장치를 위한 이동식 에너지 공급원(mobile energy source)의 역할 또는 재충전 가능한(re-loadable) 배터리에 대한 대체물(substitution)의 역할을 하는 배터리.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 유휴 상태로부터 에너지가 전달되는 정상 작동 상태로의 전환(transfer)이 10분 이내로 가능한
    배터리 작동 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 유휴 상태로부터 에너지가 전달되는 정상 작동 상태로의 전환(transfer)이 1분 이내로 가능한
    배터리 작동 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    연료 전지(2)가 모듈로 형성되어 있는 다중 모듈 유닛(multi-modular unit)(20)의 체적이 10-4㎥ 미만인
    배터리.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    주변 압력보다 큰 압력 하에서, 교환 가능하거나 재충전 가능한(refillable) 저장조(reservoir)(5)에 저장된 연료가 액체인
    배터리.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    공기(40)를 공급하기 위한 수송 수단을 제공하기 위한 장치(4)가 포함되어 있는
    배터리.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    공기(40)를 공급하는 수송 수단을 제공하기 위하여,
    기체 연료가 자신의 압력을 구동력으로서 이용하여 공기 수송에 사용될 수 있는, 전지 스택(20) 내에 일체화된 제트(jet) 시스템이 포함되어 있는
    배터리.
  16. 제3항에 있어서,
    콘덴서(7)가 슈퍼 콘덴서인
    배터리.
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