TW496009B - Metal-air fuel cell battery system - Google Patents

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TW496009B
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TW
Taiwan
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metal fuel
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cathode
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TW090102508A
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English (en)
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Sadeg M Faris
Tsepin Tsai
Thomas J Legbandt
Wayne Yao
Muguo Chen
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Reveo Inc
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Description

Ο <1 之 、發明說明(h 背景 主普明之蓺園 本發明係相關被設計用來從被運送至該系統之陰極 結構上的金屬燃料帶產生電力,並且更特別相關於此類使 用具有低摩擦特性之可動式陰極的系統。 技藝之說明 在與本案共同於審查中被定名為,,高能密度金屬空氣 燃料格FCB電池組系統’’之美國專利中請案第⑽削七聊號 中,申請人揭露數種形式之新穎的金屬空氣燃料格電池組 (FCB)系統。在發電期間,在有_諸如電解液浸透凝膠(即 電解液浸透膜)的離子傳導介f存在的情形下,金屬燃料 帶被運送至-靜止的陰極結構上。根據眾所皆知的電化學 原理,該被運送的金屬燃料帶被氧化,由於電力從該系統 產生。 在美國專利申請案第08/944,507號中所揭露的FCB發 電系統之形式具有許多優於習知技藝的電化學發電元件 優點&括’例如’在—特定電氣負載條件下可選擇輸 電壓準位範圍而產生電力。此外,在發電之際被進行之 池充電循環期間,已氧化的金屬燃料帶可以被復原(即 充電),如同從其分離進行的一樣好。 在與本案共同於審查中且在1998年5月7日申請被 名為金屬空氣燃料格電池組系統,,之申請案第 號中,申請人揭露數種用以復原在FCB系統中使用之已 -------------裝--------訂·--------線 (T⑴ν:-^?τ背面之:!:&事項再填π本頁) μ 4 Η 部 智 產 局 出 電 再 消 費 合 作 社 印 製 定 337 氧
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化的金屬燃料帶之新穎的系統與方法。理論上,這類技術 的改良使金屬燃料帶為了供發電循環再使用而能夠以—能 量效率高的方式被快速地再充電。此類的進步在許多要求 電力的企圖之方面提供高度的希望。 然而,習知技藝之金屬空氣FCB系統之最大的限制是 當該金屬燃料正被運送至此類的系統中之靜止的陰極結= 上時,摩擦(例如剪應變)力被產生,造成一些問題出現。 其中一個問題是這類的摩擦力造成被要求來運送該 金屬燃料帶通過該系統的電力之數量上的增加。 另一個問題是這類的摩擦力造成在運送期間金屬氧 化物顆粒從金屬燃料帶脫落,並且變成埋在該多孔的陰極 結構中,因此妨礙在該陰極與離子傳導介質之間的離子運 送(即以填塞被提及),並且增加損壞(或破壞)該陰極結構 與金屬燃料帶之表面的可能性。 此外,當利用習知技藝之技術時,已經很難產生具 有以例如千瓦/立方公分被測量的高容積的電力密度特 性。因此,從佔有相對小的物理空間之體積之fcb系統產 生大量的電力已經是不可能的。 整體而言,這類的問題傾向減少操作的效率與習知 技藝的金屬空氣FCB “之效用’以及在此被使用之金屬 燃料f與陰極結構之壽命。 所以,在本技藝中對於一避免習知技藝的系統與方法學之不足與缺點之改進的金屬空氣格電池組系統有一大 的需求。
本紙張尺度i®射關家標準(CNS)A4i格⑵Gx 297 c^ I I I - i--------訂-------- (;:k4^rc^--;ri8w7;i*$.^smr!:r^I、) A: 、發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 月之目的斑嫵結 因此’提供一避免習知技藝的系統與方法學之不足 與缺電之改進的金屬空氣燃料格電池(FCB)系統是本發明 主要之目的。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中該金 屬燃料帶、豸子傳導介質及陰極結構在系統操作期間相對 彼此被移動,以便減少在該(多個)陰極結構、金屬燃料帶 及離子傳導介質之間的相對移動在系統操作期間所產生的 摩擦(例如剪應變)力。 i本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中此在 摩擦力上之減少導致:_在被要求在系統操作期間驅動該 (等)陰極結構、该金屬燃料帶與離子傳導介質的電力之數 量上的減少;一從金屬燃料帶脫落金屬氧化物與這類顆粒 埋在違多孔的陰極結構中之減少;及損壞在該系統中被使 用的忒陰極結構與金屬燃料帶的可能性之降低。 、本發明之另一個目的是提供此類的金屬空氣燃料格 電池子系統’ |中-運輸機構被用來以大致相同的速度, 在該離子傳導介質在系統操作期間接觸該金屬燃料帶與該 2結構兩者之點之軌跡處,運送該陰極結構、離子傳導 貝與金屬燃料f,以便將在該可移動的陰極結構、金屬 燃料帶與離子傳導介質之摩擦力的產生減至最小。 本發明之另-個目的是提供此類系統,唯其中該金 屬燃料帶、陰極結構與離子傳導介質之速度控制可以各種 -------------^--------^---------線 (r叫H:rr^4:r>r面之;1总事項再填^本頁>
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 不同的方法被實現。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中該陰 極、’Ό構可以被以一具有形成於其表面中微小的孔洞之旋轉 的陰極圓柱與一能夠運送氧至在該離子傳導介質與被運送 至其上的金屬燃料帶之間的界面之空心的中心部份來被實 現。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中該圓 3極匕3 有一由録線網編織物所製成的陰極部件附設 在周圍之塑膠的空心圓柱,該陰極部件係用以集流,該鎳 線網編織物係被埋在碳、催化與膠合材料中。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中該圓 柱陰極以被控制的角速度被旋轉,並且該金屬燃料帶被 運送至β玄旋轉的陰極表面上,使得該金屬燃料帶與陰極結 構兩者都以大致相同的速度,在該離子傳導介質接觸該金 屬燃料可與泫陰極結構兩者之點之執跡處移動。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中該離 子傳導介質被以離子傳導傳送帶實現,該離子傳導介質係 被運送(即轉動)在兩個或多個運輸圓柱之間。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中該離 子傳導傳送帶由一被以一離子傳導材料浸透之開孔塑膠材 料製造’該離子傳導材_能夠在㈣統之陰極極姓 構之間產生離子運送。 ^ 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中速产 控制可以以各種的方法被達成,例如:藉由以-傳送帶: 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 297公釐) --------訂-----.— 「先^^'ΐά:之;1总事項再填艿本百'}
動該圓柱陰極結構,該傳送帶也被用來運送該金屬燃料帶 (即在一匣體型元件中之供應與接收盤或轂之間);或藉由 利用一速度控制馬達、或發條驅動馬達驅動該圓柱陰極結 構及一燃料匣體元件之供應與接收轂。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中該離 子傳導介質以一被施覆在該圓柱陰極結構之外表面上之固 態(例如膠狀)膜來被實現,並且該金屬燃料帶以薄鋅帶、 被與一膠合劑混合並被裝在一聚酯基質上之鋅粉末、或被 次透在該帶本身之表面中的鋅粉末之形式實現。 本發明之另一個目的是提供金屬空氣燃料格電池組 系統,其中該可旋轉的陰極結構被以一具有極微小孔洞在 八表面上之陰極傳送帶結構及一用以能夠使氧運送至該離 子傳導介質與該被運送至其上的金屬燃料帶之間的介面之 空心的中心部份實現。 , 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中該陰 極傳送帶結構包含一開孔型的塑膠材才斗,錄線網與碳及催 化材料被埋在該開孔型的塑膠材料中。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中在系 、、先操作期間,當金屬燃料帶以大致相同的速度,在該離子 傳導介質接觸該金屬燃料帶與該陰極結構兩者之點之軌跡 處,在該陰極傳送帶結構表面上被運送時,該陰極傳送帶 〜構在兩個或多個運輸圓柱之間,以一被控制的速度被運 送。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中該系
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496009 Λ7 —---------— R:_ 五、發明說明(6) —" -- 統之離子傳導介質以—離子傳導傳送帶結構之形式實現, 該離子傳導傳送帶結構絲㈣陰極傳送帶結構與金屬辦 帶大致相同的速度,在該離子傳導介質接觸該金屬燃料 可與該陰極結構兩者之點之軌跡處,在該金屬燃料帶與該 陰極傳送帶結構之間被運送。 本發明之另—個目的是提供此類系統,唯其中該系 統之離子傳導介質被以一與該陰極傳送帶結構之外部表面 結合起來的薄膜形式實現,以便與被運送至其上的陽極金 屬燃料帶產生接觸。 本發明之另-個目的是提供此類系統,唯其中該金 屬燃料帶被以薄鋅帶、被與一勝合劑混合並被裝在一聚p 或相似基質上之鋅粉末、或被浸透在該基質本身中的^ 末之形式被實現。 本發明之另一個目的是提供一金屬空氣FCB系統,其 中在該金屬燃料帶與該離子傳導介質之間的表面張力是足 夠高的(由於該金屬燃料帶、該離子傳導介質及該可移動 的陰極之變溼),以便在該金屬燃料帶與該離子傳導傳送 可之間,以及在該陰極結構(例如,圓柱或傳送帶)與該離 子傳導介質(例如,傳送帶或層)之間創造液壓靜力的抗力 (即液壓靜力的吸引力),藉此以最小的滑動量能夠在該金 屬燃料帶,陰極結構(例如,圓柱或傳送帶)及離子傳導介 質(例如,傳動帶或層)之間配合移動。 本發明之另一個目的是提供一使用在該金屬燃料帶 與該離子傳導介質,以及在該移動的陰極結構與該離子
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•經濟部智痊財產局員工消費合作社印製 ___ Λ7 -------- B: ____ ,五、發明說明(、 "" -" ” 導m之㈣靜力的抗力之FCBM,使得所有三個 • 7這㈣多動的系統構件可以在該系統中藉由移動一個或 ^個k類的系統構件(例如,利用被發條驅動的馬達)被運 适(或移動),错此簡單化並且減少該系統之成本。 本發明之另_個目的是提供此類“,唯其中該金 屬,料帶、陰極結構與離子傳導介質相對於彼此被移動, 料在該金屬_帶、陰極結構及料傳導介質之間被產 > 生的摩擦力被實質地減少,因此減少被要求來驅動該陰 ,、金屬燃料帶及離子傳導介質與運輸機構之電力之數 量並且減J/損壞該陰極結構與金屬燃料帶之可能性,並 允許該陰極結構與金屬燃料帶可重複使用許多週期,而無 需置換。 本發明之另一個目的是提供一具有優於習知技藝之 FCB系統之改良的容積功率密度(VPD)特性之金屬空氣 FCB系統。 本發明之另一個目的是提供此類金屬空氣FCB系統, 唯其中金屬燃料帶在系統操作期間被運送在多個移動的陰 極結構之上。 本發明之另一個目的是提供此類FCB系統,唯其中該 金屬燃料帶、離子傳導介質及陰極結構以大致相同的速 度,在該離子傳導介質於放電與再充電操作期間接觸該陰 極結構與該金屬燃料帶之點上被移動,藉此使在該系統中 的4等陰極結構、離子傳導介質及金屬燃料帶之間的摩擦 力之產生減至最小,並且因此減少被要求來驅動該帶運輸 Ιί Η 乂. 背 έ? ;X :& s 再 填 π 本 頁 裝 訂 線 11 ^()009
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機構之電力之數量、來自可以變成埋在該等陰極結構中之 金屬燃料帶之金屬氧化物顆粒之剪應變、及該等陰極結構 與金屬燃料帶之損壞或破壞之可能性。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中該金 屬燃料▼、陰極結構及離子傳導介質之速度同步可以各種 方法實現。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中每個 移動的陰極結構以一具有形成在其表面中極微小的空洞之 圓柱形的旋轉結構與一從該旋轉結構之一端延伸至另一端 之空心的氣流通路,以便允許氧在系統操作期間運送至該 離子傳導介質與金屬燃料帶之間的界面。 ^本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中每個 旋轉的圓柱陰極包含-有—由被埋在碳與催化材料中的錄 線網編織物所製成的陰極部件附設在周圍之塑膠的空心圓 柱0 本發明之另—個目的是提供此類系統,唯其中在發 電操作期間’每個圓柱的陰極結構以被控制的角速度被旋 轉’並且連續的金屬燃料帶之供應源以一速度,在該金屬 燃料帶、料料介質及陰極κ柱在㈣統中以大致相同 的速度在該三者之間之接觸點(即執跡)移動之處,在該旋 轉的陰極圓柱表面上被運送。 本發明之另-個目的是提供此㈣統,唯其中該離 子傳導介質被以在㈣統中在每個旋轉的陰極圓柱上轉動 之離子傳導傳送帶之形式實現,該離子傳導傳送帶係在該
本紙張尺度刺中關家標準(CNSM4規格(21G公tT ^---------線舞 r背面之:!.&事項冉填{>:本蒼、> 12 Λ: --—________ Β7_____β五、發明說明(9) ^ 陰極表面與被運送至其上的金屬燃料帶之間。 • 本發明之另—個目的是提供此類系統,唯其中該離 | +傳導傳送τ被由-以離子傳導材料浸透的開孔塑膠材料 製造,該離子傳導材料可以支撐在該系統中在該移動的陰 極與陽極(金屬燃料)結構之間的離子運送。 本發明之另一個目的是提供此類系、統,唯其中該離 子傳導介質以被施覆在每個旋轉的陰極圓柱之外部表面上 k m態膜的形式被實現,並且該金屬燃料帶以被以一薄辞 條實行的鋅燃料帶、或被與一膠合劑混合並且被裝在一聚 酉曰基質上之鋅粉末、或在一基質中被浸透之鋅粉末的形式 被實現。 ------K------ ^背面之;1总事項再填{马本1)
‘經賞部智备时產局員工消費合作社印製 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中每個 陰極結構被以-具有形成在其表面中之極微小的孔洞之旋 轉的陰極圓柱,與一能夠運送氧至在該離子傳導介質與金 屬燃料帶之間的界面之空心的中心部份實現。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中每個 圓柱陰極包含一被一由埋在碳、催化與膠合材料中的鎳線 網編織物(供集流之用)所製成的陰極部件附設在周圍之塑 膠的空心圓柱。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中每個 圓柱陰極以一被控制的角速度被旋轉,並且該金屬燃料帶 在該旋轉陰極之表面上被運送,使得該金屬燃料帶與該陰 極結構兩者以大致相同的速度,在該離子傳導介質接觸該 金屬燃料帶與該陰極結構兩者之點之軌跡處移動。
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本發明之另_個目較提供此類“,唯其中該離 子傳導介質被以-離子傳導傳送帶之形式實現,該離子傳 導介質係在兩個或多個運輸圓柱之間被運送。 本發明之另-個目的是提供此類系統,唯其中該離 子傳導介質被由-以-離子傳導材料浸透的開孔塑勝材料 製造,該離子傳導材料係能夠使在該系統中該移動的陰極 與陽極結構之間的離子運送。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中速度 控制可以被以各種方法達成,例如:藉由以—鄰近的陰極 圓柱之齒輪驅動每個圓柱陰極;藉由以一 金屬燃料帶(即在一£體型元件中之供應與接收盤= 間)之傳送帶驅動每個圓柱的陰極結構;藉由利用一組被 同步地控制的馬達驅動每個圓柱的陰極結構及一燃料匡體 元件之供應與接收轂。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中該離 子傳導介質以被施覆在該圓柱的陰極結構之外部表面上之 固態膜的形式被實現’並且該金屬燃料帶被以薄鋅帶、或 被與-膠合劑混合並且被裝在上之鋅粉末、或 被浸透在該帶本身之基質中之鋅粉末的形式實現。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中每個 可旋轉的陰極結構被以一在其表面中具有極微小的孔洞之 陰極傳送帶結構,與一用以能夠運送氧至該離子傳導介質 與金屬燃料帶之間的界面之空心的中心部份實現。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中 (->-*.叫先^^^面之;1-:&事項再填艿本1' •K衣--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
14 Λ: 五、發明說明(、 ,&極傳$帶結構包含_開孔型的㈣基f,被埋在唉與催 .切料中的鎳線網編織物或相似的材料在該開孔型的塑膠 基質中a " 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中在系 統操作期間,當金屬燃料帶以大致相同的速度,在該離: 傳導介質接觸該金屬燃料帶與該陰極結構兩者之點之軌跡 2在該陰極傳送帶結構之表面上被運料,每個陰極傳送 可以-破控制的速度在兩個或多個運輸驗之間被運送。 本發明之另一個目的是提供此類系統唯其中該系 、”先之離子傳導介質被以一離子傳導傳送帶結構實現,該離 子傳導傳送帶結構係以與該陰極傳送帶結構與金屬燃料帶' 大致相同的速度’在離子傳導介質接觸該金屬燃料帶企該 陰極傳送帶結構兩者之點之軌跡處,在金屬燃料帶與每個 陰極傳送帶結構之間被運送。 本發月之另個目的是提供此類系統,唯其中該系 統之離子傳導介質以一被與該陰極傳送帶結構之外部表面 …合的固g膜形式被實現’以便與被運送至其上的該陽極 金屬燃料帶產生接觸。 本發月之另一個目的是提供此類系統,唯其中該金 屬燃料帶被以薄鋅帶、被與一膠合劑混合並且被裝在一聚 酯基質上之鋅粉末、或被浸透在該基質本身中之辞粉末的 形式實現。 本發明之另一個目的是提供一系統,其中該金屬燃 料帶、陰極結構與離子傳導介質相對於彼此被移動,使得 本紙張尺度I用中國國家標I (CNS^T^格(21Li 15 496009 A; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明( 在該金屬燃料帶、離子傳導介質及陰極結構之間所產生的 摩擦力(例如剪應變)被實質地減少。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中液堅 靜力抗力之條件在該金屬燃料帶與該離子傳導介質(例 如,傳送帶或層)之間,以及在該陰極結構(例如,圓柱哎 傳送帶)與該離子傳導介質(即傳送帶或層)之間被維持\ 使得當只有一個或多個這些移動的系統構件利用一被機械 (例如轉緊發條)、電動或氣動力驅動之馬達來被積極地運 送或旋轉,三個所有的這些移動的系統構件可以實質相同 的速度(在該離子傳導介質接觸該金屬燃料帶與該陰極結 構之點處)被移動。 本發明之另-個目的是提供一包含一金屬燃料放 子系統之金屬空氣FCB系統,其中諸如陰陽_極電壓及 流強度、該放電陰極中之氧分壓、該陰極_電解液界面工 的相對溼度及視情況而有的該金屬燃料帶之速度的放電參 數被自動地彳貞測、紀錄與處理,以便在即時基準上產生用 以控制放電參數的控制資料訊號,使得金屬燃料材料可以 一時間及能量效率高的方式被放電。 本發明之另一個目的是提供一包含一金屬燃料再充 電子系統之金屬空氣燃料格電池組系統,並且其中諸如陰 極·陽極電壓及電流強度、該再充電陰極内之氧分壓、該 陰極-電解液界面上的相對溼度及視情況而有的金屬燃料 帶之速度的再充電參數被自動地偵測、紀錄與處理,以 在即時基準上產生用以控制再充電參數之控制資料訊號 電 電 上 便 --------------------訂---------線 (^先^^背面i. /;1.&事項再填π本頁) M氏張尺巧用中國國家標iMCN’SM4規格(21〇 X 297公爱) 16 A: A: *經;^部智慧財產局員工消費合作社印製
五 B: 發明說明(13) 使得已放電的金屬燃料材料 式被再充電。 ^ «及高的方 、本發明之另—個目的是提供此㈣統,唯其中該r 被放電與/或再充電的金屬燃料材料被含裝在—可插在該 系統之儲存艙中之匣體型元件中。 〜 本發明之另-個目的是提供此類系統,唯1中节欲 被放電與/或再充電的金屬燃料材料包含多個用以從該系 統產生不同的輸出電壓之用的金屬燃料執。 T' 本發明之另-個目的是提供以—包含被—系統控制 裔管理之-金屬燃料放電子系統與一金屬燃料再充電子系 統的金屬空氣燃料格電池組系統,其中諸如陰極-陽極電, 壓及電流強度、該放電陰極内之氧分壓、該陰極_電解液 界面上的相對溼度及視情況而有的金屬燃料帶之速度的放 電參數在放電操作模式期間被自動地偵測與紀錄,並且自 動地讀出與處理,以便於該再充電操作模式期間產生用以 控制再充電參數之控制資料訊號,使得已放電的金屬燃料 材料可以一時間及能量效率高的方式被再充電。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中諸如 陰極-陽極電壓及電流強度、該再充電陰極内之氧分壓、 該陰極-電解液界面上的相對溼度、及視情況而有的金屬 燃料帶之速度的再充電參數於再充電操作模式期間被自動 地谓測(例如感應)與紀錄,並且自動地讀出與處理,以便 在該放電操作模式期間產生用以控制放電參數之控制資料 訊號,使得金屬燃料材料可以一時間及能量效率高的方式 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2〗〇 X 297公复) utl------ 二:'¾.面之;1*事項再填π本頁) •線· 17 496009 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A: 發明說明(14) 被放電。 ,本發明之另—個目較提供此m唯其中 燃料材料之每個區域或細部透過光學或磁性裝置以: 2被標示,用以能夠在放電操作期間紀錄放電相關資^立 =進-μ取並錢行各種形式包㈣速與有效的再充 電操作之管理操作中使用。 本發明之另-個目的是提供此類系統,唯其中於再 :電操作期間’被紀錄的負載條間資訊從記憶體中被讀 ’並且用來設定被維持在該系統之該等再充電頭上 流與電壓強度。 本發明之另-個目的是提供此類系統與方法,唯其 中放電條件在放電的時間被紀錄’並且用來於再充電操作 期間最佳地再充電已放電的金屬燃料材料。 本發明之另一個目的是提供此類系統’唯其中在帶 放電操作期間’沿著金屬燃料材料之每個區域的條碼或I 似的圖示標記之光學感應利用一被埋在該系統中 學讀出器被進行。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中於帶 再充電操作期間’沿著已放電的金屬燃料材料之每個區域 的條碼或相似的圖示標記之光學感應利用一被埋在該系統 中的小型光學讀出器被進行。 … 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中關於 沿著該金屬燃料材料之每個區域(即構架)的瞬間負載條件 之資訊被該系統控制器紀錄在記憶體中。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) m1T---------線 (?vl;r' #背面之;1.达事項再填rrr>本頁) 18 496009
五、發明說明(15) ♦經濟部智髮財產局員工消費合作社印製 本發明之另一個目的是提供此類具有一放電頭組合 之系統,每個放電頭包含—導電陰極結構、一離子傳導介 質及一陽極接觸結構。 本發明之另一個目的是提供此類具有一再充電頭組 合之系統,每個再充電頭包含一導電陰極結構、一離子傳 導介質及一陽極接觸結構。 本發明之另一個目的是提供一用以從金屬空氣FCB系 統產生電力之改良的方法與系統,使得在克服習知技藝技 術之缺點及限制的同時,被連接至該金屬空氣fcb系統的 電氣負載之峰值電力需求可以兼備一令人滿意的方式。 本發明之另一個目的是提供一以金屬空氣FCB技術為 基礎的發電系統’該發電系統係可以當作可被裝設在實際 上任何的系統、元件或環境中之電力設備被使用,在其中 有一滿足一與存在於該發電系統内未被消耗的金屬燃料之 總罝無關的一電氣負载(例如,引擎、馬達、器具、機器、 工具等)之峰值電力需求之需要。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中金屬 空氣FCB子系統之網路被連接至_輸出電力匯流排結構並 且被-與-網路型的金屬燃料管理(基本資料)子系統連結 之網路控制子系統控制。 本發明之另一個目的是提供此類用以設置在一運輸 裝置或類似的運輸裝置上,並供應電力至多個電動馬達之 系統’該等電動馬達係在_長距離之範圍内沒有再充電的 情況下被用來推動該運輸裝置。 -------------^--------^--------- (^•先^汶背-&之:1念事項再填艿本貝>
19 496009 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B: 五、發明說明(16) 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中從其 產生的該電力輸出藉由能夠使被選擇的金屬空氣FCB子系 統供應電力至該系統之輸出電力匯流排結構而被控制。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中在每 個FCB子系統内的金屬燃料被管理,使得在平均上每個此 類的FCB子系統具有可在任何的時間瞬間用以產生電力之 金屬燃料之大致相同的數量。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中在該 金屬空氣FCB子系統之網路之間的金屬燃料根據金屬燃料 均衡原理被管理,因此就平均而言可在任何的時間瞬間用 來放電之金屬燃料之數量在每個FCB子系統是大致相等 的。 本發明之另一個目的是提供一可以當作一電力裝置 被使用之發電系統,該電力裝置係可以被裝設在實際上任 何的系統、元件或環境中,在其中有一滿足一與存在於該 發電系統内之未被消耗的金屬燃料之總量無關的一電氣負 載(即引擎、馬達、器具、機器、工具等)的峰值電力需求 之需要。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中,當 諸如-運輸裝置之主系統正沿著平坦的陸地或下坡行: 時,只有-個或少數可參考如動力汽缸之金屬燃料空氣 FCB子系統能夠運轉,並且當該主系統正設法通過另一個 輸送裝置或向上行進時,許多或所有的動力紅能夠在運轉 狀態中。 私紙張尺度刺中關家鮮(CNS)A4規格(21() χ 29y ) -----------------^^^1 f Tr--’^^·?面之;1患事項再填re:本貝) 20 496009 A: B: 17 五、發明說明( 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中在該 金屬空氣FCB子系統之網路之間的金屬燃料被管理,使得 關於存在於任何金屬空氣FCB子系統内的金屬燃料之未被 消耗(或低效率消耗)之數量的資訊在金屬空氣燃料格子系 統之内被產生,並且被提供至一網路型的金屬燃料管理基 本"k料’當根據該金屬燃料均衡原理管理金屬燃料消耗量 時,該網路型的金屬燃料管理基本資料被一網路控制子系 統利用,來將未消耗的金屬燃料之數量運送至此類子系統 之放電頭組合中。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中該主 系統之峰值電力需求可以永遠被滿足,不論存在於金屬空 氣FCB子系統之網路中的金屬燃料之總量。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中所有 被含裝在該金屬空氣FCB子系統之網路中的金屬燃料可以 被該系統利用來產生足夠滿足該主系統之峰值電力需求之 電量。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中被含 裝在每個該金屬空氣FCB子系統内的金屬燃料被以一金屬 燃料卡之供應源的形式實現,該金屬燃料帶係在沿著該金 屬燃料帶的金屬燃料之可用率被自動地管理時可以透過其 放電頭組合以一雙向的方式被輸送,以便改進該系統之性 月& 本發明之另-個目的是提供此m唯其中㈣ 放電的金屬燃料帶包含多個供從一金屬空氣fcb子系統中 本纸張尺度適財關家鮮(CNS)A4規格⑵G χ 297 ϋ --------^--------- (τ叫先父面之:1¾事項再填{Η本頁) Μ 部 智 慧- 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 21
產生不同的輸出電壓之用的金屬燃料執。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中Μ著 每個金屬燃料帶執之該段的金屬燃料之每個區域或細部Ρ 由光學或磁性裝置以一數位碼被標示,其係用以能夠#好 放電相關資料與紀錄在個別的金屬空氣FCB子系統中被進 行的放電操作期間沿著每個此類的金屬燃料帶之區域的金 屬燃料可用率。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中在卜 著該再充電頭組合的金屬氧化物之出現率被自動地管理* 時,金屬燃料帶可以透過其再充電頭組合以一雙向的方式 被運送,以便在個別的金屬空氣FCB子系統中被進行的該 再充電操作期間改進該系統之性能。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中欲被 再充電之已氧化的金屬燃料帶包含多個用以從金屬空氣 FCB子系統產生不同的輸出電壓的金屬燃料執。 本發明之另一個目的是提供此類系統,唯其中沿著 每個金屬燃料帶軌之該段的金屬M料之每個區域或細:經 由光學或磁性裝置以_數位碼被標示,其係用以能夠紀錄 再充電相關資料與計算在個別的金屬空氣FCB子系統中被 進行的再充電操作期間沿著每個此類的金屬燃料帶之區域 的金屬燃料可用率。 本發明這些與其他的目的將會在下文中及在申請專 利範圍中便得明顯。 496009 Λ: Β; 五、發明說明( 19、 圖式之簡短說明 為了更元整的了解本發明之目的,下列本發明之例 裝--- ㈣'»背面之;it事項再填{马本頁) 示實施例之詳細說明應該連同補充的圖式一起被閱讀,其 中: 第1Α圖疋本發明之該金屬空氣燃料格電池組(peg)系 統之第一概略實施例之示意圖,其中該離子傳導介質是一 黏稠的電解液,該電解液係可以與該金屬燃料帶與該(等) 陰極結構相同的速度,在該離子傳導介質於系統操作期間 接觸該金屬燃料帶與該陰極結構之點之執跡處自由地移 動; 第1Β圖疋本發明之該(FCB)系統之第二概略實施例之 示意圖,其中該離子傳導介質與該金屬燃料帶結合,並以 與該陰極結構大致相同的速度,在該離子傳導介質於系統 •線· 操作期間接觸該金屬燃料帶與該陰極結構之點之執跡處被 運送; 第1C圖是本發明之該系統之第三概略實施例之示意 圖’其中該離子傳導介質與該陰極結構結合,且以與該金 濟· 部 智 貝才 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 屬燃料帶大致相同的速度,在該離子傳導介質於系統操作 期間接觸該金屬燃料帶與該陰極結構之點之軌跡處被運 送; 第2圖是該FCB系統之第一例示實施例,其中該金屬 燃料帶被越過一具有一被施覆於其上的離子傳導介質塗料 (例如凝膠狀或固態膜)之旋轉的陰極圓柱,並且其中該系 23 496009
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 統之陽極接觸結構接合該金屬燃料帶之内部表面; 第2AII是部分脫離第2圖所示之本發明之圓柱的陰極 結構之透視圖’其中-離子傳導㈣施覆在該圓柱的陰極 結構表面上; 第2B圖是第2圖所示之該圓柱的陰極結構之橫載面 圖,沿著第2A圖之2B-2B線段截取; 第2C圖為顯示於第2圖之系統所使用之金屬燃料帶之 部份橫截面圖。 第3圖是該FCB系統之第二例示實施例,其中該金屬 燃料帶被越過一本發明之第二實施例之圓柱的陰極結構, 泫圓柱的陰極結構被以一與該金屬燃料帶之速度相等的角 速度驅動,並且其中該陽極接觸結構接合該金屬燃料帶之 内部表面,且該金屬燃料帶具有一被施覆於其上的離子傳 導塗料; 第3A圖是部分脫離第3圖所示之本發明之圓柱的陰極 結構之透視圖,其中該陰極結構被暴露在外界的環境中; 第3B圖是第3圖所示之該圓柱的陰極結構之橫裁面 圖,沿著第3A圖之3B-3B線段載取; 第3C1圖是可以在第3C圖之系統中被使用的金屬燃料 帶之第一形式之一部段的橫戴面圖,係顯示一被施覆至一 金屬燃料之薄層表面的離子傳導膜層; 第3C2圖是可以在第3C圖之系統中被使用的金屬燃料 帶之第二形式之一部段的橫截面圖,係顯示一包含有一離 子傳導介質與金屬燃料顆粒的基質材料; 本紙張尺度適用中國國家標準(CN’S)A4規格(210 x 297公髮)
--------訂---------線 f rr-t^ci、背面之:1¾ 事項再mrrVT 本 IC 24
♦ •經賞部智,^-財產局員工消費合作社印製 496009 五、發明說明(21) 第4圖是該FCB系統之第三例示實施例,其中金屬燃 料帶被越過該系統之圓柱的陰極結構,該圓柱的陰極結構 係被以=與該金屬燃料帶之速度相等的角速度驅動並具有 一被施覆於其上的離子傳導塗料’並且其中該陽極接觸結 構接合該金屬燃料帶之外部表面; 第4 A圖疋部分脫離第4圖所示之本發明之圓柱的陰極 結構之透視圖,其中該陰極結構具有一被施覆於其上的離 子傳導塗料; 第4B圖是第3圖所示之該圓柱的陰極結構之橫戴面 圖,沿著第4A圖之4B-4B線段截取; 第4C圖是可以被第4圖之該系統中被使用的金屬燃料 帶之一部段之橫截面圖; 第5圖是該FCB系統之第四例示實施例,其中金屬燃 料帶越過第四實施例之該FCB系統之圓柱的陰極結構,該 圓柱的陰極結構係被以一與該金屬燃料帶之速度相等的角 速度驅動並具有一被施覆於其上的離子傳導塗料,並且其 中該陽極接觸結構接合該金屬燃料帶之外部表面且該金屬 燃料帶具有一被施覆於其上的離子傳導塗料; 第5 A圖是部分脫離第5圖所示之本發明之圓柱的陰極 結構之透視圖,其中該陰極結構被暴露在外界的環境中; 第5B圖是第5圖所示之該圓柱的陰極結構之橫截面 圖’沿著第5A圖之5B-5B線段截取; 第5C1圖是可以在第5C圖之系、统中被使用的金屬燃料 帶之第一形式之一部段的橫戴面圖,係顯示一被施 一 裝--------訂---------線
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496009 Λ: ----------B:_ 五、發明說明(22) 金屬燃料之薄層表面的離子傳導膜層; 第5C2圖是可以在第5C圖之系統中被使用的金屬燃料 帶之第二形式之一部段的橫截面圖,係顯示一被包含在_ 包含有金屬燃料顆粒的基質材料中的離子傳導介質: 第6圖是該FCB系統之第五例示實施例,其中金屬燃 料帶被越過第二實施例之該FCB系統之圓柱的陰極結構, 該圓柱的陰極結構係在一離子傳導傳送帶在該金屬燃料帶 與該圓柱的陰極結構之間被運送之時,被以一與該金屬燃 料帶之速度相等的角速度驅動,並且其中該陽極接觸結構 接合該金屬燃料帶之外部表面; 第6A圖是第6圖所示之該離子傳導傳送帶之橫戴面 圖; 第6B圖是可以在第6圖之該系統中被使用的金屬燃料 帶之第一形式之一部段之橫截面圖,其係以金屬燃料之薄 層的形式被實現; 第6C圖是可以在第6圖之該系統中被使用的金屬燃料 帶之第二形式之一部段之橫截面圖,其係藉由在一基質上 沉積金屬粉末與膠合劑被實現; 第6D圖是可以在第6圖之該系統中被使用的金屬燃料 帶之第三形式之一部段之橫載面圖,其係藉由浸透在一基 質材料中的金屬粉末被實現; 第7圖該FCB系統之第六例示實施例,其中金屬燃料 帶以與該陰極傳送帶結構大致相同的速度,在該離子傳導 膜層接觸該陰極傳送帶結構與該金屬燃料帶兩者之點之軌 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 297公釐)
Awn ^ 線. (巧叫气^^、背面之;1患事項再填^本頁) 26 五、發明說明(23) . 在自極傳②帶結構上的該離子料的固態膜層之 .^ h ’並且其中該馳接觸結構接合在該圓柱的支標 集與該陰極接觸結構之間的該金屬_帶之外部表面, ^陰極接觸結構被設置在相對該陽極支縣構處並接合 該陰極傳送帶結構之内部表面; 第7A圖疋第7圖所示之該陰極傳送帶結構之橫載面 圖; •經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •第则是可以在第7圖之該系統中被使用的金屬㈣ 帶之第一形式之—部段之橫載面圖,其係以金屬燃料之薄 層的形式被實現; 第7C圖是可以在第7圖之該系統中被使用的金屬燃料 帶之第二形式之-部段之橫載面圖,其係藉由將金屬粉末 與膠合劑沉積在一基質上而被實現; •第7D@是可以在第7圖之該系統中被使用的金屬燃料 π之第二形式之一部段之橫載面圖,其係藉由將金屬粉末 浸透在一基質材料中而被實現; 第8圖5玄FCB系統之第七例示實施例,其中金屬燃料 帶以與該陰極傳送帶結構大致相同的速度,在㈣子傳導 膜層接觸該陰極傳送帶結構與該金屬燃料帶兩者之點之執 跡處,在一陰極傳送帶結構上的該離子傳導的固態琪層之 上被運送,並且其中該陰極接觸結構接合該越過一圓柱的 陰極滾筒的陰極傳送帶結構之外部表面,且該陽極接觸結 構被設置在相鄰該圓柱的陰極滾筒處並接合該陰極傳送帶 結構之内部表面; 丨裝--------訂· 丨線· n n ft—
I n n , 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297么、髮 496009 Λ; B; 74 五、發明說明() 第8A圖是第8圖所示之該陰極傳送帶結構之撗截面 圖; 第SB圖是可以在第8圖之該系統中被使用的金屬燃料 帶之第一形式之一部段之橫截面圖,其係以金屬燃料之薄 層的形式被實現; 第8 C圖疋可以在第8圖之該系統中被使用的金屬燃料 帶之第二形式之一部段之橫載面圖’其係藉由將金屬粉末 與膠合劑沉積在一基質上被實現; 第8D圖是可以在第8圖之該系統中被使用的金屬燃料 帶之第三形式之一部段之橫截面圖,其係藉由將金屬粉末 浸透在一基質材料中而被實現; 第9圖是該FCB系統之第八例示實施例,其中具有被 施覆至其上的固態的離子傳導膜層之金屬燃料帶以與該金 屬燃料帶大致相同的速度,在該離子傳導膜層接觸該金屬 燃料帶與該陰極傳送帶結構兩者之點之軌跡處,在一陰極 傳送帶結構之上被運送,並且其中該陽極接觸結構接合在 違等陰極傳送帶運輸圓柱之間的該金屬燃料帶之外部表 面,且該陽極接觸結構被設置在相對於該等陰極傳送帶運 輸圓柱之間的該陽極接觸結構處,並接合該陰極傳送帶結 構之内部表面; 第9A圖是第9圖所示之該陰極傳送帶結構之橫戴面 圖; 第9 B圖是可以在第9圖之該系統中被使用的金屬燃料 帶之第一形式之一部段之橫戴面圖,其係以帶有一離子傳 本纸張尺度適用中國國家標準(CN,S)A4規格(210 X 297公釐) i_l n n 1·
訂---------線I 經脅部智慧財產局員工消費合作社印製 28 A: 發明說明( ♦ *經濟部智法財產局員工消費合作社印製 V膜層的金屬燃料之薄層的形式被實現.; 第9C圖是可n y # Λ r"! >5 以在第9圖之該系統中被使用的金屬燃料 可之第—形式之—部段之橫截面®,其係藉由將金屬粉末 與膠合劑沉積在一帶有一離子傳導層的基質上而被實現: 第圖疋可以在第9圖之該系統中被使用的金屬燃料 T之第三形式之一部段之橫截面圖,其係藉由將金屬粉末 浸透在一帶有—離子傳導層之基質材料中而被實現; 、第1 〇圖疋該FCB系統之第九例示實施例,其巾金屬燃 料帶以大致相同的速度,在該離子傳導傳送帶接觸該金屬 燃料帶與該陰極傳送帶結構兩者之點之執跡處,在一陰極 傳送帶結構之上被運送,並且其中該陰極接觸結構接合該 越過一陰極傳送帶輸送圓柱的陰極傳送帶結構之外部表 面,且該陽極接觸結構被設置在相鄰該陰極傳送帶運輸圓 柱處,並接合該陰極傳送帶結構之内部表面; 第10A圖是可以在第1〇圖所示的該系統中被使用之該 陰極傳送帶結構之第一形式之橫截面圖; 第10B圖是可以在第10圖所示的該系統中被使用之陰 極傳送帶結構之第二形式之一部段之橫截面圖; 第10C圖是可以在第1〇圖之該系統中被使用的金屬燃 料帶之第一形式之一部段之橫戴面圖,其係以金屬燃料之 薄層的形式被實現; 第10D圖是可以在第1〇圖之該系統中被使用的金厲燃 料帶之第二形式之-部段之橫戴面圖,其係藉由將金属粉 末與膠合劑沉積在一基質上而被實現; (^先:^^背面之;1患事項再填tr?本頁 •裝--------訂· •線 本紙張尺度過用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公g 7 29
發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印?衣 第10E圖是可以在第1〇圖之該系統中被使用的金屬燃 料帶之第一形式之一部段之橫截面圖,其係藉由將金屬粉 末浸透在一基質材料中而被實現; 第11圖疋本發明之該金屬空氣燃料格電池組(Peg)系 統之第一例不實施例之示意圖,其中多個陰極圓柱被旋轉 地t裝在一緊密的支撐固定物(即外殼)中,並且被儲存在 一匣體型盒中的金屬燃料帶在該被旋轉安裝的陰極圓柱之 表面上以一被設置在該金屬燃料帶與陰極圓柱之間的離子 傳導介質,在該離子傳導介質接觸每個陰極圓柱與金屬燃 料帶之點之軌跡處被運送; 第11A圖是在第i丨圖中所描述的該FCB系統之側視 圖,係顯示透過該緊密的支撐固定物該金屬燃料帶之行進 之路徑,及被安裝在其中的陰極與陽極接觸部件和帶路徑 導桿之位置,其中該離子傳導介質不是當作一黏稠的凝膠 被k覆至遠$疋轉的陰極圓柱或移動的金屬燃料帶,就是當 作一固態膜與該金屬燃料帶或移動的陰極圓柱結合,該離 子傳導介質以與該金屬燃料帶及移動的陰極圓柱大致相同 的速度,在該離子傳導介質於系統操作期間接觸該金屬燃 料帶與該陰極圓柱之點之執跡處被運送; 第12A圖是可以在第丨丨圖之該系統中被使用的金屬燃 料帶之第一形式之一部段之橫戴面圖,其係以金屬燃料之 薄層的形式被實現; 第12B圖是可以在第〗丨圖之該系統中被使用的金屬燃 料π之第二形式之一部段之橫截面圖,其係藉由將金屬粉 --------------------訂---------線 (4先^^背面之;1汔事項再填窵本1>
30 ^6009 A: 27、 ♦ *經濟部智法財產局員工消費合作社印製 五、發明說明( 末與膠合劑沉積在一基質上而被實現; 第12C圖是可以在第11圖之該系統中被使用的金屬燃 料可之第二形式之一部段之橫截面圖’其係藉由將金屬粉 末浸透在一基質材料中而被實現; 第12D圖是一在第11圖之系統中的陰極圓柱之橫戴面 圖’其中一離子傳導之固態膜層被施覆在該陰極圓柱的外 部表面上; 第13圖是本發明之該金屬空氣燃料格電池組(FcB)系 統之第二例示實施例之示意圖,其中多個陰極圓柱被旋轉 地安裝在一緊密的支撐固定物(即外殼)中,並且在一離子 傳導傳送帶結構以與該金屬燃料帶及該陰極圓柱之實質相 同的速度,在該離子傳導傳送帶接觸該等陰極圓柱與金屬 九、:料可之點之執跡處被運送時,被儲存在一 g體型盒中的 金屬燃料帶在該被旋轉安裝的陰極圓柱之表面上被運送,· 第13A圖是在第13圖中所描述的該FCB系統之側視 圖,係顯示相對於該離子傳導傳送帶結構透過該緊密的支 樓固定物該金屬燃料帶之行進之路徑,及被安裝在其中的 陰極與陽極接觸部件和帶路徑導桿之位置; 第14圖是被使用在第13圖之系統中的該離子傳導傳 送帶之一部段之橫戴面圖; ^第1 5 A圖是可以在第13圖之該系統中被使用的金屬燃 料f之第一形式之一部段之橫截面圖,其係以金屬燃料之 >專層的形式被實現; 第1 5B圖是可以在第丨3圖之該系統中被使用的金屬燃 ^--------^---------線 (^先^^背面之;1急事項再填{>;本頁)
31 496009 B: 五、發明說明(28) 料帶之第二形式之一部段之橫裁面圖,其係藉由將金屬粉 末與膠合劑沉積在一基質上而被實現; 第15(:圖是可以在第丨3圖之該系統中被使用的金屬燃 料帶之第三形式之一部段之橫截面圖,其係藉由將金屬粉 末浸透在一基質材料中而被實現; 第16圖是該FCB系統之第三例示實施例,其中該金屬 燃料帶以大致相同的速度,在該離子傳導介質接觸該金屬 燃料帶與該陰極傳送帶結構之點之軌跡處,在多個陰極傳 送帶結構之上被運送,並且其中每個陰極接觸結構接合該 陰極傳送帶結構之外部表面,且每個相對的陽極接觸結構 被設置在相對於該陰極接觸結構處; 第16A圖是第16圖所示之該FCB系統之側視圖; 第16B圖是在第16圖之該系統中所使用的一對陰極與 陽極接觸結構之部分剖面透視圖,係顯示以被設置在後兩 者之間的離子傳導介質接觸該陰極傳送帶結構與金屬燃料 帶; 第16C圖疋在第16B圖所示的該系統中所使用的一對 陰極與陽極接觸結構之部分剖面透視圖,係顯示以被設置 在後兩者之間的離子傳導介質接觸該陰極傳送帶結構與金 屬燃料帶; 第ΠΑ圖是可以在第16圖之該系統中被使用的金屬燃 ,帶之第一形式之一部段之橫截面圖,其係以金屬燃料之 4層的形式被實現,並且在其一側上以一離子傳導介質凝 膠或固態膜之薄層被塗覆; 297公釐) 訂 4 G氏張尺度適用準(CNS)A找格⑽ 32 ^yOVKJy Λ7
Φ *經賞部智^財產局員工消費合作社印製 、…17B圖是可以在第16圖之㈣統中被使用的金屬燃 料π之第二形式之_部段之橫截面圖,其係藉由將金屬粉 末與膠合劑沉積在一基質上而被實現,並且在其一側上以 一離子傳導介質凝膠或固態膜之薄層被塗覆; ^第17C圖疋可以在第丨6圖之該系統中被使用的金屬燃 料π之第三形式之一部段之橫截面圖,其係藉由將金屬粉 末/文透在-基質材料中而實豸,並且在其_側上以一離子 傳導介質凝膠或固態膜之薄層被塗覆; 第1 8圖疋供第16圖之該系統使用的陰極傳送帶結構 之第一形式之一部段之橫截面圖,一離子傳導的黏稠凝膠 在系統操作期間被施覆於該陰極傳送帶結構上,或是一離 子傳導的固態膜在製造期間被施覆於其上; 第19圖示該FCB系統之第四例示實施例,其中雙面的 金屬燃料帶在普通的固態、離子傳導傳送帶結構之上被運 送,該離子傳導傳送帶介質結構以大致相同的速度,在該 離子傳導傳送帶接觸該金屬燃料帶與該陰極傳送帶結構兩 者之點之執跡處,在多個陰極傳送帶結構之上依序被運 送,並且其中每個陰極接觸結構接合該陰極傳送帶結構之 外表面,且每個對應的陽極接觸結構被設置在相對於該陰 極接觸結構處; 第19Α是第19圖所示之該FCB系統之側面圖; 第19Β圖是在第19圖之該系統中所使用的一對陰極與 陽極接觸結構之部分剖面透視圖,係顯示該陰極與陽極接 觸結構相對於被設置在其之間的金屬燃料帶與該陰極傳送 ^--------^---------線
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五、發明說明(30) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印 帶結構被旋轉地安裝; 第20圖是該FCB系統之第五例示實施例,其中金屬燃 料帶以大致相同的速度,在該離子傳導膜塗料接觸該金屬 燃料帶與該陰極傳送帶結構兩者之點之執跡處,在多個陰 極傳送帶結構(每個陰極傳送帶結構被以一離子傳導膜塗 料塗覆)之上被運送,並且其中每個陰極接觸結構接合該 陰極傳送帶結構之外表面,且每個對應的陽極接觸結構被 設置在相對該陰極接觸結構之處; 第20A是第20圖所示之該FCB系統之側面圖; 第20B圖是在第20圖之該系統中所使用的一對陰極與 陽極接觸結構之部分剖面透視圖,係顯示以被設置在後兩 者之間的離子傳導介質接觸該陰極傳送帶結構與金屬燃料 -wt · ^, 第21圖是該FCB系統之第六例示實施例,其中雙面的 金屬燃料帶以大致相同的速度,在該離子傳導膜層接觸該 金属燃料帶與該陰極傳送帶結構兩者之點之軌跡處,在多 個陰極傳送帶結構(每個陰極傳送帶結構被以一離子傳導 膜塗料塗覆)之上被運送,並且其巾—對陰極接觸結構接 合-對陰極傳送帶結構之外表面’該對陰極傳送帶結構係 在隨著-接合該雙面的金屬燃料帶之陽極接觸部件而被放 入-對離子傳導傳送帶與雙面的金屬燃料帶之間: 第21A圖是在第24圖之該系統中所使用的一組陰極與 陽極接觸結構之部分剖面透視圖,係、顯示以被設置在後者 之間的雙面金屬燃料帶與離子傳導傳送帶接觸該等陰極傳 本纸張尺度刺巾關家鮮(CNS)A4祕⑵〇 X 297公爱1----- -34 - I --------訂---------線 (r叫-1¾¾背面之;1念事項再填{>;本頁} 496009 蠢濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 B: 五、發明說明(31) 送帶結構; 第22圖是該FCB系統之第七例示實施例,其中多個金 屬燃料帶之流線在多個陰極傳送帶結構之上同時地被運 送,並且在一接收盤上被同時地接收,以便在系統操作期 間減少金屬燃料帶之彎曲; 第23A圖是一運輸裝置之示意圖,其中本發明之發電 系統為了產生並供應電力至被電驅動的馬達之目的而被提 供,該馬達係連結至該運輸裝置之輪子上,並且其中備用 及混合式的的電源為了再充電該運輸裝置之FCB子系統中 的金屬燃料而被提供; 第23B圖為本發明之電力產生系統之示意圖,該系統 可表不為具有用以再充電該系統之FCB子系統内之金屬燃 料的輔助及併合電源的固定電力設備。 第24A圖是第一例示實施例之發電系統之示意圖,其 中一金屬空氣FCB子系統之網路被操作式地連接至一 Dc 電力匯流排結構,並且被一與一網路型的金屬燃料管理子 系統呈操作式連結狀態之網路控制子系統控制; 第24B圖是第二例示實施例之發電系統之示意圖,其 中第24A圖之輸出DC電力匯流排結構為了供應AC電力至 電氣負載,而藉由一DC至AC電力轉換器被操作式地連接 至一輸出AC電力匯流排結構; 第24C圖是被第24A與24B圖所示之網路型的金屬燃 料/金屬氧化物管理子系統所維持之基本資料結構之示意 圖;及 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ^---------線 二叫先^^背面之注芑事項再填3本1、; 35 496009
第25圖是顯示如何根據被一隨著時間增加之電氣負 載所要求之輸出電力需求增加,而使一額外的金屬空氣 FCB子系統能夠在其放電模式中運轉之座標圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 主·發明的例―示實施例之註細_ gg 本發明所教授的是在一金屬空氣FCB系統中以.大致相 同的速度,在該離子傳導介質接觸該等陰極結構與該金屬 燃料帶之點之軌跡處,運送該金屬燃料帶、(複數個)陰極 結構及離子傳導介質。此操作條件實質地減少在該金屬燃 料帶、陰極結構及離子傳導介質之間摩擦(例如剪應變)力 之產生。依序,此在這類的系統構件之間摩擦(例如剪應 變)力之減少導致一在;於系統操作期間被要求來運送該 等陰極結構、金屬燃料帶及離子傳導介質之電力數量;來 自金属燃料帶的金屬氧化物顆粒之剪應變與在該陰極之多 孔釔構中這類顆粒的埋入;及損壞被使用在該fcb系統中 的金屬燃料帶與該等陰極結構之可能性上的減少。在第ia 至ic圖中,此操作原理對於三個不同的fcb系統之設計被 示意地舉例。 本發明之該金屬2氣FCB系統之第一概略的實施例被 顯示於第1A圖中的參考數詞丨概括地描述。在本發明之此 概略的實施例中’該離子傳導介f (心)2被以_流體或 體狀的基質貫現,該基質係當該金屬燃料帶與該(等
本纸張尺度綱中關家標準(CNS)A4祕(21G X 297公爱7 --------^--------- 「先^^背面之;1总事項再填艿本頁) 36 496009
極結構以大致相同的速度在該等點之執跡處被運送時护 對於被使用在該系統中的該金屬燃料帶3與該等陰極、纟士構4 兩者可以自由地移動,該等點之軌跡係為該離子傳導介質 於帶放電與再充電循環期間接觸該金屬燃料帶與該陰極2 構之處。如圖所示,在該陽極接觸部件6與金屬燃料帶 陽極)3產生電氣接觸的同時,一陰極接觸部件$在系統操 作期間與陰極結構4產生電氣接觸。 ^ & 本發明之該金屬空氣FCB系統之第二概略的實施例被 參考數詞Γ概括地描述,並顯示在第1B圖中。在本發明之 此概略的實施例中,在該金屬燃料帶3、離子傳導介質2與 該(等)陰極結構4以大致相同的速度,在該離子傳導介質 在系統操作期間接觸該金屬燃料帶3與該陰極結構4兩者之 =之軌跡處被運送時,該離子傳導介質2被與該金屬燃料 帶3之表面接合(例如,以—被施覆於其上的凝膠狀或固態 的膜層之形式)。 一 •面之;1急寧項再填^本1、)
•經;2部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之该金屬空氣燃料格電池組(FCB)系統之第三 概略的實施例被顯示於在第1C圖中,並且被參考數詞广 概括地描述。在本發明之此概略的實施例中(例如,以一 被%覆於其上的凝膠狀或固態的膜層之形式),在該金屬 燃料帶3、離子傳導介質2與該(等)陰極結構4以大致相同 的速度,在該離子傳導介f在系統操作期間接觸該金屬燃 料帶與該陰極結構兩者之點之軌跡處被運送的同時。 有各式各樣的方法來實現每個這些該FCB系統之概略 的實化例巾的離子傳導介質。此外,有各種達成在每個這 線
本紙張尺度刺巾關家標準(CNS⑷規^;视公; 37 496009 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ: 發明說明(34) ί::::施例中的速度控制(即速度均等)之方法, :二構如何被實現而定,在本文中所揭露本發明之例示 =可以被分類成兩個群組之其中之一個,來簡化該相 對應的FCB系統之說明。 例如,在顯示於第2至印圖中之例示實施例之第一群 組,該陰極結構以-具有微小孔润在其表面中之可旋轉 的圓柱幾何形狀之結構與一空心的中心部份被實現,該中 二。的中c部份係可以運送空氣(即氧)至在該金屬燃料帶 與離子傳導介質之間的界面上。在顯示於第7至腸圖中 的例示實施例之第二群組中,該陰極結構以一具有極微小 的孔洞在其表面中之傳送帶結構被實現,來允許氧運送至 該金屬燃料帶與該離子傳導介質。被分類成這兩個群組的 FCB系統將在下文中詳細地說明。 —FCB系統之第一例示施實例 在顯示於第2至2C圖中的該FCB系統1〇之第一例示實 施例中,該陰極結構4以一具有一帶有微小孔洞丨2的空心 中心11Α之塑膠的圓柱結構η被實現,來允許氧運送至被 形成於被運送至其上的該金屬燃料帶13與該離子傳導介質 之間的界面上。如圖所示,一陰極部件丨4被安裝在該塑膠 的二〜圓柱之外部表面上。該陰極部件14由被埋在碳與催 化材料16中的鎳線網編織物15被製成。最好地,該金屬燃 料帶13在一對如在申請人之與本案共同申請的申請案第 09/074,337號中所教授的供應與接收盤之間被運送。此 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) t--------tl---------線, ':1-1父|-3背面,/:1意事項再填艿本頁) 38 496009 Λ: B;
濟 部 智 W 產 局 消 費 合 社 印 製 35 五、發明說明() 外’遠金屬燃料常可以利用任何於申請案第〇 9 / 〇 7 4,3 ^ 7號 中所教授的技術被製備。 倘若該陰極圓柱11在一金屬燃料帶放電子系統之中 被使用,接著被含裝在被揭露於與本案共同申請的申請案 第09/074,337號中的該金屬燃料帶放電子系統中之每個子 糸統可以被加入被示意地描述於第2圖中的該系統中。因 此,如在申請人之與本案共同申請的申請案第〇9/〇74,337 號與第08/944,507號中所教授者,顯示於第2圖中的該陰 極圓柱11之内部部份可以被安裝有一排氧腔(被連接至一 空氣泵或氧源)、一個或多個p〇2感應器、一個或多個溫度 感應器、放電頭冷卻裝備及相似物,使得系統控制器22可 以控制在該陰極部件中的p02程度,以及可以在放電操作 期間維持該放電頭之溫度。 同樣地,倘右έ玄陰極圓柱1 1在一金屬燃料帶再充電 子系統中被使用,接著被含裝在被揭露於與本案共同申請 的申請案第09/074,337號中的該金屬燃料帶再充電子系統 中之每個子系統可以被加入在第2圖中被示意地描述之該 系統中。因此,如在申請人之與本案共同申請的申請案第 的/074,337號中所教授者,顯示於第2圖中的該陰極圓柱u 之内部部份可以被安裝有一排氧腔(被連接至一真空泵或 相似的元件)、一個或多個ρ〇2感應器、一個或多個溫度感 應器再充電頭冷卻裝備及相似物,使得系統控制器22可 以控制在該陰極部件14中的ρ〇2程度,以及可以於再充電 操作期間維持該再充電頭之溫度。
39 496009 Λ: B: 五、發明說明(36) 如第2圖所示,該陰極圓柱η在其旋轉軸周圍以一被 一陰極驅動單元1 7所控制的角速度被旋轉。如圖所示,該 陰極驅動單元17具有一附有一齒輪19之驅動軸18,該齒輪 係接合开》成在圓柱結構11之邊緣上的齒。該金屬燃料帶在 該圓柱形的陰極部件14之表面上藉由可在放電與再充電期 間操作的燃料帶運輸器21被運送。該陰極驅動單元17與該 燃料帶運輸器2 1被一系統控制器22控制,使得該金屬燃料 帶13、該陰極結構14及離子傳導介質以大致相同的速度, 在該離子傳導介質接觸該金屬燃料帶與該陰極結構之點之 執跡處被運送。藉由控制在該金屬燃料帶、離子傳導介質 與該圓柱形的陰極結構之間之相對應的移動,該系統控制 器22有效地將在前三者之間的摩擦(例如剪應變)力之產生 減至最小,並且因此解決與這類力有關的問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一般說來,在該陰極結構、離子傳導介質及金屬燃 料帶之間的速度控制可以在第2圖之該FCB系統中以各種 的方法來被達成。例如,其中一個方法是利用一也用來運 送該金屬燃料帶13(例如,在一匣體型元件中的供應與接 收盤或毅之間)的傳送帶來驅動該圓柱的陰極結構丨丨。另 一個方法是當利用一與該第一組的Dc控制馬達同步的第 二組DC控制馬達來驅動該燃料匣體元件之供應與接收轂 時,利用一第一組的DC控制馬達來驅動該圓柱形的陰極 結構11。 一般而言,在大多的應用中所希望的是,安裝多對,, 可旋轉”的陰極與陽極接觸部件在第2圖之該系統之該圓柱 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) A:
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在f放電操作期間該富氧的空氣被允許流過被形成 於該陰極結構中的孔洞12,並且到達在離子傳導介質(例 如電解液)30與該金屬燃料帶之間的界面。 五、發明說明( 在第2圖所不的例示實施例中,該離子傳導介質3〇以 一以一薄膜的形式被施覆在該陰極圓柱11之外部表面上的 離子傳導流體或黏稠的凝膠被實現。該離子傳導流體/,凝 膠30可以連續或間斷方式其中之一而被施覆至該陰極部 件或金屬燃料帶之表面,來確定離子傳導介質在系統操作 期間被充足地再填滿,並且因此在該離子傳導介質與金屬 燃料帶之間的界面上維持一最佳的氫氧離子濃度之程度。 顯者地,該離子傳導膜層之該被要求的厚度將隨著不同的 應用而變化,但是通常將會視一些因素而定,該等因素係 包括,例如,該離子傳導介質之導電性、在放電操作期間 期望被該FCB系統產生的電流、該陰極部件之表面積及相 似的因素。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 離子傳導流體/凝膠30可以利用下列的配方製成。一 莫耳的氫氧化鉀(KOH)與一莫耳的氣化鈣被溶解在1〇〇克 的火中。ό亥KOH之功能是用來提供一氫氧離子之來源, 反之氣化鈣的功能是當作一吸溼劑。此後,二分之一莫耳 的聚氧化乙烯(ΡΕΟ)當作一離子載體被加入該混合物中。 该混合物接著被調合約1〇分鐘。其後,一凝膠劑,0」莫 耳的纖維素甲氧羧酸被加入該調合的混合物中。該配方導 適σ用於§亥F C Β系統之該陰極部件14或金屬燃料帶13 之表面的離子傳導凝膠之產生。 42 496009
另一方面,離子傳導介質3〇可以被以-被施覆至贫 圓柱形的陰極結構14之外部表面或該金屬燃料帶之㈣表 面之固態的離子傳導膜實現。在本發明之此變換的實施例 中,該固態的離子傳導膜可以利用下述的下列配方中的其 中之一在該陰極部件或金屬燃料帶上被形成。 ♦ "經濟部智各財產局員工消費合作社印製 根據第—配方,―莫耳的氫氧㈣,其係當作氫氧 化物之來源與〇. 1莫耳的氣化辦,係當作—吸澄劑,被 溶解在60毫升的水與40亳升的四氫呋喃(thf)之被混合的 溶劑中。此後,-莫耳的PE〇當作_離子載體被加至妓 合物中。接著,該所得的溶液(例如混合物)當作一厚獏被 澆注(即塗覆)至該陰極部件14之外部表面上,或當作一厚 膜被澆注至該金屬燃料帶13之下側表面上,無論是哪一個 可能的情況。利用上述的組成,離子傳導膜可以被以約 〇.2nm至約〇.5nm範圍的厚度得到。由於在該被施覆的膜 塗料中之該被混合的溶劑(即水與THF)被允許蒸發,一離 子傳導固態膜在該陰極部件14之外部表面,或在該金屬燃 料T之下側表面上被形成,無論是哪一個可能的情況。 根據第二配方,一莫耳的K0H與〇·丨莫耳的氣化鈣被 溶解在60毫升的水與40毫升的四氫呋喃(71^)之被混合的 溶劑中。該KOH之功能是當作一離子來源,而該氣化鈣 之功能是當作一吸濕劑。其後,一莫耳的聚氣乙烯(pvc) 以足夠產生一凝膠狀物質的量被加至該溶液中。該溶液接 著當作一厚膜被澆注(即塗覆)至該陰極部件14之外部表面 上’或當作一厚膜被澆注至該金屬燃料帶13之下側 二^^背面之;1.立芯事項再填巧本頁) ;裝--------訂· •線·
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上,無論是哪一種可能的情況。利用上述的組成,離子傳 導族可以被以約〇.2nm至約0.5細範圍的厚度得到。由於 在該被施覆的塗料中之該被混合的溶劑(即水與THF)被允 許蒸發’-離子傳導固態膜在該陰極部㈣之外部表面, 或在該金屬燃料帶之下側表面上被形成,在可能情況之情 形下。 當使用如上述的離子傳導介質30時,將是必要的是, 提供W達成在(1)該離子傳導層3〇與該金屬燃料帶 13,及(2)該離子傳導介質3〇與該可移動的陰極圓柱丨丨之 間的”潤濕”之手段。其中之-達成潤濕之方式理應是在系 統操作期間連續或間歇地施覆一水(H2〇)塗料與/或電解液 補充溶液至該金屬燃料帶13(與/或離子傳導介質3〇)之表 面,來允許在該金屬燃料帶13與該離子傳導介質3〇之間, 以及也在該可移動的陰極圓柱丨丨與該離子傳導介質3〇之間 有一充分的離子運送之程度。顯著地,被施覆至該金屬燃 料帶(與/或該離子傳導介質)的水塗料之厚度將視該金屬 燃料帶之運送速度及其水之吸收性質等而定。在第2圖所 不的例示實施例中,該金屬燃料帶13與/或離子傳導介質3〇 之潤濕可以利用敷料機54與配料機構55被進行。然而,被 了解的是,其他潤濕該金屬燃料帶13(13,,13,,)與/或離子 傳導介質30之方法由於極好的結果而可能被使用。 雖然被示意地描述在第1圖中與上述的例示實施例為 了在單一陰極/單一陽極型應用中的使用而被顯示,被了 解的是’此類系統實施例可以容易地修改來包括多個被形 標準規格__(_210 x 297 公餐)--- -44 - 4 土)^^背面之;1意事項再填寫本貝) 訂---------線i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ,經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496009 Λ7 ______B7_ ^ 41 五、發明說明() 成在該塑膠的支撐圓柱11周圍之絕緣陰極部件,該支撐圓 r * 柱係供在上述申請人之與本案共同申請的申請案第 * 09/074,又37號與第08/944,507號中所教授的多軌金屬燃料 帶之形式一起使用。此類系統修改之主要的優點是將可能 以各種被特別的電氣負載所要求的輸出電壓強度傳送電 力。 M fcb系統之第二例示實施例 在第2至2C圖所示的該FCB系統之第二例示實施例 中,係與第2圖所示的FCB系統相似,除了在第3圖之該FCB 系統中所使用的金屬燃料帶具有一被施覆於其下側表面上 的固態離子傳導塗料31,而不是在如第2圖所示的該陰極 結構之外部表面上。 在本發明之此父替的實施例中,在第3圖之該fcb系 統中所使用的該金屬燃料帶可以各式各樣的方式被實現。 如第3C1圖所示,第一形式之金屬燃料帶13,藉由施覆一離 子傳導凝膠或凝膠狀(即固態)層31至金屬燃料薄層32被形 成。如第3C2圖所示,第二形式的金屬燃料帶13,,藉由收 置一離子傳導介質33與金屬燃料顆粒34在一基質材料35中 而被形成。用以製備這類形式的金屬燃料被說明於與本案 共同申請的申請案第〇9/〇74,337號中。 之第三例示實施例 第4至4C圖所示的該FCB系統之第三例示實係 ^--------^---------線 f χ^背面之;1意事項再填艿木頁)
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五、發明說明(42) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 與第1圖所不的該FCB系統相似,除了該可旋轉的陽極接 觸部件25被配置成與該金屬燃料帶13之外部表面產生電氣 接觸。因此,流過第4圖之該FCB系統中所使用的金屬燃 料帶之電流之路徑將會與流過第2圖之該FCB系統中所使 用的金屬燃料帶之電流之路徑不同。所有其他方面,第4 圖之該FCB系統與第2圖之該FCB系統相似。 望FCB系統之第四例示實施例 第5至5C2圖所示的該FCB系統之第四例示實施例, 係與第3圖所不的FCB系統相似,除了該可旋轉的陽極接 觸部件25被配置成與該金屬燃料帶13,,13,,之外部表面產 生電氣接觸。因此,流過第5圖之該FCB系統中所使用的 金屬燃料可13’,13”之電流之路徑將會與流過第3圖之該 FCB系統中所使用的金屬燃料帶之電流之路徑不同。所有 其他方面,第5圖之該FCB系統及其實施例與第3圖之該 FCB系統及其實施例相似。 1玄F C B糸統之第五例示實施例 在第6圖中,本發明之該FCB系統之第五例示實施例 被顯不。在此例示實施例中,該離子傳導介質被以一在一 傳送f運輸圓柱與一第2,3,4與5圖所示的一般型的陰極圓 柱之間轉動的離子傳導傳送帶結構實現。 如第6圖所示該陰極傳導傳送帶35被旋轉地支撐在如 上述的陰極圓柱11與-由塑勝或其他不導電的材料所製成 訂---------線* (^乇^^背面之;1总字項再填寫本頁、) 46 496009
五、發明說明( 43, ♦ 的傳送帶運輸圓柱36之間。如圖所示,一金屬燃料帶^之 供應源在一對如在申請人之與本案共同申請的申請案第 〇9/074,i37號中所教授的供應與接收盤之間的離子傳導傳 送帶35之上被運送。 倘若該陰極圓柱11在一金屬燃料帶放電子系統中被 使用’接著被含裝在與本案共同申請的申請案第 〇9/074,337號中所揭露的該金屬燃料帶放電子系統中的每 個子系統可以被加入被示意地描述於第6圖中的該系統 中。因此,如在申請人之與本案共同申請的申請案第 〇9/〇74,337號與第08/944,507號中所教授者,第6圖所示的 陰極圓柱11之外部部分可以安裝有一排氧腔(被連接至一 空氣泵或氧來源)、一個或多個p〇2感應器、一個或多個溫 度感應器、放電頭冷卻裝備及相似物,使得系統控制器22 可以控制在該陰極部件14中的p〇2程度,以及可以在放電 操作期間維持該放電頭之溫度。 類似地,倘若該陰極圓柱n在一金屬燃料帶再充電 子系統中被使用,接著被含裝在被揭露於與本案共同申請 的申請案第09/074,337號中的該金屬燃料帶再充電子系統 中之每個子系統可以被加入被示意地描述在第2圖中的該 系統中。因此’如在中請人之與本案共同φ請的中請案第 〇9/〇74,337號中所教授者,第6圖所示的該陰極圓柱η之 内部部份可以被安裝有一排氧腔(被連接至一真空泵或相 似的元件)、一個或多個ρ〇2感應器、一個或多個溫度感應 益、再充電頭冷卻裝備及相似物,使得系統控制器22可以 Κ--------^---------線 (『叫先¾¾背面之:it事項再填{:-?本3 ^;§¥智.%財產局員工消費合作社印製 47 Λ: -- 五、發明說明( 控制在該陰極部件14中的p〇2程度,以及可以於再充電操 作期間維持該再充電頭之溫度。 如第6圖所示’在該傳送帶運輸圓柱3 6以一被控制的 角速度藉由一驅動單元39被旋轉的同時,該陰極圓柱丨丨以 一被控制的角速度藉由一陰極驅動單元38被旋轉。該金屬 燃料帶13在該離子傳導傳送帶35之表面與陰極圓柱n上藉 由帶運輸機構21之操作在放電與再充電操作期間被運送。 該驅動單元38與39即帶運輸器21被系統控制器22控 制,使得該金屬燃料帶13、離子傳導傳送帶35及該陰極圓 柱η被維持在大致相同的送度及該離子傳導傳送帶35於系 統操作期間接觸該金屬燃料帶13與該陰極圓柱丨丨之點之軌 跡處。藉由控制在該金屬燃料帶13、離子傳導傳送帶結構 35及圓柱型的陰極結構丨丨之間的相對移動,該系統控制器 22有效地將在前述三者之間的摩擦力之產生減至最小,並 且因此縮小使該陰極部件14與金屬燃料帶13損壞之可能 性。 一般說來,速度控制可以在第6圖之該fcb系統以各 種的方法來被達成。例如,其中一個方法可能是利用一也 用來運送該金屬燃料帶13之供應源(例如,在一匣體型元 件中的供應與接收盤或r又之間)的傳送帶狀之結構來驅動 該陰極圓柱11及運輸圓柱36。另一個方法是當利用一與該 第-對DC控制馬達同步的第二對此控制馬達來驅動㈣ 料E體元件之供應與接收毅時,以一對此控制馬達來驅 動該陰極圓柱11與運輸圓柱36。
面 :.主 意 項 再 If 本 . 頁 I ^ I I 訂 經 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 48 496009
一般而言,在大多的應用中所希望的是,安裝多對,, 可旋轉”的陰極與陽極接觸部件在第6圖之該系統之該陰極 圓柱的周圍。此類配置允許在該被產生的輸出電壓從每個 在該系統中之旋轉的陰極之最大的集流。然而,為了解說 五、發明說明( 4 -經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之清晰度,只有單獨一對陰極與陽極接觸部件被顯示成安 裝在第6圖中的陰極圓柱之周圍。 如第6圖所示,一導電的,,陰極接觸,,部件23藉由一對 支架被旋轉地支撐在每個該陰極圓柱丨丨之尾端上,使得當 孩陰極圓柱在其旋轉軸的周圍被旋轉時,該陰極接觸部件 23被配置成與在該陰極圓柱u之邊緣部分上的錄線網編織 物20電氣接觸。此外,一導電的,,陽極接觸,,部件乃藉由一 對支架26被旋轉地支撑,當陰極圓柱再其旋轉軸周圍被旋 轉時,該等支架係被配置在緊緊相鄰於該陰極圓柱處且與 該金屬燃料帶13之下側表面呈電氣接觸狀態。該陰極與陽 極接觸部件23與25被電氣地連接至在一輸出電力控制器” 被終止的導電體(例如導線)27與28。一電氣負載為了接收 -在該FCB系統中所產生的電力之供應源而被連接至該輸 出電力控制器29之輸出終端。 如第6圖所示,富氧的空氣被允許藉由被動擴散、或 稭由被一風扇、渦輪機或相似的結構所創造出的主動力作 用μ過穿過該圓柱形的陰極結構丨丨所形成之空心的中心膛 11Α在可放電彳呆作期間,該富氧的空氣被允許流過被形 成於該陰極結構中的孔洞12,並到達在該金屬燃料帶與離 子傳導傳送帶結構35之間的界面。
「〕^^背面之:1.总事項再填^本頁) 丨裝 --線· 49 496009 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A: 五、發明說明(46) 在第6與6A圖所示的例示實施例中,該離子傳導傳送 帶35可以被以具有離子傳導特性之可撓曲的傳送帶實現。 此類的傳送帶可以由一具有一多孔結構的開孔聚合材料製 成,並且以一能夠支撐在該FCB系統之陰極與陽極結構之 間的離子運送之離子傳導材料(例如K〇H)被浸透。一般而 言,將會有許多製造該離子傳導傳送帶的方式。為了例示 之目的,兩個配方被說明於下。 根據第一配方,一莫耳的KOH與〇·ι莫耳的氣化鈣被 溶解在60毫升的水與40毫升的四氫呋喃(THF)之被混合的 溶劑中。KOH之功能是當作一氫氧離子來源,反之氣化 鈣是當作一吸濕劑。此後,一莫耳的PE〇被加至該混合物 中。接著,該溶液當作一厚膜被洗注(即塗覆)至由聚乙烯 醇(PVA)型的塑膠材料所製成的基質上。此材料已經發現 可以與PEO配合的很好,雖然預期其他具有一表面張力較 該膜材料高之基質材料應該進行如可接受的結果般。由於 該被混合的溶劑從該被施覆的塗料蒸發,一離子傳導固態 膜片(即厚膜)在該PVA基質上被形成。藉由從該pvA基質 上剝去該固態膜片,-固態的離子傳導膜片或膜被形成。 ,用上述的組成’可能形成具有_厚度範圍約為〇2至〇5 毫米的離子傳導膜。接著,該固態膜片可以被剪成一形成 一可在兩個或多個旋轉圓柱關運送的傳送帶狀結構所要 求的形狀。該被成型的膜片之尾端可以藉由一黏合劑、超 音波焊接'適當的接合件或相似物被聯接,來形成在本發 明之該FCB系統中使用之固態的離子傳導傳送帶結構 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公复) 訂---------線赢 α,»背面二:1¾事項再填艿本頁) 50
496009 發明說明( 根據第一配方’一莫耳的KOH與0.1莫耳的氣化妈被 溶解在60毫升的水與40毫升的四氫呋喃(THF)之被混合的 溶劑中。-該KOH之功能是當作一氫氧離子來源,而該氣 化鈣之功能是當作一吸濕劑。其後,一莫耳的聚氣乙烯 (pvc)被加至該混合物中。接著,該所得的溶液當作一厚 膜被澆注(即塗覆)至由聚乙烯醇(PVA)型的塑膠材料所製 成的基質上。此材料已經發現可以與Pvc配合的很好,雖 然預期其他具有一表面張力較該膜材料高之基質材料應該 進行如可接受的結果般。由於該被混合的溶劑從該被施覆 的塗料蒸發,-離子傳導固態膜片(即厚膜)在該PVA基質 上被形成。藉由從該PVAM上剝去制顏片,一固態 的離子傳導膜片或膜被形成。利用上述的組成,可能形成 具有-厚度範圍約為0.2至〇·5毫米的離子傳導膜。接著, 該固態膜或膜片可以被剪成一形成一可在兩個或多個旋轉 的圓柱周圍運送的傳送帶狀結構所要求的形狀。該被成型 的膜片之尾端可以藉由一黏合劑、超音波焊接、適當的接 合件或相似物被聯接,來形成在本發明之該FCB系統中使 用之固態的離子傳導傳送帶結構35。 當使用上述的離子傳導傳送帶35時,將是必要的是, ,供-用以達成在⑴該離子傳導傳送帶35與該金屬燃料 可〗3(13,13 ) ’及(2)該離子傳導傳送帶35與該可旋轉的 陰極圓柱1 1之間的,,潤渴,,之年 ^ σ…之手奴。其中之一達成潤濕的方 式疋在系統操作期間連續或間歇地施覆-水(咖)塗料與/ 或電解液補充溶液至該金屬燃料帶13(與/或離子傳導傳送 國國家標準(CNSM4
--------訂------ HH^irt面之:i总事項再填{>·;本I) -線· -I I I I I I - 51 496009 Λ:
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,經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
施例 在第7圖中,本發明之FCB系統之第六實施例被顯示。 在此例不實施W中’ $移動的陰極結構以-在- S圓柱形 滾筒41與42之間滾動的陰極傳送帶結構4〇被實現,在該陰 極傳送帶結構上-金屬燃料帶13(13,,13,,)之供應源被運 % 迗〇 如第7圖所示,在一金屬燃料帶13(13,,13”)之供應源在 該陰極傳送帶結構4〇之上,並在一對如申請人之與本案共同 申-月的中凊案第G9/074,337號中所教授的供應與接收盤之間 被運送的同時’邊陰極傳送帶結構4〇被旋轉地支撐在被驅動 單tl38與39職的圓柱顧筒41與42之間。該驅動單元卿 39及金屬燃料帶運輸器21被系統控制器22控制,使得該金屬 燃料π 13(13’,13’’)與該陰極傳送帶結構4〇兩者之大致相同的 速度’在《子傳導介質於系統操作期間接觸該金屬燃料帶 4陰極結構之點之執跡處被維持。藉由控制在圓柱形滾筒 41與42之間的该金屬燃料帶與陰極傳送帶結構之間的相對移 動,該系統控制器22有$文地將在該金屬_帶與該陰極傳送 π結構之間的摩擦力之產生減至最小,並且因此縮小該金屬 燃料帶13之磨損與撕裂。 忒陰極傳送帶40在其表面中具有極微小的孔洞,以便允 。午氧運送至通過其上的陽極金屬燃料帶13(13,,13,,)。一種製 造可撓曲的陰極結構之較佳方法為將碳黑粉末(重量比為6〇%) 與諸如聚四氟乙烯乳膠體(來自Dupont之Τ-30)(重量比為 2〇 /〇)之接合材料及諸如二氧化鎂Μη〇2(重量比為2〇%催化
--------^---------線 (4叫乇^^背面之;1.意事項再填艿本頁) -53 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496009 ----' 1 B7 五、發明說明(5G) 材料摻合於〗〇〇毫升的水(溶劑)中,並加入重量比為2.0%之表 面活化劑(例如,來自Union Carbide之氚核),以便製造一稀 ’尼"接著-該稀泥被澆注或塗覆至該錄海綿狀物(或線網編織物 材料)之上。該被稀泥塗覆的鎳線網編織物接著被風乾約10 小時。其後,被乾燥的物件以2〇〇[碎/平方公分]的力量壓 縮’來形成具有一期望的孔隙度(例如3〇_7〇%)與厚度約為 0.5-0.6毫米之可撓曲的陰極材料。然而,被了解的是,該 陰極材料之厚度與孔隙度可以依據不同的應用而作變化。 該陰極材料接著以約28〇°C被燒結約2小時,來移除該溶劑 (即水),並提供一張可撓曲的陰極材料,其係接著可以被 剪成該期望的尺寸,以便在設計的過程中形成供該FCB系 統使用的陰極傳送帶結構。該等傳送帶之尾端可以藉由焊 接、接合器或其他相似物聯接,來在密閉的傳送帶結構周 圍形成一實際上無接縫的陰極表面。該鎳線網材料可以被 暴露在該陰極傳送帶4〇之該等尾端處,來准許陰極接觸部 件48在放電與再充電操作期間與其產生電氣接觸。 當使用上述的離子傳導介質53時,將必要的是,提 供一用以達成在⑴該離子傳導介質53與該金屬燃料帶 13(13’,13”),及(2)該離子傳導介質53與該可移動的陰極 傳送帶4G之間的,,潤濕,,之手段。其中之_達成龍之方式 理應是在系統操作期間連續或間歇地施覆一水(H 2 〇)塗料 至該金屬燃料帶(與/或離子傳導介質53)之表面,來允許 在該金屬燃料帶與該離子傳導介質53之間,以及也在該可 移動的陰極傳送帶40與該離子傳導介質„之間之一充分的 本纸張尺度適用中國國家標準(CN:S)A4規格(21〇 297公釐) --------^---------線 (>1?先^^背面二;1汔事項再班、艿本頁) 54 -經濟部智法財產局員工消費合作社印製 496009 Λ7 ---------— R二___ 五、發明說明(51) 離子運送之私度。顯著地,被施覆至該金屬燃料帶13 (與 或忒離子傳導介質53)的水塗料之厚度將視該金屬燃料帶 之運送速度及其水之吸收性質等而定。在第7圖所示的例 示貫施例中,該金屬燃料帶與/或離子傳導介質53之潤濕 可以利用敷料機54與配料機構55被進行。然而,被了解的 是,其他潤濕該金屬燃料帶與/或離子傳導介質53之方法 由於極好的結果而可能被使用。 一般說來,速度控制在第7圖之該FCB系統中可以各 種的方法來被達成。例如,其中一個方法可能是以一也用 來運送該金屬燃料帶13(例如,在一匣體型元件中的供應 與接收盤或轂之間)的傳送帶結構來驅動運輸圓柱41與 42。另一個方法是當利用與該第一與第二Dc速度控制馬 達同步的一對DC控制馬達來驅動該燃料匣體元件之供應 與接收轂時,以第一對0(:控制馬達來驅動該運輸圓柱41 與42。其他達成速度控制的方法對於那些孰於此技者將會 變得顯而易見。 一般而&,在大多的應用中所希望的是,安裝多對,, 可旋轉,,的陰極與陽極接觸部件在第7圖之該系統之該陰極 傳送帶結構的周圍。此類配置將允許從該系統中的每個陰 極傳送帶結構以該被產生的輸出電壓有最大的集流。然 而,為了解說之清晰度,只有單獨一對的陰極與陽極接觸 部件被顯示成沿著第7圖之該陰極傳送帶結構被安裝。 如第7圖所示,一導電的,,陰極接觸,,部件料藉由一對 支架49被可旋轉地支撐,使得當該陰極接觸部件在運輸 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297么、爱) ^--------1---------^ (TT乇^^背面之注急事項再填^本頁) 55 496009 Λ: ----— Β:______ 五、發明說明(52) s 柱4^42之間被運送時,其被被配置成與在該陰極傳送帶 結構4 0之該邊緣部分上之被暴露的鎳線網編織物以呈電麥 接觸狀態。此外,-導電的,,陽極接觸,,部件5〇藉由_ = 架49在該金眉燃料帶13(13,,13,,)之上並相對於該陰極接觸 部件而被可旋轉地支撑,使得該陽極接觸部件與該金屬辦 料帶之下側表面產生電氣接觸,如第7圖所示。該陰極與 陽極接觸部件48與50被電氣地連接至在-輸出電力控制器 29被終止的導電體(例如導線)。為了接收在該系統中 所產生的電力之供應源,一電氣負載被連接至該輸出電力 控制器29之輸出終端。 倘右該陰極傳送帶40在一金屬燃料帶放電子系統之 中被使用,接著被含裝在被揭露於與本案共同申請的申請 案第09/074,337號中的該金屬燃料帶放電子系統中之每個 子系統可以被加入被示意地描述於第7圖中的系統中。因 此,如在申請人之與本案共同申請的申請案第 號與第08/944,507號中所教授者,第7圖所示沿其產生電 流之該陰極傳送帶結構4〇之一部份可以藉由一排氧腔(被 連接至一空氣泵或氧源)被包圍,並且具有一個或多個 感應器、一個或多個溫度感應器、放電頭冷卻裝備及相似 物,使得系統控制器22可以控制在該移動的陰極傳送帶結 構40之此部段中的p〇2程度,以及可以在放電操作期間維 持沿著該陰極傳送帶結構的該放電頭之溫度。 同樣地,倘若該陰極傳送帶結構40在一金屬燃料帶 再充電子系統中被使用,接著被含裝在被揭露於與本案共 本紙張尺度適用中國國私標準(CNS)A4規格(2】0 x 297么、髮) :!丨---------0 (^先^^背面之:1总事項再填寫本頁) n ϋ ϋ J^T· 11丨丨丨丨· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 56 496009 Λ: B: 53、 ♦ -經濟部智慧財產局員工消費合作社印?< 五、發明說明( 同申清的申請案第〇9/〇74,337號中的該金屬燃料帶再充電 子系統中之每個子系統可以被加入在第7圖中被示意地描 述之系統中。因此,如在申請人之與本案共同申請的申請 案第09/G74,337號與第G8/944,5G7號中所教授者,第7圖所 不其產生電力之該陰極傳送帶結構之一部份可以藉由一 排氧腔(被連接至一真空泵或相似的元件)被包圍,並且具 有一個或多個p〇2感應器、一個或多個溫度感應器、再充 電頭冷部裝備及相似物,使得系統控制器22可以控制在該 移動的陰極傳送帶結構40之此部段中的?〇2程度,以及可 以於再充電操作期严曰1,維持沿著該陰極傳送帶結構的該再 充電頭之溫度。 …如第7圖所示’在帶放電操作期間,富氧的空氣被允 許或強制流過被形成於該陰極傳送帶結構4〇中的孔洞Μ, 並到達在該金屬燃料帶13,,13”與離子傳導介質(例如電解 液凝膠)53之間的界面。於帶再充電操作期間,從該金屬 燃料帶與該料傳導介質(即電解液㈣)之間的界面逸出 的氧被允許或強制流過被形成在該陰極傳送帶結構中之微 小的孔洞2 1至外界環境中。 在第7與7A圖所示的例示實施例中,該陰極傳送帶处 構40之外部表面(即面對在其上被運送的金屬燃料帶)以— 固態的離子傳導膜53被塗覆,該離子傳導膜係能夠支樓在 該陰極傳送結構40與沿著該被運送的金屬燃料帶 13(13’,13’’)之該金屬燃料材料之間的離子運送。此方法允 許在此例示實施例之該FCB系統中之—較簡單的陰極傳 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公餐 — ί ί叫先父^-rr面之:1总事項再填寫本I > 57 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496009 Λ; 五、發明說明(54) 帶結構之使用。 另一個支撐在該陰極傳送帶結構4〇與該金屬燃料帶 13(13’,13”)之間的離子運送之交替的方法是,當該金屬燃 料帶正在該陰極傳送帶結構4〇上被運送時,施覆一離子傳 導凝膠(或液體)5 3之膜至該金屬燃料帶之下側表面丨3 a 上。此可以利用被設置在該金屬燃料帶13(13,,13”)之下的 敷料機54被達成,並且藉由被系統控制器22支配的配料機 55進料。在操作期間,一離子傳導凝膠”之薄層從敷料機 54在接觸該陰極傳送帶4〇的金屬燃料帶之表面上被設置。 _著地,該離子傳導膜層之被要求的厚度將根據不同的應 用而改變,但是通常將是一些因素而定,該等因素包括: ❹,該離子傳導介質之導電率、期望在放電操作期間藉 自該FCH统產生的電流、該陰極部件的表面積及該相似 的因素。 雖然第7圖所示的例示實施例為了單獨陰極/單獨陽 型的應用而被設計,被了解的是,此系統實施例可以被 易地修改來包括多個沿著該撓曲的陰極傳送帶結構被形 的絕緣陰極部件(多個軌),其係用以與多軌帶金屬燃料 一起使用,如上述申請人之與本案共同申請的申請案 08/944,507號中所教授之。 μ 在本發明之交替的實施例中,用以與第7圖之fcb 統—起使用的該金屬燃料帶可以各種不同的方法被實現 如第7B圖所示,第一形式的金屬燃料帶u以一金屬燃 材料(例如鋅)之薄層被形成。第7C圖所示的第二形式之 本紙張又度適用中國國家標準(C>:S)A4規格(21〇χ 297公釐 --------訂---------線 ττ.-^^^ΐ 面c'l急事項再45 衣 Ϊ、」 58 發明說明(55) 屬燃料帶13,藉由在一聚酯基質32上沉積一金屬粉末(例如 鋅粉末)與膠合劑(例如聚乙烯)31而被形成。如第7D圖所 二第一形式的金屬燃料帶13 ”藉由將金屬粉末3 3浸透在 一諸如聚氣乙烯PVC的基質材料34中而被形成。用以製備 這類形式的金屬燃料帶之技術被說明於與本案共同申請的 申請案第08/944,507號與第〇9/〇74,337號中。 在系統操作期間,該陰極傳送帶結構4〇以一被控制 的速度在該等運輸圓柱41與42之間被運送。同時,該金屬 燃料帶13(13,,13,,)之供應源在該陰極傳送帶結構4〇之上, 以該離子傳導介質接觸該金屬燃料帶與該陰極傳送帶結構 4〇之大致相同的送度被運送,並且該離子傳導介質允許在 沒有滑動或對該陰極傳送帶與金屬燃料帶造成損壞的情況 下發電。 座F C B系統之第七例示實施制 在第8圖中,相似於第7圖所示的pcB系統之該fcb系 統之第七例示實施例被顯示。在這兩個系統之間主要的不 同是在第8圖中,該陰極接觸部件48被置放在接近該運輸 圓柱41處,使得该陰極接觸部件接觸該導電的傳導結構 之外部表面,反之該陽極接觸部件5〇被置放在接近該陰極 接觸電極48處,並與正在該陰極傳送帶結構4〇上被運送的 金屬燃料帶13(13’,13”)之供應源之下側產生接觸。因此, 流過在第8圖之FCB系統中所使用的金屬燃料帶13〇3,, 13”)之電流路徑將與流過在第7圖之FCB系統中所使用 496009
經濟部智慧討產局員工消費合作社印4-J衣 金屬燃料帶13(13’,13’’)之電流路徑不同e所有其他方面 第8圖之FCB系統與第7圖之FCB系統相似。 該FCB系統之第八實施例 在第9圖中,相似於第7圖所示的fCB系統之該Fcb系 統之第八例示實施例被顯示。在這兩個系統之間主要的不 同是在第9圖中,該離子傳導介質以一形成在該金屬燃料 帶13(13’,13’’)之供應源之下側上的離子傳導層被實現。如 第9B圖所示,第一形式的金屬燃料帶58以一金屬燃料材 料(例如鋅)59之薄層被形成至一被分層的離子傳導層⑼之 上。第9C圖所示的第二形式之金屬燃料帶58,藉由在一聚 酯基質62上沉積一金屬粉末(例如鋅粉末)與膠合劑(例如 PVC)61而被形成在被分層的離子傳導層6〇,之上。如第9d 圖所示,第三形式的金屬燃料帶58,,藉由將金屬粉末63(例 如鋅粉末)浸透在一諸如PVC的基質材料64中而被形成在 一被分層的離子傳導層60之上。用以製備這類形式的金屬 燃料帶之技術被說明於與本案共同申請的申請案第 〇8/944,507號與第08/074,337號中。所有其他方面,第9圖 之FCB系統與第7圖之FCB系統相似。 該FCB系統之第允你丨示實施例 第10圖顯示本發明之FCB系統之第九實施例。在此實 施例中,該陰極結構以一在第一對圓柱形滾輪41與42之間 被運送的傳送帶結構40被實現,該第一對圓柱形滾輪子係 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 29*7公釐) . --------^---------線 60 ,經*部智慧財產局員工消費合作社印制农 496009 A: ' -----— ___ .五、發明說明(57) ^ ' .· 卩與第7至则所示之方法相似的方式個別地被驅動置元 37與38驅動。該離子傳導介質以_在運輸圓柱%與運輸圓 • ㈣之間被運送的離子傳導傳送㈣被實現,該等運輸圍 柱66與42係以與如第6圖所示之相似的方法被驅動單元w 與38個別地驅動。金屬燃料帶13(13 3 對如在中請人之與本案共同中請的中請案㈣== 與第09/074,337號中所教授的供應與接收盤之間的離子傳 導傳送帶結構35之上被運送。該驅動單元38、39與62以及 可驅動單7021被-系統控制器22控制,使得該金屬燃料帶 13、離子傳導傳送帶結構35與該陰極傳送帶結構仞之速 度,以在該離子傳導傳送帶結構35在系統操作期間,接觸 該金屬燃料帶與陰極傳送帶結構4〇之點之執跡處之大致相 同的速度被維持。藉由控制在該金屬燃料帶、離子傳導傳 适帶結構35與傳送帶結構40之間的相對移動,該系統控制 器將在前述三者之間的摩擦力之產生減至最小,因此與其 φ 有關的問題亦減至最少。 一般說來,速度控制在第丨〇圖之該FCB系統中可以各 種的方法來被達成。例如,其中一個方法可能是利用一也 被用來運送該金屬燃料帶13(例如,在一匣體型元件中的 供應與接收盤或轂之間)的傳送帶結構來驅動運輸圓柱 41、42與66。另一個方法是當利用與該第一組的]3(:速度 控制馬達同步之不同組的DC控制馬達來驅動該金屬燃料 匣體tl件之供應與接收轂時,以第一對的dc控制馬達來 驅動泫運輸圓柱41、42與66。其他達成在該FCB系統之可 本纸張尺度刺巾關家鮮(CNS)A4賴(21[) χ 297公爱) ----- 61 R--------^---------線 (ί叫先^^背面之;1汔事項再填^本頁) 496009 Λ; 五、發明說明(58) 移動構件之間的速度控制之方法對於那些孰於此技者將會 變得顯而易見。 一般而言’在大多的應用中所希望的是,安裝多對,, 可旋轉”的陰極與陽極接觸部件在第1〇圖之該系統之該陰 極傳送帶結構的周圍。此類配置將允許從該系統中的每個 陰極傳送帶結構以該被產生的輸出電壓有最大的集流。然 而,為了解說之清晰度,只有單獨一對的陰極與陽極接觸 部件被顯示在第10圖中。 如第10圖所示,一導電的,,陰極接觸,,部件48藉由一 對支架49被可旋轉地支撐,使得當該陰極傳送帶結構在運 輸圓柱41上被運送時,其被被配置成與在該陰極傳送帶結 構40之該外部邊緣部分上之被暴露的錄線網編織㈣呈電 氣接觸狀態。此外,-導電的,,陽極接觸,,部件观由一對 支架在該金屬燃料帶之上並相對於該陰極接觸部件而被 可旋轉地支撑,使得該陽極接觸部件與該金屬燃料帶 13(13’,13,,)之外側表面產生電氣接觸,如第_所示。該 陰極與陽極接觸部件48與50被連接至在一輸出電力控制器 29被終止的導電體(例如導線)。為了接收在該fcb系統中 所產生的電力之供應源,-電氣負載可以被連接至該輸出 電力控制器29之輸出終端。 當使用上述的離子傳導傳送帶35時,將是必要的是, 用以達成在⑴該離子傳導傳送帶與該金屬燃料帶 ^,13”),及(2)該離子傳導傳送帶35與該可移動的陰 極傳送帶狀間的”龍,,之手段。其中之 本纸張尺度適財關家鮮(CNS)A4規格⑵Q χ ----------# :r:^-:5'背面之:1急事項再填{^本頁} n n ϋ ϋ 訂---------線· 經濟却智楚財產局員工消費合作社印⑹衣 62 :經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
496009 A7 -------------B:__ •五、發明說明(59) —· 式理應是在系統操作期間連續或間歇地施覆-水(關塗 _ 料與/或電解液補総液至該金_料帶(與/聽子傳導傳 * ^帶)之表面,來允許在該金屬燃料帶與該離子傳導傳送 帶之間,以及也在該可移動的陰極傳送帶與該離子傳導介 質之間有-充分的離子運送之程度。顯著地,被施覆至該 金屬燃料帶(與/或該離子傳導傳送帶35)的水塗料之厚度 將視該金屬燃料帶之運送速度及其水之吸收性質等而定Γ 在第10圖所示的例示實施例中’該金屬燃料帶與/或離子 傳導傳送帶35之满濕、可以利用敷料機54與配料機構55被進 行然而,被了解的疋,其他潤濕該金屬燃料帶13( 13,,1 3”) 與/或離子傳導傳送帶35之方法由於極好的結果而可能被 使用。 倘若該陰極傳送帶40在一金屬燃料帶放電子系統之 中被使用,接著被含裝在被揭露於與本案共同申請的申請 案第09/074,337號中的該金屬燃料帶放電子系、統中之每個 子系統可以被加入被示意地描述於第丨〇圖中的該系統中。 因此如在申叫人之與本案共同申請的申請案第 〇9/074,337號與第〇8/944,507號中所教授之,第1〇圖所示 ⑺其產生電流的違陰極傳送帶結構4〇之一部份可以藉由一 排氧腔(被連接至一空氣泵或氧源)被包圍,並具有一個或 多個P〇2感應器、一個或多個溫度感應器、放電頭冷卻裝 備及相似物,使得系統控制器22可以控制在該移動的陰極 傳送帶結構40之此部段中的p〇2程度,以及在放電操作期 間可以維持沿著該陰極傳送帶結構的該放電頭之溫产。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2】〇χ 297公爱) --------^---------線 (吐叫先^^背面之;1总事項再填寫本5 63 496009 Λ; Β; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印刺衣 五、發明說明( 同樣地’倘若該陰極傳送帶結構40在一金屬燃料帶 再充電子系統裝被使用,接著被含裝在被揭露於與本案共 同申β月的申请案第〇9/〇74,337號中的該金屬燃料帶再充電 子系統中之每個子系統可以被加入在第1〇圖中被示意地描 述之該系統中。因此,如在申請人之與本案共同申請的申 請案第09/074,337號與第〇8/944,507號中所教授者,第10 圖所示沿其產生電流的該陰極傳送帶結構40之一部份可以 藉由一排氧腔(被連接至一真空泵或相似的元件)被包圍並 且具有一個或多個ρ〇2感應器、一個或多個溫度感應器、 再充電頭冷卻裝備及相似物,使得系統控制器22可以控制 在該移動的陰極傳送帶結構40之此部段中的ρ〇2程度,以 及於再充電操作期間可以維持沿著該陰極傳送帶結構的該 再充電頭之溫度。 如第10圖所示,在帶放電操作期間,富氧的空氣被 允許或強制流過被形成於該陰極傳送帶結構40中的孔洞 21,並到達在該金屬燃料帶與離子傳導傳送帶35之間的界 面。於帶再充電操作期間,從該金屬燃料帶與該離子傳導 傳运帶35之間的界面逸出的氧被允許或強制流過被形成在 該陰極傳送帶結構40中之微小的孔洞2丨而至外界環境中。 雖然第10圖所示的例示實施例為了單獨陰極/單獨陽 極型的應用而被設計,被了解的是,此系統實施例可以被 容易地修改來包括多個沿著該陰極傳送帶結構4〇而被形成 的絕緣陰極部件,其係用以與多轨的金屬燃料帶一起使 用,如上述申請人之與本案共同申請的申請案第 - --------^--------- (3先^^背面之;.14事項再填{:;?本頁) 64 496009
五、發明說明(61) •經濟部智%財產局員工消費合作社印製
本氏張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格 08/944,507號中所教授之。 在本發明之交替的實施例中,在第1G圖之fcb系托中 所使用的該金屬燃㈣可以各種不同的方法被實現。如第 1〇c圖所示,第—形式的金屬燃料帶13以_金屬燃料材料 (例如鋅)之薄層被形成。第10D圖所示的第二形式之金屬 燃料帶13,藉由在—聚酯基質32上沉積—金屬粉末(例如鋅 粉末)«合劑(例如PVC)3W被形成。如第跳圖所示, 第三形式的金屬燃料帶13”藉由將金屬粉末33(例如辞粉末) 浸透在-諸如PVC的基質材料34中而被形成。用以製備這 類形式的金屬燃料帶之技術被說明於與本案共同申請的申 請案第08/944,507號與第〇9/〇74,337號中。 在放電操作期間,當該離子傳導傳送帶結構35以一 被控制的速度在運輸圓柱41與42之間被運送時,該陰極傳 送帶結構40以一被控制的速度在運輸圓柱41與42之間被運 送。同時,該金屬燃料帶13(13,,13,,)之一連續的供應源在 »玄陰極傳送ττ結構40之表面上,以該離子傳導傳送帶結構 35接觸該金屬燃料帶與該陰極傳送帶結構4〇之點之軌跡處 之大致相同的送度被運送,而無損失。 主明之該FCB系統之更替實施例 已經說明本發明之實施例,數種有助於本發明之商 業的實施之修正也容易地想起。 為了消除利用複雜的機構來分別地驅動並主動地控 制在本發明之該系統中之該金屬燃料帶、可移動的陰極結 (210 x 297 ) 面 :篆 項 再 填 頁 65 496009 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A: 五、發明說明(62) 構及離子傳導介質之速度的需要,本發明也企圖創造_在 該金屬燃料帶與該離子傳導介質(例如料帶或被施覆的 凝膠/固、態膜)之間,及在該離子傳導介質(例如傳送帶或 被施覆的凝膠/固態膜)與該陰極結構(例如圓柱或傳送帶) 之間的液壓靜力的抗力(即液壓靜力的吸引力)之條件。^ 利用一機械(例如轉緊發條)、電氣或靠壓縮空氣地驅動·= 達,來只運送這些可移動的系統構件(例如,金屬燃料帶、 離子傳導介質或可移動的陰極結構)的其中之一時,此條 件透過該FCB系統將允許該金屬燃料帶、離子傳導介質及 可移動的陰極結構之一更有效的運送。此減少該系統之複 雜性以及製造該系統之成本。此外,其使該金屬燃料帶、 離子傳導介質及陰極結構能夠在該系統中在沒有產生顯著 的摩擦(剪應變)力情況下被移動,並且因此利用轉矩控制 (或電流控制)技術運送這些移動的構件,該等技術係藉由 被電氣放在條件在任何時間瞬間被設定的該輸出功率需求 被調節。 液壓靜力的抗力可以在這些系統之間藉由在系統操 作期間維持在該離子傳導介質與該金屬燃料帶之間,及兮 離子傳導介質與該可移動的陰極結構之間的表面張力之一 足夠的強度。 當使用上文中所揭露的離子傳導介質時,足夠的表 面張力可以在該FCB系統之三個主要的移動構件之間,藉 由連續或間歇地施覆一平坦的水(HA)塗料與/或電解液填 充溶液至該金屬燃料帶(與/或離子傳導介質)之表面上而 標準(CNS)A4 規格(210 X 297公釐) •------------€ (>|叫.气^^-背面之;1-意事項再填^本頁) 訂---------線秦 66 496009 •經濟部智丛財產局員工消費合作社印製 A: ____________B7 _五、發明說明(63) 被創造,使得在系統操作期間,,潤濕,,發生在⑴該離子傳 導介質與該金屬燃料帶,及(2)該離子傳導介質與該可移 動的陰極結構之間。顯著地,被施覆至該金屬燃料帶(與 或該離子傳導介質53)的水塗料與/或電解液補充溶液之厚 度將視該金屬燃料帶之運送速度及其水之吸收性質等而 定。每個在本文中所揭露的實施例中,該金屬燃料帶與/ 或離子傳導介質之潤濕可以利用本文之圖式所示的敷料機 54與配料機構55被進行。然而,被了解的是,其他潤濕該 金屬燃料帶與/或離子傳導介質之方法由於極好的結果: 可能被使用。 例如,在第4圖所示的例示實施例中,在該陰極圓柱 11上該離子傳導塗料3〇與該金屬燃料帶8之間歇或連續的 潤濕可以在上述兩者之間創造出足夠的表面張力,並且因 此可以創造足夠的液壓靜力阻力,在只有金屬燃料帶正被 其π運輸機構2 1積極地驅動之時,來使該陰極圓柱1 1能夠 以與該陰極圓柱呈接觸狀態的金屬燃料帶相同的速度被動 地移動(即旋轉)。在本發明此交替的實施例中,藉由系統 控制器22之速度均等及陰極圓柱驅動單元丨7之使用可以被 省略,但是仍然可以達成本發明之原理。此修正可以減少 該系統之複雜性以及其製造與維護之成本。 在第5圖所示的例示實施例中,在該金屬燃料帶8與 該陰極圓柱11上該離子傳導塗料3〇之間歇或連續的潤濕可 以在上述兩者之間創造出足夠的表面張力,並且因此可以 創造足夠的液壓靜力阻力,在只有金屬燃料帶正被其帶 (^先^^背面之;1意事項再填寫本頁) --裝 11111 · .線·
Κ張&度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱 67 496009 A: B: 五、發明說明(3 輸機構21積極地驅動之時’來使該陰極圓柱n能夠以與該 陰極圓柱呈接觸狀態的金屬燃料帶相同的速度被動地移動 (即旋轉)。在本發明此交替的實施例中,藉由系統控制器 22之速度均等及陰極圓柱驅動單元17之使用可以被省略, 但疋仍然可以達成本發明之原理。此修正可以減少該系統 之複雜性以及其製造與維護之成本。 在第6圖所示的例示實施例中,該金屬燃料帶 13(13’,13”)、離子傳導傳送帶35及該陰極圓柱η之間歇或 連續的潤濕可以在上述三者之間創造出足夠的表面張力, 並且因此可以創造足夠的液壓靜力阻力,在只有該金屬燃 料帶13正被其帶運輸機構21積極地驅動之時,來使該陰極 圓柱11、傳送帶運輸圓柱36及該離子傳導傳送帶35能夠以 與上者呈接觸狀態的金屬燃料帶之相同的速度被動地旋 轉。在本發明此交替的實施例中,藉由系統控制器22之速 度均等及圓柱驅動單元38與39之使用可以被省略,但是仍 然可達成本發明之原理。另一方面,也許可能的是,在某 些實例中,積極地驅動該離子傳送帶35並准許該陰極圓柱 11及金屬燃料帶13以與上者呈接觸狀態的離子傳送帶35相 同的速度被動地移動。在兩種形況下,這類的修正將會減 少該系統之複雜性以及其製造與維護之成本。 在第7圖所示的例示實施例中,在陰極傳送帶40上該 金屬燃料帶13(13’,13”)及離子傳導介質53之間歇或連續的 潤濕可以在上述兩者之間創造出足夠的表面張力,並且因 此可以創造足夠的液壓靜力阻力,在只有該金屬燃料帶i 3 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ 297么、复) -ηΗΗνΓ^-ΐ®之;1*)事^再填^本1、) 訂---------線在 經濟部智慧时產局員工消費合作社印製 68 496009 ♦ •經濟部智祛財產局員工消費合作社印製 A: 五、發明說明( 正被其帶運輸機構21積極地驅動之時,來使該陰極傳送帶 40、傳送帶運輸圓柱41及該離子傳導傳送帶42能夠以與上 者呈接觸狀態的金屬燃料帶13相同的速度被動地旋轉。在 兩種形況下,這類的修正將會減少該系統之複雜性以及其 製造與維護之成本。 在第8圖所示的例示實施例中,在陰極傳送帶4〇上該 金屬燃料帶13(13,,13,,)及該離子傳導介質53之間歇或連續 的潤濕可以在上述兩者之間創造出足夠的表面張力,並且 因此可以創造足夠的液壓靜力阻力,在只有該金屬燃料帶 13正被其帶運輸機構21積極地驅動之時,來使該陰極傳送 帶40、傳送帶運輸圓柱41及該離子傳導傳送帶42能夠以與 上者呈接觸狀態的金屬燃料帶丨3相同的速度被動地旋轉。 在本發明此交替的實施例中,藉由系統控制器22之速度均 等及圓柱驅動單元38與39之使用可以被省略,但是仍然可 達成本發明之原理。另一方面,也許可能的是,在某些實 例中,積極地驅動該陰極傳送帶4〇並准許該金屬燃料帶^ 3 以與該陰極傳送帶及該金屬燃料帶呈接觸狀態的離子傳導 u質53相同的速度被動地移動。在兩種形況下,這類的修 正將會減少該系統之複雜性以及其製造與維護之成本。 在第9圖所示的例示實施例中,在該金屬燃料帶 ^(13^133上該陰極傳送帶4〇與該離子傳導介質53之間歇 或連續的潤濕可以在上述兩者之間創造以夠的表面張 力,並且因此可以創造足夠的液壓靜力阻力,在只有該金 屬燃料帶13正被其帶運輸機構21積極地驅動之時,來使該 ^--------^--------•線 (T?-;HH;r^vr.面之:14事項再填^本5
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陰極傳送帶40、傳送帶運輸圓柱41及該離子傳導傳送帶42 能夠以與上者呈接觸狀態的金屬燃料帶13相同的速度被動 地旋轉在本發明此交替的實施例中m統控制器22 之速度均等及圓柱驅動單元38與39之使用可以被省略,但 是仍然可達成本發明之原理。另一方面,也許可能的是, 在某些貫例中,積極地驅動該陰極傳送帶4〇並准許該離子 傳導介質53(及該金屬燃料帶13)以與該離子傳導介質兄呈 接觸狀態的陰極傳送帶4〇相同的速度被動地移動。在兩種 形況下,廷類的修正將會減少該系統之複雜性以及其製造 與維護之成本。 五、發明說明(66) 蠍 >.4叫先’:^^^面之;1-汔事項再填??本頁) 在第10圖所示的例示實施例中,在陰極傳送帶4〇上 該金屬燃料帶13(13,,13,,)及該離子傳導傳送帶35之間歇或 連續的潤濕可以在上述兩者間創造出足夠的表面張力,並 且因此可以創造足夠的液壓靜力阻力,在只有該金屬燃料 帶13正被其帶運輸機構21積極地驅動之時,來使該陰極傳 达帶40、陰極傳導傳送帶35及傳送帶運輸圓柱41、42與66 月b夠以與離子傳導傳送帶35呈接觸狀態的金屬燃料帶1 3相 同的速度被動地旋轉。在本發明此另案實施例中,藉由系 統控制器22即可不使用圓柱驅動單元38與39及速度均等, 但是仍然可達成本發明之原理。另一方面,也許可能的是, 在某些貫例中,積極地驅動該陰極傳送帶40(或離子傳導 傳送帶35)並准許該金屬燃料帶13以與上者呈接觸狀態的 離子傳導傳送帶35相同的速度被動地移動。在兩種形況 下,這類的修正將會減少該系統之複雜性以及其製造與維
訂---------線I 經;5哲智益?財產局員工消費合作社印制^
本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2】ϋχ29Γ么、复 70 五、發明說明(67) 護之成本。 座構系統構件爽製造具有g文進的 FCB系統 签積電力密麼之合屬$ 在第11至22圖中,有揭露一藉由利用多個移動的陰 極結構來改進FCB系統之該容積電力密度(vpD)的特性之 新穎的方法,該等多個移動的陰極結構係被緊密地配置在 一起,用於以一個速度運輸金屬燃料帶與離子傳導介質, 該速度係與該陰極結構在該離子傳導介質接觸該等陰極結 構與4金屬燃料帶之點之執跡處大致相同。欲藉由此操作 條件被達成的目的被用來在將於該金屬燃料帶、離子傳導 η質與陰極結構之間的摩擦(剪應變)力之產生減至最小 同時,改進該FCB系統之容積電力密度之特性,並且因 縮小被要求用來運送之電能之數值,及損壞被使用在 FCB系統中的該等陰極結構與金屬燃料帶之可能性。 的 此 該 --------------- i 〈背面之.:1¾事項再填艿本頁 線 &濟部智慧財產局員工消費合作社印製 j| FCB系統之第一你丨示實施例 如第11圖至12C所示,第一例示實施例之該FCB系統 101包含一金屬燃料帶放電元件(即,,引擎”)1〇2,係含有多 個被旋轉地安裝在一緊密的固定物(即外殼)1 〇4中之圓柱 形的陰極103。對於在本發明之特定的施實例中被提供的 陰極圓柱之實際的數量將視目前的應用而定。此外,雖然 在該外殼中的該等陰極圓柱之實際物理的配置將隨著不同 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 71 496009 Λ; B:
6S 五、發明說明( 的應用而改變是被了解的,但以一陣列排列(例如,3 χ 3, 4X5,或NX Μ)配置該等陰極結構將是有益的。當配置多 個圓柱形的陰極在該固定外殼中來建造一帶放電引擎時, 應遵循之指導原則為將該金屬空氣FCB系統之容積電力密 度的特性增加到最大。 在第Π圖所示本發明之例示實施例中,每個在該引 擎102中的圓柱陰極以一具有一空心中心1〇6之塑膠圓 柱形的結構被實現,該空心中心係附有微小的孔洞形成在 其表面中。這些微小的孔洞之功能係是用來允許氧運送至 形成在該離子傳導介質1〇7與被運送至個別的陰極圓柱上 的金屬燃料帶108之間的界面上。一般說來,每個陰極圓 柱103可以由塑膠、陶瓷、復合材料或其他適合的材料被 製成。每個陰極圓柱之外徑在尺寸上可能相似或不同,其 係是諸如速度控制、發電能力能力等等而定。 如第11圖所示,該緊密的外殼丨04包含一對具有一對 洞形成在其中之相隔的嵌板1〇4八與1〇43 ,以該陣列排列 的每個陰極圓柱可以藉由軸承或相似的結構被旋轉地安裝 在該等嵌板中。頂層與底層的嵌板可以被用來維持在嵌板 04A與104B之間的空間。其他的嵌板可以被用來包圍該 外殼的側邊開口。一般而言,每個陰極圓柱1〇3被一適合 的驅動機構旋轉,該驅動機構可以一些不同的方法,例如 利用電動或氣壓馬達、齒輪、驅動傳送帶或在該帶運輸技 藝中所熟知的類似元件被實現。纟第u圓所示的例示實施 例中,每個陰極圓柱103與一被形成在其一端上的齒 ,0--------^--------- '^^背面之:1¾事項再填窵本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^^
本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公餐 A:
發明說明(69)
•經濟卽智巷財產局員工消費合作社印製 起被提供,吨固柯你丹隹孩塔牲暉列中一鄰接的陰極圓柱 之一齒輪相互齒合。-被聯結至與其中一個陰極圓柱齒合 的該齒輪⑴之聯動馬達⑽可以仙來將轉矩傳給特定的 陰極,該轉矩係依序被傳給在該陣列中所有其他的陰極。 就此配置而言,被安裝在該外殼1〇中的陰極圓柱之陣列相 配口,來攸盒112沿著-在該系統之外殼中之預定的帶路 徑運送一金屬燃料帶108之供應源。如圖所示,帶引導滾 筒114A與114B可以被策略地裝設在該引擎外殼ι〇4之内, 沿著該預定的帶路徑通過該外殼來引導該金屬燃料帶。此 外,帶引導轉向器115可以被策略地設置在該外殼之中, 來自動引導該金屬燃料帶通過該外殼,以及加速正從開放 型盤與盒元件被供應的金屬燃料帶之自動(自行)的工作 面。 如例示於第12D圖,一陰極部件116被安裝在每個陰 極圓柱103之外部表面之上。最好,每個陰極部件由埋在 碳與催化材料中的鎳線網編織物所製成。最佳地,該金屬 燃料帶108在一對供應與接收盤!丨7八至丨丨7B之間被運送, 並且被含裝在一匣體或類似之盒中,如申請人之與本案共 同申請的申請案第09/074,337號中所教授之。此外,與第 11圖之FCB系統一起使用的該金屬燃料帶可以利用在申請 案第09/074,337號中所教授的任何技術被製備。 倘若該陰極圓柱型引擎102在一金屬燃料帶放電子系 統之中被使用,接著被含裝在被揭露於與本案共同申請的 申請案第09/074,337號中的該金屬燃料帶放電子系統中之 本紙張&度適用中國國家標準(CiN:S)A4規格(210 X 297公Μ )
土 背 ;L t 再 填 ·寫裝 本衣 1 I 訂 線 73 496009 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A: B; 五、發明說明(7Q) 每個子系統可以被加入被示意地描述於第〗丨圖中的該系統 中。因此,如在申請人之與本案共同申請的申請案第 09/074J37號與第08/944,507號中所教授者,在該陰極圓 柱型引擎中的每個圓柱形的陰極結構1〇3之内部部份可以 被安裝有一排氧腔(被連接至一空氣泵或氧源)、一個或多 個p〇2感應器、一個或多個溫度感應器、放電頭冷卻裝備 及相似物’使得系統控制器120可以控制在該陰極部件中 的P〇2程度,以及可以在放電操作期間維持該放電頭之溫 度。 同樣地,倘若該陰極圓柱形引擎1〇2在一金屬燃料帶 再充電子系統中被使用,接著被含裝在被揭露於與本案共 同申凊的申請案第09/074,337號中的該金屬燃料帶再充電 子系統中之每個子系統可以被加入在第丨丨圖中被示意地描 述之该系統中。因此’如在申請人之與本案共同申請的申 請案第09/074,337號中所教授者,每個陰極圓柱1〇3之内 部部份可以被安裝有一排氧腔(被連接至一真空泵或相似 的元件)、一個或多個p〇2感應器、一個或多個溫度感應器、 再充電頭冷卻裝備及相似物,使得系統控制器22可以控制 在每個陰極部件116中的p〇2程度,以及可以於再充電操 作期間維持該再充電頭之溫度。 如第11圖所示,每個陰極圓柱1〇3在其旋轉軸周圍以 一被齒輪與驅動該陰極圓柱的驅動單元(例如馬達)所控制 的角速度被旋轉。該金屬燃料帶1〇8在每個圓柱形的陰極 部件116之表面上藉由可在放電與再充電期間操作的燃料 本紙張尺度適用中國國家標準(CN’S)A4規格(210 X 297么、g ) • · ---------^0. __ “克尊.面-/驚」;事項再填本頁) 74 9 A: fe濟部智慧时產局員工消費合作社印製
發明說明(7i) 咿運輸器121被運送。該陰極圓柱驅動單元與該燃料帶運 輸器121被一系統控制器12〇控制,使得該金屬燃料帶1〇§、 陰極結構1〇3之陣列及離子傳導介質以大致相同的速度, 在該離子傳導介質接觸該金屬热:料帶與該陰極結構之點之 執跡處被運送。藉由控制在該引擎外殼中的該陰極圓柱、 該金屬燃料帶、離子傳導介質之間之相對應的移動,該系 統控制器12〇有效地將在前述三者之間的摩擦(例如剪應變) 力之產生減至最小。此操作條件導致一在被要求來運送該 金屬燃料帶、離子傳導介質及陰極結構的電力之數量上的 減少。此操作條件也減少從該金屬燃料帶的金屬氧化物顆 粒之脫落與隨著該多孔的陰極結構被埋入之產生。依序, 此降低忒圓柱形的陰極部件丨丨6與金屬燃料帶之損壞或破 壞的可能性。 一般說來,在該陰極結構、離子傳導介質及金屬燃 料帶之間的速度控制可以在第丨丨圖之該FCB系統中以各種 的方法來被達成。例如,其巾_個方法是湘_組如第Η 圖所不的接合齒輪來驅動該陰極圓柱之陣列。另一個方法 是利用一也用來運送該金屬燃料帶108(例如,在一匣體型 元件中的供應與接收盤驗之間)的傳送帶結構來驅:該 陰極圓柱之陣列。還有,另_方法是當利用—與該第一 的D C控制馬達同步的第二組D c控制馬達來驅動該燃料 體7G件之供應與接收轂時,利用一第一組的Dc控制馬咬 來驅動該陰極圓柱之陣列。其他達成速度控制之方法對於 那些熟於此技者將會變成顯而易見,並且同樣會得到閱讀 Η 面 線 匣達 本紙張尺度適用中國國家標I (CNS)A4規格⑵0 x 297公爱1 75 496009 Λ; B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印別农 五、發明說明(72) 本發明之優點 一般而言,在大多的應用中所希望的是,安裝多對,, 可旋轉’’功陰極與陽極接觸部件123在每個第丨丨與丨^圖所 示陰極圓柱的周圍。此類的配置將允許從每個在該FCB系 統中之旋轉的陰極,在被該陰極與陽極接觸材料所給定的 輸出㈣之最大的集流。特定地’如第lmllASJ所示, 一導電的”陰極接觸,,部件123A藉由一對支架或相似的結 構,被旋轉地支撐在每個圓柱形的陰極結構103之尾端上。 當適當地安裝時,每個陰極接觸部件123被配置成與被暴 露在其外部邊緣部分上㈣線網編織物呈電氣接觸狀態, 並且在該圓柱形的陰極結構在該圓柱形的陰極結構之旋轉 軸的周圍被旋轉時,每個陰極接觸部件被允許在該陰極接 觸部件之旋轉軸的周圍旋轉。 此外,如第11圖所示,一導電的,,陽極接觸”部件123B 猎由-對支架或相似的結構被旋轉地支撑,使得該陽極接 觸部件被配置成與該金屬燃料帶108之下側表面呈電氣接 觸狀態,並且在該金屬燃料帶在該旋轉的陰極圓柱之上以 被設置在其間的離子料介質被運送時,該陽極接觸部件 被允許在該陽極接觸部件之旋轉軸的周圍旋轉。如第⑽ 所不,該陰極圓柱與陽極接觸部件123八與12化被電氣地 連接至一終止於輸出電力控制器125的導電體(例如導 線)124。依次’言玄電氣負載為了從該FCB系統接收一電力 之供應源而被連接至該輸出電力控制器125。 如第11圖所示,在放電操作期間,富氧的空氣沿
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76 释 ♦ _經濟部智婪財產局員工消費合作社印製 496009 Α7 ____Β7 73 一 ' ---— 五、發明說明() • 穿過每個陰極圓柱形成的空心中心膛6流動,並且流過在 該陰極結構中被形成之極微小的孔洞,以到達到在離子傳 ’ 導介質(刺如電解液)與該金屬燃料帶108之間的界面。於 帶再充電操作期間,從減少的金屬燃料帶所逸出的氧沿著 穿過每個陰極圓柱3形成的空心中心膛106流動,並且流過 在該陰極結構中被形成之極微小的孔洞,以到達外界環境 中。 在第11圖所示的例示實施例中 以一被以一薄膜的形式施覆在在該FCB系統中的每個陰極 圓柱103之外部表面上的離子傳導流體或黏稠的凝膠被實 現。該離子傳導流體/凝膠1〇7可以一連續或間歇方式其中 之一而被施覆至該陰極部件或金屬燃料帶之表面上,來確 定離子傳導介質在系統操作期間才皮充足地再支真滿,並且因 此在該離子傳導介質與金屬燃料帶之間的界面上維持一氫 氧離子濃度之最佳的程度。顯著地,該離子傳導膜層之被 要求的厚度將隨著不同的應用而變化,但是通常將會視一 些因素而定,該等因素係包括,例如,該離子傳導介質之 導電性、在放電操作期間期望被該FCB系統產生的電流、 邊陰極部件之表面積及相似的因素。 用以與第11圖之FCB系統-起使用的離子傳導流體! 凝膠H)7可以利用下列的配方製成。_莫耳的氫氧㈣ (K〇H)與一莫耳的氣化鈣被溶解在100克的水中。該K0H 之功能Η來提供-氫氧離子之來源,反之氣㈣的功能 是當作-吸㈣I!。此後’二分之—㈣莫耳的 乙 -------------^衣·-------訂--------- 先咒^背面之注汔事項再填茑本頁)
77 Λ:
稀(ΡΕΟ)當作-離子載體被加入該混合物中。該混合物接 著被調合約Η)分鐘。其後,_凝_,Qi莫耳的纖維素 甲氧羧酸’被加入該調合的混合物中。該配方導致—適合 用於該FCB系統之每個圓柱形的陰極部件ιΐ6或通= FCB系統被運送的金屬燃料帶8之表面的離子傳導凝膠之 產生。 另一方面,離子傳導介質1〇7可以一被施覆至該圓桂 形的陰極部件116之外部表面,或該金屬燃料帶之内部表 面之固態的離子傳導膜而被實現。在本發明之此變換的實 施例中1固態的離子傳導膜可以下述的下列配方之 其中之一被形成在該陰極部件或該金屬燃料帶。 根據第-配方,一莫耳的K〇H,其係當作氫氧化物 之來源’與0·1莫耳的氣化鈣’係當作一吸溼劑,被溶解 在60毫升的纟與40毫升的四氫咳喃(THF)之被混合的溶劑 中此後,冑耳的PE0當作一離子載體被加至該混合物 中。接著,該所得的溶液(例如混合物)當作一厚膜被澆注 (即塗覆)至每個圓柱形的陰極部件116之外部表面上,或 當作一厚膜被逢注至該金屬燃料帶1〇8之下側表面上,在 可能的情況下。利用上述的組成,離子傳導膜可以被以約 OAm至約〇.5nm範圍的厚度得到。由於在該被施覆的膜 塗料中之該被混合的溶劑(即水與丁HF)被允許蒸發,一離 子傳導凝膠狀膜(即固態)在該陰極部件丨丨6之外部表面 上,或在該金屬燃料帶8之下側表面上被形成,在可能的 情況下。 本紙張尺度_巾(CNS)A4賴⑵G χ 297公复] 78 A:
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496009 五、發明說明(76) 定。在第11圖所示的例示實施例中,該金屬燃料帶與或 離子傳導介質之潤濕可以利用敷料機丨70與配料機構丨7丨被 進行。然而,被了解的是,其他潤濕該金屬燃料帶、陰極 圓柱與離子傳導介質之方法由於極好的結果而可能被使 用〇 雖然被示意地描述在第11與u A圖與上述的例示實施 例,為了在單一陰極/單一陽極型應用中的使用而被顯示, 被了解的是,此類系統實施例可以容易地修改來包括多個 被形成在該陰極支撐圓柱的周圍之絕緣陰極部件,該陰極 支撐圓柱係供在上述申請人之與本案共同申請的申請案第 〇9/〇74,337號與第〇8/944,507號中所教授的多執金屬燃料 帶之形式一起使用。此類系統修改之主要的優點是將可能 以各種被特定的電氣負載所要求的輸出電壓強度傳送電 力。 如第12A圖所示,第一形式的金屬燃料帶8以一金屬 燃料材料(例如鋅)之薄層被形成。第12B圖所示的第二形 式之金屬燃料帶108,藉由沉積一金屬粉末(例如鋅粉末)與 膠合劑(例如聚乙烯)127在一聚酯基質128上來形成。如第 12C圖所示,第三形式的金屬燃料帶1〇8,,藉由將金屬粉末 129(例如鋅粉末)浸透在一諸如聚氣乙烯(pvC)的基質材料 130中來形成。用以製備這類形式的金屬燃料帶之技術被 說明於與本案共同申請的申請案第08/944,507號與第 09/074,337號中。 本纸張尺度適用中國國家標準(CN:S)A4規格(210 X 297么、釐) -I - -- ϋ ϋ n I I I . n n n I I I I 一°J» I 1 I n n n I I (':A· ^背面之;1兔;事項再填艿木Ic
經濟部智慧財產局員工消費合作社印—M 80 496009
4 ♦ .經濟部智發財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(77) MFCB系統之第二例示實施例 在第13圖中,該FCB系統13 1之第二例示實施例被顯 示。此例示實施例係與第11圖所示的Fcb系統相似,除了 在第13圖之該系統中,該離子傳導介質被以一固態的離子 傳導傳送帶107’實現,該離子傳導傳送帶係通過在該系統 外殼中該被預定的帶路徑被運送,並且在一被以該Fcb系 統之該等陰極圓柱同步地驅動的傳送帶運輸圓柱丨3 5的周 圍被運送。所有其他方面,第〗8圖之FCB系統與第1 7圖之 fcb系統相似。 如第13與13A圖所示,每個陰極圓柱1〇3依其旋轉軸 以一被齒輪與驅動該陰極圓柱的驅動單元(例如馬達)所控 制的角速度被旋轉。該金屬燃料帶8在每個圓柱形的陰極 部件16之表面上藉由可在放電與再充電期間操作的燃料帶 運輸器121被運送。該陰極圓柱驅動單元〗…與該燃料帶運 輸器121被一系統控制器120控制,使得該金屬燃料帶1〇8、 陰極結構103之陣列及可撓曲固態的離子傳導傳送帶結構 170’以大致相同的速度,在該離子傳導介質1〇7,接觸該金 屬燃料帶108與該陰極結構1 1 6之點之執跡處被運送。藉由 控制在該引擎外殼中的該陰極圓柱、該金屬燃料帶、離子 傳導傳送帶之間之相對應的移動,該系統控制器12〇有效 地將在前述三者之間的摩擦(例如剪應變)力之產生減至最 小。此減少對電力需求,以及損壞該圓柱形的陰極部件16 與金屬燃料帶108之可能性。 一般說來,在該陰極結構、離子傳導傳送帶及金 ^--------^---------^ (T叫先,^^背面之;.1急事項再填寫本頁)
496009 五、發明說明(78) :、主 燃料帶之間的速度控制可以在第13與13 A圖之該FCB系、鋒 中以各種的方法來被達成。例如,其中一個方法是利用一 組如第1-1圖所示的接合齒輪來驅動該陰極圓柱之陣列。另 一個方法是利用一也用來運送該金屬燃料帶1〇8(例如,在 一匣體型元件中的供應與接收盤或轂之間)的傳送帶結構 來驅動該陰極圓柱之陣列。還有,另一方法是當利用一與 該第一組的DC控制馬達同步的第二組dc控制馬達來驅動 該燃料匣體元件之供應與接收轂時,利用第一組的DC控 制馬達來驅動該陰極圓柱之陣列。其他達成速度控制之方 法對於那些熟於此技者將會變成顯而易見,並且同樣會得 到閱讀本發明之優點。 訂 線 一般而言,在大多的應用中所希望的是,安裝多對,, 可旋轉”的陰極與陽極接觸部件在每個第13與13八圖所示 與上述之陰極圓柱的周圍。如第13圖所示,該陰極與陽極 接觸部件12 3 A與12 3 B被電氣地連接至被終止在一輸出電 力控制器125的導電體(例如導線)124。依序,該電氣負載 為了從該FCB系統接收一電力之供應源而被連接至該輸出 電力控制器。 如第13與13 A圖所示,在放電操作期間,富氧的空氣 沿著穿過每個陰極圓柱形成的空心中心膛丨〇6流動,並且 流過在該陰極結構中被形成之極微小的孔洞,以到達在離 子傳導傳送帶(例如電解液)1〇7,與該金屬燃料帶1〇8之間 的界面。於再充電操作期間,從減少的金屬燃料帶所逸出 的氧⑺著穿過每個陰極圓柱103形成的空心中心腔】〇6流 張斤樹_娜規格 82 496009 A7 B: 五、發明說明( 動’並且流過在該陰極結構11 6中被形成之極微小的孔词, 以到達外界環境中。 在第13與13 A圖所示的例示實施例中,該離子傳導傳 送帶107’可以被以由一具有一多孔結構的開孔聚合材料所 製成並以一離子傳導材料(例如KOH)被浸透之可撓曲的傳 送帶實現,該離子傳導材料係能夠支撐在該1:(;^系統之陰 極與陽極之間的離子運送。示意地描述於第14圖中的離子 傳導傳送帶107’可以被以一具有離子傳導特性的固態膜片 實現。一般而言,將會有許多製造該離子傳導傳送帶的方 式。為了例示之目的,兩個配方被說明於下。 根據第一配方,一莫耳的K0H與(^丨莫耳的氣化鈣被 洛解在60毫升的水與4〇毫升的四氫呋喃(THF)之被混合的 溶劑中。KOH之功能是當作一氫氧離子來源,反之氣化 鈣是當作一吸濕劑。此後,一莫耳的PE〇被加至該混合物 中。接者,該溶液當作一厚膜被澆注(即塗覆)至由聚乙烯 醇(PVA)型的塑膠材料所製成的基質上。此材料已經發現 可以與PEO配合的很好,雖然預期其他具有一表面張力私 該膜材料高之基質材料應該進行如可接受的結果般。由 鑪被混合的溶劑從該被施覆的塗料蒸發,一離子傳導固 膜片(即厚膜)在該PVA基質上被形成。藉由從該pvA基 上剝去該固態膜片,-固態的離子傳導膜片或膜被形成 利用上述的組成,可能形成具有一厚度範圍約為化2至〇 f米的離子傳物。接著,該固脑片可以被剪成-形成 可在兩個或多個旋轉圓柱周圍運送的傳送帶狀結構所要 訂 線 於態質 5 &張尺度適用中關雜準(CNS)A4規格· (210 x 297 公釐) 83 496009 &^荀智.#)財產局員工消費合作社印則农 Λ: 五、發明說明(8〇) 求的形狀。該被成型的膜片之尾端可以藉由一黏合劑、超 音波焊接、適當的接合件或相似物被聯接,來形成在本發 明之該FCB系統中使用之固態的離子傳導傳送帶結構 107,。 根據第二配方,一莫耳的ΚΟΗ與〇·ι莫耳的氣化鈣被 溶解在60毫升的水與40毫升的四氫呋喃(thf)之被混合的 溶劑中。該KOH之功能Μ作-氫氧離子來源,而該氣 化舞之功能是當作一吸濕劑。其後,一莫耳的聚氣乙稀 (PVC)被加至該混合物中。接著,該所得的溶液當作一厚 膜被澆注(即塗覆)至由聚乙烯醇(PVA)型的塑膠材料所製 成的基質上。此材料已經發現可以與Pvc配合的很好,雖 然預期其他具有一表面張力較該膜材料高之基質材料應該 進仃如可接受的結果般。由於該被混合的溶劑從該被施覆 的塗料蒸發,一離子傳導固態膜片(即厚膜)在該PVA基質 上被形成。藉由從該PVA基質上剝去該固態膜片,一固態 的離子傳導膜片被形成。利用上述的組成,可能形成具有 一厚度範圍約為0.2至0.5毫米的離子傳導膜。接著,該固 心膜或膜片可以被剪成一形成一可在兩個或多個旋轉的圓 柱周圍運送的傳送帶狀結構所要求的形狀。該被成型的膜 片之尾端可以藉由一黏合劑、超音波焊接、適當的接合件 或相似物被聯接,來形成在本發明之該FCB系統中使用之 固態的離子傳導傳送帶結構1〇7,。 用於第13圖之FCB系統中的該金屬燃料帶可以各種不 同的方法被貫現。如第1 5 A圖所示,第一形式的金屬燃料 本紙張尺度適用中國國家標準(CN:S)A4規格_χ 297公髮)--—---- --------^--------- (^先^^'背面之;1.意^項再填艿本頁) 84 .經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
五 結 用 發明說明(81
=一金屬燃料材料(例如鋅)之薄層被形成。第二形 =燃料帶,藉由沉積—金屬粉末(例如辞 =劑(例如PVC)在一聚s旨基質128上來被形成。如第15C =不’第三形式的金屬燃料帶8,,藉由將金屬 如鋅粉末)浸透在一諸如Pvr沾I併 的基質材料103中來被形成。 门由1備這類形式的金屬燃料帶之技術被說明於與本幸丘 同申請的申請案第09/074,33 7號中。 ^ θ當使用上述的離子傳導傳送帶1〇7”時,將是必要的 達成在⑴㈣子料傳送㈣7,與該金 屬燃料帶刚,及⑺該離子傳導傳送帶7,與每個可移動的 =勒⑻之間的’’潤濕”之手段。其中之一達成潤濕之 方式理應是在系統操作期間連續或間歇地施覆一水(_ 塗科至該金屬燃料帶(與/或離子傳導傳送帶)之表面上, 來准許在該金屬燃料帶與該離子傳導傳送帶之間,以及也 在該可移動的陰極圓枝與該離子傳導傳送帶⑶有_充分 的離子運送之程度。顯著地,被施覆至該金屬燃料帶(與/ 或。玄離子傳導傳②帶)的水塗料之厚度將視該金屬燃料帶 之,送速度及其水之吸收性質、該陰極圓柱表面之溫度等 而定。在第13圖所示的例示實施例中,該金屬燃料帶旬 或離子傳導傳送帶之潤濕可以利用敷料機17〇與配料機構 171被進行。然而,被了解的是’其他潤濕該金屬辦料帶 ⑽、離子傳導傳送帶7,及陰極圓柱3之方法由於極好的 果而可能被使用。 雖然被示意地描述在第i 3圖的例示實施例被設計 K ^---------線 (7叫.无^3背面之;1意事項再填{>,;本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公爱) 85 6009 Λ: ———^ Β * ' -------- 五、發明說明(82) 在單一陰極/單一陽極型應用中,被了解的是,此類系統 實施例可以容易地修改來包括多個被形成在該陰極支撐圓 柱的周圍之絕緣陰極部件,該陰極支撐圓柱係供多執型的 金屬燃料帶一起使用,如上述申請人之與本案共同申請的 申清案第09/074,337號與第08/944,507號中所教授之。 該FCB系統之第三例示管施彻 在第16與16Α圖中,本發明之FCB系統之第三實施例 包含一金屬燃料帶放電元件(即引擎)14〇,該金屬燃料帶 放電元件係包含多個陰極傳送帶結構丨4丨及多個被安裝在 一緊密的固定物(即外殼)142中的離子傳導傳送帶1〇7,。 如第16與16A圖所示,每個陰極傳送帶結構141在一對傳 送帶運輸圓柱143與144之間被旋轉地支撐,該對傳送帶運 輸陰極被固定在該系統外殼中並且被一傳送帶驅動機構以 一被要求的角速度驅動。同樣地,每個離子傳導傳送帶1〇7, 在一對傳送帶運輸圓柱144與145之間被旋轉地支撐,該對 傳送帶運輸圓柱被安裝在該系統外殼中並且被傳送帶驅動 機構以一被要求的角速度驅動。顯著地,在該例示實施例 中其中一個用來運送該離子傳導傳送帶107’的傳送帶運 輸圓柱144將是同樣被用來運送該對應的陰極傳送帶結構 之運輸圓柱。此外,一金屬燃料帶1〇8之供應源112利用帶 運輸驅動機構121在每個離子傳導傳送帶結構7,之上被運 送’該帶運輸驅動機構係與如在申請人之與本案共同申請 的申請案第09/074,377號中所教授的一對供應與接收盤 ,»乂^背面-;1急事項再填寫本頁) --------訂--------- 經漘部智祛財產局員工消費合作社印製
86 496009 Λ: Β; 五、發明說明( 81 4 # ,經濟部-¾1¾財產局員工消費合作社印製 17A與17B協作。 在本發明之任何特定的實施例中被使用的陰極傳送 帶與離子傳導傳送帶171之實際的數量將視當時的應用而 定。在某些情況下,如第16圖中所描述之,為使用在Fcb 系統中的每個陰極傳送帶結構,一離子傳導傳送帶被提 供。可能的是,在本發明其他交替的實施例中,利用一 單獨(一般的)離子傳導傳送帶結構以與例示於第13圖所示 之FCB系統中之方式相似的方式,在該FCB系統中在每個 陰極傳送帶結構之上被運送。此外,雖然,被了解的是, 在該外殼中的該等陰極傳送帶之實際物理的配置將隨著不 同的應用而改變,但以一堆積的一次陣列排列(例如,ΐχ 3,1X5,或1χΜ)配置該等陰極傳送帶結構將是有益的。 該指導的原理當配置多個陰極傳送帶在該固定外殼中來建 ^放電型引擎時,應該在設計的過程中將該金屬空氣 FCB系統之容積電力密度的特性增加到最大。 雖然為了解說之清晰度而未顯示在第16與丨6八圖中, 該緊密的外殼142可以利用_對具有數對洞形成在其中之 分隔嵌板,每個傳送帶運輸圓柱141可以藉由傳送帶運輸 圓柱143與144利用軸承與/或相似的結構被旋轉地安裝在 該等洞中.。頂部與底部嵌板142£與142〇可以被用來維持 在嵌板142Α與142Β之間的空間。其他的嵌板可以被用來 包圍該外殼的側邊開口。有數個方法來實現用以緊密地含 裝該F C Β系統之該等部件之一合適的外殼。 一般而言,每個陰極傳送帶141在其運輸圓柱之間被
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五、發明說明( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印⑽衣
一適合的驅動機構運送,該驅動機構係可以一些不同的方 法例如利用電動或氣壓馬達、齒輪、驅動傳送帶或在該 可運輸技藝中所熟知的類似^件來被實現。同樣地,每個 離子傳導傳送帶1〇7’在其運輸圓柱之間被_適合的驅動機 冓運送該驅動機構係可以一些不同的方法,例如利用電 動或氣壓馬達、齒輪、驅動傳送帶或在該帶運輸技藝中所 …、夫的類似兀件來被實現。在第i 6圖所示之例示實施例 中,每個傳送帶運輪圓柱143及144可以與一被形成在其一 端上的齒輪9一起被提供,該齒輪係與在該系統外殼中一 鄰接的傳送帶運輸圓柱之—齒輪相互齒合。—被聯結至在 中個傳送可運輸圓柱上的齒輪之聯動馬達147,可以 被用來將轉矩傳給特定的傳送帶運輸圓柱144,該轉矩係 依序被傳給所有其他在料殼142巾的料帶運輸圓柱。 就此配置而言,被設置在該外殼中的陰極傳送帶結構141 與離子傳導傳送帶結構1〇7與帶驅動機構121協作,以由盒 著如第1 6 A圖所繪示之該系統之外殼内的預設帶 路徑運送-金屬燃料帶112之供應源。該傳送帶驅動機構 與帶驅動機構被系統控制器2〇控制,使得該金屬燃料帶m 與對應的陰極與離子傳導傳送帶結構141與107,個別的速 度^大致相同的速度,在該離子傳導傳送帶結構107在系 統#作期間接觸該金屬燃料帶⑽與對應的陰極傳送帶結 構⑷之點之軌跡處被維持。藉由控制在該系統中的該金 屬燃料帶、錄_送帶結構及料科結構之間之相對 應的移動,該系統控制器12〇有效地將在上述三者之間的
關冢 (CNSM找格(21〇T^iT
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五、發明說明(85) Φ ‘檫力之產生減至最小,並且因此縮小該陰極傳送帶結構 與金屬燃料帶之損壞。 為了透過該外殼沿著該預定的帶路徑引導該金屬燃 料τf引導滾筒148可以被策略地裝設在該引擎外殼142 之内,如第16A圖所示。此外,帶引導轉向器可以被策略 地设置在該外殼中,來自動引導該金屬燃料帶通過該外 殼,以及加速正從開放型盤與盒元件被供應的金屬燃料帶 之自動(自行)的工作面。 倘若第16圖之該陰極傳送帶型引擎在一金屬燃料帶 放電子系統之中被使用,接著被含裝在被揭露於與本案共 同申請的申請案第09/074,337號中的該金屬燃料帶放電子 系統中之每個子系統可以被加入被示意地描述於第16圖中 的該系統中。因此,如在申請人之與本案共同申請的申請 案第09/074,337號與第08/944,507號中所教授者,產生電 力之每個陰極傳送帶之這些部段可以被安裝有一排氧腔 (被連接至二氣栗或氧源)、一個或多個p〇2感應器、_ 個或多個溫度感應器、放電頭冷卻裝備及相似物,使得系 統控制器可以控制在其運輸圓柱之間被運送的該陰極傳送 帶結構中的p〇2程度,以及可以在放電操作期間維持該等 放電頭之溫度。 同樣地,倘若第16圖之該陰極傳送帶型引擎在一金 屬燃料帶再充電子系統中被使用,接著被含裝在被揭露於 與本案共同巾請的申請案第_74,337號中的該金屬燃料 帶再充電子系統中之每個子系統可以被加入被示意地 ^ ^---------線 •經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印則私 、發明說明(86) 在第1 1圖中β T+> rrtΌΛ ^、π 。因此,如在申請人之與本案共同 申請的申請案第〇9/〇7,337諕中所教授者,供應電力(於再 充電操作期間)之每個陰極嫌 ^ ^ ^得达可之這些部段可以被安裝 有-排乳腔(被連接至一真空果或相似的元件)、一個或多 個P〇2感應裔、一個或多個溫度感應器、再充電頭冷卻裝 備及相似物冑知系統控制器120可以控制在其運輸圓柱 之間被運送的每個陰極傳送帶結構中的p02程度,以及可 以於再充電操作期間維持該再充電頭之溫度。 般說來,在該陰極傳送帶141、離子傳導傳送帶107, 及金屬燃料帶⑽之間的速度控制,可以在第16圖之該FCB 系、充中以各種的方法來被達成。例如,其中一個方法是利 、’、接σ齒輪,與第1 1圖所示之相似的方法來驅動該陰 極與離子傳導傳送帶。另一個方法是利用一也用來運送該 金屬燃料帶(例如,在一匣體型元件中的供應與接收盤或 轂之間)的傳送帶結構來驅動該陰極傳送帶之離子傳導之 陣列。還有,另一方法是當利用一與該第一組的dc控制 馬達同步的第二組DC控制馬達來驅動該燃料匣體元件 供應與接收轂時,利用一第一組的DC控制馬達來驅動% 陰極傳送帶與離子傳導之陣列。其他達成速度控制之方法 對於那些熟於此技者將會變成顯而易見,並且同樣會得到 閱讀本發明之優點。 一般而言,在大多的應用中所希望的是,沿著第 與16A圖所示的每個陰極傳送帶之該段個別地安裝多$ 可旋轉’’的陰極與陽極接觸部件123A與123B。此類的配 之 該 16 置 --------I?--------- (7叫乇^^背面之;£总事項再填{:;?本3 90 496009
五、發明說明(87) &濟部智慧財產局員工消費合作社印製
將允許從每個在該FCB系統中之被運送的陰極傳送帶,在 被該陰極與陽極材料所給定的輸出電壓之最大的集流。特 定地,如第16C圖所示,一導電的,,陰極接觸,,部件口把藉 由一對支架或相似的結構150,被旋轉地支撐在每個陰極 傳送帶結構141之尾端上。當適當地安裝時,在每個陰極 接觸部件123B上的凸緣部份15丨被配置成與被暴露在該陰 極傳送帶141之外部邊緣部分上的鎳線網編織物52呈電氣 接觸狀態,並且在該陰極傳送帶結構141通過該陰極接觸 部件123B被運送時,該凸緣部份被允許在該陰極接觸部 件之旋轉軸的周圍旋轉。 此外,如第16C圖所示,一導電的,,陽極接觸,,部件123八 藉由一對支架或相似的結構153被旋轉地支撐,使得該陽 極接觸部件被配置成與該金屬燃料帶1 〇8之下側表面呈電 氣接觸狀態,並且當該金屬燃料帶在該移動的陰極傳送帶 結構141之上以被設置在其間的離子傳導介質被運送時, 該陽極接觸部件被允許在該陽極接觸部件之旋轉軸的周圍 旋轉。如第16圖所示,該陰極與陽極接觸部件123八與1236 被電氣地連接至被終止在一輸出電力控制器i 25的導電體 (例如導線)。依次,該電氣負載126為了從該FCB系統接 收電力之供應源而被連接至該輸出電力控制器12 5。 在第16圖之FCB系統中被使用的陰極傳送帶結構141 具有極微小的孔洞在其表面上,來允許氧運送至通過該陰 極傳送帶結構上的陽極金屬燃料帶丨〇8。一製造該可撓曲 的陰極結構之較佳的方法是將碳黑粉末(重量比為6〇%)與 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公复) ^ ^---------線 (-1-乇^^背面之;1急事項再填^本頁) 91 Λ:
經濟¥智慧財產局員工消費合作社印製 496009 五、發明說明( 一諸如聚四氟乙烯乳膠體(來自Dupont之丁-30)(重景一炎 20%),及在100毫升的水(溶劑)與重量比為2〇。/。之表面、、舌 化劑(例如,來自Union Carbide之氚核)中之諸如二氧化鎂 Mn〇2的催化材料調和,以便製造一稀泥。接著該稀泥被 澆注或塗覆至該鎳海綿狀物(或線網編織物材料)之上。、 被稀泥塗覆的鎳線網編織物接著被風乾約1〇小時。其後, 被乾燥的物件以200[磅/平方公分]的力量壓縮,來形成具 有一期望的孔隙度(例如30-70%)與厚度約為〇·5-〇·6毫米之 可撓曲的陰極材料。然而,被了解的是,該陰極材料之厚 度與孔隙度可以依據不同的應用而作變化。該陰極材料= 著以約280t被燒結約2小時,來移除該溶劑(即水),並提 供一張可撓曲的陰極材料,其係接著可以被剪成該期望的 尺寸,以便在設計過程中形成供該FCB系統使用的陰極傳 送帶結構。該傳送帶結構之尾端可以藉由焊接、接合器或 其他相似物聯接,來在密閉的傳送帶結構周圍形成一實際 上無接縫的陰極表面。該鎳線網材料151可以被暴露在該 陰極傳送帶結構丨4!之該等尾端處,如第16C圖所示,來 准許陰極接觸部件123A在放電與再充電操作期間與其產 生電氣接觸。 在第16與16A圖所示的例示實施例中,每個離子傳導 傳送帶H)7,可以被以由-具有一多孔結構的開孔聚合材料 所製成’ JE以-離子傳導材料(例如K〇H)被浸透之可挽曲 的傳送帶來實現,該離子傳導材料係能夠支持在該FCB系 統之陰極與陽極之間的離子運送。離子傳導傳送帶1〇7,可 訂---------線 (r叫先、¾¾背面之;it事項再填寫本I j 92 k濟部智髮財產局員工消費合作社印製 A; Q (\ 晒義— 丨· 五、發明說明(89) 以被以一具有離子傳導特性的固態膜片實現一般而言, 將會有許多製造該離子傳導傳送帶的方式。為了例示之目 的’兩個配方被說明於下。 根據第一配方,一莫耳的K〇H與〇1莫耳的氣化㈣ 溶解在60毫升的水與4〇毫升的四氣咬喃(丁明之被混合的 溶劑中。K0H之功以#作_氫氧離子來源,反之氣化 辦疋δ作-吸濕劑。此後,一莫耳的pE〇被加至該混合物 中。接者,該溶液當作一厚膜被澆注(即塗覆)至由聚乙烯 醇(PVA)型的塑膠材料所製成的基質上。此材料已經發現 可以與PE0配合的很好,雖然預期其他具有一較該膜材料 大的表面張力之基質材料應該進行地如可接受的結果般。 由於該被混合的溶劑從該被施覆的塗料蒸發,一離子傳導 固悲膜片(即厚膜)在該PVA基質上被形成。藉由從該pVA 基質上剝去該固態膜片,一固態的離子傳導膜片或膜被形 成。利用上述的組成,可能形成具有一厚度範圍約為Q2 至〇·5毫米的離子傳導膜。接著,該固態膜片可以被剪成 被要求來形成一可在兩個或多個旋轉的圓柱周圍運送之 傳送帶狀結構的形狀。該被成型的膜片之尾端可以藉由一 黏合劑、超音波焊接、適當的接合件或相似物被聯接,來 开乂成在第1 6圖所示之FCB乐統中使用之固態的離子傳導 傳送帶結構107’。 根據第二配方,一莫耳的ΚΟΗ與0.1莫耳的氣化鈣被 溶解在60毫升的水與40毫升的四氫呋喃(Thf)之被混合的 溶劑中。該Κ0Η之功能是當作一氩氧離子來源,而該氣 本紙張尺度適用中國國家標m (cns)a4規格(2】〇x297公釐)
I I I I . (4乇^^背面之;1念事項再填^本1) 裝 -線. 93 496009 Λ; B: 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印^ 五、發明說明(9〇) 化約之功能是當 (pvc)被加至該混合物中。接著,該所得的溶液當作一厚 膜被澆注(即塗覆)至由聚乙烯醇(PVA)型的塑膠材料所製 成的基質上。此材料已經發現可以與PVC配合的很好,雖 然預期其他具有一較該膜材料大的表面張力之基質材料廊 該進行地如可接受的結果般。由於該被混合的溶劑從該被 施覆的塗料蒸發,一離子傳導固態膜片(即厚膜)在該PVA 基質上被形成。藉由從該PVA基質上剝去該固態膜片,一 固態的離子傳導膜片被形成。利用上述的組成,可能形成 具有一厚度範圍約為0.2至〇·5毫米的離子傳導膜。接著, 該固態膜或膜片可以被剪成一被要求來形成一可在兩個或 多個旋轉的圓柱周圍運送之傳送帶狀結構的形狀。該被成 型的膜片之尾端可以藉由一點合劑、超音波焊接'適當的 接合件或相似物被聯接,來形成在本發明之該fcb系統中 使用之固態的離子傳導傳送帶結構〗〇7,。 當使用以上所揭露的離子傳導傳送帶107,,時,將是 必要的是’提供_心達成在⑴該離子傳導傳送帶107, 與該金屬_帶1()8 ’及⑺該離子料傳送帶1G7,與該可 移動的陰極傳送帶141之間的之手段。達成潤濕方 式的其中之-理應是在系統操作朗連續或間歇地施覆一 水(H2〇)與/或電解液補充溶液之塗料至該金屈燃料帶 ^與/或離子傳導傳送帶107,)之表面上,來允許在該金 =燃料帶與該離子傳導傳送帶之間,以及也在該可移動的 陰極傳送帶與該離子傳導傳送帶之間有一充分的離子運送
磧气^汸背面之;1意事項再填^本頁 鑛 ---訂---------線泰
乂度適用巾關家鮮(CNS)A4規格 (210 X 297 公釐 94 496009 A: 五、發明說明( 蜂 .Μ.;·ί^Γ智^?財產局員工消費合作社印製 之耘度。顯著地,被施覆至該金屬燃料帶(與/或該離子傳 導傳送帶)的水與/或電解液塗料之厚度將視該金屬燃料帶 之運送速度及其水之吸收性質、該陰極傳送帶之溫度等而 定。在第16圖所示的例示實施例中,該金屬燃料帶1〇§、 該離子傳導傳送帶1〇7,與該陰極傳送帶141之潤濕可以利 用敷料機170與配料機構171被進行。然而,被了解的是, 其他潤濕該金屬燃料帶、離子傳導傳送帶及陰極傳送帶之 方法由於極好的結果而可能被使用。 一般而言,控制在第16圖之該FCB系統中之移動的構 件之速度可以各種的方法達成。例如,其中一個方法可能 是以一也被用來運送該金屬燃料帶(例如,在一匣體型元 件113中的供應與接收盤或轂之間)之一般的傳送帶結構來 驅動傳送帶運輸圓柱143與144與145。另一個方法可能是 當利用一與該第一與第二DC速度控制馬達同步的第二組 DC控制馬達來驅動該金屬燃料匣體元件113之供應與接收 毅117A與117B時,以一第一組的DC控制馬達來驅動該陰 極運輸圓柱143,144與145。其他達成速度控制之方法對於 那些熟於此技者將會變成顯而易見。 倘若該陰極傳送帶型引擎1 4 〇在一金屬燃料帶放電子 系統之中被使用,接著被含裝在被揭露於與本案共同申請 的申請案第09/074,337號中的該金屬燃料帶放電子系統中 之每個子系統可以被加入被示意地描述於第16圖中的該系 統中。因此,如在申請人之與本案共同申請的申請案第 〇9/074,337號與第〇8/944,507號中所教授者,沿其產生電 I-拉衣.11 — (¾先Μιΐ面之·;1意事項再mT?本頁) n I n .線·
本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297么、爱 496009 Λ7 B: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(92) 流之陰極傳送帶結構141的這些部段可以藉由一排氧腔(被 連接至一空氣泵或氧源)被包圍,並且具有一個或多個p0, 感應器、-一個或多個溫度感應器、放電頭冷卻裝備及相似 物,使得系統控制器122可以控制在該移動的陰極傳送帶 結構141之此部段中的p〇2程度,以及可以在放電操作期 間維持沿著該陰極傳送帶結構的該放電頭之溫度。 同樣地,倘若該陰極傳送帶型引擎M〇在一金屬燃料 帶再充電子系統中被使用,接著被含裝在被揭露於與本案 共同申請的申請案第09/074,337號中的該金屬燃料帶再充 電子系統中之母個子系統可以被加入被示意地描述於第16 圖中的該系統中。因此,如在申請人之與本案共同申請的 申請案第G9/G74,337號中所教授者,沿其產生電流之陰極 傳送帶結構141的這些部段可以藉由_排氧腔(被連接至一 真空泵或相似的元件)被包圍,並且具有一個或多個?仏感 應器、-個或多個溫度感應器、再充電頭冷卻裝備及相似 物,使得系統控制器120可以控制在該移動的陰極傳送帶 結構⑷的這些部段中的p〇2程度,以及可以於再充電操 作期間維持沿著該陰極傳送帶結構之該再充電頭之溫度。 如第16圖所示,在帶放電操作期間,富氧的空氣流 過破形成於該陰極傳送帶結構⑷中極微小的孔洞,並到 達在該金層燃料帶⑽與對應的離子傳導傳送帶結構1〇7之 間的界面。於帶再充電操作期間,從該金屬燃料帶⑽與 邊離子傳導傳送帶之間的界面逸出的氧流過被形成在該陰 帶結構141中之微小的孔洞至外界環境中。 ttr---------線卿 (rr"L^^>r,g』7;l.-iv、$^#m、Li:,^f')
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4g 297公釐) 96 496009 Λ:
裝 丁 k 496009 Λ: ------—__— Β:__ 五、發明說明(94) '~" —- 第1 7Α圖所不,第一形式的金屬燃料帶1 52以在其上被沒 積離子傳導固態膜材料1〇7,,之_金屬燃料材料(例如辞) 之薄層來形成。第17Β圖所示的第二形式之金屬燃料帶152, 藉由沉積-金屬粉末(例如鋅粉末)與膠合劑(例如聚乙稀) 在一聚酯基質上來形成金屬燃料帶1〇8,,並且其後沉積一 離子傳導固態膜材料107”之薄層在其上而被形成。如第 17C圖所示,第三形式的金屬燃料扣藉由將金属粉末(例 如鋅粉末)浸透在一諸如聚氣乙烯pvc的基質材料13〇中來 形成金屬燃料帶108”,並且其後將一離子傳導固態膜材料 1〇7”之薄層沉積在其上來被形成。用以製備這類形式的金 屬燃料帶之技術被說明於與本案共同申請的申請案第 〇8/944,507號與第 〇9/〇74,337號中。 在第18圖中,有顯示表示用於第16圖之FCB系統的陰 極傳送帶結構之一更替的實施例。此陰極傳送帶結構可以 由在XT玄陰極傳送帶結構之製造期間施覆一固態離子傳導膜 之薄層至顯示於該FCB系統中的每個陰極傳送帶結構上, 經嗥部智慧財產局員工消費合作社印製 或由在系統操作期間施覆一離子傳導凝膠之薄層至每個傳 送帶結構上之兩種方式製成。各種技術可以被用來施覆該 離子傳導膜層至該陰極傳送帶結構。 雖然顯示在第16圖中的例示實施例為了單一陰極/單 一陽極型應用而被設計,被了解的是,此系統實施例可以 谷易地修改來包括多個沿著可撓曲的陰極傳送帶結構被形 成的絕緣陰極部件(轨),該陰極傳送帶結構係供多軌的金 屬燃料帶一起使用,如上述申請人之與本案共同申請的 本紙張u義中關家鮮(CNS)A4規格(21ϋ x 297公餐) 98 ”〇υυ9 A7 — _B7五、發明說明(95) • 請案第08/944,507號中所教授之 ♦ ,經濟部智慧財產局員工消費合作社印別衣 該FCB系-統之第四例示實施例 在第19與19A圖中,該FCB系統之第四例示實施例被 顯示。此FCB系統155與第16圖所示的FCB系統40相似, 除了其被修正來使用雙邊的金屬燃料帶,以便進一步改進 該FCB系統之容積電力密度特性。在這兩個系統之間最主 要的不同是在第19與19A圖中,在FCB系統155中的該路 徑段組構狀態被設計,使得透過系統155被運送的該金屬 燃料帶從兩邊來被放電,因此達成該金屬燃料帶之更有效 的利用。格外地,金屬燃料帶108與108”係為雙邊,並且 因此適於在FCB系統155中使用。金屬燃料帶1〇8,與108” 可以容易地被調整,使得其基質之兩邊帶有金屬燃料材 料。在所有的其他方面,第19與19A圖之該FCB系統與第 16圖之該FCB系統相似。 如第19與19A圖所示,當該雙邊的金屬燃料帶在該第 一組的陰極與離子傳導傳送帶(141與171)之上被運送時, 該雙邊的金屬燃料帶1〇8,1〇8”沿其下部(即内*卩)表面被放 電’並且在路徑導向滾筒114A的周圍給定路線之後,當 該雙邊的金屬燃料帶在該第二組的陰極與離子傳導傳送帶 之上被運送時,該雙邊的金屬燃料帶沿著其上部(即外部) 表面被放電。如圖所示,在滾筒148A的周圍被給定路線 之後,當該雙邊的金屬燃料帶在該第三組的陰極與離子傳 導傳送帶之上被運送時,該雙邊的金屬燃料帶1〇8再一次 本纸張尺度適用中關家標S (CNS)A4規格⑽X 297公餐) -------------^衣·----I I I ------ (TT先芯念背&之;1汔寧項再填艿本頁} 99 496009 A: B; 五、發明說明(96) 沿著其下部表面156被放電,並且在路徑導向滾筒1488的 周圍給定路線之後,當該雙邊的金屬燃料帶在該第四組的 陰極與離子傳導傳送帶之上被運送時,該金屬燃料帶再一 次沿著其上部(即外部)表面被放電。如第19與19A圖所示, 多個陰極與陽極接觸部件123A與123B沿著在該FCB系統 中的每組陰極與離子傳導傳送帶被旋轉地安裝。在第19B 圖中,一對陰極與陽極接觸部件U3A與123B被更詳細地 表示。如圖所示,金屬燃料帶108(108,,)、離子傳導傳送 τ 107之一部段及陰極傳送帶丨41之一部段(以同樣的速度 移動)被設置在該陰極與陽極接觸滾筒123八與12把之間, 在上述兩者之間電力在放電操作期間被電化學地產生。 雖然第19與19 A圖所示的例示實施例為了單一陰極/ 單一陽極型的應用而被設計,被了解的是,此系統實施例 可以容易地修改來包括多個沿著該可撓曲的陰極傳送帶結 構被形成的絕緣陰極部件(執),該陰極傳送帶結構係供多 執的金屬燃料帶一起使用,如上述申請人之與本案共同申 請的申請案第08/944,507號中所教授之。 FCB系統之第五例示f施例 在第20圖中,該FCB系統之第五例示實施例被顯示。 該FCB系統之此實施例與使用雙邊的金屬燃料帶之第Η與 19A圖所示的FCB系統相似。在此兩個系統之間主要的不 同是在第19與19A圖中,該離子傳導介質以一被施覆在每 個陰極傳送帶結構之外部表面上的離子傳導膜層1〇7實 ΗΗ'Ί背®W /;1总事項再填π本頁) ^--------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
100 496009 Λ: _______— —_ __________ ^ 五、發明說明(97) 現。在所有的其他方面,第20圖之該FCB系統與第19與19八 圖之該FCB系統相似。 在第20B圖中,在第20圖之FCB系統中被使用的一對 陰極與陽極接觸部件23A與23B被更詳細地表示。如此圖 所示,金屬燃料帶108(108”)、離子傳導傳送帶1〇7,之一 部段及陰極傳送帶141之一部段(以同樣的速度移動)被設 置在该陰極與陽極接觸滾筒142A與143之間,在上述兩者 之間電力在放電操作期間被電化學地產生。 雖然第20圖所示的例示實施例為了單一陰極/單一陽 極型的應用而被設計,被了解的是,此系統實施例可以容 易地修改來包括多個沿著該可撓曲的陰極傳送帶結構被形 成的絕緣陰極部件(軌),該陰極傳送帶結構係供多軌的金 屬燃料帶一起使用,如上述申請人之與本案共同申請的申 請案第08/944,507號中所教授之。 jjFCB系統之第六例示實施例 41濟部智达財產局員工消費合作社印製 --------------裝--------訂· (-\乇^^背面之;_1意事項再填{:^本頁) 在第21圖中’該FCB系統之第六例示實施例被顯示。 該FCB系統之此實施例與在其中使用雙邊的金屬燃料帶 108(108”)之第20與20A圖所示之該FCB系統相似。在此兩 系統之間的最主要不同是在第2〇與20A圖中.,相鄰成對的 陰極傳送帶141A與141B、141B與141C、及141C與141D被 相互緊密地安裝。如第20A圖所示,該雙邊的金屬燃料帶 可以從其上與下兩邊被放電,以便改進該FCB系統之容積 電力密度。此修改要求例示於第2 1A圖中之該帶之一陰極 本紙張尺度適用中國國家標準規格(210 X 297公釐) 101 經濟部智慧財產局員工消費合作社印ί衣 496009 Λ: Β: ^-— 五、發明說明() 與陽極接觸機構之使用。如第21Α圖所示,當透過該機構 被運送的金屬燃料帶被一從該系統外殼被旋轉地安裝之_ 般的陽極接觸部件62接觸時,一對相鄰的陰極傳送帶141Α 與141B被一對個別從該系統外殼被旋轉地安裝的陰極接 觸部件123A1與123A2接觸。此配置使雙邊的金屬燃料帶 108(108”)之兩邊能夠同時放電。在所有其他方面,第21 圖之該FCB系統與第20與20A圖之該FCB系統相似。 另一方面,第21圖之該FCB系統可以各種的方法修 改。其中一個方法是從該陰極傳送帶結構移除該離子傳導 層,並且以形成一離子傳導固態(或凝膠)膜1〇7,,至透過該 放電引擎被運送的金層燃料帶108(108”)之每一邊上來代 替該離子傳導層。 雖然第2 1圖所示的例示實施例為了單一陰極/單一陽 極型的應用而被設計’被了解的是,此系統實施例可以容 易地修改來包括多個沿著該可撓曲的陰極傳送帶結構被形 成的絕緣陰極部件(執),該陰極傳送帶結構係供多執的金 屬燃料帶一起使用,如上述申請人之與本案共同申請的申 請案第08/944,507號中所教授之。 莖FCB系統之第七例示實施例 在第22圖中,顯示該FCB系統之第七例示實施例。該 FCB系統之此實施例與第20與20A圖所示的該FCB系統相 似。此兩系統主要的不同是在第22圖中,複數個金屬燃料 ^^8八,83與108€(108’八,108’8,108,(1:),(108,,八,108,,丑,108,,(1;) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ♦ --------訂--------·線 102 496009 99、
II ;’昏 智 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 Λ: Β; 五、發明說明( 之流從該供應盤17Α被供應,在多個陰極傳送帶結構 t 411(與離子傳導傳送帶ι〇7,)的周圍被運送,並且接著被 ►一與一帶盒113或類似的元件連結的接收盤〗丨接收,如 上述申請人之與本案共同申請的申請案第〇8/944,5〇7號中 所教授之。當該金屬燃料帶在該FcB系統中被使用的該帶 盒元件或相似的元件之該供應與接收盤之間被運送時,此 配置允許該金屬燃料帶之彎曲半徑之顯著的減少。 矣發明之該FCB系統之f替宭你例 已經在上文中詳述本發明之例示實施例,數個修改 因為有利於本發明之實際應用而容易地想起。 為了省略分開驅動與利用複雜的機構積極地控制在 本發明之該FCB系統中的該金屬燃料帶、該移動的陰極結 構及離子傳導介質之速度的需要,本發明也意圖在該金屬 L:料▼與該離子傳導介質(例如傳送帶或被施覆的凝膠/固 態膜)之間’以及在該離子傳導介質(例如傳送帶或被施覆 的凝谬/固態、膜)與該陰極結構(例如圓柱或傳送帶)之間創 造一液壓靜力阻力之條件。藉由該液壓靜力阻力,該金屬 燃料帶、離子傳導介質及移動的陰極結構可以藉由利用例 如一馬達或類似的元件’僅運送這些可移動的系統構件的 其中之-(例如金屬燃料帶、離子傳導介質或可移動的陰 極結構)’來以大致相同的速度(在接觸上述三者之點幻 被移動,該馬達或類似的元件係被機械(例如轉緊發條)、 電動或氣動力驅動。此運送與速度均等之方法大大地減少 氏張尺度適—用中關家標準(CNS)A4規格(2iQx 297公餐「 R--------1T---------線 ri.先'^^'背1£:之;14事項再填艿本頁) 103 496009 A: 五、發明說明( €.濟^[智^|財產局員工消費合作社印^^ 該FCB糸統之複雜性以及該fcb系統之製造與維護之成 本。此外,此方法使該金屬燃料帶、離子傳導介質及陰= 結構在沒有產生明顯的摩擦(例如剪應變)力的情況下能夠 在該系統中被移動,並且因此利用藉由被在任何時間的瞵 間之電氣負載條間設定的該輸出功率需求所調節的轉矩 (或電流)控制技術來移動這些移動的構件。 液壓淨利阻力可以在這些移動的系統構件之間,藉 由於系統操作期間在該離子傳導介質與該金屬燃料帶^ 間,以及在該離子傳導介質與該可移動的陰極結構之間維 持一足夠的表面張力強度來創造。當利用上文中所揭露的 該離子傳導介質,足夠的表面張力可以在該FCB系統之-個主要的移動構件之間,藉由連續地或間歇地施覆一均一 的水(Ηθ)塗料與/或電解液補充溶液至該金屬燃料帶(與 或離子傳導介質)之表面上來創造,使得在系統操作期 在⑴該離子傳導介質與該金屬燃料帶,及(2)該離子傳 介質與該可移動的陰極結構之間發生”潤濕,,。顯著地, 施覆至該金屬燃料帶(與/或該離子傳導介質)上的該水② 料與/或電解液補充溶液將視該金屬燃料帶之速率、其= 吸收性質等而定。在本文中揭露的每個實施例中,該金屬 燃料帶與/或離子傳導介f之潤濕可以利用本文的圖式所 示的敷料機170與配料機構17丨進行。然而,被了解的是, 其他潤濕該金屬燃料帶與/或離子傳導介質之方法由於極 好的結果而可能被使用。 例如,在第11圖所示的例示實施例中,在 陰極 勻 間導 被 塗
本纸張尺度刺巾關家標準(CNSM4規格(2_i〇 x 2m· ,?4.-,;-广^^背面之;1.急事項再填寫本1) Φ
訂---------線I 104 蛵濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496009 Λ: _______Β7 ___ 五、發明說明(1G1) 圓柱103上的該離子傳導塗料1〇7與該金屬燃料帶10S之間 歇或連續的潤濕可以在其之間創造出足夠的表面張力,並 且因此創造足夠的液壓靜力阻力,以便當只有該金屬燃料 帶108正被其帶運輸機構121積極地驅動時,使每個在該系 統中的陰極圓柱103能夠以與和該陰極圓柱接觸的金屬燃 料帶之相同的速度被動地移動(即旋轉)。在本發明之此更 替的施實例中,藉由系統控制器120之速度均等與陰極圓 丨 柱驅動單元11 〇之使用可以被省略,但是仍然可以達到本 發明之原理。此修正可以減少該系統之複雜性以及其製造 與維護之成本。 在第13圖所示的例示實施例中,該離子傳導傳送帶 107’、該金屬燃料帶108及每個陰極圓柱1〇3之間歇或連續 的潤濕可以在前三者之間創造出足夠的表面張力,並且因 此創造足夠的液壓靜力阻力,以便當只有該金屬燃料帶1 〇 8 正被其帶運輸機構121積極地驅動時,使每個在該系統中 t 的陰極圓柱103能夠以與和該陰極圓柱接觸的金屬燃料帶 之相同的速度被動地移動。在本發明之另案實施例中,藉 由使用系統控制器12 0,在不使用陰極圓柱驅動單元1 1 〇與 速度均等之情況下,仍然可以達到本發明之原理。此修正 可以減少該系統之複雜性以及其製造與維護之成本。 在第16圖所示的例示實施例中,該金屬燃料帶1〇8、該 離子傳導傳送帶107,及陰極傳送帶141之間歇或連續的润 濕可以在前三者之間創造出足夠的表面張力,並且因此創 造足夠的液壓靜力阻力,以便當只有該金屬燃料 〇8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) -------------裝.-------訂·-------I線 (>|叫先^淆背面之:1汔事項再填艿本5 105 經濟部智慧財產局員工消費合作社印?取 Λ: ^^ -----__ 五、發明說明(, "--- 破其帶運輸機構121積極地驅動時,使每個陰極傳送帶 14.1、傳迗帶運輸圓柱143與144、離子傳導傳送帶1〇7,及 傳送帶圓柱丨45能夠以與和前五者接觸的金屬燃料帶i〇s之 相同的速度被動地旋轉。在本發明之此更替的施實例中, 藉由系統控制器丨22之速度均等與圓柱驅動單元〗47之使用 可以被省略,但是仍然可以達到本發明之原理。另一方面, 也許可能的是,在某些實例中,積極地驅動一個離子傳導 傳送帶107,與/或對應的陰極傳送帶141,並准許其他的陰 極傳送帶141、離子傳導傳送帶1〇7,及金屬燃料帶ι〇8以與 具有最小的滑動量之被積極地驅動的陰極傳送帶之相同的 速度被動地移動。在兩種形況下,這類的修正將會減少該 系統之複雜性以及其製造與維護之成本。 在第19圖所示的例示實施例中,該金屬燃料帶ι〇8、該 離子傳導傳送帶107,及陰極傳送帶41之間歇或連續的潤濕 可以在前三者之間創造出足夠的表面張力,並且因此創造 足夠的液壓靜力阻力,以便當只有該金屬燃料帶正被其帶 運輸機構121積極地驅動時,使每個陰極傳送帶“I、傳送 帶運輸圓柱143與144、離子傳導傳送帶1〇7,及傳送帶圓柱 145能夠以與和前五者接觸的金屬燃料帶1〇8之相同的速度 被動地旋轉。在本發明之此更替的施實例中,藉由系統栌 制器122之速度均等與圓柱驅動單元147之使用可以被= 略,但是仍然可以達到本發明之原理。另一方面,也許可 能的是,在某些實例中,積極地驅動一個離子傳導傳送帶 107’與/或對應的陰極傳送帶141,並准許其他的陰極 I --------訂---------^-0 ("^^^^•^^-^^^^^.^^‘w、)
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五、發明說明(1(^ 帶141、離子傳導傳送帶107,及金屬燃料帶ι〇8以與具有最 小的滑動量之被積極地驅動的陰極傳送帶之相同的速度被 動地移動。在兩種形況下,這類的修正將會減少該系統之 複雜性以及其製造與維護之成本。 在第20圖所示的例示實施例中,該金屬燃料帶1〇8及該 離子傳導膜塗料107,之間歇或連續的潤濕可以在前二者之 間創造出足夠的表面張力,並且因此創造足夠的液壓靜力 阻力,以便當只有該金屬燃料帶正被其帶運輸機構121積 極地驅動時,使每個陰極傳送帶141及傳送帶運輸圓柱143 與144能夠以與和前三者接觸的金屬燃料帶1〇8之相同的速 度被動地旋轉。在本發明之此更替的施實例中,藉由系統 控制器122之速度均等與圓柱驅動單元147之使用可以被省 略,但是仍然可以達到本發明之原理。另一方面,也許可 能的是,在某些實例中,積極地驅動一個陰極傳送帶丨41, 並准許其他的陰極傳送帶及金屬燃料帶1〇8以與具有最小 的滑動量之被積極地驅動的陰極傳送帶141之相同的速度 被動地移動。在兩種形況下,這類的修正將會減少該系統 之複雜性以及其製造與維護之成本。 蛵濟部智慧財產局員工消費合作社印制私 在第21圖所示的例示實施例中,該金屬燃料帶〗〇8及該 離子傳導膜塗料107之間歇或連續的潤濕可以在前二者之 間創造出足夠的表面張力’並且因此創造足夠的液壓靜力 阻力,以便當只有該金屬燃料帶正被其帶運輸機構丨2丨積 極地驅動時,使每個陰極傳送帶141及傳送帶運輸圓枉143 與144能夠以與和前三者接觸的金屬燃料帶1〇8之相同的速 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 107 496009 A; 部 智 財 產 消 費 社 印 五、發明說明(1()1 度被動地旋轉。在本發明之此更替的施實例中,藉由系統 控制器122之速度均等與圓柱驅動單元147之使用可以被省 略,但是仍然可以達到本發明之原理。另一方面,也許可 能的是,在某些實例中,積極地驅動一個陰極傳送帶141, 並准許其他的陰極傳送帶及金屬燃料帶1〇8以與具有最小 的滑動量之被積極地驅動的陰極傳送帶之相同的速度被動 地移動。在兩種形況下,這類的修正將會減少該系統之複 雜性以及其製造與維護之成本。 此外,多個上文所揭露的一般形式之陰極圓柱(或陰極 傳送帶)可以被旋轉地安裝在一列狀的支撐結構中,該列 狀的支撐結構係如在申請人之與本案共同申請,被命名為,, 使用多個用以改進容積電力密度之移動的陰極結構之金屬 空氣燃料格電池組系統,,的申請案第〇9/11〇,761號中所揭 露之,其申請曰係與本案相同,並且全部合併於本文中作 為參考。每個這類的圓柱陰極結構之陰極支撐管被一金屬 燃料▼之供應源驅動,該金屬燃料帶之供應源係根據一預 定的帶通路在該陰極結構之表面上被運送。該金屬燃料帶 支運送可以利用一帶輸送機構來進行,該帶運輸機構係與 在申凊人之與本案共同申請的申請案第〇9/〇74,377號中所 揭露者相似。該離子傳導介質可以一不是被施覆在每個圓 柱陰極結構之外部表面上,就是在該金屬燃料帶之表面上 的固態膜或層來實現,如在本文所述的各種例示實施例中 所說明之。另一方面,該離子傳導介質可以一離子傳導傳 送帶結構實現,該離子傳導傳送帶結構係在該金屬燃料帶 :、主
I 訂 線 本纸張尺中國兩票準(CNS)A4規格⑵Q χ观妓- 108 A;
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496009 五、發明說明( 與該陰極圓柱之表面之間被設置之時,透過該圓柱形的陰 極列被運送。利用此系統設計,即有可能由佔據相對小的 • 空間體積之物理結構中產生非常高的電力輸出,藉此提供 多個優於習知技藝之FCB系統的優點。 本_發明之金屬空氣FCB系統之鹿用 一般而言,上述任何的金屬空氣FCB系統可以與其他 的子系統合併在一起,以便提供一發電系統(或設備),其 中在該系統中的金屬燃料之即時管理被用來在沒有犧牲可 靠性或操作效率的情狀下,滿足AC與/或DC型電氣負載之 峰值電力需求。 為了例示之目的,本發明之發電系統7〇〇被顯示於第 23A圖中,如被埋在一可以一電動汽車、火車、卡車、機 車或任何其他形式的運送裝置之形態實現之電動的運輸系 統或運送裝置701中,該運送裝置係使用一個或多個在此 技藝中所熟知的AC與/或DC發動的電氣負載(例如馬達)。 在第23B圖中,該發電系統700被以一固定的電力設備實 現。每種配置,該發電系統7〇〇被顯示成具有連接7〇2 7〇3 與704至該發電系統之備用與混合式電源。一般而言,該 發電系統700可以被組構來產生用以供應至一個或多個如 第23A圖所示之DC型電氣負載7〇2之DC電力,或產生用以 供應至一個或多個如第23B圖所示之AC型電氣負載之AC 電力。每個這些系統實施例將被詳細地說明於 本纸張尺度適用中國國家標I (CNS)A4規格(21〇 X 297公复) . --------^--------- r4-:tHH¥;-K-;r.面之;.1意事項再填寫本頁) 109 哪υ〇9
五、發明說明(10$ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如第24A圖所示,發電系統700之第一例示實絶例包 含:一用以供應DC電力至多個被連接至該發電系統的電 氣負載707A-707D之輸出DC電力匯流排結構7〇6 ; 一金屬 空氣FCB(子)系統708A至708H之網路,每個金屬空蕾 FCB(子)系統靠其輸出功率控制子系統操作式地連接至該 DC電力匯流排結構706’以便准許供應DC電力至該DC電 力匯流排結構;一被操作式地連接至該DC電力匯流排結 構706之輸出電壓控制子系統709,係用以控制(即調節)沿 者D C電力匯流排結構之輸出電壓,被操作式地連接至該 輸出DC電力匯流排結構706之負載感應電路系統71〇,係 用以即時感應沿著該DC電力匯流排之負載條件,並產生 指示沿著該DC電力匯流排結構的負載條件之輸入訊號; 一網路控制子系統(例如具有RAM/ROM/EPROM之微電 月) 711 ’係用以控制在該網路中每個f c B子系統之操作(例 如藉由在放電/再充電操作模式期間個別控制放電/再充電 參數,並從該特定的FCB子系統在一即時基準上收集金屬 燃料與金屬氧化物指示資料);一 FCB子系統控制匯流排 結構712,每個FCB子系統708A至708H藉由其輸入/輸出 子系統被操作式地連接至該FCB子系統控制匯流排結構, 並且該FCB子系統控制匯流排結構係用以准許從該等FCB 子系統傳送金屬燃料指示資料至該網路控制子系統7n, 並准許在發電操作期間從該網路控制子系統7丨丨傳送控制 Λ號至该等FCB子系統;及一被操作式地連接至該網路控 制子系統711之網路型的金屬燃料管理子系統(例如一關係 本紙張瓦度適用中國國家標準(CNSM4規格(210 X 297公爱) --------訂---------線 (^.^纪^背面二;1总^項再填^本1) 110 496009 姮濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Λ7 發明說明(1Q$ 的基本資料管理子系統)713,其係用以儲存表示沿著在每 個FCB子系統中之每個金屬燃料軌之每個區域出現的金屬 燃料(與金屬氧化物)之數量,該FCB子系統係在該系統中 之匯流排結構706與712之間被連接;一輸入DC電力匯流 排結構714 ’係用以於再充電操作期間供應dc電力至每個 該等FCB子系統707A至707H,該DC電力係從備用與混合 式的電源702,703,704與704,中產生;及一用以沿著輸入〇(: 電力匯流排、结構714控制輸入電壓之輸入電壓控制子系統 715 〇 … 一般而言,在本文中被揭露之任何一個FCB子系統可 以被埋在上述之該電力供應網路中。埋入每個FCB子系統 藉由連接其輸入/輸出子系統至該FCB子系統控制匯流排 結構712,並且藉由連接其輸入功率控制子系統至該〇〔電 力匯流排結構706而被簡單地達成。此外,每個fcb子系 統包括一金屬燃料再充電子系統,係用以在該網路控制子 系統711之全區控制下將金屬燃料軌再充電。 在第24B圖中,本發明之該發電系統之另一實施例被 顯示。在本發明之另案實施例中,一 DC-AC電力轉換子 系統716在該輸出DC電力匯流排結構7〇6與一輸iAC電力 匯流排結構71 7之間被提供,多個AC型的電氣負載7〇7八 與707D以一可操作的方式被連接至該DC-Ac電力轉換子 系統。在本發明之這類交替的實施例中,被供應至該Dc 電力匯流排結構706之DC電力被轉換成一被施加
至該AC 電力匯流排結構717之AC電力供應。輸出電壓控制單元7〇9 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297么、餐) R--------^---------線 (7叫先^-^背面之;1意事項再填^本頁) 111 496009
經;£祝智#一財產局員工消費合作社印製 為了沿著該AC電力匯流排結構717控制該輸出電壓之目的 而被提供。被傳送至該AC匯流排結構71 7之ac電力被供 應至被連接至該AC匯流排結構之該Ac電氣負載(例如AC 馬達)。 在較佳實施例中,該金屬燃料管理子系統7U包含: 一相關基本資料之管理子系統,係包含用於維持多個含有 表示沿著該發電系統之每個FCB子系統中的各金屬燃料軌 之各區域可得到(與出現)的金屬燃料(與金屬氧化物)之數 量的資訊資料表之手段。在第24C圖中,這類的資料表被 示意地描述。當電力正從個別的FCB子系統被產生時,金 屬燃料指示資料在放電模式期間在每個子系統中被自動地 產生,而金屬氧化物出現資料則於再充電操作模式期間被 產生。如第24A與24B所示,被區域地產生的金屬燃料指 示 > 料與金屬氧化物指示資料藉由該控制匯流排結構7 ^ 2 與網路控制子系統7 11被傳送至該網路型的金屬燃料/金屬 氧化物管理子系統713。 在許多應用中,將最好的是,管理在每個FCB子系統 707A至707D中的金屬燃料之消耗量,使得每個這類的FCB 子系統具有在每個時間瞬間可得到的金屬燃料之大致相同 的數量。此金屬燃料均等原理被進行下列功能的該網路控 制子系統711達成··(1)准許藉由該負載感應子系統7】〇沿 著該DC電力匯流排結構感應實際的負載條件;(2)使特定 的FCB子系統(708A-708B)能夠產生並回應這類被感應的 負載條件來供應電力至該輸出DC電力匯流排結構706 ; (3) 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)/\4規格(210 x 297公复) _ 訂---------線 (4先^讀背面之;.1急事項再填艿本1、) 112 A: ---------B:_ 五、發明說明(1〇$ _ 利用該網路型的金屬燃料管理(基本資料)子系統713管理 在該等FCB子系統中的該金屬燃料之可用率與金屬氧化物 之出現率;及(4)允許選擇地將在被選擇的FCB系統中之 金屬燃料執放電(並且任意地,選擇地再充電沿著該金屬 燃料執之金屬氧化物),以便在每個FCB子系統中之該金 屬燃料可用率在一平均時間的基準上大致相等。此方法可 以經在該計算技藝中所熟知之技術所規劃的一直接方式達 k 成。 從使該網路控制子系統711跨越每個fcb子 行金屬燃料等化作用’’所衍生的優點參照第25圖透過例j 說明可以得到最好地了解。 一般§兒來’被該電力系統所產生的電力之數量視祐 連接至該系統之該(等)電氣負載所要求的電力之數量而 定。根據本發明,從該系統電力輸出之增加藉由使附加的 金屬空氣FCB子系統能夠在一被規劃的網路控制子系統 之控制下產生並供應電力至該輸出電力匯流排結構 7〇6(或在AC負载的情況下為7】7)來被達成。例如,考慮 一電力系統具有八個在其DC電力匯流排結構7〇6與1^^子 系統控制匯流排結構7 ;[ 2之間被連接的F c B子系統之電力 系統的情況。在這類的例子中,可能有幫助的是,作比喻 地觀看每個FCB子系統707A至7嶋為在一能夠運轉二 擎中之㊆力汽紅”。所以,考慮根據本發明之發電系統(或 j備)之情況,其中八個FCB子系統(即動力汽紅)被組構在 -起並被包圍在一電動汽車或相似的運送裝置之結構中, 本紙張尺度適財關家標準(CNS;;A4規格⑵Gχ 297公髮) 496009 Λ:
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Λ: -------Ε__— — 五、發明說明(U1) , 空氣F<:B子系統有關的放電參數;及(γ)與每個金屬空氣 」^^;-背面之;14事項再填^本頁> FCB子系統有關之再充電參數(當再充電模式在每個金屬 空氣FCB子系統中被提供時)。在該控制程序中的輸出參 數包括,例如,控制資料係用以控制:(丨)在任何瞬間那 組金屬空氣FCB子系統應該為了放電操作而啟動;那 個金屬燃料區域應該在一被啟動的金屬空氣FCB子系統中 在任何的瞬間被放電;(诅)在任何瞬間該等放電參數在被 • 啟動的金屬空氣FCB子系統中應該如何被控制;(iv)在任 何瞬間那組金屬空氣FCB子系統應該為了再充電操作被啟 動,(v )那個金屬燃料區域應該在被啟動的金屬空氣 子系統在任何的時間瞬間被再充電;及(vi)在任何瞬間該 等再充電參數在每個被啟動的金屬空氣1:(:3子系統應該如 何被控制。該網路控制子系統7丨丨可以利用一被規劃來以 一直接的方式進行上述的功能之微電腦來實現。該網路控 制子系統可以一簡單的方式埋入該主系統中(例如運送裝 置701)。 丨 .經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 顯著地,在第23 A至24C圖所示的例示實施例中,各 金屬空氣FCB子系統708A至708H具有一電操作模式與一 再充電操作模式。因此,當該對應的金屬空氣FCB子系統 不能夠在其放電(發電)操作模式中時,本發明之發電子系 統(即設備)能夠再充電被選擇的金屬燃料(帶)之區域。藉 助於本發明之此方面,對於第23八與233圖所示之備用的 電動發電機(例如,交流發電機、從一固定電源供應電力 等等)702,703與/或混合型的電動發電機(例如,光伏打電 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公复) 115 496009 五、發明說明( 池、溫差熱電電池裝置等等)704,704,被用來產生用以供 應至第23A圖所示之該系統之該輸入DC電力匯流排結構 714之電-力是可能的。顯著地,在被啟動的FCB子系統中 之再充電操作期間,該輸ADC電力匯流排結構714被設計 來從備用與混合式的電源702,703,704與704,接收DC電 力,該電力係用以供應至被包圍在金屬空氣FCB子系統 708A至708H中的金屬燃料再充電子系統,該等金屬空氣 FCB子系統係在該主運送裝置(例如汽車)7〇1在運動或靜 止狀態時能夠進行放電操作。當在該運送裝置在靜止的同 時再充電金屬燃料時,從一靜止的電源(例如電源插座)產 生的電力可以當作輸入至用以將在被啟動的FCB子系統中 的金屬燃料再充電的該輸ADC電力匯流排714之電力而被 提供。 本發明之上述的FCB系統可以被用來帶動各種形式的 電路、系統及元件,係包括,但不被限制於,電動工具、 消費性家電產品、可獨立操作的輕便型發電器、運送及相 似的裝置。 已經詳細地敘述上述本發明之各種方面,被了解的 是,該等例示實施例之修正對於熟於此技者將容易在心中 浮現’並將同樣得到本揭露之優點。所有這類的修正與改 變相信落在以後附的發明之申請專利範圍所界定的本發明 之範圍與精神中。 本纸張瓦度適用中國國家標单(CNS)A4規格(210 X 297公餐 ----------· 二^汶背面之;1惡事項再填π本頁) H I .1 n
訂---------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印泰衣 116 496009 A: .經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
五 _B:_ 、發明說明( 元件標號對照表 2 離子傳導介質(ICM) 3 金屬燃料帶 4 陰極結構 5 陰極接觸部件 6 陽極接觸部件 9 蠢輪 10 FCB系統 11 圓柱結構 11A 空心中心 12 孔洞 13 金屬燃料帶 14 陰極部件 15 鎳線網編織物 16 催化材料 17 陰極驅動單元 17A 供應與接收盤 17B 供應與接收盤 18 驅動軸 19 齒輪 21 燃料帶運輸器 22 系統控制器 23 陰極接觸部件 24 外部邊緣部分 25 陽極接觸部件 26 支架 27 導電體 28 導電體 29 輸出電力控制器 30 離子傳導介質 31 固態離子傳導塗 料 32 金屬燃料薄層 33 離子傳導介質 34 金屬燃料顆粒 35 基質材料 36 傳送帶運送圓柱 38 陰極驅動單元 39 驅動單元 40 陰極傳送帶結構 41 圓柱形滾筒 42 圓柱形滾筒 45 鎳線網編織物 48 陰極接觸部件 ---------------------^--------- (-*-1叫先^^背面之;1念事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 117
經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 49 支架 53 離子傳導介質 55 配料機構 58’ 金屬燃料帶 59 金屬燃料材料 60’離子傳導層 61 膠合劑 63 金屬粉末 66 運輸圓柱 101 FCB系統 103圓柱陰極 104A嵌板 106 空心中心 107’離子傳導傳送帶 108金屬燃料帶 111齒輪 114A帶引導滾筒 116陰極部件 117B接收盤 121燃料帶運輸器 123A陰極接觸部件 123A1陰極接觸部件 124導電體 50 陽極接觸部件 54 敷料機 58 金屬燃料帶 58,, 金屬燃料帶 60 離子傳導層 60,, 離子傳導層 62 聚酯基質 64 基質材料 70 支架 102 金屬燃料帶放電 元件 104 外殼 104B 嵌板 107 離子傳導介質 107” 離子傳導傳送帶 110 聯動馬達 112 盒 Π4Β帶引導滾筒 117A供應盤 102 系統控制器 123 接觸部件 123B 陽極接觸部件 123A2陰極接觸部件 125輸出電力控制器 --------訂---------線 (->1-叫先^^背面二注:&事項再填^本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 118
496009 五、發明說明( 127膠合劑 129金屬粉末 131 FCB系統 140金屬燃料帶放電元件 142 固定物 142B嵌板 142E頂部嵌板 144傳送帶運輸圓柱 147聯動馬達 148A滾筒 150支架 152金屬燃料帶 155 FCB系統 171 配料機構 701 運送裝置 702 電源 704 電源 707A電氣負載 707C電氣負載 708A金屬空氣FCB(子)系統 708C金屬空氣FCB(子)系統 本纸張尺度適用中國國家標準(CNTS)A4規格(210 x 297公爱) 128 聚§旨基質 130 基質材料 135 傳送帶運輸圓柱 141 陰極傳送帶結構 142A嵌板 142D底部嵌板 143 傳送帶運輪圓枉 145 傳送帶運輸圓柱 148 帶引導滾筒 148B路徑導向滾筒 151 凸緣部份 152, 金屬燃料帶 170 敷料機 700 發電系統 702 DC型電氣負裁 703 電源 706 輸出DC電力匯 流排結構 707B電氣負載 707D電氣負載 7〇8B金屬空氣fCb (子)系統 708D金屬空氣Fcb (子)系統 --------^--------- (2.^:¾^背面之;1.念事項再填寫木fc 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
119 496009 Λ: Β7 11( 五、發明說明( 708Ε金屬空氣FCB(子)系統 708Η金屬空氣FCB(子)系統 710負載感應電路系統 712 匯流排結構 714輸入DC電力匯流排結構 716 DC-AC電力轉換子系統 708F金屬空氣FCB (子)系統 709輸出電璧控制子 乐統 711網路控制子系統 713 金屬燃料管理子 系統 715 輸入電壓控制子 系統 717 AC電力匯流排 結構 - --------^-------- (^)先^^^面之;1意事項冉填:^本百'} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印:^ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 120

Claims (1)

  1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 496009 Λ8 B8 CS _________DS____ 六、申請專利範圍 1. 一種金屬空氣燃料格電池組系統,具有一放電操作模 式,該系統包含: 金屬燃料供應裝置,係用以在放電操作模式期間 供應供發電之用的金屬燃料材料,其中該金屬燃料材 料具有多個沿著該金屬燃料材料被劃分的區域或細 部,並且各該區域被以一碼標示; 碼讀出裝置,係用以在該放電操作模式期間將該 區域放電之際,沿著該金屬燃料材料之各該區域讀出 該數位碼; 參數偵測裝置,係用以在該放電操作模式期間將 .金屬燃料材料之各該區域放電之際,偵測一組放電參 數; 參數處理裝置,用以處理在金屬燃料材料之各該 區域上被偵測到的該組放電參數,並且產生用以在該 區域被放電的同時控制一個或多個放電參數之控制資 料訊號。 2. 如申請專利範圍第1項之金屬空氣燃料格電池組系統, 其中該組被偵測的放電參數被紀錄在記憶體中,並為 了在該放電操作模式期間處理而被從該記憶體中讀 出。 3. 如申請專利範圍第1項之金屬空氣燃料格電池組系統, 其中該碼係為一數位碼。 •如申明專利範圍第丨項之金屬空氣燃料格電池組系統, 其中該數位碼係被光學地偵測。 (請元閱^背面之注意事項再填寫本頁} --------訂---------線I秦
    -121 - S 8 8 8 ABCD •經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 、申請專利範圍 5•如申請專利範圍第4項之金屬空氣燃㈣電池組系統, 其中該數位碼係為一條碼符號。 6·如申請專利範圍第3項之金屬空氣燃料格電池組系統, 其中該數位碼係被磁性地偵測。 7·如申請專利範圍第1項之金屬空氣燃料格電池組系統, 其中金屬燃料材料之各該區域具有多個金屬燃料軌; 其中該參數偵測裝置在該放電操作模式期間對於 沿金屬燃料材料之各該區域之每個金屬燃料軌偵測一 組放電參數;及 八中該碼項出裝置在該放電操作模式期間將金屬 .燃料材料之該區域放電之際’沿著各該區域讀出該數 位碼。 8·如申請專利範圍第w之金屬空氣燃料格電池組系統, 其中該金屬燃料材料以金屬燃料帶的形式實現。 9·如申請專利範圍第旧之金屬空氣燃料格電池組系統, 其中該金屬燃料材料以金屬燃料卡或片之形式實行。 10·如申請專利範圍第丨項之金屬空氣燃料格電池組系統, 其中該參數處理裝置係處理在金屬燃料材料之各該區 域上被偵測到的該組放電參數,並且產生用以在該區 域被放電的同時控制一個或多個放電參數之資料訊 號,以便以一時間與/或能量高效率的方式放電該金 屬燃料之區域。 11. 一種金屬空氣燃料格電池組系統,具有一再充電操作 模式,該系統包含: i氏張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規^x 297公釐) Μ--------^---------^ (請元¾¾背面之λι意事項再填寫本頁} -122- AS B8 CS I—-----___ 六、申請專利範圍 金屬燃料供應裝置,係用以供應供於該再充電操 作模式期間再充電之用的金屬燃料材料,其中該金2 燃料材料具有多個沿著該金屬燃料材料被劃分的區域 或細部,並且每個該區域被以一碼標示; 碼讀出裝置,係用以於該再充電操作模式期間再 充電金屬燃料材料之各該區域之際,沿著金屬燃料材 料之各該區域讀出該數位碼; 參數偵測裝置,係用以於該再充操作電模式期間 將金屬燃料材料之各該區域再充電之際,偵測一組再 充電參數; 參數處理裝置,係用以處理在金屬燃料材料之各 該區域上被偵測到的該組再充電參數,並且產生用以 在該區域被再充電的同時控制一個或多個再充電參數 之控制資料訊號。 12·如申請專利範圍第11項之金屬空氣燃料格電池組系 、統’其中該組被偵測的再充電參數被紀錄在記憶體 中’並且為了於該再充電操作模式期間處理而被從該 記憶體中讀出。 13·如申請專利範圍第11項之金屬空氣燃料格電池組系 統’其中該碼係為一數位碼。 14·如申請專利範圍第13項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該數位碼係被光學地偵測。 15·如申請專利範圍第11項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該數位碼係為一條碼符號。 本紙張尺度適用中國國家標準(e:NS)A4規格(h〇x 297公釐)-- (請元閱^背面之;i.t事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 — — — — — — — — — I I — ϋ I I I I n ^ I I I I I ^ n I I ϋ ϋ I I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
    \ 二\ 申請專利範圍 16·如申請專利範圍第U項 产 ^ , # , ^ y 金屬工軋燃料格電池組系 • 、中該數位碼係被磁性地偵測。 17·如申請專利範圍第U 奸 金屬空氣燃料格電池組系 、、·,其中金屬燃料材料之各該區 、 執· ^具有夕個金屬燃料 其中該參數偵測裝置係於兮 货於該再充電操作模式期間 對於沿著金屬燃料材料之各 n谷这&域之每個金屬燃料執 偵測一組再充電參數;及 其中該碼讀出裝置係於該再充電操作模式期間將 金屬燃料材料之該區域再充電之際,沿各該區域讀出 該數位碼。 18.如申請專利範圍第丨丨項之金屬空氣燃料袼電池組系 統,其中該金屬燃料材料係以金屬燃料帶的形式實 現。 19·如申請專利範圍第丨丨項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該金屬燃料材料係以金屬燃料卡或片之形式 實行。 20·如申請專利範圍第u項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該參數處理裝置係處理在金屬燃料材料之各 該區域上被偵測到的該組再充電參數,並且產生用以 在該區域被再充電的同時控制一個或多個再充電參數 之控制資料訊號,以便以一時間與/或能量高效率的 方式再充電金屬燃料之該區域。 21 · —種金屬空氣燃料格電池組系統,具有一放電操作模 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -124- 496009 Λ8 BS C8 DS
    六、申請專利範圍 式與一再充電操作模式,該系統包含: 金屬燃料供應裝置,係用以供應供在該放電操作 模式期間產生電力之用與供於該再充電操作模式期間 再充電之用的之金屬燃料材料,其中該金屬燃料材料 具有多個沿著該金屬燃料材料之該段被劃分的區域或 細部,並且每個該區域被以一碼標示; 放電參數偵測裝置,係用以在該放電操作模式期 間將金屬燃料材料之各該區域放電之際,偵測一組放 電參數; 碼明出裝置,係用以在該放電操作模式期間放電 該區域之際,沿著該金屬燃料材料之各該區域讀出該 數位碼; 放電參數紀錄裝置,係用以紀錄在金屬燃料材料 之各該區域上被偵測到該組放電參數,其中該組被紀 錄的放電參數以被標示至該區域之碼標示; 用以璜出該等被紀錄的放電參數之放電參數讀出 裝置; 放電參數處理裝置,係用以處理從該放電參數讀 出裝置讀出之該組被紀錄的放電參數,以便產生一用 以於该再充電操作模式期間控制該等再充電參數之第 一組控制資料訊號,使得已放電的金屬燃料材料可以 一時間與/或能量高效率的方式再充電; 再充電參數偵測裝置,係用以於該再充電操作模 式期間再充電金屬燃料材料之各該區域之際,偵測一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2】ϋ X 297公釐) (請九閱筇背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線丨赢 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -125- 496009 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ8 B8 CS _ DB六、申請專利範圍 組再充電參數; 再充電參數紀錄裝置,係用以紀錄在金屬燃料材 '料之各該區域上被偵測到的該組再充電參數,其中各 該組被紀錄的再充電參數以被標示至該區域之竭標 不 , 用以讀出該組被紀錄的再充電參數之再充電參數 讀出裝置;及 再充電參數處理裝置,係用以處理來自該再充電 參數紀錄裝置之該組被紀錄的再充電參數,以便產生 一用以在該放電操作模式期間控制該等放電參數之第 .二組控制資料訊號,使得已(再)充電的金屬燃料材料 可以一時間與/或能量高效率的方式放電。 22·如申請專利範圍第21項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該放電參數紀錄裝置與該再充電參數紀錄裝 置各包含一記憶元件。 2 3.如申請專利範圍第21項之金屬空氣燃料格電池組系 統’其中該碼係為一數位碼。 24·如申請專利範圍第23項之金屬空氣燃料格電池組系 統’其中該數位碼係被光學地偵測。 25_如申請專利範圍第23項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該數位碼係為一條碼符號。 26. 如申請專利範圍第23項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該數位碼係被磁性地偵測。 27. 如申請專利範圍第23項之金屬空氣燃料格電 -------------裝--------訂---------線 (請元閱讀背面之;i意事項再填寫本頁)
    -126- 496009 Λ8 B8 C8 DS 員 申請專利範圍 統’其中該放電參數處理裝置係處理與各金屬燃料材 料之區域有關之該組被紀錄的放電參數,以便判定當 將該區域再充電時欲被傳送至該區域之電量,與被用 來於該再充電操作模式期間產生該等控制資料訊號之 電量。 28.如申請專利範圍第21項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中各该金屬燃料材料之區域具有多個金屬燃料 軌; 其中該放電參數偵測裝置係在該放電操作模式 間對於沿著金屬燃料材料之各該區域之每個金屬燃 .執偵測一組放電參數; 其中該碼讀出裝置係在該放電操作模式期間放一 該金屬燃料材料之該區域之際,以及於該再充電操作 模式期間將該金屬燃料材料之該區域再充電之際, 著各該區域讀出該數位碼; 其中該放電參數紀錄裝置係紀錄沿著各該金屬 料材料之區域在各金屬燃料軌上被谓測到的該組放ΐ >數並且其中该組被紀錄的放電參數以被標示至 沿該區域之金屬燃料執的該碼標示;及 其中該放電參數讀出裝置係讀出被紀錄在該參數 紀錄裝置中的放電參數。 A如申請專利範圍第21項之金屬空氣燃料格電池电 該再充電參數處理裝置係處理與每個金屬辦 科材料之區域有關之該組被紀錄的再充電,以便在各、 期 料 電 訂 、:疼 燃 該 系 燃 線 (cnS)a4 (210,2gF^iJ -127- 496009 AS B8 CS DS 申請專利範圍 遠金屬燃料材料之區域之放電期間判定在各該區域上 出現的金屬燃料之數量,並且該金屬燃料出現之數量 被用來在該放電操作模式期間產生該控制資料訊號。 30·如申請專利範圍第2丨項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中各該金屬燃料材料之區域具有多個金屬燃料 執; 禮濟部智慧財產局員工消費合作社印製
    〃中該再充電參數偵測裝置係於該再充電操作模 式期間對於沿著金屬燃料材料之各該區域之每個金屬 燃料執偵測一組再充電參數; 其中該碼讀出裝置係於該再充電操作模式期間將 忒金屬燃料材料之該區域再充電之際,以及在該放電 操作模式期間放電該金屬燃料材料之該區之際,沿著 各該區域讀出該數位碼; 其中該再充電參數紀錄裝置係紀錄沿著金屬燃料 材料之各該區域在每個金屬燃料軌上被偵測到的該組 再充電參數,並且其中該組被紀錄的再充電參數以被 私不至該沿該區域之金屬燃料軌的該碼標示;及 其中該再充電參數讀出裝置將被紀錄在該參數紀 錄裝置中的再充電參數讀出。 3 1.如申請專利範圍第2丨項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該金屬燃料材料係以金屬燃料帶的形式實 現。 I 3 2.如申請專利範圍第2丨項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中该金屬燃料材料係以金屬燃料卡或片之形式 —裝--- (請元閱讀背面之;i意事項再填寫本頁) . •線·
    -128- i i 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 __ C8 ----~----DS _ 六、申請專利範圍 實行。 種金屬空氣燃料袼電池組系統,具有一放電操作模 式與一再充電操作模式,該系統包含: 夕個相配合的第一子系統,以便在該放電操作模 ^期間旎夠偵測、儲存與處理放電參數,並且利用該 等放電參數來產生用以於該再充電操作模式期間控制 再充電參數之控制資料訊號;及 多個相配合的第二子系統,以便於該再充電操作 模式期間能夠偵測、儲存與處理再充電參數,並且利 用忒等再充電參數來產生用以在放電操作模式期間控 制放電參數之控制資料訊號。 34· 一種金屬空氣燃料袼電池組系統,具有一再充電操作 模式與一放電操作模式,該金屬空氣燃料格電池組系 統包含: 一金屬燃料放電機構,係用以在該放電操作模式 期間放電金屬燃料材料; 一放電參數偵測機構,係用以在該放電操作模式 期間將該金屬燃料材料放電的同時偵測放電參數; 一放電參數處理機構,係用以處理被偵測到的放 電參數,以便產生一用以於該再充電操作模式期間控 制再充電參數之第一組控制資料訊號; 一金屬燃料再充電機構,係用以於再充電操作模 式期間將該金屬燃料材料再充電; 一再充電參數偵測機構,係用以於該再充電操作 i紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格(21() χ 297公餐) ;- -129- (請.?〕閱讀背面之;i意事項再填寫本頁) 鬌 · ϋ ϋ n n ϋ ϋ ·ϋ 一-ov I I I I I I I n I I I n I i^i n ϋ n n n ϋ n n n n I— in I 4^6009
    六、申請專利範圍 期間將該金屬燃料材料再充電的同時偵測再充電參 數;及 ’ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一再充電參數處理機構,係用以處理被偵測到的 再充電參數,以便產生一用以於該放電操作模式期間 控制放電參數之第二組控制資料訊號。 35·如申請專利範圍第34項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該等放電參數是從由陰極-陽極電壓與電流 強度、在該放電陰極中氧之分壓、該陰極·電解液介 面之相對!度及視情況而有的該金屬燃料材料的速度 所構成之該群組而被選擇的元素。 36.·如申請專利範圍第34項之金屬空氣燃料格電池組系 、”先,其中該等再充電參數是從由陰極_陽極電壓與電 流強度、在該再充電陰極中氧之分壓、在該陰極-電 解液介面上之相對溼度及視情況而有的該金屬燃料材 料的速率所構成之該群組而被選擇的元素。 37·如申請專利範圍第34項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中各該第一組控制資料訊號被用來控制該等再 充電參數,使得金屬燃料材料之該區域以一能量效率 南的方式被再充電。 3 8·如申明專利範圍第34項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中各該第二組控制資料訊號被用來控制該等再 充電參數,使得金屬燃料材料之該區域以一能量效率 高的方式被再充電。 39·如申凊專利範圍第34項之金屬空氣燃料格電池組 本紙張尺㈣用中國國家標準(CNS)A4規格⑵0 X 297公复了 請九/¾^背面之注意事項再填寫本頁 ;裝 · -·線_ -130- 496009 AS B8 C8 DS
    申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 統,其中欲被再充電的該金屬燃料材料與在該金屬* 氣燃料格電池組系統中被使用之靜止與/或移動的= 極結構一起使用。 4〇·如申請專利範圍第34項之金屬空氣燃料 m电/也組系 統,其中該金屬燃料材料係以金屬燃料帶的形 現。 少工貫 41·如申請專利範圍第35項之金屬空氣燃料袼電池組系 統,其中該金屬燃料帶被含裝在一匣體型的儲存元件 中。 42·如申請專利範圍第34項之金屬空氣燃料格電池組系 •統,其中該金屬燃料材料係以金屬燃料卡或片之形 實行。 ,V 43. 如申請專利範圍第34項之金屬空氣燃料格電池电系 統,其中該金屬燃料卡或片被含裝在一 £體型的健存 元件中。 44. -種金屬空氣燃料格電池組系統,具有一放電操作模 式,該系統包含: ' 金屬燃料供應裝置,係用以供應供在該放電操作 期間發電用之金屬燃料材料,其中該金屬燃料材料且 有多個沿著該金屬燃料材料被分割的區域或細部,並 且各該區域以一碼標示; 參數偵測裝置,係用以方1 用以在4放電操作模式期間放 電各該金屬燃料材料之區域之 , Q <際,偵測一組放電參 數; ¥紙張尺度翻中關家鮮(CNS)A找格(21() χ挪公£ I I n ϋ n n n ϋ ϋ ϋ ϋ H ϋ · I ϋ n I f請^閱^背面之;t意事項再填寫本頁) n 1_1 n ·0訂---------^ΜΙΦ------------------------ -131 - 496009 Λ8 B8 CS DS 、申請專利範圍 碼讀出裝置,係用以在該放電操作模式期間放電 該區域之際,沿各該金屬燃料材料之區域讀出該碼; 參數紀錄裝置’係用以紀錄在金屬燃料材料之各 該區域上被偵測到的該組放電參數,其中該組被紀錄 的放電參數以被標示至該區域之碼標示; 、 用以讀出被紀錄的該等放電參數之參數讀出 置;及 ° 牧 參數處理裝置,係、心處理從參數紀錄裝置讀出 之该組被紀錄的放電參數。 45.如申請專利範圍第44項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該組被處理的放電參數在該放電操作模式 間被使用。 46·如申請專利範圍第44項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其係進一步包含一再充電操作模式,並且其中該 組被處理的放電參數於該再充電操作模式期間被使 用。 47. 如申請專利範"44項之金屬空氣燃料格電池組系 統’其中該參數紀錄裝置包含一與該系統連結之記憶 元件。 〜 48. 如申請專利範圍第44項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該碼係為一數位碼。 、 49. 如申請專利範圍第48項之金屬$氣燃料格電池組系 統,其中該數位碼係被光學地偵測。 50. 如申請專利範圍第48項之金屬空氣燃料格電池組系 本紙張尺度剌中關家標準(CNS)A4規$ (21ϋχ 297公f I» •經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 -----. (請i-;u[/^l:?f背面之;i意事項再填寫本頁) 訂-· 線. -132- 496009 申請專利範圍 統,其中該數位碼係為一條碼符號。 51. 如申請專利範圍第48項之金屬空氣燃料格電池組系 統’其中該數位碼係被磁性地偵測。 52. 如申明專利乾圍第44項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該參數處理裝置處理與各金屬燃料材料之區 域有關之該組被紀錄的放電參數,以便判定於再充電 該區域時欲被傳送至該區域之電量。 53. 如申清專利範圍第料項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中各該金屬燃料材料之區域具有多個金屬燃料 執; 其中該參數偵測裝置在該放電操作模式期間對於 沿著各該金屬燃料材料之區域之每個金屬燃料軌制 一組放電參數; 其中該碼讀出裝置在該放電操作模式期間將該金 屬燃料材料之該區域放電之際,沿著各該區域讀出該 數位碼; 其中該參數紀錄裝置紀錄沿各該金屬燃料材料之 區域之每個金屬燃料軌上被須測到的該組放電參數, 並且其中該組被紀錄的放電參數以被標示至沿該區域 之該金屬燃料軌的該數位碼標示;及 其中該參數讀出裝置讀出姑έ 置中的放電參數。 破紀錄在該參數紀錄裝 -如申1專利範圍第44項之金屬空氣燃料格電池組系 統’其中該金屬燃料材料以金屬燃料帶之形式實現。 I紙張尺度剌中關家鮮(CNS)A4祕⑵ϋχ 297公餐y 線 智 慧 財 員 工 消 費 合 社 印 製 -133- 4^6009
    經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5·如申請專利範圍第44項之金屬空氣燃料格電池㈣ 統’其中該金屬燃料材料以金屬燃料卡或片的形式^ 現0 %· —種金屬空氣燃料格電池組 于、既具有一再充電操竹 接式,該系統包含: 金屬燃料供應裝置,係用以供應供於該再充電操 作期間再充電用之金屬燃料材料’其中該金屬燃料材 枓具有多個沿該金屬燃料材料被分割的區域或細部, 並且各該區域被以一碼標示; 參數债測裝置,係用以於該再充電操作模式期間 再充電各該金屬燃料材料之區域之際,偵測一組再 電參數; *碼讀出裝置’係用以於該再充電操作模式期間, 言買出被標示在該金屬燃料材料之各該區域上之該瑪; 參數紀錄裝置,係用以紀錄在各該金屬燃料材料 之區域被谓測到的該組再充電參數,其中各該組被紀 錄的再充電參數以被標示至該區域之瑪標示; 參數唄出裝置’用以讀出該組被紀錄的再充電參 數;及 ▲參數處理裝i,用以處理從參數紀錄裝置讀出之 该組被紀錄的放電參數。 57.如申請專利範圍第56項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該組被處理的再充電參數於該再充電操作模 式期間被使用。 (請元閱讀背面之;i意事項再填寫本頁) i裝 • n ϋ —i —i _ 訂·- i線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2 (210 : • 134- Λ8 B8 CS 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
    ^#· (請.-/¾¾背面之注意事項再填寫本頁) I I I I ·11111111 —AVI------- - - -------------I 496009 申請專利範圍 其中該碼讀出裝置於該再充電操作模式期間將該 .金屬燃料材料之該區域再充電之際,沿各該區域讀出 該數位碼; 其中該參數紀錄裝置紀錄沿各該金屬燃料材料之 區域之每個金屬燃料執被偵測到的該組再充電參數, 並且其中該組被紀錄的再充電參數以被標示至該沿著 該區域之金屬燃料軌的該數位碼標示;及 其中該參數讀出裝置讀出被紀錄在該參數紀錄裝 置中的再充電參數。 66.如申清專利範圍第56項之金屬空氣燃料格電池組 .統,其中該金屬燃料材料以金屬燃料帶之形式實現 67·如申凊專利範圍第56項之金屬空氣燃料格電池組… 統,其中該金屬燃料材料以金屬燃料卡或片之形式實 現。 68· 一種金屬空氣燃料格電池㈣統,具有-放電操作模 式與一再充電操作模式,該系統包含: 金屬燃料供應裝置,係用以供應在該放電操作期 間供產生電力與於再充《作模式期間供再充電用 金屬燃料材料,其中該金屬燃料材料具有多個沿著软 金屬燃料材料之該段被分割的區域或細部,並且各該 區域被以一碼標示; μ 放電參數谓測裝置,係用以在該放電操作模式期 間將各該金屬燃料材料之區域放電之際,偵測 電參數; ' 閱 系 系 訂 線 之 該 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)Aig7F〇 x 297公& -136- 申請專利範圍 碼靖出裝置,係用以在該放電操作模式期間放電 4區域之際’以及於該再充電操作模式期間將金屬燃 料之該區域再充電之際,沿該金屬燃料材料之各該區 域讀出該碼; 放電參數紀錄裝置,係、用以紀錄纟各該金屬燃料 材料之區域上被偵測到的該組放電參數,其中該組被 紀錄的放電參數以被標示至該區域之碼標示; 放電參數讀出裝置,係用以讀出該等被紀錄的放 電參數; 放電參數處理裝置,係用以處理從該放電參數紀 錄裝置讀出之該組被紀錄的放電參數; 再充電參數制裝置,係用以於該再充電操作模 式期間將各該金屬燃料材料之區域再充電之際,偵測 一組再充電參數; 再充電參數紀錄裝置,用以紀錄在各該金屬燃料 材料之區域上被偵測到的該組再充電參數,其中各該 組被紀錄的再充電參數以被標示至該區域之該碼桿 示; 再充電參數讀出裝置,係用以讀出該組被紀錄的 再充電參數;及 再充電參數處理裝置,係用以處理來自該再充電 參數紀錄裝置之該組被紀錄的再充電參數。 69·如申凊專利範圍第68項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該組被處理的放電參數在該放電操作模式期 本紙張尺目家標^找格(2Κ)_ 297公釐) 申明專利範圍 間被使用。 7〇·如申晴專利範圍第68項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該組被處理的放電參數於該再充電操作模式 期間被使用。 71·如申請專利範圍第68項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該組被處理的再充電參數於該再充電操作模 式期間被使用。 72·如申請專利範圍第68項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該組被處理的再充電參數於該放電操作模式 期間被使用。 73.·如申請專利範圍第以項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該放電參數紀錄裝置與該再充電參數紀錄裝 置各包含一記憶元件。 74·如申請專利範圍第68項之金屬空氣燃料格電池組系 統’其中該碼係為一數位碼。 75. 如申明專利範圍第74項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該數位碼係被光學地偵測。 76. 如申請專利範圍第74項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該數位碼係為一條碼符號。 77·如申請專利範圍第74項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該數位碼係被磁性地偵測。 78· 士申叫專利範圍第77項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該參數處理裝置處理與金屬燃料材料之各區 域有關之該組被紀錄的放電參數,以便判定當再充電 . .— (請‘--^¾¾背面之;!.意事項再填寫本頁) ή^τ· 線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
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    經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該區域時欲被傳送之電量。 79.如申請專利範圍第78項之金屬空氣燃料格電龙組系 統’其中各該金眉燃料材料之區域具有多個金屬桝祭 軌; …、 其中該放電參數㈣裝置在該放電操作模式期間 對於沿各該金属燃料材料之區域之每個金属燃料執伯 測一組放電參數; ' 其中該碼讀出裝置在該放電操作模式期間將該金 屬燃料材料之該區域放電之際,以及於該再充電操作 模式期間再充電該金屬燃料材料之該區 ^ 該區域讀出該碼; …各 其中該放電參數紀錄裝置紀錄沿各該金屬燃料材 料之區域之每個金屬燃料軌上被偵測到的該組放電參 數’並且其中該·组被紀錄的放電參數以被標示至沿該 區域之該金屬燃料軌之該碼標示:及 其中該放電參數讀出裝置讀出被紀錄在該參數紀 錄裝置中的放電參數。 8〇·如申請專利範圍第76項之金展空氣燃料格電池組系 統,其中該再充電參數處理裝置處理與每個金屬燃料 材料之區域有關之該組被紀錄的再充電參數,以便判 定在金屬燃料材料之各該區域之放電期間出現在各該 區域上的金屬燃料之數量。 81·如申請專利範圍第78項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中各該金屬燃料材料之區域具有多個金屬燃料 本紙張&度適斤閱家群(CNS)A_i規格(2】Gx2m) ;:,ι,Μ、:.:- :;τ/·ίϋ.^冉iiTC.本 5W
    •139-
    其中該再充電參數偵測裝置於該再充電操作 期間對於沿各該金屬燃料材料之區域之每個金心 軌偵測一組再充電參數; 其中該碼印出裝置於該再充電操作模式期間再充 電該金屬燃料材料之該區域之際,以及在該放電操作 模式期間將該金屬燃料材料之該區域放電之際,沿著 各該區域讀出該碼; 其中該再充電參數紀錄裝置紀錄沿各該金屬燃料 材料之區域之每個金屬燃料執上被偵測到的該組再充 电苓數,並且其中該組被紀錄的再充電參數以被標示 至沿該區域之該金屬燃料軌之該碼標示:及 其T該再充電參數讀出裝置讀出被紀錄在該參數 紀錄裝置中的再充電參數。 8之·如申請專利範圍第78項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該金屬燃料材料以金屬燃料帶之形式實現。 83·如申印專利範圍第78項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該金屬燃料材料以金屬燃料卡或片之形式實 現。 84· —種金屬空氣燃料格電池組系統,包含: 一用以放電金屬燃料之放電子系統;以及 一用以充電金屬燃料之充電子系統; 該放電子系統與該充電子系統係可與一用以偵剩 放電及/或充電參數之資料偵測子系統、一用以儲存 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) --------------------—裝..................訂..................線* {請先閲讀兌面之注*事項再«趑本頁) •140- 4y〇u〇9 .V. A8 B8 C8 D8
    、申清專利範圍 年 該資料偵測子系統獲得之放電m電參數之健存 T系統、及用以根據儲存於該儲存子系統及/或該資 料偵測子系統獲得之資訊提供控制信E予該放電^ ,及/或該充電子系統之一處理子系統配合操作’τ' 85.-種金屬空氣燃料格電池組系統,具有一再充電操作 模式與-放電操作模<,該金屬$氣燃料格電池組系 統包含: ’' 一金屬燃料放電機構,係用以在該放電操作模式 期間放電金屬燃料材料; 一放電參數偵測機構,係用以在該放電操作模式 期間將該金屬燃料材料放電的同時偵測放電參數; 一金屬燃料再充電機構,係用以於該再充電操作 模式期間將該金屬燃料材料再充電;及 一再充電參數偵測機構,係用以於該再充電揚作 杈式期間將該金屬燃料材料再充電的同時偵測再充電 參數。 86·如申請專利範圍第85項之金屬空氣燃料格電池組系 統’其中該等放電參數是從由陰極-陽極電壓與電流 強度、違放電陰極之氧分壓、該陰極-電解液介面之 相對渔度及視情況而有的該金屬燃料材料之速率所構 成之該群組而被選擇的元素。 87.如申請專利範圍第85項之金屬空氣燃料格電池組系 統’其中該等再充電參數是從由陰極-陽極電壓與電 流強度、該再充電陰極之氧分壓、該陰極-電解液介 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) (謗先¾¾^¾之注*事硕再埃窩本頁) -Α· -141 .
    92. 面之相對渔度及視情況而有的該金屬燃料材料之速& 所構成之該群組而被選擇的元素c 8S.如申請專利範圍第85項之金屬空氣燃料格電光組系 統,其中放電參數在該放電操作模式期間被自動地请 測、紀錄’並且於該再充電操作模式期間被自動地讀 出與處理,以便以-高能量效率的方式將該金层燃料 材料再充電。 89·如申請專利範圍第85項之金屬2氣燃㈣電池組系 統’其中放電參數在該放電操作模式期間被自動地偵 測、紀錄與處理’以便以一高能量效率的方法將該金 屬燃料材料放電。 90·如申請專利範圍第85項之金屬空氣燃料格電池組系 統其中i被再充電的該金屬燃料材料與在該金屬空 氣燃料格電池組系統中被使用之靜止與/或移動的陰 極結構一起使用。 如申請專利範圍第81項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該金屬燃料材料以金屬燃料帶之形式實現。 如申請專利範圍第9 1項之金屬空氣燃料格電池組系 統,其中該金屬燃料帶被含裝在一匣體型的儲存元件 中。 93·如申請專利範圍第84項之金屬空氣燃料格電池組系 統’其中該金屬燃料材料以金屬燃料卡或片之形式 現。 94·如申請專利範圍第93項之金屬空氣燃料格電池級系 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝.............. 訂 線 先父汴背面之注*事^再¾¾本頁) • 142- 496009 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍% 統,其中該金屬燃料卡或片被含裝在一匣體型的儲存 中件元 (請先Ktt^面之注*事項再埃寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2WX297公釐) -143 -
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