KR101181292B1 - The zinc air fuel cell to be able to use continuously - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아연-공기 연료전지에 관한 것으로서, 특히 연료전지를 어디서나 충전 가능하도록 단위전지 형태로 제작된 연료 카세트를 구비하여 방전시 즉시 충전된 연료 카세트로 교환할 수 있도록 함으로써, 연료전지를 사용하는 기계, 차량, 기타 장비의 지속적인 운용을 이루도록 하는 아연-공기 연료전지에 관한 것이다. 구성은 아연-공기 연료전지에 있어서, 내부에 제어 보드와, 슬롯을 형성하고 상면 일 측으로는 연료 카세트의 교체시기를 알 수 있도록 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 각 장치에서 발생 되는 여러 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전지 잔존용량을 표시하는 액정표시장치가 형성되는 하우징과; 상기 각 슬롯에 사용자의 요구 출력 전압에 따라 끼워지는 개수가 가변적으로 가감 형성되고, 크기를 크게 하거나 작게 하여 전지 출력 전류를 다양하게 형성하는 연료 카세트와; 상기 연료 카세트에 공기 양극의 전기 화학 반응시 요구되는 공기 공급량을 조절하여 공급하거나 차단하도록 상기 하우징의 일 측 단부에 형성되는 송풍기; 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zinc-air fuel cell. In particular, the fuel cell uses a fuel cell by providing a fuel cassette made in a unit cell form so that the fuel cell can be charged anywhere, so that the fuel cell can be immediately replaced during discharge. A zinc-air fuel cell that enables continuous operation of machinery, vehicles, and other equipment. In the zinc-air fuel cell, a control board and a slot are formed therein, and one side of the upper surface of the zinc-air fuel cell uses a change in the transmittance of the liquid crystal according to the applied voltage so as to know when to replace the fuel cassette. A housing in which a liquid crystal display for displaying battery remaining capacity by changing various electrical information into visual information is formed; A fuel cassette for varying the number of the slots inserted into the slots according to a required output voltage of the user, and for varying the size of the battery and the size of the battery output current; A blower formed at one end of the housing to control or supply an air supply required during electrochemical reaction of an air anode to the fuel cassette; Characterized in that comprises a.

Description

지속적 운용기능을 갖는 아연-공기 연료전지{The zinc air fuel cell to be able to use continuously}The zinc air fuel cell to be able to use continuously}

본 발명은 아연-공기 연료전지에 관한 것으로서, 특히 연료전지를 어디서나 사용 가능하도록 단위전지 형태로 제작된 연료 카세트를 구비하여 방전시 즉시 충전된 연료 카세트로 교환할 수 있도록 함으로써, 연료전지를 사용하는 기계, 차량, 기타 장비의 지속적인 운용을 이루도록 하는 아연-공기 연료전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zinc-air fuel cell. In particular, the fuel cell includes a fuel cassette manufactured in a unit cell form so that the fuel cell can be used anywhere. A zinc-air fuel cell that enables continuous operation of machinery, vehicles, and other equipment.

일반적으로 연료전지는 널리 알려진 자동차용 연료전지를 비롯하여 노트북 등의 소형 가전, 1메가와트 이상의 고정형 발전 등에 이르기까지 다양한 형태로 구성된 연료전지가 많은 분야에서 사용되고 있으나 아직까지는 기술적, 경제적으로 해결해야 할 과제가 많이 있다. In general, fuel cells are widely used in many fields, ranging from well-known automotive fuel cells to small home appliances such as laptops and fixed power generation of 1 megawatt or more, but there are still challenges to be solved technically and economically. There is a lot.

이러한 연료전지들 중 하나인 아연-공기 연료전지(ZAFC : Zinc Air Fuel Cell)에서 사용되는 아연 연료는 일산화탄소 피독의 위험이 없어 수소를 대체할 수 있는 연료이다. Zinc fuel used in one of these fuel cells, the Zinc Air Fuel Cell (ZAFC), is a fuel that can replace hydrogen because there is no risk of carbon monoxide poisoning.

그리고, 아연-공기 연료전지에 이용되는 기본 반응은 양극에서 산소와 물이 반응하여 발생된 수산화이온(OH-)이 음극으로 전이되어, 음극에서 아연을 산화시키면서 전기를 발생시키는 구조이다.In addition, the basic reaction used in the zinc-air fuel cell is a structure in which hydroxide ions (OH − ) generated by reacting oxygen and water at the anode are transferred to the cathode, thereby generating electricity while oxidizing zinc at the cathode.

이와 같은 아연-공기 연료전지는 고정형 베드 방식과, 유동형 베드 방식으로 구분된다.The zinc-air fuel cell is classified into a fixed bed type and a floating bed type.

그러나, 종래의 고정형 베드 방식의 아연-공기 연료전지는 아연 재충전시 아연-공기 연료전지 전체를 탈거한 후, 전기 발생의 부산물인 아연산화물(ZnO)을 재생공장에서 환원시켜, 아연-공기 연료전지를 재충전하도록 이루어지므로, 현장에서 바로 연료의 충전이 불가능하며, 전지의 탈부착을 위한 적용시스템의 구조변경 및 전용장비가 요구되는 문제점이 있다.However, the conventional fixed-bed zinc-air fuel cell removes the entire zinc-air fuel cell when zinc is recharged, and then reduces zinc oxide (ZnO), a byproduct of electricity generation, in a regeneration plant. Since it is made to recharge, it is not possible to charge the fuel immediately in the field, there is a problem that requires a change in the structure of the application system and dedicated equipment for the detachable attachment of the battery.

또한, 상기 유동형 베드 방식의 아연-공기 연료전지는 볼 또는 판 형태의 아연을 직접 아연-공기 연료전지에 주입한 후, 발생 되는 아연산화물을 여과기를 통해 제거하고 액상 전해질(KOH)을 순환시켜 연속적으로 전기를 발생시키도록 이루어지는 것으로서 금속산화물 여과 및 전해질 순환을 위해 복잡한 구조의 시스템이 요구되며 장비의 크기가 커져 휴대용 장비에 적용이 어려운 문제점이 있다.In addition, the flow-type zinc-air fuel cell is injected into the zinc-air fuel cell directly into the zinc-air fuel cell, after removing the zinc oxide generated through the filter and circulating the liquid electrolyte (KOH) continuously As it is made to generate electricity as a complex structure for the metal oxide filtration and electrolyte circulation is required, there is a problem that it is difficult to apply to portable equipment due to the large size of the equipment.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 현장에서 바로 방전된 전지의 교환이 가능하며, 연료 카세트(cassette)의 크기 및 연결 수량에 따라 가변적으로 전지의 용량을 조절할 수 있도록 함으로써, 연료 카세트의 휴대를 통해 전지자동차, 전기스쿠터, 레저용 전원장치 및 무인항공기, 휴대용 통신장비 등과 같은 연료전지를 사용하는 다양한 장비에 신속하고 용이하게 사용할 수 있는 지속적 운용 기능을 갖는 아연-공기 연료전지를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to replace the discharged battery immediately in the field, the capacity of the battery is variable depending on the size and the number of connection of the fuel cassette (cassette) By carrying the fuel cassette, it has a continuous operation function that can be used quickly and easily for various equipments using fuel cells such as battery cars, electric scooters, leisure power supplies and unmanned aerial vehicles, portable communication equipment, etc. To provide a zinc-air fuel cell.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 아연-공기 연료전지에 있어서, 내부에 제어 보드와, 슬롯을 형성하고 상면 일 측으로는 연료 카세트의 교체시기를 알 수 있도록 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 각 장치에서 발생 되는 여러 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전지 잔존용량을 표시하는 액정표시장치가 형성되는 하우징과; 상기 각 슬롯에 사용자의 요구 출력 전압에 따라 끼워지는 개수가 가변적으로 가감 형성되고, 크기를 크게 하거나 작게 하여 전지 출력 전류를 다양하게 형성하는 연료 카세트와; 상기 연료 카세트에 공기 양극의 전기 화학 반응시 요구되는 공기 공급량을 조절하여 공급하거나 차단하도록 상기 하우징의 일 측 단부에 형성되는 송풍기; 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above object, in the zinc-air fuel cell, a control board and a slot are formed therein, and one side of the upper surface has a permeability of the liquid crystal according to the applied voltage so as to know the replacement time of the fuel cassette. A housing in which a liquid crystal display for displaying battery remaining capacity is formed by changing various electrical information generated by each device into visual information by using a change; A fuel cassette for varying the number of the slots inserted into the slots according to a required output voltage of the user, and for varying the size of the battery and the size of the battery output current; A blower formed at one end of the housing to control or supply an air supply required during electrochemical reaction of an air anode to the fuel cassette; Characterized in that comprises a.

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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 종래의 리튬 이온전지에 비해 에너지 밀도 및 취급안정성이 높고 구조가 간단하며, 또 종래의 아연-공기 연료전지의 연료교환 방식에 비해 방전된 전지의 교환이 쉬워 장시간 사용이 요구되는 다양한 분야에 광범위하게 적용할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has a higher energy density and handling stability, a simpler structure, and easier replacement of a discharged battery than a conventional zinc-air fuel cell fuel exchange method, compared to a conventional lithium ion battery. There is an effect that can be applied to a wide range of needs.

또, 전기 자동차나, 무인항공기의 충전 거리 및 충전 운용 시간을 크게 향상시킬 수 있어 신속하고 용이하게 재운행 및 재비행을 이룰 수 있는 효과가 있다. In addition, the charging distance and the charging operation time of the electric vehicle or the unmanned aerial vehicle can be greatly improved, so that the operation and re-flying can be performed quickly and easily.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 아연-공기 연료전지의 분리 상태를 개략적으로 나타낸 사시도 이다.
도 2는 도 1의 상부 하우징을 제외한 나머지 구성을 결합한 상태를 나타낸 사시도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 상부 하우징과 연료 카세트를 제외한 나머지 구성을 결합한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 평면 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 연료전지의 요부 단면을 나타낸 도면이다.1 is a perspective view schematically showing a separation state of a zinc-air fuel cell according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a state in which the remaining components except for the upper housing of FIG. 1 are combined.
3 is a view showing a state in which the remaining configuration other than the upper housing and the fuel cassette according to the present invention combined.
4 is a view showing the planar state of FIG.
5 is a cross-sectional view illustrating main parts of a fuel cell according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 지속적 운용기능을 갖는 아연-공기 연료전지의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a zinc-air fuel cell having a continuous operation function according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.Hereinafter, the same reference numerals will be used to denote the same or similar elements in all of the following drawings, and repetitive descriptions will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention. It should be interpreted as meaning.

도 1 내지, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 하우징(110)과, 연료 카세트(120) 및 송풍기(130)로 대별되어 이루어진다.As shown in FIGS. 1 to 5, the present invention is roughly composed of a housing 110, a fuel cassette 120, and a blower 130.

상기 하우징(110)은 충격 흡수가 용이하고 파손을 방지하도록 강도가 높으면서 비중이 낮은 폴리에틸렌 수지, ABS 수지, 폴리프로필렌 수지와 같은 합성수지를 이용하여 개략 박스형을 이루도록 상부 하우징(111)과 하부 하우징(112)으로 사출성형 되며, 상기 하부 하우징(112)의 바닥면으로는 상기 연료 카세트(120)를 수용하도록 홈 형태의 슬롯(112a)이 다수 개 형성된다.The housing 110 has an upper housing 111 and a lower housing 112 so as to form a roughly box shape using a synthetic resin such as polyethylene resin, ABS resin, and polypropylene resin having high strength and low specific gravity to easily absorb shock and prevent damage. ) Is injection molded, and a plurality of slots 112a having a groove shape are formed on the bottom surface of the lower housing 112 to accommodate the fuel cassette 120.

또, 상기 상부 하우징(111)의 예컨대 상면 일 측으로는 연료전지의 잔존 용량(SOC : State Of Charge)을 사용자에게 알려주기 위한 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display)(111a)가 형성된다. In addition, a liquid crystal display (LCD) 111a for informing a user of a residual state (SOC) of a fuel cell is formed on one side of the upper housing 111, for example.

상기 액정표시장치(111a)는 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 각종 장치에서 발생 되는 여러 가지 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전달하는 전기소자이다.  The liquid crystal display 111a is an electric element that transmits various electrical information generated by various devices to visual information by using a change in transmittance of liquid crystal according to an applied voltage.

여기서, 상기 액정표시장치(111a)는, 다른 실시 예 즉, 발광다이오드 [LED : luminescent diode)를 이용하여 단계별로 잔존용량을 나타내거나 숫자 등으로 표시할 수 있다.Here, the liquid crystal display 111a may display the remaining capacity step by step using a light emitting diode (LED: luminescent diode), or numbers may be displayed.

또, 상기 아연-공기 연료전지(100)의 잔존용량은 전지의 방전특성을 반복 측정하여 얻어진 방전특성곡선을 기준으로 전지의 잔존용량을 예측하는 전압측정법 또는 사용전류를 적산하여 전지의 잔존용량을 예측하는 전류전산법 또는 이를 혼합한 별도의 알고리즘을 이용한 잔존용량 예측법 등을 통해 획득할 수 있다.In addition, the remaining capacity of the zinc-air fuel cell 100 is calculated by integrating a voltage measurement method or a current used to predict the remaining capacity of the battery based on a discharge characteristic curve obtained by repeatedly measuring the discharge characteristic of the battery. It can be obtained through the prediction of the remaining capacity using a current computation method or a separate algorithm mixed with the same.

이러한 구체적인 잔존용량 측정법은 일반적으로 사용되고 있는 다양한 것이 적용될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The specific remaining capacity measurement method may be applied to a variety of generally used, so a detailed description thereof will be omitted.

이와 같이, 상기 액정표시장치(111a)에 의해 사용자는 보다 용이하게 전지의 잔존용량을 인식할 수 있게 된다.As described above, the liquid crystal display 111a enables the user to more easily recognize the remaining capacity of the battery.

또한, 상기 연료 카세트 장착용 슬롯(112a)의 일 측으로는 도 1에 도시된 바와 같이, 전도 특성이 우수한 구리 또는 니켈 등으로 형성되는 부스바(bus bar)(140)가 상기 슬롯(112a)에 수용되는 연료 카세트(120)를 직렬로 연결하도록 형성된다.In addition, as shown in FIG. 1, a bus bar 140 formed of copper, nickel, or the like having excellent conduction characteristics is provided at one side of the slot 112a for the fuel cassette mounting slot 112a. It is formed to connect the fuel cassette 120 accommodated in series.

상기 각 슬롯(112a)을 통전시키도록 형성되는 부스바(140)는, 배선 조립체에 비해 배선의 단락 또는 접속 불량으로 인한 고장을 원천적으로 방지할 수 있으며, 상기 슬롯(112a)에 연료 카세트(120)의 장착 후 배선을 일일이 연결하여야 하는 불편을 감소시킬 수 있다.The busbars 140 formed to energize each of the slots 112a can prevent failures due to short circuits or poor connection of the wires compared to the wire assemblies, and the fuel cassette 120 can be inserted into the slots 112a. ), It is possible to reduce the inconvenience of connecting the wires after installation.

또, 상기 하부 하우징(112)의 슬롯(112a)이 형성된 일 측 바닥면으로는 제어 보드(150)가 형성된다.In addition, the control board 150 is formed at one bottom surface on which the slot 112a of the lower housing 112 is formed.

또한, 상기 복수의 슬롯(112a) 중, 첫 번째 위치하는 슬롯(112a)에는 (+)단자(141)가 설치되어 상기 제어 보드(150)의 일 측으로 연결되고, 마지막에 위치하는 슬롯(112a)에는 (-)단자(142)가 설치되어 상기 제어 보드(150)의 타 일 측으로 연결된다.In addition, (+) terminal 141 is installed in the first slot (112a) of the plurality of slots (112a) are connected to one side of the control board 150, the last slot 112a There is a (-) terminal 142 is installed is connected to the other side of the control board 150.

상기 (+)단자(141)에는 전원을 출력하기 위해 커넥터(160)가 형성된다.The (+) terminal 141 is formed with a connector 160 for outputting power.

이에 따라, 아연-공기 연료전지(100)에서 발생 된 전기는 직렬로 연결된 첫 번째 슬롯(112a)에 설치된 (+)단자(141)와 마지막 슬롯(112a)에 설치된 (-)단자(142)에 연결된 전원 출력 커넥터(160)를 통해 부하장비(미도시)로 출력된다.Accordingly, the electricity generated in the zinc-air fuel cell 100 is connected to the positive terminal 141 installed in the first slot 112a connected in series and the negative terminal 142 installed in the last slot 112a. It is output to the load equipment (not shown) through the connected power output connector 160.

그리고, 상기 제어 보드(150)는 각종 제어기들 중에서 최상위 제어 역할을 담당하는 CPU와 같은 상위 제어기(미도시)로부터 요구 출력을 수신받아 상기 송풍기(130)를 제어한다.In addition, the control board 150 receives a request output from an upper controller (not shown) such as a CPU, which plays a role of the highest control among various controllers, and controls the blower 130.

또, 상기 제어 보드(150)는 상기 송풍기(130)의 BLDC(Brushless DC) 모터의 제어를 위한 디지털 신호를 처리하는 기술인 DSP(Digital Signal Processing) 모듈을 내장하고 있으며, 상기 상위 제어기와 계측 제어기 통신망인 CAN(Controller Area Network, 計測制御機通信網) 또는 범용 비동기화 송수신기인 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, 汎用非同期化送受信機), D/I O(Digital Input/Output)를 통해 통신할 수 있도록 구성된다.In addition, the control board 150 has a DSP (Digital Signal Processing) module that is a technology for processing a digital signal for controlling the brushless DC (BLDC) motor of the blower 130, the host controller and the measurement controller communication network To communicate via CAN (Controller Area Network) or Universal Asynchronous Receiver / Transmitter (UART), Digital Input / Output (D / IO) do.

상기 연료 카세트(120)는 충격 흡수가 용이하고 파손을 방지하도록 강도가 높으면서 비중이 낮은 폴리에틸렌 수지, ABS 수지, 폴리프로필렌 수지와 같은 합성수지를 이용하여 개략 카세트(cassette)와 같은 상자 또는 패널형을 이루도록 사출성형 되며, 내부에는 공기 양극, 겔형 전해질과 아연분말을 혼합해 제작한 아연음극, OH- 전도성 멤브레인, 니켈 전극 단자, 강알칼리성 고무재질로 제작된 실링재 등이 형성된다. The fuel cassette 120 is formed of a box or panel such as a schematic cassette using a synthetic resin such as polyethylene resin, ABS resin, and polypropylene resin having high strength and low specific gravity to easily absorb shock and prevent damage. It is injection molded, and a zinc anode, OH - conductive membrane, nickel electrode terminal, and a strong alkaline rubber material made of a mixture of air cathode, gel electrolyte and zinc powder are formed inside.

여기서, 상기 연료 카세트(120)는 필요에 따라 크기를 크게 하거나 작게 하여 전지 출력 전류를 다양하게 형성할 수 있고, 또, 상기 슬롯(112a)에 장착 배열하는 수량을 줄이거나 늘임에 따라 전지 출력 전압을 가변적으로 조절할 수 있다.In this case, the fuel cassette 120 may have various sizes of the battery output current by increasing or decreasing the size of the fuel cassette 120 as necessary, and further reducing or increasing the number of battery output currents mounted in the slot 112a. Can be adjusted variably.

예컨대, 아연-공기 연료전지(100)의 출력 용량을 높게 하고자 할 경우에는 상기 각 슬롯(112a)에 연료 카세트(120)를 모두 장착하여 강한 출력을 발휘할 수 있도록 하고, 출력 용량을 낮게 하고자 할 경우에는 상기 각 슬롯(112a)에 장착되는 연료 카세트(120)의 수량을 하나 이상 줄여 출력 용량을 조절할 수 있다. For example, when the output capacity of the zinc-air fuel cell 100 is to be increased, the fuel cassette 120 is installed in each of the slots 112a to exhibit a strong output, and the output capacity is to be lowered. The output capacity can be adjusted by reducing one or more quantities of the fuel cassette 120 mounted in each slot 112a.

즉, 사용자가 요구하는 출력 전압만큼 상기 각 슬롯(112a)에 장착되는 연료 카세트(120)의 수량(개수)을 가변적이 되도록 늘이거나 줄여 설치하고, 또 공기의 유량을 조절하여 전기적 출력을 조절할 수도 있다.That is, the quantity (number) of the fuel cassettes 120 mounted in the slots 112a may be increased or decreased to be variable by the output voltage required by the user, and the electrical output may be adjusted by adjusting the flow rate of air. have.

상기 연료 카세트(120)는 내부에 수용되는 아연음극과 공기와의 접촉이 용이하도록 형성되며, 각 연료 카세트(120)는 상호 일정한 간격을 두도록 형성된 상기 각 슬롯(112a)에 삽입된다.The fuel cassette 120 is formed to facilitate contact between the zinc cathode accommodated therein and air, and each fuel cassette 120 is inserted into each of the slots 112a formed at regular intervals from each other.

이에 따라, 상기 송풍기(130)에 의해 유입되는 공기는 상기 연료 카세트(120) 내에 수용된 아연음극과 반응을 활성화시켜 산화아연으로 변하면서 전기를 발생시킨다.Accordingly, the air introduced by the blower 130 generates electricity while activating the reaction with the zinc cathode contained in the fuel cassette 120 to change to zinc oxide.

여기서, 상기 연료 카세트(120)에서의 전기 화학적 반응식은 다음과 같다.Here, the electrochemical reaction formula in the fuel cassette 120 is as follows.

양극 반응 : O2 + 2H2O + 4e- = 4(OH)- Anode reaction: O 2 + 2H 2 O + 4e - = 4 (OH) -

음극 반응 : Zn + 4OH- = Zn(OH)4 2- +2e- = ZnO + H2O + 2(OH)- + 2e- A negative electrode reaction: Zn + 4OH - = Zn ( OH) 4 2- + 2e - = ZnO + H 2 O + 2 (OH) - + 2e -

또한, 상기 연료 카세트(120)는 상기 슬롯(112a)에 장착 배열하는 개수에 따라 출력 용량을 조절할 수 있다.In addition, the fuel cassette 120 may adjust the output capacity according to the number of mounting arrangement in the slot (112a).

상기 송풍기(130)는, 상기 하부 하우징(112)의 일 측에 설치되어서, 상기 제어 보드(150)의 제어신호에 따라 외부의 공기를 상기 하우징(110)의 내부로 강제 흡입시키는 역할을 한다. 이러한 상기 송풍기(130)는 상기 연료 카세트(120) 내부로의 공기의 유입을 원활하게 하여 공기와 아연음극 간의 반응을 활성화시키는 역할을 한다.The blower 130 is installed at one side of the lower housing 112 and serves to force external air into the housing 110 according to a control signal of the control board 150. The blower 130 serves to facilitate the inflow of air into the fuel cassette 120 to activate the reaction between the air and the zinc cathode.

즉, 상기 제어 보드(150)의 제어신호에 의해 동작하는 송풍기(130)가 연료전지(100)의 내부에 공기를 주입하면 연료 카세트(120)로 공기가 유입되면서 전기화학적 반응이 일어나 전기를 발생시킨다.That is, when the blower 130 operating by the control signal of the control board 150 injects air into the fuel cell 100, air flows into the fuel cassette 120 to generate an electrochemical reaction to generate electricity. Let's do it.

상기 연료 카세트(120)는 공기와의 접촉량에 따라 출력 전압이 변동되는데, 높은 출력전압이 요구되면 공기 접촉량을 증가시키고, 낮은 출력전압의 요구시에는 공기와의 접촉량을 줄이며, 요구 출력이 없을 경우에는 공기와의 접촉을 차단시켜 전지의 수명을 향상시킬 수 있다.The fuel cassette 120 has an output voltage that varies according to the amount of contact with air. When a high output voltage is required, the output voltage is increased. When the output voltage is required, the amount of contact with air is reduced. If not, the life of the battery can be improved by blocking contact with air.

즉, 아연-공기 연료전지(100)의 공기 양극의 전기화학반응시 요구되는 공기의 공급량을 조절하여 전기적 출력을 조절하게 된다.That is, the electrical output is controlled by adjusting the amount of air required for the electrochemical reaction of the air anode of the zinc-air fuel cell 100.

따라서, 사용자는 이와 같은 아연-공기 연료전지(100)에 의해 전지시스템의 방전시 현장에서 즉시 연료 카세트(120)의 교체만으로 신속하고 용이하게 충전을 이루어 장비나, 차량, 기타 장치를 지속적으로 사용할 수 있고, 또 연료 카세트(120)의 크기 및 장착 수량을 가변적으로 하여 전지의 용량을 조절할 수 있어 휴대용, 수송용 및 가정용 등에 다양하게 적용될 수 있는 것이다.Accordingly, the user can quickly and easily charge the fuel cell by using the zinc-air fuel cell 100 at the time of discharging the battery system. In addition, it is possible to adjust the capacity of the battery by varying the size and the number of mounting the fuel cassette 120 can be applied to a variety of portable, transport and home.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. And will be apparent to those skilled in the art to which the invention pertains.

100 : 아연-공기 연료전지 110 : 하우징
111 : 상부 하우징 111a : 액정표시장치
112 : 하부 하우징 112a : 슬롯
120 : 연료 카세트 130 : 송풍기
140 : 부스바(bus bar) 141 : +단자
142 : -단자 150 : 제어 보드
160 : 커넥터100: zinc-air fuel cell 110: housing
111: upper housing 111a: liquid crystal display device
112: lower housing 112a: slot
120: fuel cassette 130: blower
140: bus bar 141: + terminal
142: Terminal 150: Control Board
160: connector

Claims (5)

아연-공기 연료전지에 있어서,
내부에 제어 보드와, 슬롯을 형성하고 상면 일 측으로는 연료 카세트의 교체시기를 알 수 있도록 인가전압에 따른 액정의 투과도의 변화를 이용하여 각 장치에서 발생 되는 여러 전기적인 정보를 시각정보로 변화시켜 전지 잔존용량을 표시하는 액정표시장치가 형성되는 하우징과;
상기 각 슬롯에 사용자의 요구 출력 전압에 따라 끼워지는 개수가 가변적으로 가감 형성되고, 크기를 크게 하거나 작게 하여 전지 출력 전류를 다양하게 형성하는 연료 카세트와;
상기 연료 카세트에 공기 양극의 전기 화학 반응시 요구되는 공기 공급량을 조절하여 공급하거나 차단하도록 상기 하우징의 일 측 단부에 형성되는 송풍기; 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 지속적 운용기능을 갖는 아연-공기 연료전지.In a zinc-air fuel cell,
The control board and slots are formed inside, and on the one side of the upper surface, various electrical information generated in each device is changed into visual information by using a change in the transmittance of the liquid crystal according to the applied voltage so as to know when to replace the fuel cassette. A housing in which a liquid crystal display for displaying battery remaining capacity is formed;
A fuel cassette for varying the number of the slots inserted into the slots according to a required output voltage of the user, and for varying the size of the battery and the size of the battery output current;
A blower formed at one end of the housing to control or supply an air supply required during electrochemical reaction of an air anode to the fuel cassette; Zinc-air fuel cell with a continuous operation, characterized in that consisting of. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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