TW543261B - Refuelable and rechargeable metal-air fuel cell battery power supply unit for integration into an appliance - Google Patents
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Description
543261 A7 B7 五、發明説明(1 ) 相關案件 此申請案係有關Sadeg M. Faris and Tsepin Tsai讓渡給 Reveo,Inc·之美國專利申請書第09/695,697號名為 "Appliance With Refuelable And Rechargeable Metal-Air Fuel Cell Battery Power Supply Unit Integrated Therein”(有 可補充燃料且可再充電之金屬空氣FCB(燃料胞元電池)電 力產生源供應單元整合於内的器具),以及有關Sadeg M. Faris and Tsepin Tsai與其同時提出申請而讓渡給Reveo,Inc. 之美國專利申請書第09/695,699號名為“POWER GENERATION AND DISTRIBUTION SYSTEM/NETWORK HAVING INTERRUPTABLE POWER SOURCE AND REFUELABLE AND RECHARGEABLE METAL-AIR FUEL CELL BATTERY SUBSYSTEM”(具有可中斷式電源及可補 充燃料且可再充電式金屬空氣燃料胞元電池子系統之發電 和配電系統/網路)。 發明之背景 本發明之界定 本發明係論及一些可使用金屬空氣燃料胞元電池 (FCB)技:術以電氣化學方式來產生電能之改善方法和系 統j f目關技藝之說明 其範圍不斷擴大之電氣系統和裝置,對今日社會中個 人和商業有關曰常生活之正常延續,已是極為重要。此等 系統和裝置包括有:手提式裝置(收音機/磁帶/CD/DVD系 &畝m這用中33家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) -----------------------裝------------------,可------------------線. (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 543261 Λ7 B7 五、發明説明(2 ) 統、PDA裝置、筆記電腦、手提電話、視訊設備、計算機、 電風扇、刈草機、螺釘驅動器、電鑽、電鋸)、電器用品(電 冰箱、.冷凍庫、空調設備、烤麵包機、電視、聲頻裝置、 洗衣機、烤箱、電爐、和熔爐)、輸送裝置(電力乘客交通 工具、公車、高爾夫輕便車、摩托車、小船、等等)、電腦 處理和電傳裝置(伺服器、桌上型電腦、通訊路由選擇與交 換系統)、和家庭、學校、製造廠、與辦公室建築中之電氣 基礎設施。 傳統上’一電力公司養護之高壓電力輸電線路網,可 提供電力給此等生活中不可少的系統與裝置。然而,此高 壓電力輸電線路網之一可靠性係很脆弱,以及可受害於難 乂預測之惡劣氣候(下雪/冰暴風雨、地震、龍捲風、爾風)、 乐統失效(需求過量、天然氣至電力系統之供應缺乏)和/或 人為失誤。 舉例而言,在1998年一月5號之一星期内,當來自墨西 哥海灣之溫暖濕空氣,遭遇到三個加拿大省内和紐約北 方佛策特、新罕普夏州、和纟面因内之冷北極空氣時,一 敗寒的暴風雨雪,襲擊了加拿大和美國東北部。樹木和架 二、、泉路上面所累積之冰’在美國和加拿大内造成了數千萬 吴元之損失,以及使得數十萬人有數小時至多於三星期之 期間無電力可用。在美國,總統宣佈了五個紐約郡、六個 味叉待郡、和全新罕普夏州和緬因郡除了沿海外為有災害。 在另一範例中,1988年不尋常之炎夏期間,紐西蘭奧 :己蘭之電力基礎設施,在未能預測下無法應付此極端需求 又〜度这$当家標準丨:C3S ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
543261 五、發明説明(3 ) 所造成之重壓力,以及播笠钟、,, 及彼手饋适城市電氣至關緊要的老 的地下輸電電纜,也接連地 丈王r故障。其完全之供電服 務,有五至八個星期未能恢復。 因此,此等高壓電力輸電線路網先前之故障顯示出, 此種故障所造成之破壞,可能會十分巨大,特別是在此等 故障被拖延時。 有一些其他型式之發電系統,被提議做今日社會中個 人和商業所使用範圍宽廣之電氣系統和裝置有關的主要電 源(和可能的輔助電源)。此等其他型式之發電系統,舉例 而言包括:太陽能發電系統、風力發電系統、和水力發電 系統。然而,此等其他型式之發電系統,有許多之可靠性 亦很跪弱。舉例而言,太陽能發電系統/風力發電系統々 水力發電线之電力践,可能會因天錢況(缺乏陽光/ 缺乏風力/亢旱條件),而無法預期地長時間被中斷。 在此等乐統中,彼等中斷砰會導致不當之破壞,特別 疋違寻中斷被延長時。 傳統上,一些使用電池、汽油引擎、或柴油引擎之備 用诠電裝置,通常會被用來在電力公司養護之高壓電力輸 電線路網(或其他之主電源)發生長期中斷之事故中提供備 用電力。此等系統亦具有若干嚴重的限制。 更明確言之,彼等使用傳統式電池技術(鉛酸、鎳鎘、 或錄金屬氫化物)之備用發電裝置係很昂責、有著有限之運 作時間、長的再充電時間、與低的能量密度;因而使得此 等t置對許多應用而言不切實際。此外,此等電·池之更換 ---------------------裝------------------訂-------------……绛 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 尽紙玉又:1这:1】屯漏3家標準(〇^)从規格(210\297公爱) 543261 A7 - B7 五、發明説明(4 ) 很昂貴,以及將會引起許多環境上之公害(其通常涉及使用 特定之封閉容器和細心處置)。 同理,彼等使用易燃性燃料(類似汽油和柴油引擎發電 機)之備用發電裝置,係很昂責、笨重、噪音大、釋出:毒 Λ體和蒸氣;因而使得此等裝置對許多應用而言不切實 際。此外,此等裝置將會引起許多與輸送及其中使用易燃 性燃料有關環境上與安全上的公害。 因此本技勢中對今日社會中個人和商業所使用範圍 寬廣之電氣系統和裝置,十分需要有一具成本效益、可靠 (亦即,不易叉長期中斷之影嚮)' 有效、使用容易、具環 境親和性且安全的電源。 本發明之概要和目地 因此,本發明之主要目地,旨在以一包括一或多可再 充電且可補充燃料之金屬空氣FCB式子系統的電源供應單 疋,來取代彼等整合在-電氣系統或裝置中之傳統式電源 供應單元與方法(通常為一或多之交換電力調整器此一 辦法具有能量效益 '環境親和性、及可靠性,因而可使得 消費者能使用該系統/裝置,而不會受到長期中斷之風險和 限制。此外,該辦法具有成本效益,因為其可藉由將上述 可再乇電且可補充燃料式金屬空氣FCB電源供應單元1', 整合進該系統/裝置内,來消除該等備用發電系統之需要。 此電氣系統或裝置,可為一電腦處理設備' 手提式電子裝 i ( 4 π收音璣、磁碟播放器、其他音樂播放裝置、可攜式 攝濛機、其他影像播放/記錄裝置、電話、PDA、:其他通訊 (21GX297公^------ 「請先閲讀背面之注¾事项再填寫本頁j
543261 • A7 ------Β7___ 五、發明説明(5 ) 、 裝置)、電器用品(諸如電視、音頻設備、洗衣機、電冰箱、 • 冷凍庫、烤箱、電爐、熔爐、空調設備)、或電力工具。 本.發明之另一目地,旨在提供一些可以電氣化學方式 來提供電能給電氣裝置和系統之改善系統、設備、和方法, 一 同時可克服彼等已知之電池和傳統式發電技術的所有限 - 制。 丨 本發明之另一目地,旨在提供一種可補充燃料且可再 充電式電源供應單元,其可整合進一包括有一其中佈置有 至少電能消耗負載之系統外殼的家電用品内。 本發明之另一目地,旨在提供一種可整合進一家電用 口口之乐統外叙内的可補充燃料且可再充電式金屬空氣式電 源供應單元。 本發明之另一目地,旨在提供一種可整合進一電器用 品之可補充燃料且可再充電式金屬空氣FCB式電源供應單 7C,其中之電力供應單元,係包括一可自動在其中之金屬 φ 线FCB子系統有關之-放電模態與再充電模態間做轉換 . 的控制子系統。 — 本發明之另一目地,旨在提供一種可整合進一電器用 品之可補充燃料且可再充電式金屬空氣FCB式電源供應單 7L ,其中供應至電用品中之電力消耗的負载裝置的電 • 力,係箪獨由一金屬f氣燃料m也子系統中之一金屬 . 燃料的放電來供應。 本發明之另一目地,旨在提供一種可整合進一電器用 品之可補充燃料且可再充電式金屬空氣FCB式電源供應單 -----------------------裝------------------訂------------------線. (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁〕 9 543261 A7 B7 五、發明説明(6 ) 元,其令之輸入電力匯流排和輸出電力匯流排,兩者均係 耦合至-金屬空氣燃料胞元電池子系统,其輸入電力匯流 排,可在其再充電模態中,使一外在電源,以電氣方式連 接至上述之金屬燃料胞元電池子系統,藉以再充電該金屬 空氣燃料胞Tt電池子系、统’以及其輸出電力匯流排,可在 其放電模態中,使上述之金屬燃料胞元電池子系統,以電 氣方式連接至上述電器用品中之電力消耗的負載裝置,藉 以提供電能給上述之電力消耗負載裝置。上述之金屬空氣 燃料胞7G電池子系統,可能包括若干各包含一或多之金屬 空氣燃料胞元的金屬空氣燃料胞元模组之一網路。 本發明之另一目地,旨在提供一種可整合進一電器用 品之可補充燃料且可再充電式金屬空氣FCB式電源供應單 元,其中之金屬空氣燃料胞元電池子系統係包括:若干各 包合一或多之金屬空氣燃料胞元的金屬空氣燃料胞元模組 之一網路和一交換網絡,後者係受控於一控制子系統,其 可泛忒等輸入電力匯流排和輸出電力匯流排,選擇性地耦 合主上述網路之電力端子(以及可選擇性地共同耦合至該 網路之電力端子)。 月& (請先閲讀背面之注意卞項再填寫本頁) •訂— 本發明之另一目地,旨在提供一種金屬空氣FCB 統’此種金屬空氣FCB系統中,可有一些有效率、自動化 有彈性且臾用容易之補充燃料運作,以及可使其消費者 更換波等陰極元件與離子式導電介質。 衣發明之另一目地,旨在提供一種金屬空氣FCB系 '唆’其中之金屬燃料,係設置在一模組式外殼内,其係可 义铁:乂乂A4規格(21〇><297公釐) 543261 A7 _____B7 五、發明説明(7 ) 手動地嵌入/移除進出於上述金屬空氣FCB系統之一孔 徑,藉以使其消費者能有一些有效率、有彈性且使用容易 之補充燃料運作。 本發明之另一目地,旨在提供一種金屬空氣燃料胞元 電池(FCB)系統’其中之陰極結構係設置在一模組式外殼 内,其係可手動地嵌入/移除進出於上述金屬空氣FCB系統 之一孔徑,藉以使其消費者能有效率、有彈性且使用容易 地更換彼等之陰極元件。 本發明之另一目地’旨在提供一種金屬空氣Fcb系 統,其中之金屬燃料片,係可手動地嵌入/移除進出於上述 金屬空氣FCB系統之一孔徑,藉以使其消費者能有效率、 有彈性且使用容易地更換此等金屬空氣FCB系統中之金屬 燃料。 本發明之另一目地,旨在提供一種金屬空氣燃料胞元 包池(FCB)乐統,其中之卡結缚係包括若干陰極元件,彼 等係可手動地嵌入/移除進出於上述金屬空氣FCB系統之 一孔徑,藉以提供一些有效率、有彈性且使用容易而可使 其消費者能更換此等金屬空氣FCB系統之運作。 本發明之另一目地,旨在提供一種金屬空氣FCB系 統,其中之金屬燃料帶,係裝在一卡式匣内,其係可手動 地嵌入/移除進出於一金屬空氣FCB系統之一孔徑,藉以提 供一些有效率、有彈性且使用容易而可使其消費者能更換 此等金屬空氣FCB系統之金屬燃料帶的運作。 本發明之另一目地,旨在提供一種金屬空氣FCB系 (DS) A4規格(210X297公梦) 11
-----------------------装------------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可— ;線. 543261 五、發明説明( 統,其:之金屬燃料糊,係裝在一模組式容器内,其係可 手㈣欣入/移除進出於一金屬空氣咖系統之一孔徑,藉 以提供:些有效率、有彈性且使用容易而可使其消費者能 更換此寺金屬空氣FCB系統中之金屬燃料糊的運作。 之另目地,旨在提供一種金屬空氣燃料胞元 包A(FCB)m統,其中包括一陰極元件(其係界接至一金屬 燃料糊容器)之模組結構,係可手動地嵌入/移除進出於上 述金屬空氣FCB系統之一孔徑,藉以使其消費者能有效 率、有彈性且使用容易地更換此等金層空氣FCB系統中之 陰極元件的運作。 本發明之此等和其他目地,將在下文中變成明確。 圖示之簡單説明 為更完全瞭解本發明之目地,本發明之圖示實施例的 詳細說明,在閱讀上係配合附屬之繪圖,其中, 第1A圖係一具有一利用一可補充燃料及可再充電之 金屬空氣F C B技術的整合式電源供應單元之裝置/系統的 一般性實施例之示意圖,其中之金屬空氣FCB子系統的網 路’可運作使連接至一電力匯流排結構,以及係受到一控 制子系統之控制; 第1B圖係一使用一可補充燃料及可再充電之金屬空 IlFCB式電源供應單元之發電和配電系統的一般性實施例 之示意圖,其中之金屬空氣FCB子系統的網路,可運作使 連接至一電力匯流排結構’以及係受到一控制子系統之控 制: .又A :k ·文11 S K標漼(CNS ) A4規格ί 21〇 X 297公楚) 12 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁)
543261 A7 B7 五、發明説明(9 ------------------------裝…: (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 第1C圖係本發明之一可補充燃料及可再充電的金屬 二氣F C B式電源供應单元之一般性實施例的示意圖,其中 之金屬空氣FCB子系統的網路,可運作使連接至_電力匯 流排結構,以及係受到一在運作上與一金屬燃料管理子系 統相聯結之控制子系統的控制; 第2圖係第丨A-1 C圖之一可補充燃料及可再充電的金 屬玉氣FCB式電源供應單元在該控制子系統之控制下的運 作模態之示意圖; 第3圖係第1 A-1 c圖根據本發明之金屬空氣fcb式電 源供應單元的第一圖示實施例之分解透視圖,其中之上半 部外殼,係與其下半部外殼分離,藉以透露出其四元件陰 、可| 極結構(亦即,子模組),係可拆卸地插入其下半部外殼中 所形成之凹口内,以及其中之四元件金屬燃料卡,係可滑 動地插入彼等上半部外殼與四元件陰極結構間之一第二凹 口内; :線丨 第4圖係第1 A-1C圖根據本發明之金屬空氣fcb式電 源供應單元的第二圖示實施例之示意方塊圖,其中裝在一 卡式換祖中之金屬燃料帶,可手動插進其子系統之一插口 内,藉以輸送至一金屬燃料帶放電子系統和一金屬燃料再 充電子系統; 第-圖h第4圖根據本發明之第二圖示實施例的範例性 …、料可玫兒子乐統之不意圖,其中之金屬燃料帶,係使捲 繞在一轉動之圓桎形陰極結構上面; 第6圖"丁、苐ια· ic圖根據本發明之金屬空‘ peg式電
543261 A7 B7 五、發明説明(10 ) 源供應單元的第三圖示實施例之透視圖,其中用以保持金 屬燃料糊之容器,可手動嵌進其系統之外殼中的一個凹口 内,遠燃料糊可使輸送通過該容器中若干相對於一玫電頭 組體之陽極接觸元件和陰極結構做空間上之安排的孔經, 藉以使涫燃料糊暴露至該放電頭組體,以供放電運作之 用;上述放電頭組體之陰極結構和陽極接觸元件,最好係 可拆卸地嵌進其外殼中之一凹口内,以便有效地更換該等 元件; 第7圖係第6圖根據本發明之第三圖示實施例的一個分 解透視圖,其中之上半部外殼,係與其下半部外殼分離, 藉以透露出其燃料糊,係可滑動地插人其外殼中所形成之 一苐一凹口内,以及其放電頭組體(包含一陽極接觸元件和 陰極結構)’係可滑動地嵌進其外殼中之一第二凹口内; 第8圖係一具有一可產生及提供電能給該設備之裝置 的整合式可補充燃料且可再充電之金屬$氣㈣式電源供 應單元的電腦處理裝置(諸如一可提供資料處理能力給一 企業之伺服器)之透視圖’其中至少之一備用電源,係設置 來再充電其FCB子系統内之金屬燃料,以及其中之金屬空 氣FCB式電源供應單元,最好至少包括一凹口,以利滑動 地插進及移除其中所用之金屬燃料,以及滑動地插進及移 除其中所用之陰極結構; 第9圖係一具有一可產生及提供電能給其中佈置之裝 置的望合式可補充燃料且可再充電之金屬空氣FCB式電源 洪逢置元的手提式電子裝置(諸如_無線電通訊裝置)之透 二或ik又度这司家標進(CNS) A4规格(210X297公登、 543261 A7 B7 五、發明説明(11 ) 視圖,其中之金屬空氣FCB式電力供應單元,至少包括有 一設置來再充電其FCB子系統内之金屬燃料的備用電源, 以及其中之金屬空氣FCB式電源供應單元,最好包括一可 供滑動地插進及移除其中所用之金屬燃料的凹σ ; 第10圖係本發明之一包括一可產生及提供電能至一或 多之電力消耗負載裝置的可補充燃料且可再充電之金屬空 氣FCB式電源供應單元的發電系統之透視圖,其中之一可 中斷式備用電源’係没置來再充電其F C Β子系統内之金屬 燃料,以及其中之金屬空氣FCB式電源供應單元,最好至 少包括一凹口,以利滑動地插進及移除其中所用之金屬燃 料,以及滑動地插進及移除其中所用之陰極結構;而 第11圖則係一建築物之透視圖,其中,本發明之配電 系統’係界接至該建築物之配電盤;此配電系統係包括一 可產生及提供電能給該建築物之電力消耗負載裝置的可補 充燃料且可再充電之金屬空氣FCB式電源供應單元的發電 乐統之透視圖,其中之一可中斷式備用電源,係設置來再 充電其FCB子系統内之金屬燃料,以及其中之金屬空氣 FCB式電源供應單元,最好至少包括一凹口,以利滑動地 插進及移除其中所用之金屬燃料,以及滑動地插進及移除 其中所用之陰極結構。 趋Α實施纠之謀細說明 兹參照所附諸圖中之繪圖,詳細說明其實行本發明之 最ί圭謨式,其中,相同之元件係以相同之參照數字指明。 大致而言,其根據本發明之金屬空氣FCB式系統,可 4:又\度边闬屯iiS家標难(CNS) Α4規格(210X297公釐) 15 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝丨 .訂丨 :線丨 州261 A7 五、發明説明(12 B7 *康,、’丁、.·充之杈怨,將其成卡片狀、薄板狀 '帶狀、糊狀 等形狀之金屬燃料材料,裝載至一金屬辦料放電子卒统, 或:金屬燃料再充電子系統。當裝載進入其金屬燃料放電 •η ’先夺《玄金屬燃料將會藉由一或多之放電頭放電(亦 即’以電氣化學反應),而產生一橫跨在—連接至此子系統 之電能消耗負載間的電力,同時在其電氣化學反應期間, 在其陰極電解液界面處消耗η2〇和〇2。當輸送至或通過其 金屬燃料再充電子系統時,其已放電過之 由-或多之再充電頭再充電,以便將其已被氧化之金屬: 料材料,轉換成進入其原來適合電能玫電運作中再使用之 金屬物質,同時在其電氣化學反應期間,在其陰極電解液 界面處釋放〇2。此等放電和再充電運作所據之電化學,係 說明於本申請人之相互關連申請案序號第〇8/944,5〇7號、 美國專利編號第5.25〇·370號、和本技藝中知名的其他摩用 科學公報内。此等原理將在下文做短暫之概述。而且理應 注意的是,如本技藝中所熟知’其可以利用— 件和處理系統。 在彼等放電運作期間,其金屬燃料放電子率統,可 由一離子導電性媒介,使其用做_導電性陽極之金屬& (諸如,鋒,、鎂或皱)’與一導電性氧參透性_構 形成·,離子接觸在本發明之較佳實施例中,該離子導電 性媒命· Μ合至其金属燃料陽極結構。此離子導電性= [可能為-離子導電聚合物、電解液曝化體、或一類、 ΚΟΗ或Na〇H之m其陰極與陽極結構形成離子二、 組 ’藉 料 似 觸 又软:尺文逍3中当3家標準〈CNS ) A4规格(210X297公雙)
,1r. (請先閱讀背面之法意事項存填¾本頁) 16 13 543261 五、發明説明 ^ 特又之開路胞70電壓便會自動產生。此開路胞元電 壓之值,係根據該等陽極與陰極材料之電氣化學電位差。 田電力消耗負載,連接在上述如此構成之金屬空氣fcb 胞:的陰極與陽極結構間時,其金屬空氣放電子系統,將 會隨著其來自四周環境之氧氣的消耗,和其金屬燃料陽 極材料之氧化,而將電能傳遞給上述之電力消耗負載。在 鋅二氣FCB乐統或裝置之情況中,其鋅氧化物將會 在其放電周期中’形成於其鋅陽極結構上面,同時氧氣將 會在彼等陰極結構與電解㈣介(為方便計,下文將稱作 L極電解液界面)之鄰接表面間的區域内被消耗。 一在彼等再充電運作期間,該金屬燃料再充電子系統, 可错由述之離子導電性媒介,使其已消耗之陽極材料(亦 即,已虱化之金屬),與一陰極結構形成“離子接觸”,以及 ,該等陰極結構與已消耗之陽極材料間施加-電源(例如 :鋅空氣系統而言為大於2伏特.)。際此,其金屬燃料再充 ’可㈣其在該等陰極與已消耗之陽極結構間流 動〜%職,以便逆轉其在放電運作期間所發生之電氣化學 反…在鋅空氣FCB系統或裝置之情況中,其在放電周 期中形成於其料極結構上面之鋅氧化物(ZnQ),將會被轉 …(亦π還原回)成鋅,同時氧氣〇2將會在其陰極電解液 界面處釋放至四周環境。 在多次放電/再充電周期過後,其將需要一補充燃料運 作,其中,已消耗之陽極材料(例如,已氧化之金屬),將 會被··新··陽極材料取代,以提供一金屬燃料源,、給該金屬 ㈣;Mas)从規格(2κ)χ297公楚)
------------------------裝—— (請先閱讀背面之注意事項再場寫本頁) 、訂— :線丨 543261 五、發明説明(l4 空氣FCB系統。 上述金屬空氣FCB系統之陰極結構,亦具有一有限之 壽命。一般而言,其陰極結構包括有一惰性導體之氧滲透 性網,和一可使擴散過此網而進入此系統内之氧氣還原的 觸媒。典型地,上述金屬空氣FCB系統陰極結構的運作壽 命,將會延續超過單一金屬燃料陽極者(例如,1〇至5〇倍於 其運作壽命)’以及因而其可在更換其對應之陽極元件後, 重複地被使用。當其陰極元件之運作壽命結束時,其可能 之成本效益,是更換其“用過·,之陰極元件,或者另外地, 捨棄上述包括此··用過’’之陰極元件的金屬空氣子系統 (或其整個FCB系統)。 主之一般性竇你例 包 元 置 根據本發明,上述整合進一電氣系統或裝置内之傳統 式%源供應單元(典型地,一或多個交換電力調整器),係 以包括有一或多可再充電且J補充燃料之金屬空氣fcb 式子系統的電源單元來取代。第丨八圖係例示一根據本發明 之一範例性裝置的一般性實施例之結構。誠如所示,此裝 置900-1包括有一外殼9〇1,其中佈置有一或多之電力消耗 負載t置751(描述為電力消耗負載751A和75ib)。其一 n A文整合佈置在其外殼90 1内之模組的電源單 卜係以電氣方式耦合至其一或多之電力消耗負載裝—
。其電源供應單元70〇-丨之一或多的模組,至少包括有 可再充電且可補充燃料之金屬空氣FCB子系統708(在第 1八圓4田述鸟子系統708Α、7〇8Β···708Ν)。每一金屬空氣FCB 543261 五、發明説明(15 ) 子系統708,至少包括有一金屬空氣燃料胞元,其可在一放 電模怨中運作,提供電能至其輸出電力匯流排7〇6,以便經 由其輸出埠755,供應至一或多之電力消耗負載裝置751, 以及可在一再充電模態中運作,提供電能(經由彼等輸入埠 757和輸入電力匯流排714,接收自一或多之外在電源753) 至此金屬空氣燃料胞元之陰極結構與已消耗之陽極材料 間以便逆轉其在放電運作期間所發生之電氣化學反應。 誠如苐1A圖中所示,上述電器用品裝置9〇〇_丨之電源 供應單元700小最好係包括一以電氣方式轉合在該等輸出 電力匯流排706與一或多電力消耗負載裝置75丨間之輸出調 卽暨負載感測電路709,其可運作於放電模態,藉以調節其 供應至上述輸出電力匯流排7〇6之電氣Dc電源,以便控制 該等供應至上述電器用品裝置9〇〇-1之一或多電力消耗負 載裝置751的輸出電壓位準(和較佳地該 準),以致其扣增出之電力,可呈—適合其_或多= 力消耗負載衣兔7 5 1消耗用的形式。上述之輸出調節暨負載 感測電路7G9,可在該等電力消耗負載需要ac電力之事件 中’將供應其上之DC電力轉換成AC電力,藉以輸出至其 -或多之電力消耗負載裝置75卜此外,上述之輸出調節暨 負載感測電路709,最好包括一可用以感測其供應至一或多 電力消耗_載裝置75 !之電力的實時(reaMime)條件(電墨 =或電流位準)及產生一些代表此等條件之控制信號的 電路。此種電力調節暨感測電路,可使用電力產生和控制 技藝所熟知之固態電路,來加以具現。 543261 A7 B7 五、發明説明(16 ) " -- 誠如第1 A圖中所示,匕。口 ΓΠ r* 叮不上·4電态用品裝置900-1之電源 供應單元700-1,最好句括一細士廿认 6 Τ ^ ^ 给由其輸入埠757耦合至其一 或多外在電源753(舉例而言,電力公司管理及養護之線路 網)之輸入調節電路715,其可運作於放電模態,藉以調節 上述電源7 5 3供應其上之輸入電壓位準(和較佳地彼等輸入 電流位準),以使其在再充電模態中具有適合其金屬空氣 FCB子不統708使用之DC信號特性。其輸入調節電路7丨5在 再充電模態中所產生之DC電力信號,將會在其輸入電力匯 流排7 14上面,傳遞至其金屬空氣FCB子系統7〇8。其輸入 調節電路715,可在其外在電源753供應AC電力之事件中, 將供應其上之AC電力轉換成DC電力,藉以供應至上述之 金屬空氣FCB子系統708。此種電力調節電路,可使用電力 產生和控制技藝所熟知之固態電路,來加以具現。 誠如第1A圖中所示,其電源供應單元7〇〇_丨,最好包 括一 I/O交換網絡761 ’其係耦合至該等輸入電力匯流排 7 14、輸出電力匯流排706、與每一金屬空氣燃料胞元電池 子乐統708之電力端子,其可響應一些經由其信號路徑737 供應之控制子系統711 (例如,已程式化之控制器)的控制信 號,藉以:選擇使其輸入電力匯流排714,耦合至一或多耦 合至其之金屬空氣燃料胞元電池子系統708的電力端子;選 擇:吏其輸出電力匯流排706’轉合至一或多轉合至其之金屬 空氣燃料孢元電池子系統708的電力端子;以及選擇使其二 或多辑合至其之金屬空氣燃料胞元電池子系統7 0 8的電力 爲子镇合在一起。 义或这家標準(CNS) A4规格(210X297公釐) · 20 · (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
543261 五、發明說明(I7 )
大致而言,上述之控制子系統711,可在放電模態中, 經由其信號路徑737,藉由控制其交換網絡76丨,使上述選 疋之金屬空氣FCB子系統708的電力端子(較佳地,彼等輸 出電力知子)’耦合至其輸出電力匯流排7〇6,來選擇激勵 任一金屬空氣FCB子系統708,以經由輸出埠755,貢獻其 供應至一或多之電力消耗負載裝置75丨的電力。此外,上述 之控制子线71卜可在再充電㈣巾,經由其信號路徑 737,藉由控制其交換網絡761,使上述選定之金屬空氣fcb 子系統708的電力端子(較佳地,彼等輸入電力端子),耦合 至其輸入電力匯流排714,來選擇激勵任一金屬空氣fcb 子系統708,藉以使用其外在電源753經由輸入埠757供應之 電力此外上述之控制子系統711,最好可控制上述之交 換網絡(經由信號路徑737),來選擇使其二或多耦合至其之 金屬空氣燃料胞元電池子系統7〇8的電力端子耦合在一 起,藉以選擇實行多重之放電計劃(彼等某些可結合該等 fcb子系統之電力輸出,以提供其單獨一個fcb子系統無 法提供之電流位準和/或電壓位準的輸出)。 此外,上述之控制子系統7 i 1,最好可控制上述網路内 〜金屬空氣FCB子系統708的運作(例如,藉由分別控制彼 等放電再充電之運作模態期間的放電/再充電參數,以及 基於貫時來蒐集波等來自特定金屬空氣FCB子系統之金屬 轉枓和金屬氧氣化物指示資料)。其一控制匯流排結構 ”12 ,在運作上可使其控制子系統711,耦合至每一金屬空 乱FCB亍乐統708(使波等來自FCB子系統之金屬'燃料指示 21 又’久:x尺国家;i票准(〇;5)从規格(21〇><297公釐) 543261 A7 B7 成 五、發明説明(is 二貝料,忐轉移至該控制子系統7 u,以及使彼等來 自該控制 子π統7 1 1之控制信號,能轉移至該等金屬燃料fcb子系統 708)。 減如第1A圖所示,上述之控制子系統7丨i,在運作上 可經由彼等能在其間交換控制資料之信號路徑,耦合至該 π統之其他元件。更明確言之,該控制子系統7丨1,在運作 上可經由其信號路徑73卜耦合至其輸出調節暨負載感測電 路709,以及可經由其信號路徑733,耦合至其輸入調節電 路 715。 理應主思的疋,在本發明之較佳實施例中,上述裝置/ 系統900-1之一或多電力消耗負載裝置751,係單獨經由上 述經由其輸出埠755耦合其上之金屬空氣fcb式電源供應 單元700-1的放電運作供以電力,以及上述裝置/系統單獨 使用之外在電源753,係具有一可再充電上述金屬空氣fcb 式電源供應單元700-1之電源。 有利地’第1A圖之裝置/糸統和上述整合其中之可再充 電且可補充燃料的金屬空氣FCB式電源供應單元,可提供 優於先仔技藝式裝置/糸統之改善效率和可靠性。更明確t 之,在^外在電源所傳遞之電力中發生長期中斷的事件 中’此種裝置/系統可被使用,以便在若有需要時,藉由補 充燃料給其中整合之金屬空氣FCB式電源供應單元,而不 致長期中新。此外’彼等先存技藝式備用發電機(基於傳統 式電池技術和可燃式燃料)相關聯之環境暨安全災害、 表、不利雜訊和其他限制,將可被避免。 : 又玟:K 3 β 3 3家標准〈CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事项辱填寫本頁) .訂- 543261 A7 _____B7_ 五、發明説明(19 ) ^ ^ ^ 在本發明之另一特徵中,其一可中斷式發電系統,可 被變換變成一非中斷式發電系統。第1B圖例示一根據本發 明之範例性非中斷式發電系統的一般性實施例之結構。誠 如所示,此系統950包括有一耦合一電源單元7〇〇_2之可中 斷式電源953。此電源供應單元700-2,係經由一輸出蜂 755 ’以電氣方式耦合至一或多之電力消耗負載裝置 75厂(顯示為75 1A’和751 B’),以及係至少包括一可再充電 和可補充燃料金屬空氣FCB子系統708,(在第1B圖中描緣 為子系統708八’’7088’...708化)。每一金屬空氣卩匸8子系統 70^,至少包括一金屬空氣燃料胞元,其可運作於一放電 模恐中’藉以提供電力給其輸出電力匯流排7〇6,,以便經 由其輸出埠755,,供應至其一或多之電力消耗負载裝置 75 1 ’,以及可運作於一再充電模態中,藉以使電力(經由該 等輸入埠757’和輸入電力匯流排714,,接收自其可中斷式 發電753 供應橫跨上述金屬空氣燃料胞元之陰極結構與 已消耗之陽極材料間,以便逆轉其在放電運作模態期間所 發生之電氣化學反應。此外,其電源供應單元7〇〇-2 ,最好 包括若干如上文所列舉第1A圖之電源供應單元700-1的元 件相類似之元件。 理應注意的是,在本發明之較佳實施例中,其一或多 經由其輸出埠755·耦合至其非可中斷式發電系統95〇之電 力消耗負載裝置7 5 1 ,係單獨經由上述金屬空氣ρ c B式電 源洪應單元700-2之放電運作供以電力,以及其可中斷式電 渾M3係里獨被用做一用以再充電上述金屬空氣fcb式雷 文这彐家標準lCNS) A4规格(210X297公雙) 23 ^------------------、矸------------------線 (請先閲讀背面之注意事項再填¾本頁) 543261 A7 _________B7_ I五、發明説明(20 ) 源供應單元700-2之電源。 有利地,第1B圖之發電系統(與其中整合之可再充電且 可補充燃料的金屬空氣FCB式電源供應單元),可提供優於 先存技藝式發電系統之改善效率和可靠性。更明確言之, 在一可中斷式電源所傳遞之電力中發生長期中斷的事件 中,此種發電系統可被使用,以便在若有需要時,藉由補 | 充燃料給其中整合之金屬空氣FCB式電源供應單元,而不 致長期中斷。藉此,彼等先存技藝式備用發電機(基於傳統 式電池技術和可燃式燃料)相關聯之環境暨安全災害、成 本、不利雜訊和其他限制,將可被避免。 在本發明之又一特徵中,上文所說明之金屬空氣fcb 子系統708,最好具有一模組式結構,以使其金屬燃料之裝 載、已消耗之金屬燃料的卸載、離子導電性媒介之更換、 與陰極之更換,在運作上能有彈性且使用容易。更明確言 之,其金屬空氣FCB子系統708,最好至少包括一第一模 組,其就上述金屬空氣FCB子系統7〇8之一或多的陰極結 構,裝有該等金屬燃料陽極材料與已消耗之陽極材料。 該第一模組可手動嵌進上述金屬空氣FCB子系統7〇8之外 殼中(和:其中整合有上述金屬空氣FCB子系統之裝置/系統 中)的一個第一凹α内,此處,其係被使用於彼等放電運作 和或再充電運作中。此外,其一或多金屬空氣FCB子系統 7〇8之陰極結構,最好係佈置在至少之一第二模組内,此係 可丁動狀進上述金屬空氣FCB子系統7〇8之外殼中(和其中 Η有上述金屬空氣FCB子系統之裝置/系統幻的一個第 -—-—-—— --------- 辽 家標准、CNS ) A4 規格(210 X 297公登)_ ;---
,可丨 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 543261 五、發明説明(21 係被使用於彼 :凹口内’此處,其中所佈置之陰極元件 等放電運作和/或再充電運作中。 …在其放電運作期間,上述安裝在第_模組内之金屬燃 2陽枝材料’,係错由其離子導電式媒介,與—陰極結構形 、離子接觸。當該等陰極和陽極材料形成離子接觸時, 將會自動產生一特性之開路胞元電壓。此開路胞元電壓之 值,係基於陽極與陰極材料之電氣化學電位差。當一電力 "負載連接仏跨上述如此構成之金屬空氣fcb胞元的陰 極與陽極結構間時,上述之金屬空氣FCB子系統,可隨 =/、來自四周k !兄之氧氣〇2的消耗,和其金屬燃料陽極材 料之氧化’而將電能傳遞給上述之電力消耗負載。 在“再充電運作中,其安裝在第一模組内已消耗之陽 =材料(例如’已氧化之金屬燃料材料),係藉由其離子導 電性媒介,與-陰極結構形成”離子接觸,·。際此,該等阶 極與陽極結構間流動之電流,料逆轉其在放電運作期5 所發生之電氣化學反應。 在其補充燃料運作期間,上述之第一模組(其裝有已消 耗:陽極材料,例如,已被氧化之金屬)可以手動移除,一 ^有、實·陽極材料之第一模組,可裝載進其第一凹口内, 错以載入金屬燃料。在此一補充燃料運作中,其對應之陰 極結搆(其在第二模組如上文所列舉,以手動插進其第二凹 口四時,最好係佈置在上述之第二模組内)並不需要被取 ί戈。 在其陰極更換運作中,上述金屬空氣FCB系統708之一 -又纹t这丐士 ϋ国家標準 1〇^).\4規格(:210\297公登) 543261 五、發明説明(22 ) 或夕的陰極結構可以手動移除,以及以一新陰極結構來取 代。该等陰極結構最好係佈置在上述之第二模組内,以及 可以手動將該第二模組(其中佈置有一或多之新陰極結構) 裝載進此乐統之第二凹口内。上文所說明之補充燃料運作 (’、了將裝有一新金屬燃料和可能之新金屬燃料的第一 模組,裝載進上述金屬FCB系統之主外殼中的第一凹口 内)’在執行上可配合此種陰極更換運作。 上述之離子導電性媒介,可整合至上述之金屬燃料陽 極材料,以及可於裝載進此系統之外殼的第一凹口内時, 佈置在上述之第一模組内。在此種系統中,上文列舉之補 充燃料運作,可更換上述之第一模組,藉以將新的陽極材 料和新的離子導電性媒介兩者,裝載進此系統之外殼中的 第一凹口内。 或者,上述之離子導電性媒介,可整合至上述金屬空 氣⑽胞元之陰極結構,以及可於裝載進此系統之外殼的 第二凹Π内時,佈置在上述之第二模組内。在此種系統中, 上文列舉之陰極更換運作,可更換上述之第二模組,藉以 將新的陽極材料和新的離子導電性媒介兩者,裝載進此李 統之外殼中的第二凹口内。 Μ 以 關 在另-實施例中,上述之離子導電性媒介,可能不整 合至上胞元之陽崎料和陰極結構。在Ζ 種系統中,波等離子式導電介質更換運作,在執行上係 新的離子導電性媒介,取代一或多金屬空氣FCB胞元有 之雖子導電性媒介。理應注意的是,此等更換運作在執行 义,家標準(CXS) A4規格(210X297公聲) 543261 五、發明説明(23 ) 上如上文所列舉,係配合該等補充燃料運作和陰極更換 運作。 、 ㈣地’此-模組式結構,可使上述金屬空氣KB系 統之金屬燃料的裝載、已消耗之金屬燃料的卸載 '離子導 電性媒介之更換、與陰極結構之更換,在運作上能有彈性 且使用容易。 第ic圖係例示本發明之電源供應單元7〇〇的一般性實 她例之結構。第2圖係描繪此_範例性電源供應單元7⑼之 運作換悲,其最好包括如所示之玫電模態、再充電模態、 補充燃料模態、和更換模態。此電源供應單元7〇〇,可基於 若干預定之條件(諸如一使用者輸入事件之偵測,感測到一 或多耦合至此系統之電力消耗負載需要電力,或者感測到 此乐統之7L件需要補充燃料、再充電、或更換(例如,由於 其來自一或多胞元之電壓降的有用電力低於一臨界電力位 準,或者由於該等元件業已像用過一段預定之運作壽 命)),在該等模態間做轉換。此系統之元件和此系統在每 一此等模態之運作的更詳細之說明係列舉如下。 誠如第1C圖中所示,此範例性電源供應單元7〇〇,至 少包括一金屬空氣FCB子系統708(在第1C圖描繪為子系統 708A、7088、708C、708D...708N),其在運作上可在_放 電模態中,提供DC電力至其輸出電力匯流排706,藉以供 應DC電力.給一輸出調節暨負載感測電路709。在其玫電模 態中’此輸出調節暨負載感測電路709,可調節其供應至上 这輸出功率匯流排結構706之DC電力,藉以控制其供應至 各轼文1送:¾泣S a家襟準(〉A4規格(210X297公釐) 27 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝—
’訂I :線· 543261 五、發明説明(24
上 輪出蟑755耗合至電力消耗負載(兩個示為751A 和之電力消耗負載)之輸出電壓位準(和較佳地該等輸 入電流位準)’以使其來來自痒755之輸出功率,成一適人 該電力消耗負載751消耗之形式。上述之輸出調節w載感 測電路⑽,可在上述之電力消耗負載需要ACu時,將 供應其上之DC電力’轉換成此種用以輸出至上述電力消耗 負載751之AC電力。 誠如第1C1I中所示,上述之輸出調節暨負載感測電路 709’最好包括一可用以感測其供應至上述電力消耗負載裝 置75丨之電力的實時條件(電壓位準或電流位準)及產生一 二代表此等條件之控制仏號的電路。此種電力調節暨感測 電路,可使用彼等電力產生和控制技藝所熟知之固態電 路,來加以具現。 包 空氣 生和 誠如第1 C圖中所示,上述之電源供應單元7〇〇,係 括一經由其輸入埠757耦合至一或多電源753之輸入調節包 路715,其在運作上可在再充電模態中,調節上述電源753 供應其上之輸入電壓位準(和較佳地該等輸入電流位準), 以使其在再充笔模態中,具有一些適合上述金屬空氣Fcb 子系統708使闬之DC信號特性。上述輸入調節電路715在再 充電模態中所產生之DC電力信號,係在其輸入電力匯流排 Π4上面,傳遞至上述之金屬空氣fcb系統708。該輸入調 節電路715,可在其電源供應AC電力之事件中,將供應其 上之AC電力轉換成DC電力,藉以供應至上述之金屬 FCB子系統。此種電力調節電路,可使用彼等電力產 28 ‘或張又中3S孓標進(CNS) Λ4規格(210X297公變) 543261 A7 _____B7 五、發明説明(25 ) 控制技藝所熟知之固態電路,來加以具現。 誠如第1C圖中所示,上述之電源供應單元7〇〇,最好 包括一耦合至該等輸入埠75 7和輸出埠755之調節暨湧波保 4電路721,其可提供一相對於該等行經輸入埠757與輸出 埠755兩者之電力信號的信號濾波(以降低雜訊)暨湧波保 4機能。此信號調節暨湧波保護作用,可使用彼等電力產 生和控制技藝所熟知之固態電路,來加以具現。 誠如第1C圖中所示,上述之電源供應單元7〇〇,係包 括一可用以控制此系統之運作控制子系統7 n (亦即,已程 式化之控制器)。此控制子系統7丨1,最好界接至一可供應 彼等使用者輸入至此控制子系統之使用者輸入模組727,以 及界接至一可顯示此系統之狀態和運作的資訊之顯示裝置 729。該使用者輸入模組727,可能包括一觸控墊、輔助鍵 盤、鍵盤、定點裝置、觸控輸入裝置、語音輸入系統、或 任何其他可提供使用者輸入至此控制子系統7 n之器具。該 顯示裝置729,可能為一矩陣顯示器、一或多之發光二極體 (LED)、或任何其他傳達此系統之狀態和運作有關的資訊 之器具。此外,該控制子系統71丨,最好界接一可在該等發 電系統7-〇〇與其他裝置間提供一通訊鏈路之通訊輸入/輸出 模組725。 上这之控制子系統711,可控制該網路之金屬空氣fcb 子乐統的運作(例如,藉由分別控制彼等放電/再充電之運 泎择.1S期間的放電/再充電參數,以及基於實時來荒集彼等 夂目特定金.1空氣FCB子系統之金屬燃料和金雇-氧氣化物 义’入:乂又t远X 口湄3夂缥准iCNS) M規格(21〇χ297公釐) 29 ^ ------------------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 543261 A7 B7 五、發明説明(26 ) ~ 指不資料)。其一控制匯流排結構712,在運作上可使其控 制子乐統7H,耦合至每一金屬空氣FCB子系統川从至 708N(使彼等來自FCB子系統之金屬燃料指示資料,能轉移 至該控制子系統711,以及使彼等來自該控制子系統711之 控制k號,能轉移至該等金屬燃料FCB子系統)。 其一金屬燃料管理子系統(例如一關係資料庫管理系 、’先)7 13,最好在運作上係耦合至上述之控制子系統7 11,藉 以儲存彼等代表每一連接在此系統中之匯流排結構7〇6和 71 2間的FCB子系統内沿著彼等金屬燃料區塊所存在之金 屬燃料(和金屬氧化物)的量之資訊。該金屬燃料管理子系 統713,在運作上可經由其通訊輸入/輸出模組725,在一通 訊鏈路上面,耦合至上述之控制子系統7丨1。 誠如第1C圖中所示,上述之控制子系統711,在運作 上可规由彼等能在其間交換控制資料之信號路徑,耦合至 該系統之其他元件。更明確言之,該控制子系統711,在運 作上可經由其信號路徑73卜耦合至其輸出調節暨負載感測 電路709 ’可經由其信號路徑733,耦合至其輸入調節電路 7 1 :>,以及可經由其信號路徑735,耦合至其調節暨湧波保 護電路7=2 1。 大致而a ’上述之控制子系統7 1 1,可在放電模態中, 籍由控制其交換網絡761(經由其信號路徑737),使上述選 定之金屬空氣FCB子系統708的電力端子(較佳地,彼等輸 出吃力端卞)’轉合至其輸出電力匯流排706,來選擇激勵 任一金S空氣FCB子系統708,藉以經由其輸出每755,貢
(請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁)
訂I 30 543261 五、發明説明(27 ) 獻其供應至-或多之電力消耗負載裝置751的電力。此外, 上述之控制子系統7U,可在再充電模態中,藉由控制其交 換網絡761(經由其信號路徑737),使上述選定之金屬空氣 FCB子系統7〇8的電力端子(較佳地,彼等輸入電力端子卜 搞合至其輸入電力匯流排714,來選擇激勵任—金屬空氣 FCB子系統708,藉以使用其外在電源753經由輸入埠Μ? 供應之電力。此外,上述之控制子系統7Π,最好可控制上 述之交換網絡(經由信號路徑737),來選擇使其二或多耗合 至其上之金屬2氣燃料胞元電池子系統测的電力端子耗
合在一起,藉以選擇實行多重之放電計劃(彼等某些可結合 該等FCB子系統之電力輸出,以提供其單獨-個FCB子系 統無法提供之電流位準和/或電壓位準的輸出)。 第2圖係例示第1A_1C圖之發電系統7〇〇的運作之較佳 模態,彼等係包括放電模態、再充電模態、補充燃料模態、 和更換模態。每一模態中所執行之控制運作和彼等模態間 之轉換,最好係由其控制子系統711之記憶體内所儲存的控 制常式之指令來執行,以及係由此控制子系統71丨之控制器 來完成。 在其放電模態中,上述之控制子系統711,可(經由控 制ΰΐ "π»排7 1 _)备擇激勖一或多金屬空氣ρ c b子系統7 〇 8之 金3燃料放電子系統以產生電力,以及可(經由其信號路徑 j /)控φ彳其乂換網絡7 6 1,藉以使上述一或多被激勵之金屬 2氣FCB卞糸統708的電力端子(較佳地’彼等輸出電力端 τ 3主其輸出電力匯流排7 0 6。此外,該控制子系統 543261 A7 B7 五、發明説明(28 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂| 711,最好可(經由其信號路徑73丨)激勵其輸出調節暨負載 感測電路709,而在其DC輸出功率匯流排結構7〇6上面,提 供電力給上述經由其埠755耦合至其上之電力消耗負載 751。此外,該控制子系統7丨1,最好可監視其負載感測電 路709所產生及經由信號路徑731供應其上之控制信號,藉 以決定上述FCB子系統708所產生及供應至上述電力消耗 負載75 1之電力係適當的。在此電力不適當之事件中,上述 之控制器,將會調整上述FCB系統之放電運作參數(或者選 擇激勵其他之FCB子系統)’以符合其所需之負載條件。在 另一他型中,上述之控制子系統,可在上述電源供應單元 700之FCB子系統,無法符合其所需之需求時,轉換成其再 充電模態和/或補充燃料模態。 在其再充電模態中,上述之控制子系統7 u,可(經由 控制匯流排712)選擇激勵一或多金屬空氣FCB子系統7〇8 之金屬燃料再充電系統,以及可(經由其信號路徑737)控制 其父換網絡7 6 1 ’藉以使上述一或多被激勵之金屬空氣ρ匸b 子系統708的電力端子(較佳地,彼等輸入電力端子),耦合 至其輸入電力匯流排714。此外,該控制子系統7 π,最好 可(!由嗔信號路徑7 3 3)激勵其輸入調節電路715,藉以將 上述電源753供應其上之電力,供應至其輸入電力匯流排 ”14’以哽再充電其所選定之金屬空氣FCB子系統。 此外·,在該系統並非運作於放電模態(亦即,無金屬空 氣FCB子系統供應電力至其輸出匯流排7〇6)之事件中,上 这之控制系統71 1,可(經由信號路徑73 1)控制上述之輸出
543261 A7 B7 五、發明説明(29 ) 調節電路709,使其輸出電力匯流排7〇6,與其輸出埠755 相隔絕。同理,在該系統並非運作於再充電模態(亦即,無 金屬空.氣FCB子糸統主動性地耦合至其輸入匯流排7丨4)之 事件中,上述之控制系統7U,可(經由信號路徑733)控制 上述之輸入調節電路715,使其輸入電力匯流排714,與其 輸入槔7 5 7相隔絕。 在其補充燃料模態中,上述之控制子系統7n,可識別 或夕佈置在金屬空氣FCB子系統708内需要做更換(最好 藉由監視上述金屬燃料管理子系統713中所儲存而代表彼 等第一模組内所佈置金屬燃料和金屬氧化物之量的資訊) 及與其使用者通訊(最好經由其顯示器729)的第一模組,藉 以指不此等被識別之苐一模組需要被更換。就每一被識別 需要更換之第一模組而言,其使用者可手動移除此第一模 祖,以及將一裝有”新”(亦即,再充電過的)陽極材料之 一悮組,裝載進該外殼之第一凹口内。在其更換完成(藉 使闬者手動輸入,或者藉由自動感測其已插進即定第一 口内之第一模組中所佈置的金屬氧化物之量,來加以偵測) 溲,上述之控制子系統711,最好能更新上述金屬燃料管理 子系統713内所儲存而代表其佈置在該等第一模組内之 i燃料的量之資訊。誠如上文所列舉’在本發明之較佳 絶洌中,該等第一模組係裝有一與離子導電性媒介相整 〜陽丨空物資。在此等系統中,此種補充燃料模態運作, 更換其第一模組,而能裝載金屬燃料和··新··離子導電性媒 十兩者。此外,在其補充燃料模態中,上述之控制子系 第 由 凹 金 貝 合 可 統 -----------------------裝------------------、訂------------------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 表尺til·司士 3 S家標准(CNS ) A4規格(210X297公爱; 543261 A7 --------— —_B7^J____ 五、發明說明(3〇1 " — "—- 711,可如下文所述,相對於彼等對應於已更換之第一模組 的陰極結構,來執行彼等更換模態運作。 :在其更換模態中,上述之控制子系統7丨丨,可識別一或 夕砝要做更換(敢好藉由監視上述金屬燃料管理子系統3 中所儲存而代表此特定陰極結構之運作壽命的資訊)及與 其使用者通訊(最好經由其顯示器729)的陰極結構,藉以指 不此等被識別之陰極結構需要被更換。就每一被識別需要 更換之陰極結構而言,其使用者可手動移除此陰極結構。 在本發明之較佳實施例中,此陰極結構係佈置在一可手動 裝載/卸載進出此系統之外殼中的一個第二凹口内之第二 模組中,其使用者可手動自該第二凹口移除此第二模組, 以及將一裝有“新·,陰極結構之第二模組,裝載進該第二凹 口内。在其更換完成(其可藉由使用者手動輸入來加以偵測) 後,上述之控制子系統7 n,最好能更新上述金屬燃料管理 子乐統713内所儲存而代表此新陰極結構之運作壽命的資 tfl 。 上述之離子導電性媒介,可使整合至其金屬燃料陽極 材料,以及可在裝載進此系統之外殼的第一凹口内時,被 淹置在其第一模組内。在此等系統中,上文所列舉之補充 燃枓慎態運作,可更換其第一模組,藉以將新陽極材料和 新離子導電性媒介兩者,裝載進此系統之外殼中的第一凹 σ内。 或者,上述之離子導電性媒介。可使整合至上述金屬 空氛FCB皰元之陰極結構,以及可在裝載進此系'統之外殼 _ "―————————— n牌M CNS ) A4規格(210X297^) "'
(請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁} 、可| 五、發明説明(31 ) 的第二凹口内時,被佈置在其第二模組内。在此等系統中, 上文所列舉之更換模態的陰極更換運作’可更換其第二模 組,藉以將新陰極結構和新離子導電性媒介兩者,裝載進 此;統之外殼中的第二凹口内。 在另一實施例中,上述之離子導電性媒介,可能不整 合至上述金屬空氣FCB胞元之陽極材料與陰極結構。在此 等系統中,上文所列舉之陰極更換運作,可更換其第二模 組,藉以將新陰極結構和新離子導電性媒介兩者,裝載進 此FCB乐統之主外殼中的第二凹口内。 在本發明之又一實施例中,上述之離子導電性媒介, 可能不整合至上述金屬空氣FCB胞元之陽極材料與陰極結 構。在此等系統中,在其更換模態中,上述之控制子系統 *711,將可決定其一FCB子系統有關之離子導電性媒介需要 被更換(最好藉由監視上述金屬燃料管理子系統7丨3中所儲 存而代表此特定陰極結構之運作壽命的資訊)及與其使用 者通訊(最好經由其顯示器729),藉以指示此被識別之離子 導電性媒介需要被更換。就每一被識別需要更換之離子導 電性媒介而言,其使用者可手動更換此離子導電性媒介。 在其更換完成(其可藉由使用者手動輸入來加以偵測)後, 上述之控制子系統7 Π,最好能更新上述金屬燃料管理子系 統7 13内所鍺存而代表此新離子導電性媒介之運作壽命的 資訊。 理應注意的是,上述之控制系統7U,可相對於多重可 玻濁立宫理之FCB子系統/模組/胞元,平行地執行上文所述 543261 A7 B7 五、發明説明(32 ) 多種模怨(放電、再充電、補充燃料、更換)之運作。舉例 而言,上述之控制子系統71 1,可(經由控制匯流排7丨2)選 擇激勵一第一組之金屬空氣FCB子系統708的放電,以及可 (經由其信號路徑737)控制其交換網絡761,藉以使此等第 一組被激勵之金屬空氣FCB子系統708的電力端子(較佳 地,彼等輸出電力端子)’耦合至其輸出電力匯流排7〇6。 與其同時地,上述之控制子系統71 1,可(經由控制匯流排 7 12)選擇激勵一第二組之金屬空氣FCB子系統7〇8(不與第 組之金屬空氣F C B子乐統相交)的再充電,以及可(經由 其信號路徑737)控制其交換網絡76卜藉以使此等第二組被 激勵之金屬空氣FCB子系統708的電力端子(較佳地,彼等 輸入電力端子)’耦合至其輸入電力匯流排714。 下文將配合本發明之各種圖示實施例,詳細說明一些 可用以最佳地實行彼等金屬空氣FCB系統和裝置中類似放 電、再充電、補充燃料、離子等電媒介更換、與陰極更換 等之程序的特定工具。 主..發明之金屬空氣FCR系統的第一圖示實施你| 此第一圖示實施例之金屬空氣FCB子系統,係例示在 第3圖中〃誠如所示,此FCB子系統7〇8”,係包括一可(可 懌放地)自一下半部外殼元件61沾拆離之上半部外殼元件 616A。當裝接時,此兩外殼元件616八和6168,將形成上 述FCB系統之主外殼。其一四元件陰極結構6丨7,係可手動 氏載卸載進出於其下半部外殼元件6 16B中所形成之一凹 口门。其一透氣式平板(未示出),係形成在其下半部外殼 这3洳3!3家礤m (C\s) A4規格(210X297公釐) (諸先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
36 543261 A7 B7 五、發明説明(33 ) 元件616B之底側表面上,藉以容許外界空氣流經其陰極結 構617内所ά又之陰極元件620A至620D。其一四元件陽極接 觸結構622,最好一體成形於其上半部外殼元件6丨6八内, 其係包括多數彈簧偏壓式電氣接點622Α至622D,彼等係藉 由夕數電氣連結器,以電氣方式連接至一第二電氣連結器 623,以及以此為盡頭。 該陰極結構6 1 7,包括有一附有多數各具有一可使惰性 空氣擴散之穿孔底部支撑表面的凹口 630之支樓框架621。 該等陰極元件620A至620D,係終止於一第一電氣連接器 (未示出)。 其一可手動裝載/卸載進出於該等陰極結構617與四元 件陽極接觸結構622間(亦即,當其上半部外殼元件6丨6a被 裝接至其下半部外殼元件616B時)所形成之外殼中的凹口 内之金屬燃料卡613,係載有多數位在一支撐結構628上面 之金屬燃料元件627A至627D,該支撐結構628係具有若干 通孔628A至628D,彼等可容許多數彈簧偏壓電氣接點 622A至622D,在該金屬燃料卡如所示滑動進其凹口内時, 與一對應之金屬燃料元件627A至627D相嚅合。 當該等金屬燃料卡6丨3與陰極結構617,滑動進彼等對 應之凹口内時,其一離子導電性媒介,係佈置在至少該等 c &元泮620A至620D與對應之金屬燃料元件627A至627B 間,該離子導電性媒介,可藉由將一固態離子導電性媒介 (頡似一难子導電性聚合物)固定至此等金屬燃料元件,使 整合至該等金屬燃料元件627 A至027B(或與該等陰極元件 0 3 S 束標每(QsS ) A4規格(210X 297公楚) 37 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} •裝丨 -口 :線, 543261 A7 五、發明説明(34 ) 620A至620D—體成形)。或者,該金屬燃料卡6丨3(或該陰 極結構617),可具有若干佈置其上而飽含某一電解液(或由 離子導.電聚合物製成之離子導電性膠化體)的墊片,其可作 用為上述之離子導電性媒介。其他之解決方法包括,在此 等結構佈置一電解質溶液。該等陰極結構617與金屬燃料卡 613之外緣部份632A(和632B),各係適使在該等陰極結構 617和卡613被裝載進其模組外殼内時,可與該胞元外殼形 成一不透水氣之密封。此將可防止其電解液在放電運作前 蒸發掉。 其一或多可安裝在其下外殼部份之印刷電路(pc)板 (兩個顯不為624和625),可提供一些電氣連結器,藉以建 立與該等第一和第二電氣連結器618和623之電氣連接,後 者係分別聯結該等陰極結構617與陽極接觸結構622,以及 載有一提供放電電力給一相對於該等佈置在陰極結構6 i 7 與陽極接觸結構622間之四個金屬空氣燃料胞元的輸出埠 626A(以及可能地由傳遞至輸入埠6268之電力再充電)之 電子電路。此電子電路可能包括一用以實現輸出端子重新 配置和輸出電力控制所必要之電路。 主空氣FCR系二圖示實施例 此第二圖示實施例之金屬空氣FCB子系統,係例示在 第4和〕圖中。誠如第4圖中所示,此FCB子系統7〇8,,,係包 祜卉多子系統,亦即,一可裝載其金屬燃料帶卡匣盒 〜金1 (然枓 < 盒卡匣裝載/卸載子系統扣1。其包括有許多 汾動機構,亦即··一卡式接收機構,其可用以在·一形成於 ---------*-------------- 又0 3 S 家標準 iCNS) A4規格(210X297公^ ~ -
Φ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) t 543261 五、發明説明(35 ) 其系統外殼4G7内之卡£插入埠4〇5處,藉由_使用者將其 卡匣盒403插進其埠405,而接收其卡匣盒4〇3,以及可自動 地將該卡E拉進其中之卡式儲存g盤内;一自動門開啟機 構’其可在該卡g盒4G3裝進上述FCB系統之儲存卡式厘盤 内時’用以開啟-形成於卡£盒4()3(以供金相料帶進出) 内之門409,和一自動卡£盒退出機構,其可響應一預定之 條件(例如,按壓此系統外殼之前面板上面所設之"退出”, 該金屬燃料帶之結束的自動感測,等等),用以經由其卡厘 插入蟑他’自其卡式緒存g盤退回該卡g盒彻,其令, 其可藉由其使用者手動自其埠405移出。 訂 在第4圖之圖示實施财,該卡式接收機構,可具現為 一圍繞在該卡E盒外殼外部之平臺式滑架結構。此平臺式 ,架結構,可藉由滾輪支撐在一對平行滑執上面,以及可 藉由-電動馬達和凸輪機構沿其做平移。此等裝置在運作 上可使連接至下文將做詳細說曰月之系統控制器。此凸輪機 搆之功能,旨在將其馬達軸桿之轉動,轉換成該平臺式滑 架結構在一卡匣插進該平臺式滑架結構内時所必談 滑轨平移之線性移動。其一安裝在該系統外殼内之近接感 測器’可被用來偵測上述插入通過其插入槔及位於其平臺 式滑架結構之卡£盒的存在。此近接感測器所產生之信 波’可使提供給其系統控制器,以便起始其卡£盒自動拉 進之程序。 在該系統外殼内,其自動門開啟機構,可藉由任何可 走其切門4〇9在該卡g盒完全被拉進上述卡㈣純盤 各斌汝又t這4甲an襟車(CNS) A4規格(210X297公楚)— 39 543261 A7 _ B7 五、發明説明(36 ) 時滑動進其開啟位置之適當機構來加以具現。在此圖示之 實施例中,上述之自動卡匣盒退出機構,可採用與上文所 述卡匣接收機構相同之基本結構和機能。其主要之差異 是,該自動卡匣盒退出機構,係嚮應其系統外殼4〇7之前面 板上面所設置之一 “退出”按鈕的按下,或者在功能上等價 地嚮應一狀態或事件之觸發。當該按鈕被按壓時,其控制 子乐統(未不出),將會使得其金屬燃料帶放電子系統 411 (或其金屬燃料可再充電子乐統4 13)拉動其放電頭(或 再充電頭),以及可控制其帶輸送子系統415,藉以將該金 屬燃料帶402輸送回至其卡匣盒4〇3 ;以及該卡匣盒將會自 該卡E储存匣盤,經由其卡匣插入埠405返回。 上述之金屬燃料帶放電子系統4U,可在其放電運作模 悲中,自該金屬燃料帶402產生電力,以及可將此電力供應 至一 DC輸出電力匯流排706,。其金屬燃料帶再充電子系統 413,可在其再充電運作模態中,使用其〇(:輸入電力匯流 排711·上面所設置之電源,以電氣化學方式再充電(亦即, 還原)已被氧化之金屬燃料帶4〇2的區段。 上述之金屬燃料帶放電子系統411,最好使用一玫電頭 組體(陰極結構),藉以在空氣(Ο?)和一離子式導電介質之存 让下,使金屬燃料帶放電,以及產生一橫跨一連接至此FCB 糸統之電力消耗|載的電力。上述之金屬燃料帶再充電子 千、統413,最好使用一再充電頭組體(陰極結構),藉以在空 氣(〇:)和一離子式導電介質與電力之存在下,使金屬燃: -再乞電:雖然在某些應用中其希望能在實行彼等帶玫雷 阳^ S -m^{CSS ) ( 210X297^* ) ;~ --— 543261 A7 B7 五、發明説明(37 ) 運作之同時,避免或中止彼等帶再充電運作。上述第一圖 示實施例之FCB系統,可使該等放電與再充電模態能同時 運作。特別地,本發明之此一特徵,可在發電運作期間, 使金屬燃料帶能有同時放電與再充電模態之運作。 上述之離子導電性媒介,可在放電運作(和再充電運作) 期間,在其使用者將其卡匣盒4〇3插入其埠4〇5内時,以及 在被裝載進其金屬燃料帶放電子系統411 (和金屬燃料帶再 充電系統413)時,整合至其中所儲存之金屬燃料陽極帶 4〇2。此可藉由將一固態離子導電性薄膜(類似一離子導電 性聚合物),固定至其金屬燃料陽極帶4〇2之表面上,以使 其在彼等放電和再充電運作期間,被佈置在該等陰極結構 與金屬燃料陽極帶間,來加以具現。在一他型之實施例°中, 該固態離子導電性媒介’可使形成在料陰極結構上面, 或使具現成一個別的帶結構,或使具現成一佈置在該等陰 極結構與金屬燃料陽極磁帶間之離子導電性液體或膠: 體。 ’ 上述之金屬燃料帶放電子系統41丨(和金屬燃料帶再充 電系統4丨3),可在放電(和再充電)運作期間,利用彼等相 對於其移動之帶彻呈靜止㈣極結構。理應注意的是,該 金屬燃料帶放電子系統411’可能包括一具現上述多重放電 頭姐體(其可選擇控制提供至其DC輸出電力匯流排上面之 電力)所產生之電力的輸出電力控制所必需之電路。 或者,上述之金,㈣料磁帶放電子系統411(和金屬燃 料帶再充電系統413),可在放電(和再充電)運作期間,利 从说这用士 家群(Ss〉Λ4規;(21〇><297规 ------------------------裝! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可 線- -41 五、發明説明(38 ) 用彼等相對於其移動之帶402而移動的陰極結構。此種系統 之範例係例示在第5圖中,其中之陰極結構5〇 1,係具現 成一中空之圓柱形陰極結構503,其表面具有一些穿孔,可 谷許氧氣輸送至一離子導電性媒介與輸送至其上之金屬燃 料帶402,間所形成之界面處。 誠如第5圖中所示,該圓柱形陰極結構501,包括有一 陰極7G件,纟最好係由一嵌在碳和觸媒材料内之鎳網孔織 物製成,以及係安裝上述圓柱形穿孔中空圓柱體503之外壁 上面。該陰極圓柱體5〇1,可藉由一陰極驅動器5〇5而隨其 轉動軸轉動。誠如所示,其陰極驅動器5〇5具有一傳動軸 07其具有一與上述圓柱形陰極5〇1之邊緣上面所形成的 齒部相嚅合之齒輪5〇9。 上述之金屬燃料帶402,,係輸送過該圓柱形陰極5〇ι 之表mj。其一導電性··陰極接觸”元件523,係安排使與該圓 桎形陰極:>01之鎳網眼織物形成電氣接觸,以及係以電氣方 式連接至-終止於其輸出電力控制器515之導體π(例如 、’’复接)此外,其一導電性陽極接觸元件52 1,係安排使緊 密鄰接該陳形陰極5G1,以及係與其金屬燃料帶術,之下 側形成電氣連接。此陽極接觸元件521,係電氣連接至一線 止於其輸出電力控制器515之導體519。該輸出電力控制器 ▲L可让放包運作換態中,提供電力至其沉輸出電力匯 :吒排7 0 6 ’ ° 在其放電運作模態期間,富含氧氣之空氣,係容許流 經該3㈣陰極5(H之中空核心,以及達至該等離,子導電性 543261 五、發明説明(39 ) 媒介與金屬燃料帶4〇2,間之界面。該金屬燃料帶術,,係 藉由燃料可輸送器5 1 1輸送過該圓柱形陰極5〇 1之表面 上。該等陰極驅動器505與燃料帶輸送器511,係受到一系 統控制态)13之控制,而使該等金屬燃料帶4〇2、陰極結構 )0 1與佈置其間之離子導電性媒介,以大體上相同之速度, 在該離子導電媒介接觸該等金属燃料帶402與陰極結構501 之點執跡處做輸送。此運作條件可大幅降低該等系統組件 間之磨擦力的產生(例如,剪力),其可造成降低:在系統 運作期間輸送該等陰極結構、金屬燃料帶和離子導電性媒 ”所需之電力量;金屬氧化物微粒自該金屬燃料帶之脫 落以及此等微粒在其陰極之多孔結構内之深埋;和該 乐統之陰極結構和金屬燃料402,可能之損害。 相同之結構(或類似結構)係被用以具現上述之金屬空 氣燃料再充電系統。 理應注意的是,該金屬燃猙帶放電子系統,可能包括 夕重如上文所述之圓柱形陰極放電結構。在此種系統中, 其輸出電力控制器515,可能包括一具現上述多重放電陰極 祖體(其可選擇控制提供至其Dc輸出電力匯流排上面之電 力)所產:生之電力的輸出電力控制所必需之電路。 理應注意的是,上述金屬燃料帶放電系統之放電頭組 體(或一些組體),可自上述金屬空氣F(:b子系統之外殼内 的一個凹口手動插入,而輕易地加以更換(及移除)。 金屬空氣fcrm統的第三圖示實施例 此第三圖示實施例之金屬空氣FCB子系統,··係例示在 各紙張又文达3】,々3 3家標准(CNS) A4規格(210X297公釐) 43
------------------------裝—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨 543261 A7 ' -------- B7_ 五、發明説明(4〇 ) "" 第6和7圖中。誠如第6圖中所示,此⑽子系統·,係包 括許多子系統,亦即,-金屬燃料糊支持器、一金屬燃料 ^玫電系統、和-金屬燃料料糊裝載系統。其金屬糊支持 器包括有一容器801,其係包括一可保持流質形式之金屬陽 $材料(舉例而言,藉由懸浮金屬微粒於-類似KOH之流質 $解液亚改變添加物而形成一糊狀物質來形成)的糊隔間 8〇3(佈置在該容器8〇1内)。該糊隔間803可在該容器謝内 移動藉以使其中所储存之糊,經由該容器結構中所形成 之第:通孔_和第二通孔811,暴露至一至少包括一陽極 接觸7L沣80:)和陰極結構8〇7之放電頭組體。該糊隔間8们 最f由-對藉由-或多之支撐構件817(顯*出一個)分隔 固疋的壁813、81 3來形成。此外,此等壁813、81 5之幾何 形狀、配合該容器80 1之内表面,藉以容許該容器8〇 i内 月匕有直線運動,以使該等金屬燃料糊,分別經由該等第一 通孔809和第二通孔811,暴露至該等陽極接觸元件8〇5和陰 極結構807。其-通道(未示出)在設置上,可就放電運作而 將外界空氣(氧氣)輸送至其陰極元件8〇5。 上述糊隔間803之直線運動,可藉由一耦合至一壁(舉 則叨言,-如所示之壁813)之螺旋狀螺絲818,以及藉由一電 動馬達819和齒輪機構沿其之平移,來加以具現。此等裝= 最好可運作使連接至其控制子系統711•。其齒輪機構Z功 忐,可將其馬達軸桿之轉動,轉換成其容器801内之糊隔間 803平移所需之直線運動。 上述放電頭組體之容器8〇丨、陽極接觸元件8〇5和陰極 (CNS) A4^^210x297^) —------
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁j .訂— 543261 K t 這 W a Si s 家標準(CXS ) Α4規格(210X 297公釐) A7 B7 五、發明説明(41 ) 、-構807取好具有_模組結構,其可使用容易地裝載及卸 載金屬燃料,及/或可使用容易地更換陰極和可能之陽極接 觸元件_。 其一範例性模組結構係例示在第7圖中,其中之一上半 部外殼7G件825,係(可釋放地)可自下半部外殼元件827拆 離。此等外殼元件825、827 Μ系包括兩可於該等外殼元件 825、827裝接上時形成_第一凹σ之溝槽㈣、83ι。該糊 容器801可藉由使該糊容器8〇丨滑進其第一凹口而手動地裝 載進入其中。該容器8〇1係包括一第一通孔8〇9和一第二通 孔811,波等可於該容器8〇1插入至其第一凹口時,對齊上 述放電頭組體之陽極接觸元件8〇5和陰極結構8〇7。 上述放電頭組體之陰極結構807與陽極接觸元件8〇5, 最好係可移動的。此可藉由分別在該等外殼元件825、827 内之溝槽833、835,來加以具現,彼等可於該等外殼元件 825、827裝接時,形成一第二凹口。該等陰極結構8〇7與陽 極接觸元件805,可藉由將一或多之支撐構件(兩個顯示出 之821和823)滑動進入其第二凹口,而手動地裝載進此第二 凹口’以整合至該等支撐構件上面。 戎陰極結構807,最好包括一嵌在碳和觸媒材料内之鎳 網孔織物,其係安裝在上述支撐構件823之表面上,後者可 於該容器801如所示地裝載進其第一凹口内時,對齊該容器 801〜通礼811。此外,該支撐構件823包括有一過道824, 其"Τ ί吏空乱(氧氣)輸送至其上所形成之陰極結構8 2 5。上述 之冷怪接獨元伴805,最妤包括一形成在上述支择構件82ι 45
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之表面上的金屬層,該支撐構件82丨可於上述之容器8〇丨如 所示地裝載進其第一凹口内時,對齊該容器8〇ι之通孔 809。該等陰極結構825與陽極接觸元件823,在其放電運作 模恐中,係電氣連接至其DC輸出電力匯流排7〇6·。 在其補充燃料運作中,一储存有已消耗之金屬燃料的 容器801,係手動地自其外殼内之第一凹口移出,以及一儲 存有新燃料之容器801,可使裝載進該外殼之第一凹口内。 該糊隔間803在裝載時,最好在位置上係使暴露至上述之放 電頭組體。 在其放電運作模態中,富含氧氣之空氣,係容許流經 其通道824,以及達至該放電頭組體。其金屬燃料糊隔間 803,係被該金屬燃料糊裝载系統輸送,以使其中含有之金 屬燃料糊,暴露至該放電頭組體,藉以經由其〇(:輸出電力 匯流排來放電電力。當在此方式中運作時,其已消耗之糊 料係被佈置在該容器801之對立_。 電 此相同之結構(或類似之結構),可用以具現一金屬 氣燃料再充電系統,其中,電力係供應至一或多之再充 頭組體,以及其中所暴露之金屬糊可再被充電(例如,其金 屬氧化物被轉換回金屬,以及氧氣係自上述可使該等充電 頭組體之陰極結構開口之通道釋出)。 該 制 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 理應注意的是,上述之金屬燃料帶放電子系統,可能 包括如上文所述之多重陰極放電結構。在此種系統中, 等,舍怪结搆和陽極接觸元件,可終止於一輸出電力控 器,其洚包括一具現上述多重放電陰極組體(其可選擇控制
543261 五、發明説明(43 ) 提供至其DC輸出電力匯流排上面之電力)所產生之電力的 輸出電力控制所必需之電路。 此外,其可預期該等容器8〇1和外殼(描繪為外殼元件 825、827),能具現該等貯存容器和流體輸送路徑,藉以提 供新糊料和已消耗糊料之一 t緊密之赌存器。在此種結構 中,其已消耗之糊料,係經由一整合至其外殼之輸送路徑, 輸送至該容器中之一第二隔間(佈置在該容器鄰接此容器 之插入點的近端處)。在此一情況中,該輸送路徑可使已消 耗之糊料,自該容器鄰接其放電頭組體之遠端,載送至其 第二隔間。該兩隔間之體積可以一相反之關係做改變,藉 以如本說明書中所揭示說明,使其中所需之空間為最小。 主發明之金星—空氣FCR式電源供應單元的應用例 上文僅說明了本發明少數之圖示實施例。本發明許多 其他之實施例’可藉由其他具有本說明書中所揭示之揭示 内各和新教義’來加以實現。大致而言,上文所述系統之 貫施例的設計、結構、和本發明之原理,可被用來建立各 種類型適能使用於多種電氣系統和應用中之金屬空氣FCb 發電(亦即,產生)模組。此等FCB發電模組之範例,一般 包括:_裝有一或多其中裝載放電有關之陽極材料的FCB 子系統之模組;以及其中之模組具有一對可用以接觸其主 乐統之電力端亍的電氣端子。 皇合有衣發明之金屬空氣FCR式電源供應單元的應用例之 裝置’系统 在第8圖中,所顯示係一具有一整合之金屬箜氣FCB式 47 543261 A7 B7 五、發明説明(44 ) 電源供應單元700’的電腦處理裝置900’(舉例而言,一可提 供處理能力給一企業伺服器)。AC電源線係供應至其電源 供應單元70(Τ。上述整合之金屬空氣FCB式電力供應器的 輸出埠755’,可提供調節之電力給上述電腦處理裝置之各 個組件(主機板、CPU記憶體、硬式磁碟機、軟式磁碟機、 光碟機、周邊裝置、等等)。在此一應用例中,上述之金屬 空氣FCB式電源供應單元70(Γ,可提供上述電腦處理裝置 有關之整合式UPS系統的機能。如第8圖中所示,該金屬空 氣FCB式電源供應單元700’,係具有多數可以滑動方式進 出於該系統900’移除及裝載彼等更換之陰極結構617’和/ 或更換之金屬燃料陽極片613’的凹口。 同理,第8圖之裝置900’,可能包括一電視、聲頻設備、 洗衣機、電冰箱、冷凍庫、烤箱、電爐、熔爐、空調設備、 電力工具、或任何其他家用/花園電器用品。在此等系統 中,上述整合之式金屬空氣FCB式電源供應單元的輸出埠 755 ·,可提供調節之電力給該裝置之各個組件。
在第9圖中,所顯示係一具有一整合之金屬空氣FCB式 電源供應單元70(Γ的可攜式電器用品900”(舉例而言,一無 線電通訊裝置)。其一外在電源(電源輸入線)係供應至其電 源供!t單元700”。上述整合之金屬空氣FCB式電力供應器 的輸出埠(未示出),可提供調節之電力給上述裝置之各個 組伴(無線電通訊晶片組、記憶體、控制器、LCD顯示幕、 輔助鍵盤、等等)。在此一應用例中,上述之金屬空氣F C B 式電涑洪應單元70(Γ,可提供上述裝置有關之整合式UPS 48 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 远」】$当3家標里ICNS) A4規格(210X297公釐) v 厶I)丄 五、發明說明--一~--- 系統的機能。誠如第 m σο 弟圖中所不,該金屬空氣FCB式電源供 應早元7〇〇”,係呈右夕 、 n 、/、有夕數可以滑動方式進出於該系統900,, :及裝載彼等更換之金屬燃料陽極片613,(和可能更換 之陰極結構6lr)的凹口。理應注意的是 7〇〇,,可以9车 丁 疋千钕式(如所示),以致其可被用做多重手提式 二置有需要時之另—電源。然而,理應注意的是,任一特 疋應用中之松組700”的總尺寸,並不須大於其要被安裝至 之隔間的尺度,其包括一些有手持式裝置等等。 同理,第9圖之裝置900,.,可能包括有一收音機、碟片 播放器、其他音樂播放裝置、電視、可攜式攝像機、其他 影像播放/記錄裝置、電話、PDA、其他通訊裝置、或任何 -他手提式電子裝置。在此等裝置中,上述整合之式金屬 工氣FCB式包源供應單元的輸出埠’可提供調節之電力給 此寻裝置之各個組件。
有利地,彼等具有一如上苳所述整合之金屬空氣fcb 式電源供應單元的裝置/系統,可提供優於先存技藝式裝置 乐統之改善效率和可靠性。更明確言之,在一外在電源所 傳遞之電力中發生長期中斷的事件中,此種裝置/系統可被 使闬,以便在若有需要時,藉由補充燃料給其中整合之金 屬空氣FCB式電源供應單元,而不致長期中斷。此外,彼 等先仔技蟄式備用發電機(基於傳統式電池技術和可燃式 燃枓)相關聯之環境暨安全災害、成本、不利雜訊和其他限 制,将可被避免。此外,本發明最佳具現之金屬空氣FcB 子系統,可提供一模組式結構,其可使上述金肩空氣FcB 又玖ϋ兔这W 孓標准(CXS) Λ4規格(210X297公爱) 49 -----------------------裝------------------、可------------------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 543261
發明説明(46 ) 系統之金屬燃料的裝載、已消耗之金屬燃料的卸載 導電性媒介之更換、與陰極結構之更換,在運作上能 性且使.用容易。 此彈 在第10圖中,所顯示係一包括有一轉合至_金屬空 FCB式電源供應單元7〇〇,之可中斷式電源953,(其可能為 所不之風力發電機、或一太陽能發電機、或一水力發電 統)的不斷電式發電系統。此電源供應單元7〇〇,,係經由一 輸出埠7)) ’以電氣方式耦合至一或多之電力消耗負載裝 置。如第10圖中所示,該金屬空氣FCB式電源供應單元 7〇〇’,係具有多數可以滑動方式進出於該系統移除及裝載 波等更換之陰極結構617,和/或金屬燃料陽極片613,。 在第11圖中,所顯示係一包括有一耦合至一金屬空氣 氣 如系 ………·… (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂- FCB式電源供應單元7〇〇’之可中斷式電源953,(電力公司 護之電力輸電線路網)的不斷電式配電系統95〇,(舉例 3 ’在一住宅區)。此電源供應單元7〇〇,之輸出埠755,, 以電氣方式耦合至一可提供配電至該建築物之電力消耗 載(插座:、燈光、電器用品、保安暨防火系統)的電力消耗 _、載裝置之配電盤1001。如第11圖中所示,該金屬空氣fcb 式電源洪應單元700、,係具有多數可以滑動方式進出於該 系統移除及t載波等更換之陰極結構和/或金屬燃料陽極 »1 ,』一· 養 而 負 613 有利地’波等具有一如上文所示金屬空氣FCB式 電 又f Jis家標m lCNS) A4規格(210)<297公釐: 50 543261 A7 ---一_______B7_ 五、發明綱(' ------ 供應單元之不斷電式發電與配電系統,可提供優於先存技 -式發包乐統之改善效率和有彈性。更明確言之,在一可 中斷式電源所傳遞之電力中發生長期中斷的事件中,本發 明之發電與配電系統可被使用,以便在若有需要時,藉由 補充燃料給其中替合之金屬空氣FCB式電源供應單元,而 不致長期中斷。此外,彼等先存技藝式備用發電機(基於傳 統式電池技術和可燃式燃料)相關聯之環境暨安全災害、成 本、不利雜訊和其他限制,將可被避免。此外,本發明最 佳具現之金屬空氣FCB子系統,可提供一模組式結構,其 可使上述金屬空氣FCB系統之金屬燃料的裝載、已消耗之 金屬燃料的卸載、離子導電性媒介之更換、與陰極結構之 更換’在運作上能有彈性且使用容易。 上文業已詳細說明了本發明之各種特徵,理應瞭解的 是,該等圖示之實施例的修飾,可為本技藝之一般從業人 員在擁有本揭示内容之利益下蟑易得到。所有此等修飾和 變更形式’係被視為在附屬本發明之申請專利範圍中所界 定本發明之範圍和精神内。 裝------------------1T------------------線 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 51 543261 A7 ___________ B7 五、發明説明(48 ) 元件編號對照 4〇卜··金屬燃料帶盒卡匣 521…導電性陽極接觸元件 裝載/卸載子系統 …辱電性,·陰極接觸, 402,402,…金屬燃料帶 元件 403…金屬燃料帶卡匣盒 6 13…金屬燃料卡 405···卡匣插入埠 613'··金屬燃料陽極片 407···系統外殼 616A…上半部外殼元件 409···卡匣門 616B…下半部外殼元件 41 1…金屬燃料帶放電子 617…四元件陰極結構 系統 617’…陰極結構 413···金屬燃料帶再充電 618…第一電氣連結器 子系統 620A-620D···陰極元件 415···帶輸送子系統 621…支撐框架 501···圓柱形陰極結構 622…四元件陽極接觸結構 503···圓枉形穿孔中空圓 622A-622D···彈簧偏壓式 柱體 電氣接點 505···陰極驅動器 623…第二電氣連結器 507···傳:動軸 624·625…印刷電路(PC)板 509…齒輪 626A…輸出埠 511…燃料帶輸送器 626B…輸入槔 5 13···系統控制器 627A-627D···金屬燃料元件 5 15···輸出電力控制器 628…支撐結構 51'519···導體 628A-628D···蛹孔 t.....、订 .....·· (請先閲讀背面之注VS事項再填寫本頁) &负m辽:U 夂標準(CNS) A4规格(210X297公釐) 52 543261 A7 B7 731,73Γ,733·733\737,737, …信號路徑 751,751、…電力消耗負載 裝置 751Α··751Β,·751Α·751Β …電力消耗負載 753…外在電源 755,755·…輸出埠 757,757·…輸入蟑 761·761’…I/O交換網絡 801…容器 803…糊隔間 805…陽極接觸元件 807…陰極結構 8 0 9…第一通孔 81卜··第二通孔 813,815*··壁 817,821,823…支撐構件 818…螺旋狀螺絲 819…電動馬達 825···上半部外殼元件 827···下半部外殼元件 829·831,833·835…溝槽 9〇〇··…可攜式器具— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝丨 訂— 五、發明説明(49 ) 630…凹口 632A,632B···外緣部份 700…電源供應單元 700'700’…金屬空氣Fcb 式電源供應單元 700-1,700-2 .··電源供應 〇α —
早7L 706·706’…輸出電力匯流排 708…金屬空氣FCB子系統 708”·708 …···FCB子系統 708Α’,708Β’···708Ν,…金 屬空氣FCB子系統 708Α,708Β···708Ν …子系統 709···輸出調節暨負載感 測電路 711.71Γ…控制子系統 712…控制匯流排結構 713…金屬燃料管理子系統 7ΐ4·714β…輸入電力匯流排 715·715'…輸入調節電路 _21…調節暨湧波保護電路 725…通訊輸入/輸出模組 ’2了…使用者輸入模組 ’2Q…顯示裝置 又软么又t這:"】由3 3孓標;CNS ) Α4規格(210X297公釐) 53 543261 A7 B7 五、發明説明(5〇 ) 900’…電腦處理裝置 900-1…器具裝置 9 0 1…外殼 950.950’…電源供應系統 953.953’…可中斷式電源 1 0(H…配電盤 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 54
Claims (1)
- 543261 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 ••一種可補充燃料且可再充電式電源供應單元,其可整合 進-包括有-其中佈置有至少電能消耗負載之系統外 殼的家電用品内,此電源供應單元包括: 可空合進其糸統外殼之模組式外殼; 一佈置在此模組式外殼内之金屬空氣燃料胞元電 池子系統,其至少包括有一可產生和儲存電能之金屬空 氣燃料胞元,其中,已消耗之金屬燃料,可自此金屬空 氣燃料胞元電池子系統卸載,以及金屬燃料可使裝載進 其中,藉以補充燃料至此金屬空氣燃料胞元電池子系 統;和 一佈置在此模組式外殼内之控制器,其可在一放電 模態中,使該金屬空氣燃料胞元電池子系統,以電氣方 式連接至上述之電力消耗負載,藉以供應電力至上述之 電力消耗負載裝置,以及可在一再充電模態中,使其外 在電源以電氣方式連接至該金屬空氣燃料胞元電池子 系統,藉以再充電此金屬空氣燃料胞元電池子系統。 丨.如申請專利範圍第1項之電源供應單元,其中供應至其 t力消耗負載裝置之電力,係單獨由該金屬空氣燃料胞 元電]'也子系統來供應。 丨·如申請專利範圍第2項之電源供應單元,其中供應至其 電力消耗負載裝置之電力,係單獨由該金屬空氣燃料胞 元電:、也子系統内之金屬燃料的放電所產生之電力來提 k如申請專利範圍第1項之電源供應單元,其中··進一步包 心紙法尺度遑中s國家標準(as) A4規格(210><297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 543261 、申請專利範園 括有-輪入電力匯流排和輸出電力匯流排,兩者… 至該金屬空氣燃料胞元電池子系統,其中之輸入電力匯 流排’可在其再充電模態中,使其外在電源以電氣方式 連接至該金屬空氣燃料胞元電池子系統,藉以再充♦此 金屬空氣燃料胞元電池子系統,以及其中之輸出電:匯 流排,可在其放電模態中,使該金屬燃料胞元電池η 統’以電氣方式連接至上述之電力消耗負載裝置,藉以 提供電力給此電力消耗負載裝置。 5·如申請專利範圍第4項之電源供應單元,其令之全屬* 氣燃料胞元電池子系統,係包括一各包括有多數金屬^ 氣燃料胞元之金屬2氣燃料胞元模組的網路,其中之金 層空氣燃料胞S模組的網路,係包括—不同於第二組模 組之第-組棋組,以及其中之控制器,可於其第二組: 組在再充電模態中運作(藉以用其外在電源經由其輸入 ^力II流排供應之電力來吾充電此第二組模組)之同 時,使其第—組模.组在放電模態令運作(藉以自此第一 組模組經由其輸出電力匯流排供應電力至上述之電力 消耗負載裝置)。 A 6·如申-讀專利範圍第4項之電源供應單元,其中之金屬空 氣燃料跑元電池子系統,係、包括多數之金屬空氣燃祕 疋’其中係包括-不同於第二組金屬空氣燃料胞元之第 h i空氣’以及其中之控制器,可於其第 二組燃料跑元在再充電模態中運作(藉以用其外在電源 經由其輸入電力匯流排供應之電力來再充電此第二組 543261燃料胞元)之同時,使其第一組燃料胞元在放電模態中 運作(藉以自此第一組燃料胞元經由其輸出電力匯流排 供應電力至上述之電力消耗負載裝置)。 7.如申清專利範圍第丨項之電源供應單元,其中之模組外 认’係包括至少之一凹口,該金屬燃料可手動經由彼等 裝載進該金屬空氣燃料胞元電池子系統内,以及已消耗 之金屬燃料可手動經由彼等自該金屬空氣燃料胞元電 池子乐統卸載。 8·如申請專利範圍第7項之電源供應單元,其中之金屬燃 料,係佈置在一可手動自該凹口裝載及卸載進出於上述 之卡結構上面。 9.如申請專利範圍第8項之電源供應單元,其中之卡結 搆,係包括多數整合至其中之不同金屬燃料元件。 10·如申請專利範圍第7項之電源供應單元,其中之金屬燃 料,係佈置在一可手動裝載及卸載進出於該凹口之卡匣 内0 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項之電源供應單元,其中之卡匣可 保持金屬燃料帶。 1'如申噚專利範圍第10項之電源供應單元,其中之卡匣可 ί系持金屬燃料薄板。 1J.切申請專利範圍第1 〇項之電源供應單元,其中之卡匣係 仔一内含一些懸浮在一液態離子導電性媒介之陽極 材料微粒的糊料。 14,如申請專利範圍第1項之電源供應輩元,其中之電源供 M規格(2獻297公釐) - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁}543261 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 應單元係包括一電腦處理裝置。 如申1專利範圍第1項之電源供應單元,其中之電源供 應單元係包括一手提式電子裝置。 如申請專利範圍第15項之電源供應單元,其中之手提式 電子裝置為下列令之一:收音機、碟片播放器、其他音 朱播放裝i#見、可攜式攝像機、其他景》像播放/記 錄裝置、電話、PDA、和其他通訊裝置。 如申請專利範圍第丨項之電源供應單元,其中之電源供 應單元為下列中之_ :電視、聲頻裝置、洗衣機、電冰 箱、冷凍庫、烤箱、電爐、熔爐、和空調設備。 如申請專利範圍第1項之電源供應單元,其中之電源供 應單元係包括一電力工具。 如申請專利範圍第1項之電源供應單元,其中之電源供 應單元係包括一電能消耗裝置。 如申請專利範圍第1項之電碑供應單元,其中之外在 源係包括一電力公司之電力輸電線路網。 如申請專利範圍第1項之電源供應單元,其中之外在 源係自一電力公司之電力輸電線路網取得能量。 如申-讀專利範圍第1項之電源供應單元,其中之外在 屢係包括一風力發電機。 如申請專利範圍第1項之電源供應單元,其中之外在 澡係包括一可自太陽能取得能量之發電機。 如申請專利範圍第4項之電源供應單元,其中進 祜-耦合至該等輸入電力匯流排、輸出電力匯流排 電 電 電 rsf^at 步包 和 裝------------------訂--------------….線· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 各紙m这用中基國家標準(CNS) A4規格⑵狀撕公釐) 58 543261 A8 B8 C8 —'—--—D8 __ 、申請專利範圍 多數金屬空氣燃料胞元電池子系統之電力端子的交換 、罔絡,其可響應若干來自其控制器之控制信號,而運作 如下·選擇使其輸入電力匯流排耦合至一或多該等多數 金屬空氣燃料胞元電池子系統之電力端子;選擇使其輸 出電力匯流排耦合至一或多該等多數金屬空氣燃料胞 几電池子系統之電力端子;以及選擇使其二或多金屬空 氣燃料胞元電池子系統之電力端子耦合在一起。 -5 ·種可運作一包括一其中佈置有至少一電能消耗負載 之乐統外殼的電源供應單元之方法,此方法包括之步驟 有: 提供一整合進其系統外殼内之電源供應單元,此電 源供應單7L,係具有一佈置在一模組式外殼内之金屬空 氣燃料胞元電池子系統,此金屬空氣燃料胞元電池子系 、·充至^包括有一可產生及儲存電力之金屬空氣燃料胞 兀,以及其中已消耗之金屬學料,係裝載及卸載進出於 該金屬空氣燃料胞元電池子系統,藉以補充燃料該金屬 空氣燃料胞元電池子系統;以及 k供一控制子系統,其可被規劃在一放電模態運 作,使該金屬空氣燃料胞元電池子系統,以電氣方式連 接芏上述之電力消耗員載,藉以供應電力至此電力消耗 I載裝置,以及可被規劃在一再充電模態中,使其外在 電潭以電氣方式連接至該金屬空氣燃料胞元電池子系 統,藉以再充電此金屬空氣燃料胞元電池子系統。 26.如申請專利範圍第25項之方法,其中提供給該電力消耗 衣紙逍用中S國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂丨 59 543261 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 、載裝置之电力,係單獨由該金屬空氣燃料胞元電池子 乐統所供應之電力來提供。 27. 如申請專利範圍第以項之方法,其中提供給該電力消耗 負載裝置之电力,係單獨由該金屬空氣燃料胞元電池子 乐統内之金屬燃料的放電所產生之電力來提供。 28. 如申請專利範圍第25項之方法,其中進一步包括有一輸 入電力匯流排和輸出電力^流排,兩者均係搞合至該 屬空氣燃料胞元電池子系統,其中之輸入電力匯流排 可在其再充電模態中,使其外在電源以電氣方式連接 4金屬空亂燃料胞元電池子系統,藉以再充電此金屬 氣燃料胞元電池子系統,以及其中之輸出電力匯流排 可在其放電模態中,使該金屬燃料胞元電池子系統, 電氣方式連接至上述之電力消耗負載裝置,藉以提供 力給此電力消耗負載裝置。 29. 如_請專利範圍第28項之方法,其中之金屬空氣燃料胞 兀電池子系統,係包括-各包括有多數金屬空氣燃料胞 疋之金屬空氣燃料胞元模組的網路’其中之金屬空氣燃 料胞元模組的網路’係包括一不同於第二組模組之第一 組模:組,以及其令之控制器’可於其第二組模組在再充 電模態中運作(藉以用其外在電源經由其輸入電力匯 排洪想之電力來再充電此第二組模組)之同時,使其 —組模組在放電模態中運作(藉以自此第一組模电破 其輸出電力匯流排供應電力至上述之電力消耗 置)。 、 金 至 空 以 流 第 由 ------------------------裝…: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨訂I :線........ ----— 成&尺度適用中ϋ國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 60 543261 A8 B8 C8 __________ D8 六、申請專利範圍 30.如申請專利範圍第28項之方法,其中之金屬空氣燃料胞 元電池子系統,係包括多數之金屬空氣燃料胞元,其中 係包括一不同於第二組燃料胞元之第一組金屬空氣燃 料胞元’以及其中之控制器,可於其第二組燃料皰元模 組在再充電模態中運作(藉以用其外在電源經由其輸入 電力匯流排供應之電力來再充電此第二組燃料胞元)之 同時,使其第一組燃料胞元在放電模態中運作(藉以自 此第一組燃料胞元經由其輸出電力匯流排供應電力至 上述之電力消耗負載裝置)。 Μ ·如申請專利範圍第25項之方法,其中之模組外殼’係包 括至少之一凹口,該金屬燃料可手動經由彼等裝載進該 金屬空氣燃料胞元電池子系統内,以及已消耗之金屬燃 料可手動經由波等自該金屬空氣燃料胞元電池子系統 卸載。 :)…如申叫專利範圍第〕1項之方丨去,其中之金屬燃料,係佈 置在一可手動自該凹口裝載及卸載進出於上述之卡結 構上面。 33.如申請專利範圍第32項之方法,其中之卡結構,係包括 多數--整合至其中之不同金屬燃料元件。 34·如申請專利範圍第31項之方法,其中之金屬燃料,係佈 置在一可丁動裝載及卸載進出於該凹口之卡匣内。 3,.如申請專利範圍第34項之方法,其中之卡£可保持金屬 36.邙申請專利範圍第34項之方法,其中之卡匣可保持金屬 表紙a尺度这甲5国家標進(CNS ) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨 61 六、申請專利範圍 燃料薄板。 37·如申請專利範圍第34項之方法,其中之卡㈣健存有_ 内含-些懸浮在一液態離子導電性媒介 粒的糊料。 叶依 3 8 ·如申凊專利範圍第 4古其中之電源供應單元係 包括一電腦處理裝置。 39_如申請專利範圍第綱之方法,其中之電源供應單元係 包括一手提式電子裝置。 4〇·如申請專利範圍第39項之糸礙&^,其中之手提式 電子裝置為下列中之一:收音機、_片播放器、其他^ 樂播放裝置、電視、可攜式攝像機、其他影像播放/記 錄裝置、電話、PDA、和其他通訊裝置。 礼如申請專利範圍第25項之方法,其中之電源供應單元為 下列中之―:電視、聲頻裝置、洗衣機、電冰箱、冷; 東 庫、烤箱、電爐、熔爐、和宾調設備。 42·如申請專利範圍第,5頊之方、、么 # i 章巳囷弔貝之万法,其中之電源供應單元係 包括一電力工具。 R如申請專利删第25項之方法,其中之電源供應單元係 包括。一電能消耗裝置。 44.如申請專利範圍第25項之方法,其中之外在電源,係包 ^ 一毛力公司養邊之電力輸電線路網。 认如申請專利範圍第25項之方法,其中之外在電源,係自 €力公司養邊之電力輸電線路網取得能量。 46.如申請專利範圍第25項之方法,其中之外在電源, 543261 A8 B8 C8 ________ D8 六、申請專利範圍 括一風力發電機。 47.如申請專利範圍第25項之方法,其中之外在電源,係包 括一可自太陽能取得能量之發電機。 48·如申請專利範圍第28項之方法,其中進一步包括之步驟 有: 響應若干來自其控制器之控制信號,使一執合至該 等輸入電力匯流排、輸出電力匯流排、和多數金屬空氣 燃料胞元電池子系統之電力端子的交換網絡運作如 下:選擇使其輸入電力匯流排耦合至一或多該等多數金 屬空氣燃料胞元電池子系統之電力端子;選擇使其輸出 電力匯流排耦合至一或多該等多數金屬空氣燃料胞元 電池子系統之電力端子;以及選擇使其二或多金屬空氣 燃料胞元電池子系統之電力端子耦合在一起。 63 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 二紙彔尺文通同中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI473336B (zh) * | 2014-01-15 | 2015-02-11 | Nat Univ Tsing Hua | 具有風力發電裝置之燃料電池 |
| TWI474550B (zh) * | 2012-08-20 | 2015-02-21 | Univ Nat Taipei Technology | Dynamic anode system for metal fuel cells |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7729831B2 (en) | 1999-07-30 | 2010-06-01 | Oshkosh Corporation | Concrete placement vehicle control system and method |
| US7277782B2 (en) * | 2001-01-31 | 2007-10-02 | Oshkosh Truck Corporation | Control system and method for electric vehicle |
| US20030035984A1 (en) * | 2001-08-15 | 2003-02-20 | Colborn Jeffrey A. | Metal fuel cell system for providing backup power to one or more loads |
| US6989651B1 (en) | 2002-03-05 | 2006-01-24 | Jadoo Power Systems, Inc. | Fuel cell power module and system including same |
| US7799474B2 (en) * | 2003-04-29 | 2010-09-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and method for managing electrically isolated fuel cell powered devices within an equipment rack |
| US7378165B2 (en) * | 2003-04-29 | 2008-05-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and method for providing electrical power to an equipment rack using a fuel cell |
| US20040219397A1 (en) * | 2003-04-29 | 2004-11-04 | Lyon Geoff M. | Electrically isolated fuel cell powered server |
| US20040265662A1 (en) * | 2003-06-30 | 2004-12-30 | Cyril Brignone | System and method for heat exchange using fuel cell fluids |
| TW200526112A (en) | 2003-10-10 | 2005-08-16 | Inventqjaya Sdn Bhd | Hillside farming module and system |
| TW200528021A (en) | 2003-10-10 | 2005-09-01 | Inventqjaya Sdn Bhd | Aquaculture module and system |
| US7156131B2 (en) | 2003-12-01 | 2007-01-02 | Societe Bic | Method and apparatus for filling a fuel container |
| US7622895B1 (en) * | 2006-03-23 | 2009-11-24 | Griffin Technology, Inc. | Power level display calibration device |
| CN101188299A (zh) | 2006-11-23 | 2008-05-28 | 林益泉 | 粉末燃料电池 |
| WO2008080075A1 (en) | 2006-12-21 | 2008-07-03 | Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University | Fuel cell with transport flow across gap |
| US20100017045A1 (en) * | 2007-11-30 | 2010-01-21 | Johnson Controls Technology Company | Electrical demand response using energy storage in vehicles and buildings |
| US8872379B2 (en) * | 2007-11-30 | 2014-10-28 | Johnson Controls Technology Company | Efficient usage, storage, and sharing of energy in buildings, vehicles, and equipment |
| 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 |
| US8356910B2 (en) | 2009-04-22 | 2013-01-22 | Streamlight, Inc. | Rechargeable flashlight, battery and charger adapter and protector therefor |
| 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 |
| EP2586092B1 (en) | 2010-06-24 | 2017-01-04 | Fluidic, Inc. | Electrochemical cell with stepped scaffold fuel anode |
| CN102403525B (zh) | 2010-09-16 | 2016-02-03 | 流体公司 | 具有渐进析氧电极/燃料电极的电化学电池系统 |
| 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 |
| US20140308593A1 (en) * | 2011-12-28 | 2014-10-16 | Yabe Science Promotion Llc | Cell system |
| US9651208B2 (en) | 2013-02-22 | 2017-05-16 | Streamlight, Inc. | Portable light chargeable from different sources |
| US9206951B2 (en) | 2013-12-20 | 2015-12-08 | Streamlight, Inc. | Rechargeable clip-on light with male USB connector |
| AU2015213471B2 (en) | 2014-02-06 | 2018-02-01 | Gelion Technologies Pty Ltd | Gelated ionic liquid film-coated surfaces and uses thereof |
| US11228066B2 (en) | 2016-07-22 | 2022-01-18 | Form Energy, Inc. | Mist elimination system for electrochemical cells |
| 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 |
| 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 |
| KR20250116186A (ko) | 2017-03-30 | 2025-07-31 | 도날드슨 컴파니, 인코포레이티드 | 릴리프 밸브를 갖는 통기구 |
| US20230299618A1 (en) * | 2017-05-16 | 2023-09-21 | Wireless Electrical Grid Lan, Wigl Inc. | Wireless communication device and method of using |
| 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 |
| 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 |
| WO2021226399A1 (en) | 2020-05-06 | 2021-11-11 | Form Energy, Inc. | Decoupled electrode electrochemical energy storage system |
| WO2025163645A1 (en) * | 2024-02-01 | 2025-08-07 | Phinergy Ltd | Large-scale energy backup system |
Family Cites Families (81)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1288083A (fr) | 1961-01-27 | 1962-03-24 | Csf | Piles à combustible à électrodes tournantes |
| US3260620A (en) | 1962-10-22 | 1966-07-12 | Monsanto Res Corp | Tape fed fuel cell |
| DE1284498B (de) | 1963-12-14 | 1968-12-05 | Varta Gmbh | Lagerfaehiges galvanisches Primaerelement in flacher Bauart |
| US3436270A (en) | 1965-12-30 | 1969-04-01 | Leesona Corp | Oxygen depolarized cell and method of producing electricity therewith |
| US3378406A (en) | 1965-12-30 | 1968-04-16 | Leesona Corp | Metal-oxygen-containing electro-chemical battery |
| US3454429A (en) | 1966-03-29 | 1969-07-08 | Monsanto Res Corp | Method of generating electricity in tape type fuel cell |
| US3432354A (en) | 1966-08-15 | 1969-03-11 | Texas Instruments Inc | Electrochemical power supply with movable anode material |
| US3532548A (en) | 1966-10-25 | 1970-10-06 | Yardney International Corp | Electrochemical cell utilizing three electrodes |
| US3963519A (en) | 1968-06-10 | 1976-06-15 | Leesona Corporation | Metal/air cell |
| US3577281A (en) | 1969-04-28 | 1971-05-04 | Amp Inc | Rechargeable moving tape cell |
| US3536535A (en) | 1969-11-25 | 1970-10-27 | Whittaker Corp | Electric power source with movable anode means |
| US3663298A (en) | 1970-03-03 | 1972-05-16 | North American Rockwell | Rotatable electrode structure with conductive particle bed |
| US3717505A (en) | 1970-06-25 | 1973-02-20 | Gulf Oil Corp | Electrochemical cell stack |
| US3822149A (en) | 1972-02-17 | 1974-07-02 | Du Pont | Rechargeable zinc electrochemical energy conversion device |
| US3845835A (en) | 1973-03-14 | 1974-11-05 | Petit Etienne | Electric power plant for land vehicles |
| GB1437746A (en) | 1973-08-01 | 1976-06-03 | Accumulateurs Fixes | Air depolarized electric cell |
| US4052541A (en) | 1973-12-06 | 1977-10-04 | Aktiebolaget Tudor | Electric accumulator cell with at least one dissoluble electrode |
| US3909685A (en) | 1974-01-14 | 1975-09-30 | Massachusetts Inst Technology | Electrical apparatus |
| US4172924A (en) * | 1974-07-19 | 1979-10-30 | Societe Generale De Constructions Electriques Et Mecaniques Alsthom | Air battery and electrochemical method |
| US3977901A (en) | 1974-10-23 | 1976-08-31 | Westinghouse Electric Corporation | Metal/air cells and improved air electrodes for use therein |
| US4152489A (en) | 1977-08-26 | 1979-05-01 | Westinghouse Electric Corp. | Multi-ply laminar pasted air electrodes |
| US4246324A (en) | 1979-04-09 | 1981-01-20 | Diamond Shamrock Technologies S.A. | Consumable replaceable anodes for batteries |
| US4341847A (en) | 1980-10-14 | 1982-07-27 | Institute Of Gas Technology | Electrochemical zinc-oxygen cell |
| US4331742A (en) | 1980-12-24 | 1982-05-25 | Lovelace Alan M Administrator | Solid electrolyte cell |
| US4560626A (en) | 1982-09-20 | 1985-12-24 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Rapidly refuelable fuel cell |
| YU122483A (en) | 1983-06-02 | 1986-02-28 | Aleksandar Despic | Bipolar element of a chemical current source |
| US4689531A (en) | 1985-07-01 | 1987-08-25 | Ewers, And Willis | Electric regeneration apparatus and method for driving a load |
| US4626482A (en) | 1985-11-18 | 1986-12-02 | Alupower, Inc. | Metal/air batteries |
| US4693946A (en) | 1986-03-11 | 1987-09-15 | Eltech Systems Corporation | Battery with modular air cathode and anode cage |
| US4714662A (en) | 1986-05-12 | 1987-12-22 | Gould Inc. | Power module assembly of electrochemical cells |
| US4828939A (en) | 1987-06-01 | 1989-05-09 | Eltech Systems Corporation | Bipolar metal/air battery |
| US4913983A (en) | 1988-09-13 | 1990-04-03 | Dreisbach Electromotive, Inc. | Metal-air battery power supply |
| US4916036A (en) | 1988-10-20 | 1990-04-10 | Dreisbach Electromotive, Inc. | Continuous consumable anode |
| US4968396A (en) | 1989-01-30 | 1990-11-06 | The Academy Of Applied Science | Method of and electrolytic-catalytic cell for improving the completion of combustion of oxygenated hydrocarbon fuels by chemically modifying the structure and combustibility thereof, including through developing hydroxyl ions therein |
| CA1315840C (en) | 1989-03-23 | 1993-04-06 | Wilfrid B. O'callaghan | Metal/air battery with seeded recirculating electrolyte |
| US4957826A (en) | 1989-04-25 | 1990-09-18 | Dreisbach Electromotive, Inc. | Rechargeable metal-air battery |
| US4950561A (en) | 1989-06-29 | 1990-08-21 | Eltech Systems Corporation | Metal-air battery with easily removable anodes |
| IL100903A (en) | 1992-02-10 | 1995-06-29 | Pecherer Eugeny | Zinc anode for batteries with improved performance |
| US5360680A (en) | 1990-07-19 | 1994-11-01 | Electric Fuel Limited | Mechanically rechargeable electric batteries and anodes for use therein |
| US5121044A (en) | 1990-07-19 | 1992-06-09 | Luz Electric Fuel Israel, Ltd. | Electrical energy system |
| US5196275A (en) | 1990-07-19 | 1993-03-23 | Electric Fuel Limited | Electrical power storage apparatus |
| US5185218A (en) | 1990-12-31 | 1993-02-09 | Luz Electric Fuel Israel Ltd | Electrodes for metal/air batteries and fuel cells and metal/air batteries incorporating the same |
| US5190833A (en) | 1990-12-31 | 1993-03-02 | Luz Electric Fuel Israel Ltd. | Electrodes for metal/air batteries and fuel cells and bipolar metal/air batteries incorporating the same |
| WO1993012554A1 (en) | 1991-12-16 | 1993-06-24 | Matsi, Inc. | Collapsing foam anode backing for zinc-air battery |
| IL100625A (en) | 1992-01-10 | 1995-03-30 | Electric Fuel Ltd | Zinc / air battery for mechanical and electric charging |
| US5354625A (en) | 1992-03-16 | 1994-10-11 | Aer Energy Resources, Inc. | Metal-air power supply and air-manager system, and metal-air cell for use therein |
| US5242765A (en) | 1992-06-23 | 1993-09-07 | Luz Electric Fuel Israel Limited | Gas diffusion electrodes |
| US5328777A (en) | 1992-07-14 | 1994-07-12 | Aer Energy Resources, Inc. | Cathode cover for metal-air cell |
| US5387477A (en) | 1992-07-17 | 1995-02-07 | Dreisbach Electromotive Inc. | Air manager system for metal-air battery |
| US5250370A (en) | 1992-07-23 | 1993-10-05 | Faris Sades M | Variable area dynamic battery |
| DE69210604T2 (de) | 1992-09-15 | 1996-09-26 | Electric Fuel Ltd | Brennstoffbeladungssystem |
| US5439758A (en) | 1992-10-02 | 1995-08-08 | Voltek, Inc. | Electrochemical power generating system |
| US5306579A (en) | 1992-10-30 | 1994-04-26 | Aer Energy Resources, Inc. | Bifunctional metal-air electrode |
| JP3397351B2 (ja) | 1992-12-18 | 2003-04-14 | キヤノン株式会社 | 角型あるいはシート型電池及びその製造方法 |
| US5721064A (en) | 1993-04-30 | 1998-02-24 | Aer Energy Resources Inc. | Air manager system for reducing gas concentrations in a metal-air battery |
| US5362577A (en) | 1993-06-04 | 1994-11-08 | Aer Energy Resources, Inc. | Diffusion vent for a rechargeable metal-air cell |
| JP2951173B2 (ja) | 1993-10-29 | 1999-09-20 | 興亜石油株式会社 | 空気電池 |
| US5711648A (en) | 1994-01-06 | 1998-01-27 | Unlimited Range Electric Car Systems Company | Battery charging and transfer system |
| US5389456A (en) | 1994-02-14 | 1995-02-14 | Westinghouse Electric Corporation | Method and closing pores in a thermally sprayed doped lanthanum chromite interconnection layer |
| US5366822A (en) | 1994-03-15 | 1994-11-22 | Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. | Cell for a metal-air battery |
| US5447805A (en) | 1994-03-15 | 1995-09-05 | Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. | Cell for a metal-air battery |
| US5536592A (en) | 1994-04-25 | 1996-07-16 | Biocybernetics Laboratories, Inc. | Galvanic battery with replenishable electrodes and/or electrolyte for extended battery operation |
| US5512384A (en) | 1994-04-25 | 1996-04-30 | Biocybernetics Laboratories Inc. | Battery and method of battery control for enhancing electrochemical reactions |
| US5411592A (en) | 1994-06-06 | 1995-05-02 | Ovonic Battery Company, Inc. | Apparatus for deposition of thin-film, solid state batteries |
| US5532086A (en) | 1994-06-30 | 1996-07-02 | Aer Energy Resources, Inc. | Anode assembly with thin metal current collector and electrochemical cell comprising an anode support structure and a gas release system |
| US5418080A (en) | 1994-07-01 | 1995-05-23 | Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. | Mechanically rechargeable, electrochemical metal-air battery |
| US5641588A (en) * | 1994-09-01 | 1997-06-24 | Aer Energy Resources, Inc. | Portable battery with a retrofitting projection and wrist rest for use externally of an electronic device |
| US5525441A (en) | 1994-09-13 | 1996-06-11 | Power Conversion, Inc. | Folded electrode configuration for galvanic cells |
| US5554452A (en) | 1994-09-22 | 1996-09-10 | Matsi, Inc. | Metal-air batteries having improved air access valves |
| US5536590A (en) * | 1994-09-30 | 1996-07-16 | Dreisbach Electromotive, Inc. | Portable battery for use externally of an electronic device |
| US5756228A (en) | 1994-12-06 | 1998-05-26 | Roseanou; Lou | Electrochemical device for generating direct current |
| US5486429A (en) | 1995-04-24 | 1996-01-23 | Aer Energy Resources, Inc. | Diffusion vent for a rechargeable metal-air cell |
| US5569551A (en) | 1995-04-24 | 1996-10-29 | Aer Energy Resources Inc. | Dual air elecrtrode cell |
| US5753384A (en) | 1995-05-25 | 1998-05-19 | Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. | Air-cooled metal-air battery |
| US6057052A (en) | 1995-05-25 | 2000-05-02 | Electric Fuel (E.F.L.) Ltd. | Cell for a metal-air battery |
| US5691074A (en) | 1995-10-18 | 1997-11-25 | Aer Energy Resources, Inc. | Diffusion controlled air vent for a metal-air battery |
| JP3228097B2 (ja) | 1995-10-19 | 2001-11-12 | 株式会社日立製作所 | 充電システム及び電気自動車 |
| US5771476A (en) | 1995-12-29 | 1998-06-23 | Dbb Fuel Cell Engines Gmbh | Power control system for a fuel cell powered vehicle |
| US6296960B1 (en) * | 1997-10-06 | 2001-10-02 | Reveo, Inc. | System and method for producing electrical power using metal-air fuel cell battery technology |
| US5978283A (en) | 1998-07-02 | 1999-11-02 | Aplus Flash Technology, Inc. | Charge pump circuits |
| WO2000036692A1 (en) * | 1998-12-15 | 2000-06-22 | Electric Fuel Limited | Battery pack design for metal-air battery cells |
-
2000
- 2000-10-24 US US09/695,698 patent/US6569555B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-10-23 TW TW090126162A patent/TW543261B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-10-24 AU AU2002234152A patent/AU2002234152A1/en not_active Abandoned
- 2001-10-24 WO PCT/US2001/050792 patent/WO2002035627A2/en not_active Ceased
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI474550B (zh) * | 2012-08-20 | 2015-02-21 | Univ Nat Taipei Technology | Dynamic anode system for metal fuel cells |
| TWI473336B (zh) * | 2014-01-15 | 2015-02-11 | Nat Univ Tsing Hua | 具有風力發電裝置之燃料電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2002234152A1 (en) | 2002-05-06 |
| WO2002035627A3 (en) | 2003-11-06 |
| US6569555B1 (en) | 2003-05-27 |
| WO2002035627A2 (en) | 2002-05-02 |
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| Yu et al. | Toward a new generation of low cost, efficient, and durable metal–air flow batteries | |
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| Isadare Dayo et al. | The Re-Imagination of Electrochemical Power: A Global Awak-ening and Thoughts from Obafemi Awolowo University, Ile-Ife. | |
| Berndt et al. | Batteries, 1. General | |
| US20070136613A1 (en) | Power supply system | |
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| Momma et al. | APPLICATIONS–PORTABLE |
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