KR20060079850A - 휴대용 장치들의 연료 전지의 효율을 개선하기 위한 방법및 시스템 - Google Patents

휴대용 장치들의 연료 전지의 효율을 개선하기 위한 방법및 시스템 Download PDF

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Abstract

본원에는 랩톱 또는 태블릿 PC(200)와 같은 휴대용 장치의 연료 전지(120)의 작동 효율을 개선하는 방법이 개시되어 있다. 상기 효율은 상기 연료 전지의 애노드 부분(121)에서의 사용을 위해 액체 메탄올을 가열하도록 PC 내의 CPU 또는 다른 컴포넌트들에 의해 생성된 열을 사용함으로써 개선된다. 액체 메탄올은 액체 메탄올이 도관(134)을 통해 보급 유닛(110)으로부터 상기 연료 전지로 전달될 경우에 가열될 수 있다. 상기 도관은 복사 및 대류를 통해 내부의 액체 메탄올을 가열하기 위해 CPU 히트싱크(210)에 인접 배치되거나 상기 히트싱크에 근접 배치된 열 교환기(130)에 내장될 수 있다. 그 외에도, 상기 히트싱크 주위의 열기를 보내어 상기 도관 내의 액체 메탄올을 가열하고 상기 연료 전지의 캐소드 부분(12)에 가열된 공기를 제공하는데 팬이 사용된다.

Description

휴대용 장치들의 연료 전지의 효율을 개선하기 위한 방법 및 시스템{Method and system for improving efficiency of fuel cell in portable devices}
본 발명은 일반적으로 기술하면 휴대용 전자 장치들에 연료 전지들을 사용하기 위한 분야에 관한 것이며, 더 구체적으로 기술하면 연료 전지들의 작동 효율을 개선하기 위한 분야에 관한 것이다.
연료 전지는 배터리와 같이 작동하지만 상기 연료가 상기 전지에 계속해서 공급되는 한은 쇠퇴하지도 않고 재충전할 필요도 없다. 직접 메탄올 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell; DMFC)에서는, 메탄올이 연료로서 사용되는데, 이는 연료 전지의 한 측 상에서 공급되지만 연료 전지의 다른 한 측 상에서는 공기가 순환한다. 2개의 측은 멤브레인 전극 조립체(Membrane Electrode assembly; MEA)에 의해 분리되며, 상기 멤브레인 전극 조립체는 2 개의 전극 사이에 삽입된 양자 교환 멤브레인(Proton Exchange Membrane; PEM)을 지닌다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연료 전지(120)는 애노드 측(121)을 포함하는데, 상기 애노드 측(121)에서는 메탄올(MeOH) 및 물(H2O)의 혼합물(또는 액체 메탄올로서 언급됨)은 상기 애노드(-) 주위에 순환된다. 캐소드 측(122) 상에서는, 공기가 캐소드(+) 주위에 순환된다. 촉 매에 의한 MEA에서의 활성화를 통해, 액체 메탄올의 수소 원자들이 양성자들(H+) 및 (도시되지 않은) 전자들로 분리한다. 전자들은 상기 연료 전지에 의해 제공되는 전기 공급원이 된다. 양성자들 중 일부는 상기 멤브레인 전극 조립체를 통해 캐소드 측(122)으로 이동하는데, 상기 캐소드 측(122)에서는 상기 양성자 중 일부가 산소와 결합하여 물이 된다. 애노드 측 상에서 소비된 연료의 부산물인 CO2가 상기 연료 전지로부터 용이하게 배출되면서, 캐소드 측 상에서의 부산물인 물이 적절하게 제거되어야 한다.
재충전가능한 배터리들을 능가하는 연료 전지들의 주된 이점은 연료 전지들이 재충전 없이 더 긴 시간 주기 동안 대체로 작동할 수 있다는 것이다. 더군다나, 연료 전지를 "재충전"하는 것은 액체 메탄올을 통한 연료 보급에 의해 거의 순간적으로 달성될 수 있다. 이와는 대조적으로, 배터리의 재충전은 완료하는 데 수 시간이 소요된다.
현재에는, 특히 연료의 온도가 소정 범위 이하로 떨어질 경우에 직접 메탄올 연료 전지들의 작동 효율이 낮아지는 것이 일반적이다. 따라서, 상기 작동 효율을 개선하기 위해 상기 연료 전지의 온도를 증가시키는 것이 유리할 뿐 아니라 바람직하다.
본 발명의 주된 목적은 랩톱 PC, 노트북 PC, 태블릿 PC 등등과 같은 휴대용 장치의 직접 메탄올 연료 전지의 작동 효율을 증가시키는 것이다. 이러한 목적은 상기 연료 전지에서의 사용 용도로 액체 메탄올의 온도를 증가시키거나 실질적으로 전체 연료 전지 자체를 데우도록 전기 및/또는 전자 컴포넌트들에 의해 생성된 열을 사용함으로써 달성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시태양에 의하면, 휴대용 전자 장치의 연료 전지의 작동 효율을 개선하는 방법으로서, 상기 연료 전지가 연료 성분을 포함하기 위한 전지 격실; 및 휴대용 전자 장치에 전기를 생성하기 위해 상기 연료 성분을 활성화시키도록 상기 전지 격실에 인접 배치되는 연료 활성화 유닛을 포함하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 연료 성분 중 적어도 일부분을 가열하는 단계로서, 상기 연료 성분 중 적어도 일부분의 가열을 통해 가열된 연료 부분을 제공하는 단계; 및 상기 가열된 연료 부분이 활성화를 위해 상기 전지 격실 내의 연료 활성화 유닛과 맞닿게 하는 단계를 포함한다.
상기 연료 전지가 부가적인 연료 성분을 포함하기 위한 부가적인 전지 격실을 더 포함하며, 상기 부가적인 전지 격실이 연료 전지 격실과는 다른 측 상에서 상기 연료 활성화 유닛에 인접 배치될 경우에, 상기 방법은 상기 부가적인 연료 성분 중 적어도 일부분을 가열하는 단계로서, 상기 부가적인 연료 성분 중 적어도 일부분의 가열을 통해 부가적인 가열 연료 부분을 제공하는 단계; 및 상기 부가적인 가열 연료 부분이 상기 부가적인 전지 격실 내의 연료 활성화 유닛과 맞닿게 하는 단계를 더 포함한다.
상기 연료 성분은 실질적으로 메탄올과 같은 알코올 및 물의 혼합물을 포함하며 부가적인 성분은 실질적으로 공기를 포함한다. 상기 활성화 유닛은 상기 전지 격실 내에서 상기 알코올을 활성화시키기 위한 멤브레인 전극 조립체를 포함한다.
상기 가열된 연료 부분은 실질적으로 50℃ 내지 85℃ 또는 그 이상의 온도 범위를 이루지만, 상기 알코올의 증발 온도보다 낮은 온도를 지니는 것이 유리하다.
바람직한 점으로는, 상기 휴대용 전자 장치가 열을 생성하는 CPU와 같은 적어도 하나의 전자 컴포넌트, 및 상기 전자 컴포넌트로부터 열 중 적어도 일부분을 내보내기 위해 상기 전자 컴포넌트와 관련해서 배치된 히트싱크와 같은 열 제거 장치를 포함하며, 상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열이 상기 가열 단계에서 사용되는 것이다.
유리한 점으로는, 상기 휴대용 전자 장치가 상기 연료 성분을 저장하고 연료 도관을 통해 상기 연료 성분을 상기 연료 전지 내의 전지 격실에 전달하기 위한 보급 유닛을 지니며, 상기 연료 도관이 상기 보급 유닛 및 상기 전지 격실을 작동가능하게 연결하는 것이다. 바람직한 점으로는, 상기 연료 성분이 상기 연료 전지 내의 전지 격실에 전달될 경우에 상기 연료 성분 중 일부분이 상기 연료 도관을 통해 가열된다는 것이다. 유리한 점으로는, 상기 연료 도관 중 적어도 일부분이 열 교환기 내에 배치되고, 상기 열 교환기는 상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열이 상기 열 교환기를 통해 상기 연료 도관 내의 연료 성분 중 일부분을 가열할 수 있게 하기 위해 상기 열 제거 장치에 인접 배치된다는 것이다.
변형적으로, 상기 열 교환기는 상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열이 전도를 통해 상기 열 교환기를 가열할 수 있게 하기 위해 상기 열 제거 장치와 접촉해서 배치된다.
변형적으로, 상기 열 교환기는 상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열이 복사 또는 대류를 통해 상기 열 교환기를 가열할 수 있게 하기 위해 상기 열 제거 장치에 인접 배치된다.
유리한 점으로는, 상기 방법이 상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열을 사용함으로써 상기 부가적인 전지 격실로부터 부산물인 물 중 적어도 일부분을 제거하는 단계를 더 포함한다는 것이다.
본 발명의 제2 실시태양에 의하면, 휴대용 전자 장치에서 사용하기 위한 연료 전지 시스템으로서, 상기 휴대용 전자 장치가 열을 생성하는 적어도 하나의 전자 컴포넌트를 포함하는 연료 전지 시스템이 제공된다. 상기 연료 전지 시스템은 연료 전지로서, 제1 연료 성분을 포함하기 위한 제1 전지 격실; 제2 연료 성분을 포함하기 위한 제2 전지 격실; 및 전기를 생성하기 위해 상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 적어도 하나를 활성화시키기 위해 상기 제1 전지 격실 및 상기 제2 전지 격실 사이에 배치되는 멤브레인 전극 조립체를 포함하는 연료 전지; 상기 제1 격실을 저장하기 위한 연료 보급 유닛; 및 상기 제1 연료 성분을 상기 연료 보급 유닛으로부터 상기 연료 전지로 전달하기 위해 상기 연료 보급 유닛 및 상기 연료 전지를 작동가능하게 연결하는 연료 도관을 포함하며, 상기 연료 도관 중 적어도 일부분은 상기 제1 연료 성분이 상기 연료 도관을 통해 전달되는 동안 상기 적어도 하나의 전자 컴포넌트에 의해 생성된 열이 상기 제1 연료 성분 중 적어도 일부분의 온도를 증가시킬 수 있게 하도록 상기 적어도 하나의 전자 컴포넌트에 인접 배치된다.
상기 제1 연료 성분은 실질적으로 알코올 및 물의 혼합물을 포함하며, 상기 제2 연료 성분은 실질적으로 공기를 포함한다.
본 발명의 제3 실시예에 의하면, 휴대용 전자 장치가 제공되며, 상기 휴대용 전자 장치는 데이터를 처리하기 위한 CPU로서, 상기 CPU가 사용중에 있을 경우에 열을 생성하는 CPU; 상기 CPU에 의해 생성된 열 중 적어도 일부분을 내보내기 위해 상기 CPU에 인접 배치되는 열 제거 수단; 적어도 상기 CPU에 의한 사용 용도로 전기를 생성하기 위한 연료 전지로서, 제1 연료 성분을 포함하기 위한 제1 전지 격실; 제2 연료 성분을 포함하기 위한 제2 전지 격실; 및 상기 전기를 생성하기 위해 상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 적어도 하나를 활성화시키도록 상기 제1 전지 격실 및 상기 제2 연료 전지 격실 사이에 배치되는 멤브레인 전극 조립체를 포함하는 연료 전지; 상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 적어도 하나를 저장하기 위한 연료 보급 유닛; 및 상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 적어도 하나를 상기 연료 보급 유닛으로부터 상기 연료 전지로 전달하기 위해 상기 연료 보급 유닛 및 상기 연료 전지를 작동가능하게 연결하는 연료 도관을 포함하며, 상기 연료 도관 중 적어도 일부분은 상기 제1 및 제2 연료 성분들이 상기 연료 전지에 전달되는 동안 상기 열 제거 수단에 의해 내보내진 열이 상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 적어도 일부분의 온도를 증가시킬 수 있게 하도록 상기 열 제거 수단에 인접 배치된다.
본 발명은 도 2a - 도 8과 연관지어 고려된 설명을 이해하면 자명해질 것이다.
도 1은 직접 메탄올 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell; DMFC)를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2a는 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 DMFC의 작동 효율 개선 방법을 개략적으로 예시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명에 따른 액체 메탄올의 온도를 증가시키는데 사용되는 열교환기를 개략적으로 예시하는 도면이다.
도 3a는 휴대용 PC 상에 배치되는 연료 저장소와 함께 연료 전지를 개략적으로 예시하는 도면이다.
도 3b는 연료 전지 조립체를 외장하는데 사용하기 위한 케이싱을 개략적으로 예시하는 도면이다.
도 3c는 PC/연료 전지 조립체의 전개도이다.
도 3d는 PC가 사용중에 있을 때 연료 전지 조립체 및 PC의 상대적인 위치를 개략적으로 예시하는 도면이다.
도 4는 수축성 연료 주머니를 보여주는 연료 보급 유닛의 일부를 도려낸 도면이다.
도 5는 내부에 배치된 연료 주머니 및 연료 보급 유닛의 단면도이다.
도 6a는 열기를 히트싱크로부터 연료 전지의 캐소드 측으로 보내는데 사용되는 팬을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6b는 열기를 휴대용 PC의 내부로부터 연료 전지의 캐소드 측으로 보내는 데 사용되는 펌프를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7a는 대류 및 복사에 의해 가열되도록 히트싱크의 상부에 배치되어 있는 연료 도관을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7b는 열전도에 의해 가열되도록 히트싱크 상에 배치되어 있는 연료 전지를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 7c는 복사에 의해 가열되도록 히트싱크 상에 배치되어 있는 연료 전지를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 태블릿 PC와 함께 사용하기 위한 연료 전지의 배치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
랩톱 PC 또는 태블릿 PC와 같은 휴대용 장치의 계산 속도가 더 빨라지게 됨에 따라, 상기 휴대용 장치 내의 CPU 및 다른 컴포넌트들에 의해 생성되는 열은 점점 더 문제가 되고 있다. 대부분의 휴대용 장치들에서는, 히트싱크들(heat-sinks)과 같은 하나 이상의 열 전도 매체는 CPU로부터 열을 제거하는데 사용되고, 팬 또는 송풍기(blower)는 상기 휴대용 장치의 외부로 열을 배출하는데 사용된다.
직접 메탄올 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell; DMFC)의 작동 효율이 상기 연료 전지의 온도에 의존하는 것으로 널리 알려져 있다. 본 발명은 원하지 않는 열을 이용하여 상기 연료 전지의 전극들 주위에 순환될 공기 및 액체 메탄올의 온도를 증가시키는 것이다. 이 때문에, 상기 연료 전지의 작동 효율이 개선될 수 있다. 동시에, 상기 휴대용 정치에서의 일부 원하지 않는 열은 감소된다. 더군다나, 상기 휴대용 장치에서의 CPU 히트싱크 및 다른 전자 컴포넌트들 주위의 열기는 부산물인 물을 증발시키고 상기 휴대용 장치로부터 수증기를 내보내는데 사용될 수 있다. 이러한 단계는 또한 상기 휴대용 장치의 내부 온도를 감소시키는데 도움을 준다.
도 2a에는 본 발명에 따른 PC 연료 전지의 효율을 개선하기 위한 방법이 예시되어 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 연료 보급 유닛(110)은 액체 메탄올(MeOH + H2O)을 DMFC(120)의 애노드 측(121)에 공급하기 위해 사용된다. 랩톱 또는 노트북 PC(200)에 의해 생성된 열은 연료를 상기 연료 전지(120)에 공급하기 전에 액체 메탄올을 가열하는데 사용된다. 그 외에도, 캐소드 측(122) 내의 전극 주위에 순환하는데 사용하기 위한 공기도 또한 랩톱 PC(200)에 의해 생성된 열에 의해 가열된다. 애노드 측 상에서의 부산물인 CO2가 상기 연료 전지(120)로부터 배출되는 동안에, 캐소드 측 상에서의 부산물인 H2O가 상기 연료 전지(120)로부터 채널(150)을 통해 상기 보급 유닛(110)으로 내보내진다.
열을 더 효율적으로 사용하기 위해, 랩탑 PC에 의해 생성된 열로 형성되는 열 에너지를 도 2b에 도시된 바와 같이 열 교환기를 통해 보내진 연료 또는 공기에 보내는데 사용된다. 유리한 점으로는, 열 교환기(130)가 히트싱크(210) 상에 직접 배치된다는 것이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 액체 메탄올은 상기 보급 유닛(110)로부터 입력 도관(131)을 통해 열 교환기(130) 내측의 채널(134)로 전달된다. 액체 메탄올이 열 교환기(130) 내의 채널(134)을 통과한 후에는, 가열된 액체 메탄 올이 출력 도관(132)을 통해 상기 연료 전지(120)에 공급된다. 상기 가열된 액체 메탄올의 온도가 실질적으로 50℃-60℃에 있는 것이 이상적이다. 그러나, 가열된 액체 메탄올의 온도는 또한 60℃보다 높지만 90℃보다 낮을 수 있다.
상기 연료 전지(120)가 전력을 랩톱 PC(200)에 제공하는데 사용될 경우에, 도 3a - 도 3d에 도시된 바와 같이 랩톱 PC(200) 부근에 상기 연료 전지(120)를 배치하는 것이 바람직하다. 연료 보급 유닛(110)이 상기 연료 전지(120)에 인접 배치되는 것이 유리하다. 도 3a - 도 3c에는 상기 보급 유닛(110) 및 상기 연료 전지(120)와 함께 연료 전지 모듈(100)에서 사용되는 다른 컴포넌트들이 또한 도시되어 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 랩톱 PC(200)는 디스플레이 섹션(204) 및 데이터 처리 섹션(206)을 포함한다. 상기 연료 전지 모듈은 공기 펌프(140), 팬 또는 송풍기(220), 열 교환기(130), 및 다양한 도관들 또는 채널들(131,132,150)을 포함한다. 보호용 커버 또는 케이싱(160)이 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 연료 전지 모듈(100) 상에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 케이싱(160)은 공기가 상기 연료 전지 모듈(100) 주위에 순환할 수 있게 하도록 복수 개의 배출 구멍(161)을 지닌다.
도 3c에는 도 3b의 랩톱 PC 시스템의 전개도가 도시되어 있다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 팬(220) 및 열 교환기(130) 일부는 히트싱크(210)의 온도를 감소시키기 위해 히트싱크(210)의 상부에 배치된다. 히트싱크(210)는 예를 들면 랩톱 PC(200) 내의 (도시되지 않은) CPU와 접촉하는 상태로 배치될 수 있다. 여기서 이해하여야 할 점은 도 3a - 도 3c가 랩톱 PC(200)와 관련한 연료 전지 모듈(100) 및 그의 컴포넌트들의 위치를 예시하는데 사용된다는 것이다. 도 3a 및 도 3b에서는, 디스플레이 섹션(204)이 데이터 처리 섹션(206) 하부에 위치해 있는 것으로 보인다. 그러나, 랩톱 PC(200)가 사용중에 있을 경우에, 상기 연료 전지 모듈(100)은, 상기 케이싱(160)과 함께, 도 3d에 도시된 바와 같이 랩톱 PC(200) 하부에 위치해 있어야 한다. 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 랩톱 PC(200)가 개방 위치에 있는데, 상기 개방 위치를 통해 상기 디스플레이 섹션 상에서는 디스플레이 패널(205)을 보여주며 데이터 처리 섹션(206) 상에서는 키보드(207)를 보여준다.
연료 보급 유닛(110)은 액체 메탄올을 저장하기 위한 연료 주머니(fuel bag; 111)를 포함한다. 상기 연료 주머니가 도 4에서는 연료 보급 유닛(110)의 일부를 도려낸 도면을 통해서 그리고, 도 5에서는 단면도를 통해서 보일 수 있다. 도 5에 예시된 바와 같이, 연료 주머니(111)는 수축성이 있기 때문에 연료 주머니(111)의 수축 압력은 안전 밸브(114)를 통해 액체 메탄올을 상기 연료 전지(120)로 밀어내는데 사용될 수 있다. 수축성 연료 주머니(111) 외부의 격실(compartment; 118)은 상기 연료 전지에 의해 생성된 물을 저장하는데 사용될 수 있다. 이러한 부산물은 노즐(116)을 통해 채널(150; 도 4 참조)에 의해 전달된다.
상기 보급 유닛(110)으로부터 획득되는 액체 메탄올이 도 2b에 도시된 바와 같이 열 교환기(130)에서 가열되는 것이 유리할 수 있지만, 상기 연료 전지(120)에서의 캐소드 반응에 필요한 공기는 또한 다른 수단에 의해 가열될 수 있다. 예를 들면, 상기 연료 전지(120)의 캐소드 측(122)에 공급될 공기는 도 6a에 도시된 바와 같이 팬(220)에 의해 공급될 수 있다. 가열된 공기는 CPU 히트싱크(210) 및 팬 (220)과 같은 다른 열 생성 컴포넌트들 주위에서 제공되는 것이 일반적이다. 따라서, 공기 펌프(140)는 또한 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 연료 전지(120)의 캐소드 측(122)에 가열된 공기를 공급하는데 사용될 수 있다. 상기 공기 펌프(140)는 상기 연료 전지(120)의 캐소드 측(122)에 가열된 공기를 전달하기 위해 팬(220)과 조합해서 사용될 수 있다.
액체 메탄올은 도 2b에 도시된 바와 같이 열 교환기에서 전도에 의해 가열되는 것이 바람직하다. 그러나, 액체 메탄올은 또한 복사 및 대류에 의해 가열될 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 접힌 배관(folded tubing; 138)은 상기 배관 내측의 액체 메탄올을 가열하기 위해 히트싱크(210)의 상부에 배치될 수 있다. 변형적으로는, 상기 연료 전지(120) 중 적어도 일부분은 도 7b에 도시된 바와 같이 전도에 의해 히트싱크로부터 상기 연료 전지로 전달될 수 있게 하도록 히트싱크(210)의 상부에 직접 배치될 수 있다. 또한 상기 연료 전지(120)가 복사 및 대류에 의해 가열될 수 있도록 히트싱크(210) 상에 상기 연료 전지(120)를 배치하는 것이 가능하다.
다양한 가열 성분을 포함하는 연료 전지 모듈(110)은 태블릿 PC(202) 등등과 같은 다른 휴대용 전자 장치들에 전력을 공급하는데 사용될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이 섹션 및 상기 데이터 처리 섹션은 물리적으로 일체화될 수 있다. 예를 들면, 태블릿 PC(202) 하부에 상기 연료 전지를 배치하는 것이 가능하다. 히트싱크(210), 팬(220), 공기 펌프(140), 열 교환기(130) 및 케이싱(160)의 배치는 도 3a - 도 3c 및 도 6a - 도 7c의 배치와 실질적으로 동일할 수 있다. 그러나, 그러한 컴포넌트들의 배치는 서로 다를 수 있다. 그럼에도, 상기 연료 전지의 작동 효율을 개선하는데 CPU 및 다른 컴포넌트들에 의해 생성된 열을 사용하는 방법이 여전히 적용가능하다.
따라서, 지금까지 본 발명이 본 발명의 바람직한 실시예와 관련하여 언급되었지만, 당업자라면 앞서 언급된 형태 및 세부들 및 그러한 형태 및 세부들에 있어서의 다른 여러 변경, 생략 및 변동이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서도 구현될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

Claims (34)

  1. 휴대용 전자 장치의 연료 전지의 작동 효율을 개선하는 방법으로서, 상기 연료 전지가 액체 연료 성분을 포함하기 위한 전지 격실; 및 휴대용 전자 장치에 전기를 생성하기 위해 상기 액체 연료 성분을 활성화시키도록 상기 전지 격실에 인접 배치되는 연료 활성화 유닛을 포함하는 방법에 있어서,
    상기 액체 연료 성분 중 적어도 일부분을 가열하는 단계로서, 상기 액체 연료 성분 중 적어도 일부분의 가열을 통해 가열된 연료 부분을 제공하는 단계; 및
    상기 가열된 연료 부분이 활성화를 위해 상기 전지 격실 내의 연료 활성화 유닛과 맞닿게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연료 전지가 부가적인 연료 성분을 포함하기 위한 부가적인 전지 격실을 더 포함하며, 상기 부가적인 전지 격실은 상기 연료 전지 격실과는 다른 측 상에서 상기 연료 활성화 유닛에 인접 배치되고, 상기 방법은,
    상기 부가적인 연료 성분 중 적어도 일부분을 가열하는 단계로서, 상기 부가적인 연료 성분 중 적어도 일부분의 가열을 통해 부가적인 가열 연료 부분을 제공하는 단계; 및
    상기 부가적인 가열 연료 부분이 상기 부가적인 전지 격실 내의 연료 활성화 유닛과 맞닿게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 휴대용 전자 장치가 열을 생성하는 적어도 하나의 전자 컴포넌트를 포함하며, 상기 가열 단계는 상기 적어도 하나의 전자 컴포넌트에 의해 생성된 열을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 휴대용 전자 장치가 상기 전자 장치로부터 열 중 적어도 일부분을 내보내기 위해 상기 전자 컴포넌트와 관련해서 배치되는 열 제거 장치를 포함하며, 상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열이 상기 가열 단계에서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 연료 성분은 실질적으로 알코올 및 물의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서 상기 연료 전지는 직접 메탄올 연료 전지를 포함하며 상기 알코올은 실질적으로 메탄올을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 활성화 유닛은 상기 전지 격실 내에서 상기 알코올을 활성화시키기 위한 멤브레인 전극 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 활성화 유닛은 멤브레인 전극 조립체를 포함하며, 상기 액체 연료 성분은 실질적으로 알코올 및 물의 혼합물을 포함하고, 상기 부가적 인 연료 성분은 실질적으로 공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 휴대용 전자 장치가 액체 연료 성분을 저장하고 연료 도관을 통해 상기 액체 연료 성분을 상기 연료 전지 내의 전지 격실에 전달하기 위한 보급 유닛을 지니며, 상기 연료 도관이 상기 보급 유닛 및 상기 전지 격실을 작동가능하게 연결하고, 상기 액체 연료 성분이 상기 연료 전지 내의 전지 격실에 전달될 경우에 상기 액체 연료 성분의 일부분이 상기 연료 도관을 통해 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 휴대용 전자 장치가 열을 생성하는 적어도 하나의 전자 컴포넌트, 및 상기 전자 컴포넌트로부터 열 중 적어도 일부분을 내보내기 위해 상기 전자 컴포넌트와 관련해서 배치되는 열 제거 장치를 포함하며, 상기 연료 도관 중 적어도 일부분은 상기 액체 연료 성분 중 일부분이 상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열을 사용하여 상기 도관을 통해 가열되도록 상기 열 제거 장치에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 연료 도관 중 적어도 일부분이 열 교환기 내에 배치되고, 상기 열 교환기는 상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열이 상기 열 교환기를 통해 상기 연료 도관 내의 액체 연료 성분 중 일부분을 가열할 수 있게 하기 위해 상기 열 제거 장치에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 열 교환기는 상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열이 전도를 통해 열 교환기를 가열할 수 있게 하기 위해 상기 열 제거 장치와 접촉해서 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 열 교환기는 상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열이 복사 또는 대류를 통해 상기 열 교환기를 가열할 수 있게 하기 위해 상기 열 제거 장치에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제4항에 있어서, 상기 열 제거 장치는 히트싱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제3항에 있어서, 상기 휴대용 전자 장치 내의 적어도 하나의 전자 컴포넌트가 CPU인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 열 제거 장치가 히트싱크를 포함하며, 상기 히트싱크는 상기 CPU에 의해 생성된 열을 내보내기 위해 상기 CPU와 접촉해서 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 열 제거 장치가 상기 CPU에 의해 생성된 열을 부가적 으로 내보내기 위해 상기 히트싱크에 인접 배치된 공기 송풍기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제4항에 있어서, 상기 열 제거 장치가 공기 송풍기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제7항에 있어서, 상기 휴대용 전자 장치가 열을 생성하는 적어도 하나의 CPU, 및 상기 CPU에 의해 생성된 열을 내보내기 위해 상기 CPU와 관련해서 위치해 있는 열 제거 장치를 포함하며, 상기 연료 전지가 또한 상기 부가적인 전지 격실에서 부산물로서 물을 생성하고, 상기 방법은,
    상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열을 사용함으로써 부가적인 전지 격실로부터 상기 부산물인 물 중 적어도 일부분을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 휴대용 전자 장치는 노트북 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제1항에 있어서, 상기 휴대용 전자 장치는 태블릿 개인용 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제5항에 있어서, 상기 가열된 연료 부분은 실질적으로 50℃ 내지 85℃ 온도 범위를 이루는 온도를 지니는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 휴대용 전자 장치에서 사용하기 위한 연료 전지 시스템으로서, 상기 휴대용 전자 장치가 열을 생성하는 적어도 하나의 전자 컴포넌트를 포함하는 연료 전지 시스템에 있어서,
    연료 전지로서,
    제1 액체 연료 성분을 포함하기 위한 제1 전지 격실;
    제2 연료 성분을 포함하기 위한 제2 전지 격실; 및
    전기를 생성하기 위해 상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 적어도 하나를 활성화시키기 위해 상기 제1 전지 격실 및 상기 제2 전지 격실 사이에 배치되는 멤브레인 전극 조립체를 포함하는 연료 전지;
    상기 제1 전지 격실을 저장하기 위한 연료 보급 유닛; 및
    상기 제1 액체 연료 성분을 상기 연료 보급 유닛으로부터 상기 연료 전지로 전달하기 위해 상기 연료 보급 유닛 및 상기 연료 전지를 작동가능하게 연결하는 연료 도관을 포함하며, 상기 연료 도관 중 적어도 일부분은 상기 제1 액체 연료 성분이 상기 연료 도관을 통해 전달되는 동안 상기 적어도 하나의 전자 컴포넌트에 의해 생성된 열이 상기 제1 액체 연료 성분 중 적어도 일부분의 온도를 증가시킬 수 있게 하도록 상기 적어도 하나의 전자 컴포넌트에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1 연료 성분은 실질적으로 알코올 및 물의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 알코올은 실질적으로 메탄올을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  26. 제23항에 있어서, 상기 제2 연료 성분은 실질적으로 공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  27. 제23항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전자 컴포넌트는 CPU를 포함하며 상기 휴대용 전자 장치는 상기 CPU에 의해 생성된 열을 내보내기 위해 상기 CPU에 인접 배치된 열 제거 장치를 더 포함하고, 상기 연료 도관은 상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열이 상기 제1 액체 연료 성분을 가열할 수 있게 하도록 상기 열 제거 장치에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 상기 연료 전지 시스템은 상기 열 제거 장치에 인접 배치된 열 교환기를 더 포함하며, 상기 연료 도관이 상기 열 교환기를 통해 상기 열 제거 장치에 의해 내보내진 열에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  29. 제23항에 있어서, 상기 연료 전지 시스템은 상기 제2 연료 성분을 상기 연료 전지 내의 제2 전지 격실에 전달하기 전에 상기 제2 연료 성분을 가열하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 시스템.
  30. 휴대용 전자 장치에 있어서,
    데이터를 처리하기 위한 CPU로서, 상기 CPU가 사용중에 있을 경우에 열을 생성하는 CPU;
    상기 CPU에 의해 생성된 열 중 적어도 일부분을 내보내기 위해 상기 CPU에 인접 배치되는 열 제거 수단;
    적어도 상기 CPU에 의한 사용 용도로 전기를 생성하기 위한 연료 전지로서,
    제1 액체 연료 성분을 포함하기 위한 제1 전지 격실;
    제2 연료 성분을 포함하기 위한 제2 전지 격실; 및
    상기 전기를 생성하기 위해 상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 적어도 하나를 활성화시키도록 상기 제1 전지 격실 및 상기 제2 연료 전지 격실 사이에 배치되는 멤브레인 전극 조립체를 포함하는 연료 전지;
    상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 적어도 하나를 저장하기 위한 연료 보급 유닛; 및
    상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 적어도 하나를 상기 연료 보급 유닛으로부터 상기 연료 전지로 전달하기 위해 상기 연료 보급 유닛 및 상기 연료 전지를 작 동가능하게 연결하는 연료 도관을 포함하며, 상기 연료 도관 중 적어도 일부분은 상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 적어도 하나가 상기 연료 전지에 전달되는 동안 상기 열 제거 수단에 의해 내보내진 열이 상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 적어도 일부분의 온도를 증가시킬 수 있게 하도록 상기 열 제거 수단에 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 휴대용 전자 장치는 랩톱 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 장치.
  32. 제30항에 있어서, 상기 휴대용 전자 장치는 태블릿 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 장치.
  33. 제30항에 있어서, 상기 휴대용 전자 장치는 노트북 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 장치.
  34. 제30항에 있어서, 상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 적어도 하나는 실질적으로 알코올 및 물의 혼합물을 포함하고, 상기 제1 및 제2 연료 성분들 중 다른 하나는 실질적으로 공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 장치.
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