TW201222925A - Metal-air electrochemical cell with high energy efficiency mode - Google Patents

Metal-air electrochemical cell with high energy efficiency mode Download PDF

Info

Publication number
TW201222925A
TW201222925A TW100112682A TW100112682A TW201222925A TW 201222925 A TW201222925 A TW 201222925A TW 100112682 A TW100112682 A TW 100112682A TW 100112682 A TW100112682 A TW 100112682A TW 201222925 A TW201222925 A TW 201222925A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
metal
electrode
fuel
electrochemical cell
oxygen
Prior art date
Application number
TW100112682A
Other languages
English (en)
Inventor
Cody A Friesen
Ramkumar Krishnan
Todd Trimble
Joel Hayes
Original Assignee
Fluidic Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fluidic Inc filed Critical Fluidic Inc
Publication of TW201222925A publication Critical patent/TW201222925A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/08—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/244—Zinc electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/32—Nickel oxide or hydroxide electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8605—Porous electrodes
    • H01M4/8615—Bifunctional electrodes for rechargeable cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0014—Alkaline electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Description

201222925 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種具有高能量效率模式之金屬_空氣電 化學電池》 本申請案主張2010年4月13曰申請之美國臨時申請案第 61/323,384號之優先權，該美國臨時申請案之全文在此以 引用的方式併入本文中。 【先前技術】 可再充電電化學電池在充電方面經設計以將輸入電流儲 存為能量，且在放電方面經設計以將儲存之能量作為輸出 電流而輸出或釋放。在某些應用中，此類電池可能經歷具 有不同長度之充電及放電週期。此等間隔可在相對長的時 間週期與非常短的時間週期（亦即，充電/放電叢發）之間變 動。一個實例為儲存來自太陽能電池場之能量的電池··充 電可在晴朗無雲的白天基本上無中斷地發生，在夜間具有 延長之放電週期，或者充電及放電循環可能由於雲覆蓋之 中斷而極短。類似地，風力渴輪機可在風為穩定連續的期 間輸出無中斷之電力用於充電，但在風存在中斷之情況下 電力輸出可能波動 '然而，此類電化學電池在通常為較長 之充電/放電循環之一個充電/放電情形下而經最佳化，其 中反應物可用性為除了能量效率之外的限制因素。 【發明内容】 申月案提供有利的電池構造，其經裁定以用有效且高 效之方式處置充電/放電之長循環及短循環兩者。 155379.doc 201222925 本發明之-個態樣提供—種金屬.空氣電化學電池，其 用於儲存來自電源之電能且將電能供應至負載。該電池包 含複數個電極，該複數個電極包含⑴燃料電極，其包含金 屬燃料’及(π)空氣電極用於暴露於氧氣源。、該複數 個電極中除該燃料電極外的一電極[亦即，該空氣電極或 額外電極]包含可逆金屬，該可逆金屬能夠可逆氧化為其 可還原物質且能夠還原為其可氧化物質。又，該複數個電 極中除該燃料電極外的—電極具有氧氣釋出功能性。為了 清楚起見，電極數目可為兩個或兩個以上，如自本文描述 之實施例中將明白。該電池亦包含離子傳導性介質，用於 在該複數個電極之間傳導離子。 控制器經組態以在以下狀態中操作該電池： ⑴標準再充電狀態’其中該電源耦接至該燃料電極及該 氧氣釋出電極以用於在其間施加電位差，以致使還原該燃 料電極上之金屬燃料之可還原物質以及自該氧氣釋出電極 處之該離子傳導性介質釋出氧氣； (ϋ)標準放電狀態，其中該燃料電極及該空氣電極耦接 至負載，以使得該燃料電極處之金屬燃料的氧化及來自該 空氣電極處之氧氣源之氧氣的還原產生電位差以用於輸出 電流； (iii)高能量效率再充電狀態，其中該電源耦接至該燃料 電極及包含該可逆金屬之電極以用於在其間施加電位差， 以致使還原該燃料電極上之該金屬燃料之可還原物質以及 將該可逆金屬之該可氧化物質（在存在的情況下）氧化為該 155379.doc
S 201222925 可逆金屬之可還原物質，其中包含可逆金屬之該電極之電 位為用於氧氣釋出之電位的負電位；及 (iv)冋忐量效率放電狀態，其中該燃料電極及包含該可 逆金屬之電極耦接至負載，以使得該燃料電極處之該金屬 燃料的氧化以及該可逆金屬之可還原物質（在存在的情況 下）至該可逆金屬之可氧化物質的還原產生電位差以用於 輸出電流，其中該電極可逆金屬之電位為用於該空氣電極 處之氧氣還原之電位的正電位。 該高能量效率放電及再充電狀態之能量效率大於該標準 放電及再充電狀態之能量效率，每一能量效率為比率 q〇utVout/qinVin。 在個非限制性貫施例中，包含可逆金屬之電極及氧氣 釋出電極為同一電極，其為與該燃料電極及該空氣電極兩 者分離之三功能電極。又，該控制器可在以下狀態之間切 換： (0再充電狀態，其將電源耗接至該燃料電極及該三功能 電極，使得該再充電狀態包括（a)最初為高能量再充電狀 態’其中该二功能電極處的氧化主要為該可逆金屬之可氧 化物質（在存在的情況下）至該可逆金屬之該可還原物質的 氧化’其中該三功能電極之電位為用於氧氣釋出之電位之 負電位，及（b)隨後為標準再充電狀態，其中該三功能電極 處之氧化主要為自έ亥離子傳導性介質釋出氧氣； (Π)標準放電狀態；及 (iii)高效率放電狀態。 155379.doc 201222925 在另#限制性實施例中包含可逆金屬之該電極及該 氧乱釋出電極為獨立的電極，且各自與該燃料電極及該空 氣電極兩者刀離。又’該控制器可在以下狀態之間切換： ⑴標準再充電狀態； (Π)標準放電狀態； (iii) 高效率再充電狀態；及 (iv) 高效率放電狀態。 在又-非限制性實施例中，空氣電極、包含可逆金屬之 電極及氧乳釋出電極為同_電極，其為四功能電極。負載 在標準及高效率放電狀態兩者中輕接至燃料電極及四功能 電極，且電源在標準及高效率再充電狀態兩者中麵接至燃 料電極及四功能電極。又，該控制器包括調節器，該調節 益麵接至至少該四功能電極以控制該四功能電極處之電 位，以用於在高效率放電狀態期間將其電位設定為用於氧 氣還原之電位的正電位，及在高效率再充電狀態期間將其 電位没定為用於氧氣釋出之電位的負電位。 因此可見’可將對電極及其功能性之參考視為結構意義 上之個別電極或在功能意義上電極所起到的作用，其中給 定電極可取決於實施例或情形而具有一個以上功能。舉例 而言，起到多個作用之電極（諸如在標準再充電期間之氧 氣釋出及在高效率再充電/放電期間可逆金屬之氧化/ 可參考其在標準再充電期間之功能而被稱為氧氣釋出電 極’且可參考其在高效率再充電/放電期間之功能而被稱 為包含可逆金屬之電極。 155379.doc _ 6 - 201222925 自以下詳細描述、附圖及隨附申請專利範圍將明白本發 明之其他目的、態樣及優點。 【實施方式】 本申請案揭示一種具有高效率模式之金屬-空氣電化學 電池10。電池1 〇可具有任何構造或組態，且本文描述之實 例並不意欲為限制性的。舉例而言，電池可根據以下專利 申請案中之任一者來構造，以下專利申請案中之每一者之 全文以引用的方式併入本文中：12/385,217、12/385,489、 12/631，484、12/549,617、12/776,962、12/885,268、 12/901,410 . 61/177,072 ^ 61/243,970 ^ 61/249,917 ^ 61/301，377、61/3()4,928、61/329,278、61/334,047、 61/365,645、61/378,021、61/394,954、61/358,339 及 61/267,240 〇 電池10可併入至可包含電池系統之串聯或並聯的一組電 池中。圖1中示意性地展示一組電池10，且其他圖亦示意 陡地展示電池。應瞭解，一或多個此類電池1 0可用於任何 類型之電池系統中，諸如串聯或並聯堆疊之電池系統。以 上併入之專利申請案提供此類系統及個別電池之構造的細 即，且彼等教示無需在本文中重複。 每一電池10包括燃料電極12，燃料電極12包含金屬燃 料。燃料可為任何類型之燃料，且較佳為電沈積於電極12 之導電主體上之燃料。金屬燃料可為任何類型之金屬，且 術”σ金屬指代任何形式之金屬，包括元素金屬、合金、金 屬氫化物及以任何分子或錯合形式（例如，氧化物）組合之 155379.doc 201222925 金屬。較佳地，燃料為鋅，但其亦可為鋁、錳、鎂、鐵， 或選自鹼土金屬、過渡金屬或後過渡金屬之任何其他金 屬。在一些實施例中’亦可使用鹼金屬。 如以上併入之專利申請案中所提及，燃料電極12可包含 在其上還原/電沈積燃料之單一主體，或者其可包含在其 上逐漸或同時並行地還原/電沈積燃料之一連串間隔開之 主體，如以上併人之專利申請案中之一些中所論述。任一 方法均不意欲為限制性的。 使用鋅實例，在鹼性電解質中之放電期間在燃料電極12 處之氧化半電池反應可表達為：
Zn+40H-->Zn(OH)42-+2e- ⑴ 在溶液中，辞酸鹽離子可如下進一步反應以形成氧化 鋅：
Zn(0H)42~->Zn0+H20+20H" ⑺ 可瞭解，鋅至氧化鋅（或在鋅酸鹽溶解於溶液中的情況 下鋅至鋅酸鹽）之氧化為可逆的，且因此此等反應可在再 充電期間逆向發生以在燃料電極12上電沈積辞，如下文將 論述且如以上併入之專利申請案中亦詳細地論述。在金屬 燃料為金屬氫化物的情況下，還原/氧化可為金屬燃料之 鍵結至金屬組分之氫組分。 母一電池10亦包括暴露於氧氣源之空氣電極丨4，亦稱為 空氣陰極。氧氣源較佳為環境空氣，且因此空氣電極具有 暴露於環境空氣以用於自其吸收氣態分子氧（02)之表面。 此使彳于空氣電極14能夠還原吸收之氧氣以支援電池1 〇之標 155379.doc
S 201222925 準放電模式或狀態期間的電化學反應，其將在下文描述。 工氣電極14較佳為空氣可滲透的，但液體不可滲透，且特 疋為電池10内含有之電解質溶液。此允許空氣滲透空氣電 極14之主體，而不會有電解質由其洩漏。較佳地，空氣電 士 4由聚合物、催化劑、催化劑載體及電流傳導材料製 成材料之霄例為.聚四氟乙稀、聚丙婦或聚乙浠（對於 聚〇物）’鎳、氧化錳、鈷卟啉或稀土氧化物（對於催化 劑），及碳、鎳及/或銅（對於電流傳導及/或催化劑載體材 料）。自以上併入之專利申請案可瞭解關於空氣電極14之 其他細節。 在放電期間’空氣電極14處之還原半電池反應可表達 為： 2e~+1/2〇2+H2〇_，20H' ^ , (3) 電池_包括氧氣釋出電極16(亦稱為充電電極）。氧氣 釋出電極16實現在電池1〇之再充電期間之氧氣釋出"亦 即氧氣釋出電極16可保持於電解f中之氫氧離子經氧化 以形成氧氣之電位下，該氧翁 乳孔可自電池10排出或經收集及 循環以供空氣電極14消耗。此堂杳 此吊吊稱為水氧化，因為可自 水獲得氫氧離子。 在再充電期間之氧氣釋出期間在氧氣釋出電極處發生之 氧化半電池反應可表達為： 20H —»2e +*/2〇2+112〇 (4) 且在燃料電極12處發生之斟庙、吾広， 如 <對應還原半電池反應可表達 155379.doc (5) (5)201222925
Zn(〇H4) 2 +2e'->Zn+40H~ 電池中包括驗性電解質溶液以用於在電㈣、i4、μ 之間傳導離子，諸如溶解於水中之氫氧切（随）。驗性 電解質可為液體或膠體。膠凝劑可包括例如澱粉、繞甲基 纖維素或與甲时聯之聚乙使用其他電解質，ς 如酸性、非水或者低溫或室溫離子液體電解f。眾所周 知’電池10封閉於外殼（未圖示）中。電解質可循環經過電 池10’經過流體串聯連接之複數個電池1〇,或者其可為靜 態且不流動。在以上併入之專利申請案中可找到對電解質 之流動管理（若使用）之其他細節。 金屬-空氣電池10之以上描述為習知的，因為上文描述 之放電(亦即’燃料電極處之金屬燃料12之氧化及空氣電 極14處之氧氣之還原）以及再充電（亦即，燃料電極12處之 金屬燃料之還原及氧氣釋出電極16處之氧氣釋出)為已知 的。此等可分別稱為標準放電及再充電狀態或操作模式。 此習知電池設計及支援反應之主要優點在於氧氣可用性一 般並非限制因f，尤其在自環境空氣得到氧氣時。在再充 電期間，釋出之氧氣可相對容易地自電池10排出(。ff_ gas) 使得其之聚積不會延遲氧氣釋出電極“處之再充電 半電池反1氧氣可視情況經由空氣可渗透之Μ電極Μ 排出。空氣電極Μ及氧氣釋出電極16之結構可以不同的孔 Ρ家直徑及不同的疏水性來構造，使得排出之氣泡被引導經 過空氣電極14之空氣暴露面’從而離開燃料電極12。同 樣，因為氧氣容易得到（尤其係在環境空氣中），所以其支 155379.doc
S 201222925 援在放電期間在空氣電極i 4處之半電池反應的可用性 視為限制因素。 在放電期間在空氣電極14處及在再充電期間在氧氣釋出 電極16處之半電池反應中使用氧氣之顯著折衷係在於能量 2率方面。能量效率為比率，其申q為所儲 存（入）或提取（出）之電荷之度量，且V為儲存或提取電荷之 相關電極之間的電位差。然而，當充電及放電週期持續相 對長的持續時間時，與反應物可用性（能量密度）相比，能 量效率較不成問題。在充電及放電之短持續時間（亦即， 叢發」）期間能量效率更成問題，此係因為反應物以較 頻繁之速率消耗/重構，且因此可用性較不成問題。 為了顧及此等競爭因素，考慮太陽能電池場之實例，其 中使用電池1 〇之系統以在太陽能電池暴露於太陽時储存 ，間自太陽能電池放出之能量，且用以在太陽能電池 未暴露於太陽時將儲存之能量放出至電力網，且因此不產 生電力。對於無雲天氣，太陽能電池場可能夠在連續暴露 於太陽輻射下連續產生能量10到14小時。該能量中之一些 可遞运至電力網’且過量能量可由電池10儲存。因而，電 池10可經設計以使得可於電池10内取得足夠燃料來儲存該 過量能量，且將環境空氣中之氧氣無限制地作為氧化劑有 效供應。在夜間，可操作電池1〇以將該儲存之過量能量放 出至電力網’因此即使當太陽能電池本身不產生電力時亦 提供自太陽能電池場得到的電力。 但在有很多雲經過且頻繁中斷日光之多雲天氣，情況大 155379.doc 201222925 為不同。此等間歇雲可中斷太陽能電池遞送電力之能力， 但電力，網對電的需求不一定以此等頻率或與天氣同步波 動。因此，改為自電池10汲取電。此等十斷可以諸如大約 2到10分鐘之短叢發形式出現，因為雲團反覆地阻檔太陽 且隨後移開且讓太陽照射太陽能電池。在此情況下，反應 物可用性較不成問題，因為電池1〇之再充電及放電正以相 對高之頻率發生。在此情況下，能量效率更成問題，因為 需要電池10在此類短時間週期期間儲存及放出儘可能多的 能量。 可瞭解到’其中高能量效率比反應物可用性更成問題的 此短叢發活動的情況可在其他情形中出現。舉例而言，風 力農場可經歷類似的情況。同樣，可再充電電動/混合運 輸工具可具有較長的再充電週期（例如，整夜），但亦可具 有紐叢發再充電週期，諸如在白天的使用之間。因此提 供太陽能電池場作為理解本發明的情形之實例，但並不意 欲為限制性的。 在一個實施例中，為了適應此等短叢發情況，氧氣釋出 電極16可包含（亦即，可包括至少一種）金屬，其能夠能量 有效地可逆氧化為可還原物質且還原為電池1〇内之可氧化 物質，以支援高能量效率操作模式或狀態◦出於便利起 見，此可稱為高能量效率金屬或可逆金屬。術語可氧化物 質及可還原物質用以表示高能量效率金屬相對於彼此之物 質或狀態以及其在再充電及放電期間之各別半電池反應， 如下文將論述。上文使用之金屬之相同定義（亦即，包括 155379.doc
S 12 201222925 金屬氧化物、合金、純/元素金屬、氫化物等）在此處同樣 適用於可逆金屬。 較佳地，高能量效率金屬為金屬氧化物，諸如錄物質 (作為非限制性實例)’其可在其狀態之間可逆地氧化及還 .原。舉例而言，錄物質可在氫氧化雜)與氧氫氧化錦 - ㈣之間可逆地氧化/還原’域功能性用以支援高能量效 率模式#下文將描述。因為高能量效率金屬支援短的高 頻率活動叢發，所以可逆性為高度有利的，且其允許金屬 反覆地健存及放出能量。又’高能量效率金屬（例如，其 錄内含物）可充當用於在標準電池充電期間支援氨氧離子 / b的纟® 1援排出氧氣的表面（當電極充當氧氣釋 ，極時）。氧氣釋出電極可為由聚合物及高效金屬製成 ::孔材料。材料之實例為聚四氟乙烯、聚丙烯或聚乙稀 (對於聚合物）；鎳物質Γ對古 買（對於同里效率金屬）；及可能的 ♦(作為載體材料）。 錄並非限制性的，且另一今 金屬或金屬組合可用以提供可 逆性/高能量效率功能性。 _ 又，可添加諸如催化劑金屬之 5、多種其他金屬以增強氧氣 ^虱釋出功能性，且所使用金屬 目對含量/比率可按& __各 饮高要根據特定應用來裁定。舉例而 5 ’在某些應用中，可能雪 丁七从 此；要具有較多可逆金屬存在以在 下文_述之高效率再充雷 、、兄充電期間儲存較多能量，且在其他情 έΒ八φ 屬且可能較需要將較多活性金屬 組分專用於氧氣釋出功能性。 因此’在鬲能量效率*右带w 丰再充電期間’半電池反應（5)在燃 155379.doc 201222925 料電極12處發生，且高能量效率鎳物質可自氫氧化鎳 (ιι)(其可氧化物質）氧化為氧氫氧化鎳（111乂其可還原物 質），此可表達為： 2Ni(OH)2 ->2NiO〇H+2H++2e· ⑹ 氫陽離子可與電解質中之OH-離子反應以形成水（H2〇)。 類似地，在高能量效率放電期間，可使用氧氣釋出電極 16來代替使用空氣陰極14作為燃料電極以之反電極，其中 氧氫氧化鎳（m)(其可還原物質）還原回氫氧化鎳（11)(其可 氧化物質）。燃料電極處之半電池反應如以上方程式〇)， 且氧氣釋出電極1 6處之半電池反應可如下表達： 2NiO〇H+2H++2e'-^2Ni(〇H)2 此電池設計尤其關於氧氣釋出電極16設計之優點在於， 與在氧氣釋出電極16處水/氫氧離子之氧化以釋出氧氣以 及在空氣陰極U處氧氣之還原相比，高能量效率錄物質在 耦接至燃料電極12時之還原·氧化具有高能量效率。因 :匕：可將電極16描述為三功能的，因為其可執行以下功 能：⑷在標準再充電期間氧化電解質中之氫氧離子以釋出 氧亂’⑻在雨能量效率模式再充電期間氧化其自身可逆金 屬，及⑷在高能量效率模式放電期間還原其可逆金屬。 如自圖4中包括之曲線圖可瞭解，因為電流密度（直接斑 電荷之出人相關）對於錄物質之氧化及還原而言相對類 似’且該氧化及該還原發生之電位（且尤其為電流密度最 大時之峰值）相對靠近’所以能量效率相對高，在Μ至 95%之範圍内。更佳地’能量效率在8〇%至90%之範圍 155379.doc 14 201222925 内’或更佳地，其為約87%。然而，因為僅存在有限量之 錄可用，因此其作為反應物之可用性為有限的，因此在其 關於如上文論述之長期反應之使用方面存在約束。移至圖 右邊’線之漸進行為表示其中在標準再充電期間氧氣釋出 正在發生的域。因& ’燃料還原及氧氣釋出在比燃料還原 及鎳物質氧化大的電位差下發生’因為氧氣釋出電極⑽ 用於鎳物質氧化之電位為用於氧氣釋出之電位的負電位。 另外，在放電期間燃料氧化與氧氣還原（空氣陰極14處）之 間的電位差顯著低於燃料氧化與鎳物質還原(氧氣釋出電 ㈣處)之間的電位差，因為氧氣釋出電極16處之鎳物質 還原在空氣陰極12處之氧氣還原之正電位下發生。此意謂 對於相同量的所儲存⑷収取⑻之電荷，能量效= 著較低。 在標準放電狀態中，燃料電極12及空氣電極14輕接至負 載（例如，電力網），使得燃料之氧化及氧氣之還原產生施 加於負載之電位差。在再充電期fa，，電源(例如，太陽能 電池、風力渦輪機等）耦接至燃料電極12及氧氣釋出電極 16。此致使再充電之兩個階段或狀態發生，其中燃料至燃 枓電極上之還原在兩個階段令均發生。最初，#高能量效 率金屬（例如，上文論述之鎳物質）尚未經氧化，且因此其 可氧化物質存在’則該可氧化金屬物質將經氧化為其可還 原物質（例如’氫氧化_)經氧化為氧氫氧化錄即》。此 可稱為高能量再充電階段或狀態。隨後，氧化反應將轉變 為氫氧離子之氧化以釋出氧氣，此可稱為標準再充電階段 155379.doc 15 201222925 或者狀’i此之所以發生是因為高能量效率金屬之氧化通 常較容易，且優先於氧氣釋出而發生。但隨著高能量效率 金屬之可氧化物質經完全氧化為其可還原物質，氧氣釋出 將占主導地位（且優先於高能量效率金屬至其後續氧化物 狀態之進-步氧化而發生)'總而言之，因為此等兩階段 或狀態㈣’所㈣等兩階段或狀態可—起視為再充電狀 態，其具有初始高能量效率再充電狀態或階段及隨後之標 準再充電狀態讀段。再充電狀態之高能量及標準階段之 間的轉變不—^為二元的’因為氧氣釋出可隨著可還原物 質經氧化而發生’尤其在電極之在其他區之前的某些區中 氧化完成的情況下(在例如高度多孔結構中可能發生)。因 此，該階段之特徵可在於占主導地位之氧化反應（金屬氧 化比氧氣釋出更顯著地發生’或反之亦然）。在高能量效 率放電狀態中，汲取電力之負載㈣至燃料電極12及氧氣 釋出電極16 ’使得燃料之氧化及氧氣釋出電極之金屬高能 量效率金屬之可還原物質至其可氧化物質的還原(例如， 氧氫氧化鎳（III)還原為氫氧化鎳（11))產生施加至負載之電 位差。 作為用以說明將鋅用作燃料、將鏡物質用作氧氣釋出電 極中之高能量效率材料、將氧氣用作氧化劑且使用驗性氫 氧化钟電解質水溶液之能量效率益處的實例，標準放電狀 態及再充電狀態之標準#充電階段4能量效率（U。為n vin)可在35。/。至65%之範圍β，且較佳為約5G%M目比而 言’高能量效率放電狀態及再充電狀態之高能量效率階段 155379.doc
S 201222925 之能量效率可在75%至95 ，如可見，高能量效率操:::二:佳為至少約 择作之銥晋#玄 量效率顯著高於標準 麵作此量效率，較佳高出】.7倍’且更佳高出至少2户。 此優點主要是㈣在㈣4氧化/氧氫氧㈣ 與燃料還糊氧化_氧化（Vin)之間存在的電位差(小； 燃科氧化/氧氣還原(v〇ut)與燃料還原/氧氣釋出㈤之間的 電位差。 在此實施例中’在再充電期間 胡j小*要電極耦接之間的切 換，此係因為無論在氧氣釋出電極16處是否正發生^量 效率金屬之氧化或是氧氣釋出，均涉及相同的電極^於 不同放電狀態，在將負載麵接至氧氣釋出電極16與空氣陰 極14之間發生切換（在放電期間燃料電㈣總是輕接至^ 載）。此切換可在控制器之控制下發生’控制器可包括一 或多個開關20以用於在放電期間將氧氣釋出電極16或空氣 陰極14選擇絲接至負載以在標準與高效率放電狀態之間 切換，且亦可將氧氣釋出電極16選擇性地耦接至電源以用 於高效率及標準再充電。開關2〇可為任何類型，包括機 械、半導體或任何其他類型之開關。亦可使用電容器/輔 助電池組來在放電期間自高能量效率模式切換至標準模式 之間提供電力/能量。 圖1將開關2 0簡単地展示為二狀態開關，諸如雙極單投 開關。系統具有相對的輸出端子T1及T2，其可選擇性地耗 接至負載（放電期間）或電源（再充電期間）。每一開關之投 擲或觸點元件靜態搞接至系統中之後續元件。因此，第_ 155379.doc • 17· 201222925 至第>M電池（對於N個電池）中之每一者的觸點元件將靜態 耗接至後續電池，且第n電池之觸點义件靜_接至端子 T2。觸點元件或投擲在標準放電狀態下展示為處於正常位 置，耦接至連接至空氣電極12之觸點。對於再充電（端子 耦接至電源）或高效率放電（端子耦接至負載）而言，觸點元 件或投擲將移動至虛線指示之位置，因此耦接至連接至氧 氣釋出電極16之觸點。此允許如上文論述在燃料電極丨之與 氧氣釋出電極16之間發生反應。可使用任何結構，且所說 明之結構為示意性地展示且並不意欲為限制性的。 控制器判定是否-般以任何合適方式在充電與再充電之 間切換’且判定預測或實際之電力、流入或流出之各種控 制、邏輯、方案及/或演算法為已知的，且此處無需詳細 描述。相對於在標準放電（燃料電極_空氣陰極）與高能量效 率放電之間作出判定，可使用任何控制、邏輯、方案及/ 或演算法八 在一個實施例中，控制器可簡單地經設計以最初在放電 期間之奴時期内將負載耦接至燃料電極12及氧氣釋出電 才° 16(间效率放電模式），且隨後切換以在所有情況下將負 載耦接至燃料電極12及空氣陰極14(標準放電模式）。基本 原理將為任何後續之再充電在再充電期間將最初使高能量 效^金屬再氧化，無論輸出至負載之電力為持續較短時期 或疋較長時期均如此，1因此不需要具體判定負載需求較 適β於同旎量或是標準放電。可預設用於在放電期間 切換耦接之時期，或可藉由監視指示較少之高能量效率金 155379.doc 201222925 屬可用於還原之電壓、電流或功率下降來判定該時期。 在另一實施例中’―或多個其他參數可控制在放電期間 :負載耦接至空氣陰極14或是氧氣釋出電極16。舉例而 . t ’在太陽能電池的情況下，時鐘或計時器可提供指示日 時之信號，且在白天期間可預期日光之中斷可能為間歇性 .@ ’而在夜間已知將持續沒有曰光。因此，控制器可在放 電期間選擇在白天時間期間在切換至空氣陰極之前最初將 負載耗接至氧氣釋出電極16並持續一段時期，但在夜間時 月’不將負載耦接至氧氣釋出電極16(將什麼時間視為 ;天及夜間時間可在地理上及季節上變化)。類似地，關 ;風力渦輪機，連續的風可在某此日_ n 4 i 性陳風w甘“ #呆-曰時期間較普遍，間歇 t其時期間較普遍’且平靜之狀況可在並他 =間較普遍；因此可作出關於是否使用高能量效率放 肩H類似判定。可關於運輸H也充電作出類似考 =，’因為夜Μ電往往持續較長時期，以天充電往往較 且乂大程度是因為更多地在白天期間駕敬汽車。 在標料電與高能量效率放電之間進行選擇之控制 ° t輯的此等實例並不意欲為限制性的。 控^可包括微處理器，或可由較基本之電路元件製 成’且不將任何特定類型之控 制器為一般性結構術語，且並不音=性的。術語控 無需限於單-組件，且㈣^作人為限制性的°控制器 間，諸如多個處理器、調可散佈於若干組件之 立地或協同地操作。 戈電路’該若干組件彼此獨 i55379.doc 201222925 電池可為串聯電耗接在一起的一連串電池。在此配置 中’在美國臨時申請案第61/243,970號及第12/885,268號 (上文併入）中揭示之切換配置可用以管理串聯連接及耦接 至空氣陰極14與氧氣釋出電極16之間的切換，以及任何對 故障電池進行之設旁路。 圖1之實施例中之任何電池之系統亦可包括電流、功率 或電壓調節器作為控制器之部分。調節器可用以在再充電 期間最初將氧氣釋出電極16之電位維持於用於鎳物質氧化 之位準及用於氧氣釋出之電位之負電位以確保鎳内含物 之高效率再充電的發生。冑常，冑物質氧化將優先於氧氣 釋出而發生，此係因為其在較低電位差下發生。然而，過 量電力可將電位差驅動得較高’從而致使改為發生氧氣釋 出。因此，在此過量功率位準可能發生的系統中，可在再 充電開始時使用調節器持續—初始預定週期以將氧氣釋出 電極之電位維持在此位準。單一電流、電壓或功率調節器 可耗接至端子中之-者輯制流經電池之電流及/或電池 之電壓，或者個別調節器(諸如個別電堡調節器)可與每一 個別電池10相關聯。 在圖2令將電池表示為10，之另一實施例中，可自電池ι〇, 去除獨立之氧氣釋出電極’且空氣電極“可具有四功能的 作用》具體而t ’四功能空氣電⑴何經設相支援以下 功能··⑷在標準放電㈣之氧㈣原，⑻在標準再充電 期間之氧氣釋出，及⑷在高能量效率放電期間之氧化，及 (d)在局能量效率再充電期間之還原。 155379.doc •20· 201222925 在此四功能實施例中，電極14可由聚合物形成以綁定材 料，且視情況充當疏水性組分、電流傳導組分、用於支援 氧化還原之催化劑及可逆或高效率金屬，諸如用以形成氧 氫氧化鎳（III)及氫氧化鎳（11)之高表面積鎳。電極可包括 若干多孔層：⑷疏水性空氣側層，其用以允許空氣渗透並 防止電解質浪漏；（b)半疏水性催化活性層’其用於氧化還 原；⑷親水性含鎳層，其用於氧氣釋出並用於形成氧氫氧 化鎳（III)及氫氧化鎳（Π) ; (d)電流傳導層；及（e)多孔親水 層，其具有經設計以防止氧氣釋出期間氧氣氣泡渗透至電 解質間隙中之孔隙大小。 在四功能電極14的情況下，在再充電期間，可氧化鎳物 質在存在的情況下可最初如高效率再充電狀態那樣優先於 氧氣而經氧化為其可還原物質。此氧化之一個實例為如上 文論述之氫氧化鎳（II)至氧氫氧化鎳（ΠΙ)之可逆氧化。在 鎳物質已經氧化之後，在如標準再充電狀態那樣在燃料電 極12與冑氣電極】4之間施加持續之再充電電位時，氫氧化 物氧化（亦即，氧氣釋出）將在其較為正的電位下開始發 生。同樣，在放電期間，可還原錄物質在存在的情況下如 高能量效率放電狀態那樣優先於氧氣而最初還原為其可氧 化物質’該還原可為如±文論述之氧氫氧_回到氮氧化 錄（II)之可逆還原。在錄物f已經還原之後，1氣還原將 在較為負的電位下開始發生，以如標準放電狀態那樣在燃 料電極12與空氣電極14之間持續產生電位差。因為錄氧化 及還原半電池反應通常優先於氧氣氧化及還原半電池反應 155379.doc •21- 201222925 而發生，所以此使得鎖物質在短叢發活動期間成為與燃料 相對之反應物，此使得其能夠具有較高能量效率。對於較 長之再充電及放電循環，在鎳物質對於其半電池氧化/還 原反應之可用性已耗盡之後，較低能量效 還原半電池反應占主導地位，但反應物可用性不=及 應瞭解，因為此等反應在同一空氣電極處發生，所以在高 效與標準狀態芩間存在轉變’且因此其特徵可在於電極μ 處之占主導地位之半電池反應。 因此’可藉由此實施例實現上文關於圖i之實施例描述 的相同或類似效率優點，且無需重複。 諸如電壓調節器之調節器22可耦接至每一電池1〇之空氣 電極14。電壓調節器可用以控制在空氣電極14處發生相關 反應所處之電位。具體而言，電壓調節器22可用以在放電 ，間控制空氣電極Μ處之電位’因此可選擇地控制是發生 :效率（鎳物質還原）或是標準（氧氣還原）放電。較合意的 是確保在其中更喜歡標準放電之週期期間，錄物質未完 全還原’因此在需要高效率再充電/放f循環之週期的情 下耗盡其可用性’且亦確保在當需要高效率放電時之週 月^間同效率錦物質還原優先於氧氣還原而發生。電壓調 μ。可八有任何構造且為眾所周知的，且控制器可經設計 /使用上文在圖3之實施例中針對控制開關而論述之相同 ::5•的邏輯、參數、演算法等來管理電壓調節器。電壓調 飞器亦可在過量電力的情況下控制電極“之發生再充電之 電位，如上文相對於圖1之實施例所論述。 155379.doc
•22· S 201222925 在另一實施例中’代替使用獨立電極用於氧氣釋出及其 高能量效率金屬之高能量效率氧化/還原，可在兩個不同 電極之間劃分此等兩功能性。因此’圖3中所示之電池1 〇,· 將具有（1)金屬燃料電極12，（ii)空氣電極14，其用於在標 準放電期間使氧氣還原，（iii)氧氣釋出電極18，其用於在 標準再充電期間使氫氧離子氧化並釋出氧氣’及（iv)「高 能量效率」電極19，其具有可逆地可還原/可氧化高能量 效率金屬（諸如鎳），其能夠在電池1〇内能量有效地進行可 逆氧化及還原以支援高能量效率放電及再充電。因此，第 一實施例之三功能電極16之功能性可散佈於兩個獨立電極 上’亦即所提及的後兩個電極丨8、〗9。 在此實施例中，在標準放電期間，操作如上文 ----i即J矛 實施例描述而發生。亦即，在標準放電狀態期間，燃料在 燃料電極12處氧化，且氧氣在空氣陰極14處還原，因此在 其間產生電位差以用於向負載輸出電流。在標準再充電狀 態期間’纟自電源之電位施加於燃料電極12與氧氣釋出電 極18之間，因此將來自電解質之可還原燃料物質還原且將 其電沈積於燃料電極上’且將來自電解質之氫氧離子氧化 以釋出可排出之氧氣。在高能量效率放電狀態期間 料電極12處氧化，但相應之還原反應經由構成高能 里效率模式電極19之高能量效率金屬⑼如，錄)之可還原 物質至其可氧化物質的還原而發生；因此在 高能量效率模式電極19之間產生電位差以用於向負载輸出、 電流。當使㈣物質時，此反應可與上文所描述的相同， 155379.doc •23- 201222925 亦即氧氫氧化鎳（ιΠ)至氫氧化鎳（II)的還原。類似地，在 高能量效率再充電狀態期間，來自電源之電位施加於燃料 電極12與高能量效率模式電極19之間。因此將來自電解質 之燃料還原且將其電沈積於燃料電極12上，且將高能量效 率模式電極19之高能量效率金屬之可氧化物質氧化為其可 還原物質。s將錄物質用作金屬時，此反應可與上文所描 述的相同，亦即氫氧化鎳（11)至氧氳氧化鎳（ιπ)的氧化。 控制器可在管理此等連接及模式/狀態之不同狀態之間切 換。 其類似於圖1之實施例，圖3之實施例包括開關3〇,其用方 管理至空氣電極14、氧氣釋出電極18及高效率電極19之马 接。此等開關30之位置由如上文論述之控制器管理，且月 以類似於上文關於圖i之實施例所描述之方式的方式來竹 :關於此等開關之狀態的決策。開關可具有任何構造或纽 、、’且所示之構造或组態為實例且並不意欲為限制性的。 開關30各自為三極/單投開關。每_開關％具有 =至電路中之觸點元件/投掷及後續元件之靜態觸點; I。，，之:：電池1至Μ之開關的靜態觸點麵接騎 類料電極12,且用於第邮也之靜態觸點輕接至端子 點，關。開關30亦包括，擇性觸 18， 1氣電極14, -個辑接至氧氣釋出電極 個耦接至高效率電極19。對於 件/投擲連接至用於允>Φ， 電觸點疋 電，㈣ 之觸點1於標準再充 件/投擲連接至用於氧氣釋出電㈣之觸點。 】553 79.doc
S .24· 201222925 在向政率放電及再充電兩者中，觸點元件/投擲連接至用 於南效率電極19之觸點（差異在於端子T1及T2是否分別耦 接至負載或電源）。 圖3之實施例亦可包括上文關於圖1提及的旁路切換特 徵’如美國專利申請案第61/243,970號及第12/885,268號 (上文併入）甲所示。圖3之實施例亦可包括如上文關於圖1 之實施例所論述的一或多個可選調節器，以確保在高效率 再充電期間遞送之過量電力不會將高效率電極19之電位驅 動至鎳物質氧化之域以外。 因此’可藉由此實施例實現上文關於圖1之實施例所描 述的相同或類似效率優點，且無需重複。 如本文所使用，如在「高能量效率」中之術語「高」為 相對術s吾，意謂能量效率比相應標準模式、階段或狀態中 局因此’術5吾「南」不應視為一般定性術語。 僅提供以上所說明之實施例以說明本發明之結構及功能 原理’且其並不意欲為限制性的。相反，本發明之範嘴涵 蓋處於以下申請專利範圍之精神及範疇内的所有修改、更 改、替代及添加。 【圖式簡單說明】 圖1示意性地說明本發明之第一實施例； 圖2示意性地說明本發明之第二實施例； 圖3示意性地說明本發明之第三實施例；及 圖4展示用以說明能量效率之曲線圖。 【主要元件符號說明】 155379.doc -25· 201222925 ίο 金屬-空氣電化學電池 10" 電池 12 燃料電極 14 空氣電極 16 氧氣釋出電極 18 氧氣釋出電極 19 高能量效率模式電極 20 開關 22 調節器 30 開關 T, 端子 T2 端子 •26- I55379.doc

Claims (1)

  1. 201222925 七 、申請專利範圍： -種金屬-空氣電化學電池’其用於儲存來自一電源之電 月b且將電此供應至一負載，該金屬-空氣電化學 含： 複數個電極，該複數個電極包括一包含一金屬辦料之 燃料電極及用於暴露於—氧氣源之一空氣電極，其中該 複數個電極中除㈣料電極外之—電極包含_可逆金 屬，該可逆金屬能夠可逆氧化為其一可還原物質且能夠 還原為其-可氧化物f ’且其中該複數個電極中除該燃 料電極外之-電極具有氧氣釋出功能性； ’、 一離子傳導性介質，其用於在該複數個電極之間傳導 離子； -控制器’其經組態以在以下狀態中操作該電池： ⑴標準再充電狀態，其中該電源絲接至該燃料電極 及該氧氣釋出電極以用於在其間施加—電位差，以致使 還原該燃料電極上之該金屬燃料之一可還原物質以及自 該氧氣釋出電極處之該離子傳導性介質釋出氧氣； (ϋ)標準放電狀態，其中該燃料電極及該空氣電極係耦 接至該負載，以使得該燃料電極處之該金屬燃料之氧化 及來自該空氣電極處之該氧氣源之氧氣的還原產生—電 位差以用於輸出電流； (Hi)高能量效率再充電狀態，其中該電源係耦接至該 燃料電極及包含該可逆金屬之該電極以用於在其間施加 電位差，以致使還原该燃料電極上之該金屬燃料之一 155379.doc 201222925 可還原物質以及將該可逆金屬之該可氧化物質在存在的 情況下氧化為該可逆金屬之該可還原物質，其中包含該 可逆金屬之該電極之電位為用於氧氣釋出之電位的負電 位；及 (iv)高能量效率放電狀態’其中該燃料電極及包含該 可逆金屬之該電極係耦接至該負載，以使得該燃料電極 處之該金屬燃料之氧化以及該可逆金屬之該可還原物質 在存在的情況下至該可逆金屬之該可氧化物質的還原產 生一電位差以用於輸出電流，其中該電極可逆金屬之電 位為用於該空氣電極處之氧氣還原之電位的正電位； 其中該高能量效率放電及再充電狀態之能量效率係大 於該標準放電及再充電狀態之能量效率，每一能量效率 為比率 q〇utVout/qinVin。 2. 如請求項1之金屬哉電化學電池m含該可逆金 屬之該電極及該氧氣釋出電極為同—電極，其為與該燃 料電極及該空氣電極兩者分離之三功能電極；且 其中該控制器可在以下狀態之間切換： ω再充電狀態，其將該電源耦接至該燃料電極及該三 功能電極，使得該再充電狀態包括⑷最初為該高能量再 充電狀態’其中該三功能電極處之氧化主要為該可逆金 屬之該可氧化物質在存在的情況下至該可逆金屬之咳可 還原物質的氧化，其中該三功能電極之電位為用於氧氣 :出之該電位之負電位’及⑻隨後為該標準再充電狀 υ其中該三功能電極處之氧化主要為自該離子傳導性 155379.doc 201222925 介質釋出氧氣； (ii) 該標準放電狀態；及 (iii) 該高效率放電狀態。 如請求項1之金屬·空氣電化學電池，其中勺人 該可逆今 屬之該電極及該氧氣釋出電極為獨立之電 ’ 蚀，且各自斑 該燃料電極及該空氣電極兩者分離；且 其中該控制器可在以下狀態之間切換： ⑴該標準再充電狀態； (ii)該標準放電狀態； (iii) 該高效率再充電狀態；及 (iv) 該高效率放電狀態。 4.如請求項1之金屬-空氣電化學電池，其中該空氣電極、 包含該可逆金屬之該電極及該氧氣釋出電極為同—電 極’其為四功能電極，使得該負載在該標準及高效率放 電狀態兩者中搞接至該燃料電極及該四功能電極，且該 電源在該標準及高效率再充電狀態兩者中麵接至該燃料 電極及該四功能電極；且 其中該控制器包括一調節器’該調節器耦接至至少該 四功能電極以控制該四功能電極處之電位，用於在該高 效率放電狀態期間將其電位設定為用於氧氣還原之該電 位之正電位以及在該高效率再充電狀態期間將其電位設 定為用於氧氣釋出之該電位之負電位。 5·如請求項1之金屬-空氣電化學電池，其中該讦逆金屬為 鎳物質。 155379.doc 201222925 6·如明求項5之金屬-空氣電化學電池，其中該鎳之該可氧 化物質為Ni(〇H)2 ’且該鎳之該可還原物質為NiOOH。 7. 如明求項1之金屬-空氣電化學電池，其中該控制器經組 態以基於預定準則而在其該等狀態之間切換。 8. 如响求項1之金屬_空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由鹼土金屬、過渡金屬及後過渡金屬組成之群。. 9. 如請求項丨之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由辞、鋁、鎂、錳及鐵組成之群。 具中該燃料係選 1 〇·如清求項5之金屬·空氣電化學電池 ^ ,极π 由鹼土金屬、過渡金屬及後過渡金屬組成之群 11.如請求項5之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由鋅、鋁、鎂、錳及鐵組成之群β 12·如請求項6之金屬空氣電化學電池，其中該燃料係選自 驗土金屬、過渡金屬及後過渡金屬組成之群。 13. 如請求項6之金屬-空氣電化學電池’其中該燃料係選自 由鋅、鋁、鎂、錳及鐵組成之群。 14. :請求項!之金屬·空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 其中該離子傳導性 其中該離子傳導性 15. 如請求項5之金屬_空氣電化學電池 介質為鹼性電解質水溶液。 16. 如請求項6之金屬_空氣電化學電池 介質為鹼性電解質水溶液。 155379.doc 201222925 18. 如請求項11之金屬-空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 19. 如請求項2之金屬-空氣電化學電池，其中該可逆金屬為 錄物質。 20. 如請求項19之金屬-空氣電化學電池，其中該鎳之該可氧 化物質為Ni(OH)2 ’且該鎳之該可還原物質為Ni〇〇H。 21·如請求項2之金屬-空氣電化學電池，其中該控制器經組 態以基於預定準則而在其該等狀態之間切換。 22. 如請求項2之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由鹼土金屬、過渡金屬及後過渡金屬組成之群。 23. 如請求項2之金屬-空乳電化學電池，其中該燃料係選自 由鋅、铭、鎮、猛及鐵組成之群。 24_如請求項19之金屬·空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由鹼土金屬、過渡金屬及後過渡金屬組成之群。 2 5.如請求項19之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由鋅、紹、镁、猛及鐵組成之群。 26. 如請求項20之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由鹼土金屬、過渡金屬及後過渡金屬組成之群。 27. 如請求項20之金屬·空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由鋅、銘、錢、猛及鐵組成之群。 28. 如請求項2之金屬-空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 29. 如請求項19之金屬-空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為驗性電解質水溶液。 155379.doc 201222925 30.如請求項20之金屬4氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液β .如請求項24之金屬-空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 32. 如請求項25之金屬氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 33. 如請求項3之金屬-空氣電化學電池’其中該可逆金屬為 鎳物質。 34. 如請求項33之金屬-空氣電化學電池，其中該鎳之該可氧 化物質為Ni(OH)2，且該鎳之該可還原物質為Ni〇〇H。 35. 如請求項3之金屬-空氣電化學電池，其中該控制器經組 態以基於預定準則而在其該等狀態之間切換。 36. 如請求項3之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由鹼土金屬、過渡金屬及後過渡金屬組成之群。 37. 如請求項3之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由鋅、鋁、鎂、錳及鐵組成之群。 38. 如請求項33之金屬·空氣電化學電池’其中該燃料係選自 由鹼土金屬、過渡金屬及後過渡金屬組成之群。 39. 如請求項33之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由鋅、鋁、鎂、錳及鐵組成之群。 40·如請求項34之金屬·空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由驗土金屬、過渡金屬及後過渡金屬組成之群。 41.如請求項34之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由鋅、鋁、鎂、錳及鐵組成之群。 155379.doc 201222925 42. 如喷求項3之金屬_空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 43. 如喷求項33之金屬-空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 44·如請求項34之金屬-空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 45·如請求項38之金屬-空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 46. 如請求項39之金屬-空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 47. 如請求項4之金屬-空氣電化學電池，其中該可逆金屬為 鎳物質。 48. 如請求項47之金屬-空氣電化學電池，其中該鎳之該可氧 化物質為Ni(OH)2，且該鎳之該可還原物質為Ni〇〇H。 49·如請求項4之金屬-空氣電化學電池，其中該控制器經組 態以基於預定準則而在其該等狀態之間切換。 5 0.如請求項4之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由鹼土金屬、過渡金屬及後過渡金屬組成之群。 5 1.如請求項4之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由辞、鋁、鎂、錳及鐵組成之群。 52. 如請求項47之金屬-空氣電化學電池’其中該燃料係選自 由鹼土金屬、過渡金屬及後過渡金屬組成之群。 53. 如請求項47之金屬_空氣電化學電池’其中該燃料係選自 由鋅、銘、鎮、猛及鐵組成之群。 155379.doc 201222925 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 如請求項48之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由驗土金屬、過渡金屬及後過渡金屬組成之群。 如請求項48之金屬-空氣電化學電池，其中該燃料係選自 由辞、铭、鎮、猛及鐵組成之群。 如請求項4之金屬-空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 如請求項47之金屬-空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 如請求項48之金屬·空氣電化學電池’其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 如請求項52之金屬·空氣電化學電池，其中該離子傳導性 介質為鹼性電解質水溶液。 如請求項53之金m電化學電池，其中該離子傳導性 介質為驗性電解質水溶液。 -種用於操作-電化學電池之方法，該電化學電池用於 儲存來自-電源之能量謂能量供應至_負載，該電池 包含複數個電極’該複數個電極包括一包含一金屬燃料 之燃料電極及氣電極，其中該複數個電極中除該燃 料電極外之—電極包含-可逆金屬，該可逆金屬能夠可 逆氧化為其一可還原物質且能夠還原為其一可氧化物 質’且其中該複數個電極中除該燃料電極外之—電極具 有氧氣釋出功能性；該方法包含： 八 在以下狀態中操作該電池： ⑴標準再充電狀態，其中該電源㈣接至該燃料電極 155379.doc 201222925 及該氧氣釋出電極以用於在其間施加一電位差以致使 還原該燃料電極上之該金屬燃料之可還原物質以及自該 氧氣釋出電極處之該離子傳導性介質釋出氧氣； (η)標準放電狀態，其中該燃料電極及該空氣電極係耦 接至該負載，以使得該燃料電極處之該金屬燃料的氧化 及來自該空氣電極處之氧氣源之氧氣的還原產生—電位 差以用於輸出電流； (iii) 高能量效率再充電狀態，其中該電源係耦接至該 燃料電極及包含該可逆全屬之該電極以用於在其間施加 一電位差，以致使還原該燃料電極上之該金屬燃料之可 還原物質以及將該可逆金屬之該可氧化物質在存在的情 況下氧化為該可逆金屬之該可還原物質，其中包含該可 逆金屬之該電極之電位為用於氧氣釋出之電位的負電 位；及 (iv) 尚能量效率放電狀態，其中該燃料電極及包含該 可逆金屬之該電極係耗接至該負載，以使得該燃料電極 處之該金屬燃料之氧化以及該可逆金屬之該可還原物質 在存在的情況下至該可逆金屬之該可氧化物質的還原產 生一電位差以用於輸出電流，其中該電極可逆金屬之電 位為用於該空氣電極處之氧氣還原之電位的正電位； 其中該高能量效率放電及再充電狀態之能量效率係大 於該標準放電及再充電狀態之能量效率，每一能量效率 為比率 q〇utV〇ut/qin"Vin。 62·如請求項61之方法，其中包含該可逆金屬之該電極及該 155379.doc 201222925 氧氣釋出電極為同—雷搞 電極，其為與該燃料電極及該空氣 電極兩者分離之三功 ^中在該標準及高效率再充電狀態中操作該電池包含 =及T中操作該電池，從而將該電源搞接至該燃 為：二功能電極’使得該再充電狀態包括⑷最初 為仏量再充電狀態，其中該三功能電極處之氧化主 要為该可逆金屬之該可氧化物質在存在的情況下至該可 逆金屬之該可還原物質的氧化，其中該三功能電極之電 位為用於氧氣釋出之該雪 .金s 4電位之負電位’及(b)隨後為該標 準再充電狀態’其中該三功能電極處之氧化主要為自該 離子傳導性介質釋出氧氣。 63.如5，求項61之方法，其中包含該可逆金屬之該電極及該 氧氣釋出電極為獨立之電極’且各自與該燃料電極及該 空氣電極兩者分離。 64.如請求項61之方法，其中該空氣電極、包含該可逆金屬 之該電極及該氧氣釋出電極為同一電極，其為四功能電 極’使得該負載在該標準及高效率放電狀態兩者令搞接 至該燃料電極及該四功能電極，且該電源在該標準及高 效率再充電狀態兩者中㈣至該燃料電極及該四功能電 極；且 其十-調節器耗接至至少該四功能電極以控制該四功 能電極處之電位，詩在該高效率放電狀態期間將其電 位設定為用於氧氣還原之該電位之正電位以及在該高效 率再充電狀態期間將其電位設定為用於氧氣釋出之=電 155379.doc S -10- 201222925 位之負電位。 65. 如請求項61之方法，其中該可逆金屬為鎳物質。 66. 如請求項65之方法，其中該鎳之該可氧化物質為 Ni(OH)2 ’且該錄之該可還原物質為Ni〇〇H。 67·如請求項61之方法，其中該燃料係選自由鹼土金屬、過 渡金屬及後過渡金屬組成之群。 68. 如請求項61之方法，其中該燃料係選自由鋅、鋁、鎂、 猛及鐵組成之群。 、 69. 如请求項i之方法，其中該離子傳導性介質為驗性 質水溶液。 ^ 155379.doc
TW100112682A 2010-04-13 2011-04-12 Metal-air electrochemical cell with high energy efficiency mode TW201222925A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US32338410P 2010-04-13 2010-04-13
US13/083,929 US9761920B2 (en) 2010-04-13 2011-04-11 Metal-air electrochemical cell with high energy efficiency mode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201222925A true TW201222925A (en) 2012-06-01

Family

ID=44123411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100112682A TW201222925A (en) 2010-04-13 2011-04-12 Metal-air electrochemical cell with high energy efficiency mode

Country Status (10)

Country Link
US (2) US9761920B2 (zh)
EP (2) EP3352259B1 (zh)
CN (2) CN102918704B (zh)
AU (1) AU2011240840A1 (zh)
BR (1) BR112012025944A2 (zh)
CA (1) CA2795314A1 (zh)
DK (1) DK2559097T3 (zh)
ES (1) ES2673699T3 (zh)
TW (1) TW201222925A (zh)
WO (1) WO2011130178A1 (zh)

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US8785023B2 (en) 2008-07-07 2014-07-22 Enervault Corparation Cascade redox flow battery systems
US7820321B2 (en) 2008-07-07 2010-10-26 Enervault Corporation Redox flow battery system for distributed energy storage
AU2010303211B2 (en) 2009-10-08 2014-06-12 Fluidic, Inc. Rechargeable metal-air cell with flow management system
EP3352259B1 (en) 2010-04-13 2020-03-18 NantEnergy, Inc. Metal-air electrochemical cell with high energy efficiency mode
EP2586092B1 (en) 2010-06-24 2017-01-04 Fluidic, Inc. Electrochemical cell with stepped scaffold fuel anode
WO2012012364A1 (en) 2010-07-19 2012-01-26 Fluidic, Inc. Electrochemical cell with catch tray
CN102456934B (zh) 2010-10-20 2016-01-20 流体公司 针对基架燃料电极的电池重置过程
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
ES2751166T3 (es) 2011-02-04 2020-03-30 Nantenergy Inc Sistema de células electroquímicas con interrupción de corriente de derivación
US8980484B2 (en) 2011-03-29 2015-03-17 Enervault Corporation Monitoring electrolyte concentrations in redox flow battery systems
US8916281B2 (en) 2011-03-29 2014-12-23 Enervault Corporation Rebalancing electrolytes in redox flow battery systems
WO2013013036A1 (en) 2011-07-19 2013-01-24 Fluidic, Inc. Hygrophobic conductor layer for electrochemical cell
US9214708B2 (en) 2011-08-05 2015-12-15 Fluidic, Inc. Gas vent for electrochemical cell
US9413048B2 (en) 2011-11-04 2016-08-09 Fluidic, Inc. Air cathode with graphite bonding/barrier layer
US9444105B2 (en) 2011-11-04 2016-09-13 Fluidic, Inc. Immersible gaseous oxidant cathode for electrochemical cell system
US9269996B2 (en) 2011-11-04 2016-02-23 Fluidic, Inc. Filter for electrochemical cell
WO2013110097A1 (en) * 2012-01-26 2013-08-01 Guillonnet, Didier Electrically rechargeable metal-air alkaline battery, and method for manufacturing said battery
BR112015018963A2 (pt) 2013-02-11 2017-07-18 Fluidic Inc sistema de reciclagem/recaptura de água em células eletroquímicas
US9269998B2 (en) 2013-03-13 2016-02-23 Fluidic, Inc. Concave gas vent for electrochemical cell
EP2971259B8 (en) 2013-03-13 2018-11-21 NantEnergy, Inc. Synergistic additives for electrochemical cells with electrodeposited fuel
US9325037B2 (en) 2013-03-13 2016-04-26 Fluidic, Inc. Hetero-ionic aromatic additives for electrochemical cells comprising a metal fuel
JP6474725B2 (ja) * 2013-08-01 2019-02-27 シャープ株式会社 金属電極カートリッジおよび金属空気電池
US9893396B2 (en) 2013-10-14 2018-02-13 Fluidic Inc. Method of operating and conditioning electrochemical cells comprising electrodeposited fuel
AU2015217236B2 (en) 2014-02-12 2019-02-14 Nantenergy, Inc. Method of operating electrochemical cells comprising electrodeposited fuel
US9696782B2 (en) 2015-02-09 2017-07-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Battery parameter-based power management for suppressing power spikes
US10158148B2 (en) 2015-02-18 2018-12-18 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamically changing internal state of a battery
US9748765B2 (en) 2015-02-26 2017-08-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Load allocation for multi-battery devices
EP3271957B1 (en) 2015-03-19 2019-04-24 NantEnergy, Inc. Electrochemical cell comprising an electrodeposited fuel
ES2727794T3 (es) 2015-03-30 2019-10-18 Nantenergy Inc Sistema de gestión de agua en celdas electroquímicas con retorno de vapor que comprende electrodos de aire
WO2016197109A1 (en) 2015-06-04 2016-12-08 Fluidic, Inc. Hybrid electrochemical cell systems and methods of operation
US9939862B2 (en) 2015-11-13 2018-04-10 Microsoft Technology Licensing, Llc Latency-based energy storage device selection
US10061366B2 (en) 2015-11-17 2018-08-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Schedule-based energy storage device selection
US9793570B2 (en) 2015-12-04 2017-10-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Shared electrode battery
CN105789738B (zh) * 2016-04-29 2018-08-28 清华大学 一种等效三电极结构的锌-空气电池
JP6566136B2 (ja) * 2016-06-22 2019-08-28 株式会社村田製作所 組電池回路、容量係数検出方法、および容量係数検出プログラム
JP2019521497A (ja) 2016-07-22 2019-07-25 ナントエナジー，インク． 電気化学セル内の水分及び二酸化炭素管理システム
US11228066B2 (en) 2016-07-22 2022-01-18 Form Energy, Inc. Mist elimination system for electrochemical cells
JP2019530405A (ja) 2016-09-15 2019-10-17 ナントエナジー，インク． ハイブリッド型バッテリシステム
BR112019008041A2 (pt) 2016-10-21 2019-07-02 Nantenergy Inc elétrodo de combustível corrugado
CN108172953A (zh) * 2016-12-07 2018-06-15 中国科学院大连化学物理研究所 一种锌空气电池及锌空气电池组
WO2018112510A1 (en) 2016-12-22 2018-06-28 Hydra Light International Ltd Metal-air fuel cell
WO2018187561A1 (en) 2017-04-06 2018-10-11 Jaramillo Mateo Cristian Refuelable battery for the electric grid and method of using thereof
WO2018191148A1 (en) 2017-04-09 2018-10-18 Nantenergy, Inc. Fast switching back-up power supply system employing rechargeable electrochemical cells
FR3068828B1 (fr) 2017-07-10 2021-04-16 Electricite De France Procede de gestion de la puissance electrique transitant par une cellule de batterie metal-air et cellule associee
FR3068827B1 (fr) 2017-07-10 2021-11-05 Electricite De France Procede de gestion de l'energie electrique transitant dans une batterie metal-air et cellule associee
WO2019133702A1 (en) 2017-12-29 2019-07-04 Staq Energy, Inc. Long life sealed alkaline secondary batteries
EP3815167A4 (en) 2018-06-29 2022-03-16 Form Energy, Inc. ELECTROCHEMICAL CELL BASED ON AQUEOUS POLYSULFIDE
CN119481486A (zh) 2018-06-29 2025-02-18 福恩能源公司 滚动膜片密封件
CN112805868A (zh) 2018-06-29 2021-05-14 福恩能源公司 金属空气电化学电池构架
MA53343A (fr) 2018-07-27 2022-03-23 Form Energy Inc Électrodes négatives pour cellules électrochimiques
CN109786762B (zh) * 2019-01-17 2021-01-19 北京化工大学 一种梯度亲疏水/气空气电极的结构及其制备方法
US11424484B2 (en) 2019-01-24 2022-08-23 Octet Scientific, Inc. Zinc battery electrolyte additive
WO2020231718A1 (en) 2019-05-10 2020-11-19 Nantenergy, Inc. Nested annular metal-air cell and systems containing same
CN114207915A (zh) 2019-06-28 2022-03-18 福恩能源公司 金属-空气电池组的设备架构
US12294086B2 (en) 2019-07-26 2025-05-06 Form Energy, Inc. Low cost metal electrodes
US11949129B2 (en) 2019-10-04 2024-04-02 Form Energy, Inc. Refuelable battery for the electric grid and method of using thereof
WO2021226399A1 (en) 2020-05-06 2021-11-11 Form Energy, Inc. Decoupled electrode electrochemical energy storage system
CN116073035A (zh) * 2022-12-23 2023-05-05 北京化工大学 智能驱动可充电燃料电池

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3883368A (en) 1972-10-26 1975-05-13 Union Carbide Corp Alkaline aluminum-air/zinc-manganese dioxide hybrid battery
US5250370A (en) * 1992-07-23 1993-10-05 Faris Sades M Variable area dynamic battery
US6451463B1 (en) * 1997-10-06 2002-09-17 Reveo, Inc. Electro-chemical power generation systems employing arrays of electronically-controllable discharging and/or recharging cells within a unity support structure
US6127061A (en) * 1999-01-26 2000-10-03 High-Density Energy, Inc. Catalytic air cathode for air-metal batteries
EP1382081A1 (en) 2001-04-24 2004-01-21 Reveo, Inc. Hybrid electrochemical cell system
US20040014676A1 (en) * 2001-07-09 2004-01-22 Ramalinga Dharanipragada SRC kinase inhibitors useful for treating osteoporosis
US6998184B2 (en) * 2003-08-07 2006-02-14 Texaco Ovonic Fuel Cell, Llc Hybrid fuel cell
CN100544087C (zh) * 2004-06-22 2009-09-23 旭硝子株式会社 固体高分子型燃料电池用电解质膜及其制造方法以及固体高分子型燃料电池用膜电极接合体
US7638216B2 (en) * 2005-12-21 2009-12-29 General Electric Company Fuel cell apparatus and associated method
US7893562B2 (en) * 2006-03-03 2011-02-22 Nec Corporation Electric power supply system
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
US8491763B2 (en) 2008-08-28 2013-07-23 Fluidic, Inc. Oxygen recovery system and method for recovering oxygen in an electrochemical cell
WO2010065890A1 (en) 2008-12-05 2010-06-10 Fluidic, Llc Electrochemical cells connected in fluid flow series
TWI484683B (zh) 2009-05-11 2015-05-11 Univ Arizona 金屬－空氣低溫離子液體電池
CA2772935C (en) 2009-09-18 2016-11-01 Fluidic, Inc. Rechargeable electrochemical cell system with a charging electrode charge/discharge mode switching in the cells
AU2010303211B2 (en) 2009-10-08 2014-06-12 Fluidic, Inc. Rechargeable metal-air cell with flow management system
US8632921B2 (en) 2010-02-04 2014-01-21 Fluidic, Inc. Electrochemical cell with diffuser
WO2011103142A1 (en) 2010-02-16 2011-08-25 Fluidic, Inc. Electrochemical cell, and particularly a cell with electro deposited
EP3352259B1 (en) 2010-04-13 2020-03-18 NantEnergy, Inc. Metal-air electrochemical cell with high energy efficiency mode
EP2586092B1 (en) 2010-06-24 2017-01-04 Fluidic, Inc. Electrochemical cell with stepped scaffold fuel anode
US9048028B2 (en) 2013-03-15 2015-06-02 G4 Synergetics, Inc. Hybrid electrochemical cell systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
US9761920B2 (en) 2017-09-12
ES2673699T3 (es) 2018-06-25
WO2011130178A1 (en) 2011-10-20
DK2559097T3 (en) 2018-06-25
CN102918704B (zh) 2016-02-17
EP3352259B1 (en) 2020-03-18
US20110250512A1 (en) 2011-10-13
CN202205866U (zh) 2012-04-25
EP2559097B1 (en) 2018-05-30
CA2795314A1 (en) 2011-10-20
US20160156082A1 (en) 2016-06-02
BR112012025944A2 (pt) 2017-03-28
CN102918704A (zh) 2013-02-06
EP3352259A1 (en) 2018-07-25
AU2011240840A1 (en) 2012-11-01
EP2559097A1 (en) 2013-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201222925A (en) Metal-air electrochemical cell with high energy efficiency mode
US9595730B2 (en) Flow battery and usage thereof
Sapkota et al. Zinc–air fuel cell, a potential candidate for alternative energy
AU2017380457B2 (en) Hybrid battery and electrolyser
EA011752B1 (ru) Электрод, способ его изготовления, металловоздушный топливный элемент и металлогидридный элемент
JP5827953B2 (ja) 水素製造装置及び水素製造システム
Pan et al. Preliminary study of alkaline single flowing Zn–O2 battery
CA2984483A1 (en) Hybrid battery, electrolyser and method for storing electrical energy
CN105280964B (zh) 一种锌锰液流电池
KR20220104199A (ko) 수전해 방법 및 장치
US8692517B2 (en) Non-diffusion liquid energy storage device
JP2017020053A (ja) 水電気分解装置およびそれを用いたエネルギー貯蔵・供給システム
KR20200133228A (ko) 가스를 생성하기 위한 시스템 및 방법
JP7168243B2 (ja) 直流電力システム
US11398657B2 (en) Method for managing the electric power passing through a metal-air battery cell and associated cell
EP3254327B1 (en) Bioelectrochemical energy storage device and method for bioelectrochemical energy storage
Hu et al. Liquid Metal-Air Battery for Energy Storage