KR102247974B1 - 알루미늄 공기전지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내부공간을 구비하는 하우징, 상기 하우징 내부에 배치되는 공기통로, 상기 공기통로와 접촉하도록 배치되는 공기극, 상기 공기극의 하부에 배치되는 전해질층, 상기 전해질층과 접촉하는 알루미늄 금속극을 포함하며, 상기 알루미늄 금속극은 복수의 알루미늄 플레이트가 연결되어, 상기 전해질의 내부와 상기 하우징의 외부를 순환하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 공기전지를 제공한다.

Description

알루미늄 공기전지{ALUMINUM-AIR BATTERY}
실시예는 알루미늄 공기전지에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 알루미늄 공기전지의 연료인 알루미늄을 지속적으로 공급하기 위한 알루미늄 공기전지에 관한 것이다.
높은 이론적 용량과 기전력을 가지고 있는 알루미늄 공기전지는 알루미늄과 공기 중 산소와의 전기화학적 반응에 의해 전력을 생산하는 전지시스템으로써, 알루미늄과 전해액 간의 전기화학적 반응이 전지의 성능을 결정한다.
알루미늄 공기전지는 기본적으로 연료로써 소모되어 전자를 생산하는 연료극으로 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 양극(anode), 전자를 받아 물과 산소를 환원시키는 탄소전극 등을 포함하는 공기극(空氣極)인 음극(cathode) 및 전극의 전기화학적 반응이 일어나고 이온이 교환되는 전해액(electrolyte)으로 구성된다.
알루미늄 공기전지의 반응식은 아래와 같다.
양극산화반응: Al + 4OH- -> Al(OH)3 + 3e- (-2.38VSHE)
음극환원반응: O2 + 2H2O + 4e- -> 4OH- (0.4VSHE)
전체전지반응: 4Al + 3O2 + 6H2O -> 4Al(OH)3
수소생산반응: Al + 3H2O -> Al(OH)3 + 3/2H2
알루미늄 공기전지는 양극(anode)인 알루미늄 금속의 이온화 과정 중에 생성되는 전자가 도선을 따라 이동하여 음극(cathode)인 공기극으로 이동하여 공기 중의 산소와 물을 환원시켜 전기를 생성할 수 있다.
그러나, 이러한 알루미늄 금속전지의 경우 단순 평판 형태의 금속극을 사용하며, 샌드위치 형태로 공기극, 전해질, 금속극이 구성되며, 금속극을 지속적으로 교체해야 하는 문제점이 있다.
실시예는 알루미늄 공기전지의 금속극을 교체없이 지속적으로 공급하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예는, 내부공간을 구비하는 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되는 공기통로; 상기 공기통로와 접촉하도록 배치되는 공기극; 상기 공기극의 하부에 배치되는 전해질층; 상기 전해질층과 접촉하는 알루미늄 금속극;을 포함하며, 상기 알루미늄 금속극은 복수의 알루미늄 플레이트가 연결되어, 상기 전해질의 내부와 상기 하우징의 외부를 순환하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 공기전지를 제공한다.
바람직하게는, 상기 하우징은 상기 알루미늄 금속극이 전해질층으로 들어가기 위한 입구와 상기 전해질층을 통과한 상기 알루미늄 금속극이 나오기 위한 출구를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 하우징의 내벽은 단열재가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 하우징은 상기 전해질층의 하부에 배치되는 제1 하우징과 상기 공기통로의 상부에 배치되는 제2 하우징을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 하우징은 반원 혹은 타원의 단면형상을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 단열재, 상기 알루미늄 금속극, 상기 전해질층, 상기 공기극 및 상기 공기통로가 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 알루미늄 금속극은 복수의 알루미늄 플레이트가 회동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 하우징의 상부에는 상기 알루미늄 금속극을 순환하기 위한 순환부가 구비될 수 있다.
바람직하게는, 상기 순환부는 상기 알루미늄 금속극과 홈 및 돌기 결합을 통해 구동동력을 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 알루미늄 금속극의 양측 단부는 이송레일이 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 이송레일에는 도선을 통해 상기 알루미늄 플레이트가 직렬 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 알루미늄 금속극의 산화침전물을 제거하는 침전물제거부;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 침전물제거부는 상기 하우징의 내부공간에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 하우징은 길이방향으로 경사를 가지도록 배치되며, 상기 전해질층의 끝단에는 전해질이 유출되는 유출공이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 유출공에는 상기 전해질에 침전된 산화침전물을 수거하는 침전물수거부가 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 하우징에는 상기 이송레일의 이동을 가이드하는 가이드홈이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가이드홈은 상기 알루미늄 금속극의 회전영역에서 상기 이송레일의 두께보다 폭이 넓은 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 내부공간을 구비하는 하우징; 상기 하우징의 상하부에 각각 배치되는 한 쌍의 공기통로; 상기 공기통로와 접촉하도록 배치되는 한 쌍의 공기극; 한 쌍의 상기 공기극 사이에 배치되는 전해질층; 상기 전해질층 내부의 전해질과 양면이 접촉하는 알루미늄 금속극;을 포함하며, 상기 알루미늄 금속극은 복수의 알루미늄 플레이트가 연결되어, 상기 전해질의 내부와 상기 하우징의 외부를 순환하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 공기전지로 구현될 수 있다.
바람직하게는, 상기 하우징은 상기 알루미늄 금속극이 전해질층으로 들어오기 위한 입구와 상기 전해질층을 통과한 상기 알루미늄 금속극이 상기 하우징을 빠져나가기 위한 출구를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따르면, 알루미늄 금속전지의 금속극을 교체없이 지속적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 금속극에 발생하는 산화 침전물을 제거하여 효율을 증대할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 공기전지의 사시도이고,
도 2는 도 1의 단면도이고,
도 3은 도 1의 구성요소인 알루미늄 금속극의 구조를 나타내는 도면이고,
도 4는 도 1의 알루미늄 공기전지의 적층 구조를 나타내는도면이고,
도 5는 도 1의 구성요소인 침전물제거부의 구조를 나타내는 일 실시예이고,
도 6은 도 1의 하우징의 또 다른 형상을 나타내는 도면이고,
도 7은 도 1의 구성요소인 하우징의 설치의 실시예를 나타내는 도면이고,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 8은, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 공기전지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이고, 도 3은 도 1의 구성요소인 알루미늄 금속극의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 공기전지(1)는 기본적인 알루미늄 공기전지(1)의 구성에 알루미늄 금속극(500)을 지속적으로 공급하는 것을 목적으로 하며, 하우징(100), 공기통로(200), 공기극(300), 전해질층(400) 및 알루미늄 금속극(500)을 포함할 수 있다.
하우징(100)은 내부공간을 구비하며, 내부에 알루미늄 공기전지(1)에서 전력을 발생하기 위한 기본 구성이 배치될 수 있다. 하우징(100)은 누워진 상태로 배치되어 전해질이 세는 것을 방지할 수 있다.
일실시예로, 하우징(100)의 단면은 사각이나 반원 또는 타원의 단면형상을 가지도록 다양하게 변형실시될 수 있다.
하우징(100)은 제1 하우징(110)과 제2 하우징(130)을 포함할 수 있다.
제1 하우징(110)은 공기전지의 전해질이나 공기극(300)이 배치되는 내부공간을 형성하며, 제2 하우징(130)은 제1 하우징(110)과 결합하도록 제1 하우징(110)의 상부에 배치될 수 있다.
하우징(100)의 내벽에는 단열재(150)가 구비될 수 있다. 단열재(150)의 형상에는 제한이 없으며, 다양한 재질의 단열재(150)가 사용될 수 있다.
일실시예로, 제1 하우징(110)이 타원형태의 단면을 가지는 경우, 단열재(150)는 제1 하우징(110)의 곡면을 따라 내측에 일정두께를 가지도록 배치될 수 있으며, 제2 하우징(130)의 내측에 일정두께로 배치될 수 있다.
제1 하우징(110)과 제2 하우징(130)이 결합되는 경우, 단열재(150) 전체가 연결되는 구조를 가질 수 있다. 이를 통해 하우징(100) 전체가 단열 구조를 구비할 수 있다.
공기통로(200)는 하우징(100) 내부에 배치될 수 있다. 공기통로(200)는 공기극(300)과 접촉하도록 배치될 수 있다. 공기통로(200)의 형상에는 제한이 없으며 다양한 형상으로 변형실시될 수 있다.
공기극(300)은 공기통로(200)와 전해질층(400)과 접촉하도록 배치되어 양극(anode)인 알루미늄 금속의 이온화 과정 중에 생성되는 전자가 도선(530)을 따라 이동하여 음극(cathode)인 공기극(300)으로 이동하여 공기 중의 산소와 물을 환원시켜 전기를 생성할 수 있다.
일실시예로, 공기극(300)은 생성된 전자를 받고 산소를 환원하는 물질이라면 어떤 것도 이용할 수 있다.
전해질층(400)은 공기극(300)의 하부에 배치될 수 있다. 전해질층(400)은 알루미늄 금속극(500)과 접촉하며, 공기전지에서 사용되는 다양한 공지의 전해질이 사용될 수 있다.
알루미늄 금속극(500)은 전해질층(400)과 접촉할 수 있도록 전해질층(400) 내부를 이동할 수 있다.
알루미늄 금속극(500)은 복수의 알루미늄 플레이트(510)가 연결되어 전해질의 내부와 하우징(100)의 외부를 순환할 수 있다.
일실시예로, 알루미늄 금속극(500)은 4각 판형 구조의 알루미늄 플레이트(510)가 복수로 연결되는 구조로 마련될 수 있으며, 알루미늄 플레이트(510)의 단부가 서로 축으로 연결되는 구조로 마련될 수 있다.
또한, 알루미늄 금속극(500)은 양측 단부는 이송레일(520)이 배치될 수 있다. 이송레일(520)은 전해질인 강염기에 부식되지 않는 다양한 재질이 사용될 수 있다.
이송레일(520) 내부에는 도선(530)이 각각의 알루미늄 플레이트(510)를 직렬로 연결할 수 있다.
이송레일(520)은 하우징(100)의 양측에 배치되는 가이드홈(160)에 삽입되어 이동할 수 있다.
하우징(100)에는 알루미늄 금속극(500)이 전해질층(400)으로 들어가기 위한 입구(131)와 전해질층(400)을 통과한 알루미늄 금속극(500)이 하우징(100)외부로 나오기 위한 출구(133)가 구비될 수 있다.
일실시예로, 입구(131)와 출구(133)는 하우징(100)의 상부면에 배치되어 알루미늄 금속극(500)의 입출시 전해질이 흘러나오는 것을 방지할 수 있다.
또한, 하우징(100)의 상부에는 알루미늄 금속극(500)을 하우징(100)내부를 순환하도록 하는 순환부(600)가 구비될 수 있다.
순환부(600)는 롤러가 사용될 수 있으며, 일측에는 모터가 연결되어 회전할 수 있다. 알루미늄 금속극(500)은 롤러와 접촉하도록 배치되며, 롤러의 회전에 따라 입구(131)를 통해 하우징(100) 내부로 들어가며, 출구(133)를 통해 하우징(100) 외부로 이동할 수 있다.
일실시예로, 순환부(600)는 알루미늄 금속극과 홈 및 돌기 결합을 통해 모터의 구동력을 알루미늄 금속극으로 전달할 수 있으며, 알루미늄 금속극(500)이 미끌어지는 전해질층(400) 내부로 미끌어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 롤러의 단면이 원형으로 나타나고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 다각형의 단면 구조를 구비할 수 있다. 다각형의 단면 구조를 구비하는 롤러의 면은 알루미늄 플레이트(510)와 면접촉을 하도록 마련될 수 있으며, 이를 통해 미끌어짐을 추가로 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 나타나는 반원 또는 타원형을 가지는 하우징(100)은 하부에서부터 상부로 갈수록 단열재(150), 알루미늄 금속극(500), 전해질층(400), 공기극(300) 및 공기통로(200)가 순차적으로 적층될 수 있다.
하우징(100)은 전해질층(400)의 하부에 배치되는 제1 하우징(110)과 공기통로(200) 상부에 배치되는 제2 하우징(130)을 포함할 수 있다.
본원발명에서 하우징(100)의 곡률은 하우징(100)에 형성되는 입구(131)와 출구(133)의 간격(d) 및 하우징(100) 내부에 존재하는 알루미늄 플레이트(510)의 개수에 따라 결정될 수 있다. 다른 의미로 하우징(100)의 곡률 즉 전해질층(400)의 곡률 및 하우징(100)에 형성되는 입구(131)와 출구(133)의 간격(d)에 따라 알루미늄 플레이트(510)의 개수가 결정될 수 있다.
본원발명에서 알루미늄 금속극(500)은 전해질층(400)을 이동해야 양극과 음극의 반응을 통해 전기가 생성된다.
반원이나 타원의 형상을 가지는 하우징(100)에서는 전해질층(400) 또한 반원이나 타원의 형상을 가질 수 있다. 이때, 하우징(100) 내부에 배치되는 전해질층(400)을 이동하기 위해서 알루미늄 금속극(500)은 일정한 곡률을 가지도록 하우징(100) 내부를 이동하여야 한다.
일정무게를 가지는 알루미늄 금속극(500)을 양측 순환부(600)에서 지지할 때, 자중에 의해 알루미늄 금속극(500)은 처지게 되며, 이때 곡률은 알루미늄 플레이트(510)의 개수에 의해 결정될 수 있다.
이러한, 순환구조의 알루미늄 금속극(500)을 이용하는 알루미늄 공기전지(1)는 하우징(100) 내부를 느린속도로 이동하여 알루미늄 공기전기의 연료역할을 하는 금속극을 지속적으로 공급할 수 있다.
또한, 도 2에서는 알루미늄 금속극(500)이 단열재(150)에 접촉한 형태로 이동하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 양측면이 전해질층(400)의 내부를 이동하여 양측면이 전해질과 접촉하는 형태로 이동될 수 있다.
도 4는 도 1의 알루미늄 공기전지(1)의 적층구조를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 알루미늄 공기전지(1)는 복수의 하우징(100)이 이웃하여 배치되거나, 적층되는 구조로 마련되어 공간의 활용도를 증대할 수 있다.
이 경우, 알루미늄 금속극(500)은 일측의 하우징(100)을 빠져나온뒤 다시 타측의 하우징(100) 내부로 유입되는 구조를 구비할 수 있다.
하우징(100)과 하우징(100) 사이를 이동할 때, 순환되는 구조의 알루미늄 금속극(500)의 상태를 육안으로 확인할 수 있으며, 반응과정에서 생성되는 수산화 알루미늄을 제거할 수도 있다.
도 5는 도 1의 구성요소인 침전물제거부(700)의 구조를 나타내는 일실시예이다.
도 5를 참조하면, 침전물제거부(700)는 알루미늄 금속극(500)의 산화침전물을 제거할 수 있다.
침전물제거부(700)는 상기 언급한 것과 같이 하우징(100)에서 하우징(100)을 이동하는 과정에서 알루미늄 금속극(500)이 외부로 노출되는 경우 브러시를 이용하여 표면접촉을 통해 제거할 수 있다.
또한, 침전물제거부(700)는 하우징(100)의 내부에 배치될 수 있다.
침전물제거부(700)는 브러시가 사용될 수 있으며, 하우징(100)의 출구(133) 하부에 배치될 수 있다. 일실시예로, 침전물제거부(700)는 제2 하우징(130) 하부에 존재하는 단열재(150)층에 배치될 수 있으며, 알루미늄극속극의 양측면과 접촉하도록 배치될 수 있다.
출구(133)를 통해 하우징(100)을 빠져나가는 알루미늄 금속극(500)은 자동으로 침전물제거부(700)와 접촉을 하게되며, 알루미늄 금속극(500)의 표면에 붙어있는 침전물이 이탈하게 된다.
이탈된 침전물은 전해질로 유입되어 전해질과 함께 이동할 수 있다.
도 6은 도 1의 하우징(100)의 또 다른 형상을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 하우징(100)의 형상과 전해질층(400)의 형상은 다양하게 변형실시될 수 있다.
그러나, 금속플레이트는 자중에 의해 곡률을 가지는 형태로 하우징(100) 내부를 이동하게 되는바, 전해질층(400)의 형상이 제한을 받을 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 하우징(100)에는 알루미늄 금속극(500)의 이송레일(520)의 이동을 가이드하기 위한 가이드홈(160)이 형성될 수 있다.
가이드홈(160)은 이송레일(520)의 단부가 삽입되어 알루미늄 금속극(500)의 이동을 가이드하여 알루미늄 금속극(500)이 전해질층(400)을 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
일실시예로, 가이드홈(160)은 알루미늄 금속극(500)의 회전영역에서 이송레일(520)의 두께(t1)보다 폭이 넓게 형성될 수 있다.
알루미늄 플레이트(510)는 일정 너비를 가지는 구성인바, 회전시 결합영역이 꺽이게 된다. 이경우, 일정한 폭으로 가이드홈(160)이 마련되는 경우 가이드홈(160)과 마찰이 심해지는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 가이드 홈의 폭이 조절될 수 있다.
가이드홈(160)의 폭(t2)은 알루미늄 플레이트(510)의 너비에 따라 다양하게 변형실시될 수 있다.
도 7은 도 1의 구성요소인 하우징(100)의 설치의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 하우징(100)은 길이방향으로 경사를 가지도록 배출될 수 있다.
하우징(100)의 일측에는 전해질층(400) 내부로 전해질을 공급하는 유입공(101)과 타측에는 전해질이 외부로 유출되는 유출공(103)이 배치될 수 있다.
하우징(100)의 경사를 통해 유입공(101)으로 유입된 전해질은 중력에 의해 자연적으로 유출공(103)으로 유출될 수 있다.
또한, 유출공(103)에는 침전물수거부(800)가 연결될 수 있다.
전해질에는 공기전지의 반응으로 형성되는 침전물인 수산화알루미늄이 침전되어 있다. 침전물의 침전이 지속되는 경우 공기전지의 반응성이 약해지는 바, 이러한 문제를 해결하기 위해 전해질 내부에 존재하는 침전물을 수거할 수 있다.
침전물수거부(800)는 침전물의 입자보다 작은 필터 구조가 사용될 수 있다.
침전물수거부(800)를 통과한 전해질은 다시 공기전지로 재공급되는 순환구조를 구비할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예인 알루미늄 공기전지(1)는 내부공간을 구비하는 하우징(100), 하우징(100)의 상하부에 각각 배치되는 한 쌍의 공기통로(200), 공기통로(200)와 접촉하도록 배치되는 한 쌍의 공기극(300), 한 쌍의 상기 공기극(300) 사이에 배치되는 전해질층(400), 전해질층(400) 내부의 전해질과 양면이 접촉하는 알루미늄 금속극(500)을 포함하며, 알루미늄 금속극(500)은 복수의 알루미늄 플레이트(510)가 연결되어, 전해질의 내부와 하우징(100)의 외부를 순환할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예인 알루미늄 공기전지(1)는 하나의 전해질 층에 한 쌍의 공기극(300)이 접촉하도록하여 알루미늄 공기전지(1)의 효율을 증대시킨 구조이다.
따라서 하우징(100)의 상부에는 알루미늄 금속극(500)이 전해질층(400)으로 들어오기 위한 입구(131)와 알루미늄 금속극(500)이 하우징(100)을 나가기 위한 출구(133)가 구비되며, 입구(131) 및 출구(133)의 상부에는 알루미늄 금속극(500)을 순환하기 위한 순환부(600)가 구비될 수 있다.
또한, 하우징(100)의 내부에는 가이드홈(160)이 형성될 수 있으며, 가이드홈(160)은 전해질층(400)의 중간영역으로 알루미늄 금속극(500)이 통과할 수 있도록 배치될 수 있다.
이는 전해질층(400) 양측에 배치되는 공기극(300)과 반응하도록 하기 위함이다.
본 발명의 또 다른 실시예에서도 하나의 공기극(300)의 실시예에서 사용되는 모든 구성이 적용될 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 알루미늄 공기전지 100 : 하우징
101 : 유입공 103 : 유출공
110 : 제1 하우징 130 : 제2 하우징
131 : 입구 133 : 출구
150 : 단열재 160 : 가이드홈
200 : 공기통로 300 : 공기극
400 : 전해질층 500 : 알루미늄 금속극
510 : 알루미늄 플레이트 520 : 이송레일
530 : 도선 600 ; 순환부
700 : 침전물제거부 800 : 침전물수거부

Claims (19)

  1. 내부공간을 구비하는 하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되는 공기통로;
    상기 공기통로와 접촉하도록 배치되는 공기극;
    상기 공기극의 하부에 배치되는 전해질층;
    상기 전해질층과 접촉하는 알루미늄 금속극;
    상기 하우징의 상부에는 상기 알루미늄 금속극을 순환하기 위한 순환부; 및
    상기 하우징의 내부공간에 배치되어 상기 알루미늄 금속극의 산화침전물을 제거하는 침전물제거부;
    를 포함하며,
    상기 알루미늄 금속극은 복수의 알루미늄 플레이트가 회동가능하게 연결되어, 상기 전해질의 내부와 상기 하우징의 외부를 순환하고,
    상기 알루미늄 금속극의 양측 단부는 이송레일이 배치되며,
    상기 하우징에는 상기 이송레일의 이동을 가이드하는 가이드홈이 형성되고,
    상기 가이드홈은 상기 알루미늄 금속극의 회전영역에서 상기 이송레일의 두께보다 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 알루미늄 공기전지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 알루미늄 금속극이 전해질층으로 들어가기 위한 입구와 상기 전해질층을 통과한 상기 알루미늄 금속극이 나오기 위한 출구가 상기 하우징의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 공기전지.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 하우징의 내벽은 단열재가 구비되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 공기전지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은
    상기 전해질층의 하부에 배치되는 제1 하우징과 상기 공기통로의 상부에 배치되는 제2 하우징을 포함하는 알루미늄 공기전지.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은 반원 혹은 타원의 단면형상을 가지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 공기전지.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 단열재, 상기 알루미늄 금속극, 상기 전해질층, 상기 공기극 및 상기 공기통로가 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 공기전지.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 순환부는 상기 알루미늄 금속극과 홈 및 돌기 결합을 통해 구동동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 공기전지.
  10. 삭제
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 이송레일에는 도선을 통해 상기 알루미늄 플레이트가 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 공기전지.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은 길이방향으로 경사를 가지도록 배치되며,
    상기 전해질층의 끝단에는 전해질이 유출되는 유출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 공기전지.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 유출공에는 상기 전해질에 침전된 산화침전물을 수거하는 침전물수거부가 연결되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 공기전지.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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