| 主权项 |
1.一种供金属空气燃料格电池组系统用的阴极圆 柱,包含: 一圆柱几何形状之阴极结构,系具有一空心的中心 部份、一外部表面、及一在该金属空气燃料格电 池 组系统之操作期间准许氧流过该外部表面之构造, 该外部表面系沿着朝向一与该外部表面呈接触状 态的离子传导介质之该阴极结构之一大体部分; 该阴极结构在该金属空气燃料格电池组系统之操 作期间可在一旋转轴的周围旋转,并且进一步包围 一催化材料,系当该金属燃料材料在该金属空气燃 料格电池组系统之操作期间,在与该外部表面呈接 触状态的该离子传导介质上被运送时,用以支持一 形成在该离子传导介质与该外部表面之间的该介 面上之催化反应;及 一用以收集电流之集流材料,该电流系在该金属材 料在该金属空气燃料格电池组系统之操作期间,在 与该外部表面呈接触状态的该离子传导介质上被 运送时所产生的。2.如申请专利范围第1项之阴极 圆柱,其中该离子传导介质包含一具有离子传导性 质并被施覆至该阴极结构之外部表面上的固态膜 。3.如申请专利范围第2项之阴极圆柱,其中该固态 膜包含一凝胶状膜。4.如申请专利范围第1项之阴 极圆柱,其系进一步包含: 一用以在该旋转轴周围旋转期间支撑该阴极结构 之圆柱形的支撑结构。5.如申请专利范围第4项之 阴极圆柱,其中该圆柱形的支撑结构具有一空心中 心部分与在其中形成之微小的孔洞,该等孔洞系用 以在该金属空气燃料格电池组系统之操作期间允 许氧之通过。6.如申请专利范围第1项之阴极圆柱, 其中该集流材料包含随着该催化材料、碳及胶合 材料被埋入的镍线网编织物或海绵状物材料。7. 如申请专利范围第1项之阴极圆柱,其中该催化材 料包含铂。8.一种制备阴极圆柱之方法,该阴极圆 柱系供在一金属空气燃料格电池组系统中使用,该 方法包含: (a)形成一具有一圆柱的几何形状、一外部表面及 一透氧的构造之阴极结构,且其进一步包围一催化 材料与一集流材料;及 (b)在该阴极结构之外部表面上施覆一离子传导膜 。9.如申请专利范围第8项之方法,其中步骤(a)包含 在一可旋转的支撑圆柱周围形成该阴极结构。图 式简单说明: 第1A图是本发明之该金属空气燃料格电池组(FCB)系 统之第一概略实施例之示意图,其中该离子传导介 质是一黏稠的电解液,该电解液系可以与该金属燃 料带与该(等)阴极结构相同的速度,在该离子传导 介质于系统操作期间接触该金属燃料带与该阴极 结构之点之轨迹处自由地移动; 第1B图是本发明之该(FCB)系统之第二概略实施例之 示意图,其中该离子传导介质与该金属燃料带结合 ,并以与该阴极结构大致相同的速度,在该离子传 导介质于系统操作期间接触该金属燃料带与该阴 极结构之点之轨迹处被运送; 第1C图是本发明之该系统之第三概略实施例之示 意图,其中该离子传导介质与该阴极结构结合,且 以与该金属燃料带大致相同的速度,在该离子传导 介质于系统操作期间接触该金属燃料带与该阴极 结构之点之轨迹处被运送; 第2图是该FCB系统之第一例示实施例,其中该金属 燃料带被越过一具有一被施覆于其上的离子传导 介质涂料(例如凝胶状或固态膜)之旋转的阴极圆 柱,并且其中该系统之阳极接触结构接合该金属燃 料带之内部表面; 第2A图是部分脱离第2图所示之本发明之圆柱的阴 极结构之透视图,其中一离子传导膜被施覆在该圆 柱的阴极结构表面上; 第2B图是第2图所示之该圆柱的阴极结构之横截面 图,沿着第2A图之2B-2B线段截取; 第2C图为显示于第2图之系统所使用之金属燃料带 之部份横截面图。 第3图是该FCB系统之第二例示实施例,其中该金属 燃料带被越过一本发明之第二实施例之圆柱的阴 极结构,该圆柱的阴极结构被以一与该金属燃料带 之速度相等的角速度驱动,并且其中该阳极接触结 构接合该金属燃料带之内部表面,且该金属燃料带 具有一被施覆于其上的离子传导涂料; 第3A图是部分脱离第3图所示之本发明之圆柱的阴 极结构之透视图,其中该阴极结构被暴露在外界的 环境中; 第3B图是第3图所示之该圆柱的阴极结构之横截面 图,沿着第3A图之3B-3B线段截取; 第3C1图是可以在第3C图之系统中被使用的金属燃 料带之第一形式之一部段的横截面图,系显示一被 施覆至一金属燃料之薄层表面的离子传导膜层; 第3C2图是可以在第3C图之系统中被使用的金属燃 料带之第二形式之一部段的横截面图,系显示一包 含有一离子传导介质与金属燃料颗粒的基质材料; 第4图是该FCB系统之第三例示实施例,其中金属燃 料带被越过该系统之圆柱的阴极结构,该圆柱的阴 极结构系被以一与该金属燃料带之速度相等的角 速度驱动并具有一被施覆于其上的离子传导涂料, 并且其中该阳极接触结构接合该金属燃料带之外 部表面; 第4A图是部分脱离第4图所示之本发明之圆柱的阴 极结构之透视图,其中该阴极结构具有一被施覆于 其上的离子传导涂料; 第4B图是第3图所示之该圆柱的阴极结构之横截面 图,沿着第4A图之4B-4B线段截取; 第4C图是可以被第4图之该系统中被使用的金属燃 料带之一部段之横截面图; 第5图是该FCB系统之第四例示实施例,其中金属燃 料带越过第四实施例之该FCB系统之圆柱的阴极结 构,该圆柱的阴极结构系被以一与该金属燃料带之 速度相等的角速度驱动并具有一被施覆于其上的 离子传导涂料,并且其中该阳极接触结构接合该金 属燃料带之外部表面且该金属燃料带具有一被施 覆于其上的离子传导涂料; 第5A图是部分脱离第5图所示之本发明之圆柱的阴 极结构之透视图,其中该阴极结构被暴露在外界的 环境中; 第5B图是第5图所示之该圆柱的阴极结构之横截面 图,沿着第5A图之5B-5B线段截取; 第5C1图是可以在第5C图之系统中被使用的金属燃 料带之第一形式之一部段的横截面图,系显示一被 施覆至一金属燃料之薄层表面的离子传导膜层; 第5C2图是可以在第5C图之系统中被使用的金属燃 料带之第二形式之一部段的横截面图,系显示一被 包含在一包含有金属燃料颗粒的基质材料中的离 子传导介质; 第6图是该FCB系统之第五例示实施例,其中金属燃 料带被越过第二实施例之该FCB系统之圆柱的阴极 结构,该圆柱的阴极结构系在一离子传导传送带在 该金属燃料带与该圆柱的阴极结构之间被运送之 时,被以一与该金属燃料带之速度相等的角速度驱 动,并且其中该阳极接触结构接合该金属燃料带之 外部表面; 第6A图是第6图所示之该离子传导传送带之横截面 图; 第6B图是可以在第6图之该系统中被使用的金属燃 料带之第一形式之一部段之横截面图,其系以金属 燃料之薄层的形式被实现; 第6C图是可以在第6图之该系统中被使用的金属燃 料带之第二形式之一部段之横截面图,其系藉由在 一基质上沉积金属粉末与胶合剂被实现; 第6D图是可以在第6图之该系统中被使用的金属燃 料带之第三形式之一部段之横截面图,其系藉由浸 透在一基质材料中的金属粉末被实现; 第7图该FCB系统之第六例示实施例,其中金属燃料 带以与该阴极传送带结构大致相同的速度,在该离 子传导膜层接触该阴极传送带结构与该金属燃料 带两者之点之轨迹处,在一阴极传送带结构上的该 离子传导的固态膜层之上被运送,并且其中该阳极 接触结构接合在该圆柱的支撑结构与该阴极接触 结构之间的该金属燃料带之外部表面,且该阴极接 触结构被设置在相对该阳极支撑结构处并接合该 阴极传送带结构之内部表面; 第7A图是第7图所示之该阴极传送带结构之横截面 图; 第7B图是可以在第7图之该系统中被使用的金属燃 料带之第一形式之一部段之横截面图,其系以金属 燃料之薄层的形式被实现; 第7C图是可以在第7图之该系统中被使用的金属燃 料带之第二形式之一部段之横截面图,其系藉由将 金属粉末与胶合剂沉积在一基质上而被实现; 第7D图是可以在第7图之该系统中被使用的金属燃 料带之第三形式之一部段之横截面图,其系藉由将 金属粉末浸透在一基质材料中而被实现; 第8图该FCB系统之第七例示实施例,其中金属燃料 带以与该阴极传送带结构大致相同的速度,在该离 子传导膜层接触该阴极传送带结构与该金属燃料 带两者之点之轨迹处,在一阴极传送带结构上的该 离子传导的固态膜层之上被运送,并且其中该阴极 接触结构接合该越过一圆柱的阴极滚筒的阴极传 送带结构之外部表面,且该阳极接触结构被设置在 相邻该圆柱的阴极滚筒处并接合该阴极传送带结 构之内部表面; 第8A图是第8图所示之该阴极传送带结构之横截面 图; 第8B图是可以在第8图之该系统中被使用的金属燃 料带之第一形式之一部段之横截面图,其系以金属 燃料之薄层的形式被实现; 第8C图是可以在第8图之该系统中被使用的金属燃 料带之第二形式之一部段之横截面图,其系藉由将 金属粉末与胶合剂沉积在一基质上被实现; 第8D图是可以在第8图之该系统中被使用的金属燃 料带之第三形式之一部段之横截面图,其系藉由将 金属粉末浸透在一基质材料中而被实现; 第9图是该FCB系统之第八例示实施例,其中具有被 施覆至其上的固态的离子传导膜层之金属燃料带 以与该金属燃料带大致相同的速度,在该离子传导 膜层接触该金属燃料带与该阴极传送带结构两者 之点之轨迹处,在一阴极传送带结构之上被运送, 并且其中该阳极接触结构接合在该等阴极传送带 运输圆柱之间的该金属燃料带之外部表面,且该阳 极接触结构被设置在相对于该等阴极传送带运输 圆柱之间的该阳极接触结构处,并接合该阴极传送 带结构之内部表面; 第9A图是第9图所示之该阴极传送带结构之横截面 图; 第9B图是可以在第9图之该系统中被使用的金属燃 料带之第一形式之一部段之横截面图,其系以带有 一离子传导膜层的金属燃料之薄层的形式被实现; 第9C图是可以在第9图之该系统中被使用的金属燃 料带之第二形式之一部段之横截面图,其系藉由将 金属粉末与胶合剂沉积在一带有一离子传导层的 基质上而被实现; 第9D图是可以在第9图之该系统中被使用的金属燃 料带之第三形式之一部段之横截面图,其系藉由将 金属粉末浸透在一带有一离子传导层之基质材料 中而被实现; 第10图是该FCB系统之第九例示实施例,其中金属燃 料带以大致相同的速度,在该离子传导传送带接触 该金属燃料带与该阴极传送带结构两者之点之轨 迹处,在一阴极传送带结构之上被运送,并且其中 该阴极接触结构接合该越过一阴极传送带输送圆 柱的阴极传送带结构之外部表面,且该阳极接触结 构被设置在相邻该阴极传送带运输圆柱处,并接合 该阴极传送带结构之内部表面; 第10A图是可以在第10图所示的该系统中被使用之 该阴极传送带结构之第一形式之横截面图; 第10B图是可以在第10图所示的该系统中被使用之 阴极传送带结构之第二形式之一部段之横截面图; 第10C图是可以在第10图之该系统中被使用的金属 燃料带之第一形式之一部段之横截面图,其系以金 属燃料之薄层的形式被实现; 第10D图是可以在第10图之该系统中被使用的金属 燃料带之第二形式之一部段之横截面图,其系藉由 将金属粉末与胶合剂沉积在一基质上而被实现; 第10E图是可以在第10图之该系统中被使用的金属 燃料带之第三形式之一部段之横截面图,其系藉由 将金属粉末浸透在一基质材料中而被实现; 第11图是本发明之该金属空气燃料格电池组(FCB)系 统之第一例示实施例之示意图,其中多个阴极圆柱 被旋转地安装在一紧密的支撑固定物(即外壳)中, 并且被储存在一匣体型盒中的金属燃料带在该被 旋转安装的阴极圆柱之表面上以一被设置在该金 属燃料带与阴极圆柱之间的离子传导介质,在该离 子传导介质接触每个阴极圆柱与金属燃料带之点 之轨迹处被运送; 第11A图是在第11图中所描述的该FCB系统之侧视图, 系显示透过该紧密的支撑固定物该金属燃料带之 行进之路径,及被安装在其中的阴极与阳极接触部 件和带路径导杆之位置,其中该离子传导介质不是 当作一黏稠的凝胶被施覆至该旋转的阴极圆柱或 移动的金属燃料带,就是当作一固态膜与该金属燃 料带或移动的阴极圆柱结合,该离子传导介质以与 该金属燃料带及移动的阴极圆柱大致相同的速度, 在该离子传导介质于系统操作期间接触该金属燃 料带与该阴极圆柱之点之轨迹处被运送; 第12A图是可以在第11图之该系统中被使用的金属 燃料带之第一形式之一部段之横截面图,其系以金 属燃料之薄层的形式被实现; 第12B图是可以在第11图之该系统中被使用的金属 燃料带之第二形式之一部段之横截面图,其系藉由 将金属粉末与胶合剂沉积在一基质上而被实现; 第12C图是可以在第11图之该系统中被使用的金属 燃料带之第三形式之一部段之横截面图,其系藉由 将金属粉末浸透在一基质材料中而被实现; 第12D图是一在第11图之系统中的阴极圆柱之横截 面图,其中一离子传导之固态膜层被施覆在该阴极 圆柱的外部表面上; 第13图是本发明之该金属空气燃料格电池组(FCB)系 统之第二例示实施例之示意图,其中多个阴极圆柱 被旋转地安装在一紧密的支撑固定物(即外壳)中, 并且在一离子传导传送带结构以与该金属燃料带 及该阴极圆柱之实质相同的速度,在该离子传导传 送带接触该等阴极圆柱与金属燃料带之点之轨迹 处被运送时,被储存在一匣体型盒中的金属燃料带 在该被旋转安装的阴极圆柱之表面上被运送; 第13A图是在第13图中所描述的该FCB系统之侧视图, 系显示相对于该离子传导传送带结构透过该紧密 的支撑固定物该金属燃料带之行进之路径,及被安 装在其中的阴极与阳极接触部件和带路径导杆之 位置; 第14图是被使用在第13图之系统中的该离子传导传 送带之一部段之横截面图; 第15A图是可以在第13图之该系统中被使用的金属 燃料带之第一形式之一部段之横截面图,其系以金 属燃料之薄层的形式被实现; 第15B图是可以在第13图之该系统中被使用的金属 燃料带之第二形式之一部段之横截面图,其系藉由 将金属粉末与胶合剂沉积在一基质上而被实现; 第15C图是可以在第13图之该系统中被使用的金属 燃料带之第三形式之一部段之横截面图,其系藉由 将金属粉末浸透在一基质材料中而被实现; 第16图是该FCB系统之第三例示实施例,其中该金属 燃料带以大致相同的速度,在该离子传导介质接触 该金属燃料带与该阴极传送带结构之点之轨迹处, 在多个阴极传送带结构之上被运送,并且其中每个 阴极接触结构接合该阴极传送带结构之外部表面, 且每个相对的阳极接触结构被设置在相对于该阴 极接触结构处; 第16A图是第16图所示之该FCB系统之侧视图; 第16B图是在第16图之该系统中所使用的一对阴极 与阳极接触结构之部分剖面透视图,系显示以被设 置在后两者之间的离子传导介质接触该阴极传送 带结构与金属燃料带; 第16C图是在第16B图所示的该系统中所使用的一对 阴极与阳极接触结构之部分剖面透视图,系显示以 被设置在后两者之间的离子传导介质接触该阴极 传送带结构与金属燃料带; 第17A图是可以在第16图之该系统中被使用的金属 燃料带之第一形式之一部段之横截面图,其系以金 属燃料之薄层的形式被实现,并且在其一侧上以一 离子传导介质凝胶或固态膜之薄层被涂覆; 第17B图是可以在第16图之该系统中被使用的金属 燃料带之第二形式之一部段之横截面图,其系藉由 将金属粉末与胶合剂沉积在一基质上而被实现,并 且在其一侧上以一离子传导介质凝胶或固态膜之 薄层被涂覆; 第17C图是可以在第16图之该系统中被使用的金属 燃料带之第三形式之一部段之横截面图,其系藉由 将金属粉末浸透在一基质材料中而实现,并且在其 一侧上以一离子传导介质凝胶或固态膜之薄层被 涂覆; 第18图是供第16图之该系统使用的阴极传送带结构 之第一形式之一部段之横截面图,一离子传导的黏 稠凝胶在系统操作期间被施覆于该阴极传送带结 构上,或是一离子传导的固态膜在制造期间被施覆 于其上; 第19图示该FCB系统之第四例示实施例,其中双面的 金属燃料带在普通的固态、离子传导传送带结构 之上被运送,该离子传导传送带介质结构以大致相 同的速度,在该离子传导传送带接触该金属燃料带 与该阴极传送带结构两者之点之轨迹处,在多个阴 极传送带结构之上依序被运送,并且其中每个阴极 接触结构接合该阴极传送带结构之外表面,且每个 对应的阳极接触结构被设置在相对于该阴极接触 结构处; 第19A图是第19图所示之该FCB系统之侧面图; 第19B图是在第19图之该系统中所使用的一对阴极 与阳极接触结构之部分剖面透视图,系显示该阴极 与阳极接触结构相对于被设置在其之间的金属燃 料带与该阴极传送带结构被旋转地安装; 第20图是该FCB系统之第五例示实施例,其中金属燃 料带以大致相同的速度,在该离子传导膜涂料接触 该金属燃料带与该阴极传送带结构两者之点之轨 迹处,在多个阴极传送带结构(每个阴极传送带结 构被以一离子传导膜涂料涂覆)之上被运送,并且 其中每个阴极接触结构接合该阴极传送带结构之 外表面,且每个对应的阳极接触结构被设置在相对 该阴极接触结构之处; 第20A图是第20图所示之该FCB系统之侧面图; 第20B图是在第20图之该系统中所使用的一对阴极 与阳极接触结构之部分剖面透视图,系显示以被设 置在后两者之间的离子传导介质接触该阴极传送 带结构与金属燃料带; 第21图是该FCB系统之第六例示实施例,其中双面的 金属燃料带以大致相同的速度,在该离子传导膜层 接触该金属燃料带与该阴极传送带结构两者之点 之轨迹处,在多个阴极传送带结构(每个阴极传送 带结构被以一离子传导膜涂料涂覆)之上被运送, 并且其中一对阴极接触结构接合一对阴极传送带 结构之外表面,该对阴极传送带结构系在随着一接 合该双面的金属燃料带之阳极接触部件而被放入 一对离子传导传送带与双面的金属燃料带之间; 第21A图是在第24图之该系统中所使用的一组阴极 与阳极接触结构之部分剖面透视图,系显示以被设 置在后者之间的双面金属燃料带与离子传导传送 带接触该等阴极传送带结构; 第22图是该FCB系统之第七例示实施例,其中多个金 属燃料带之流线在多个阴极传送带结构之上同时 地被运送,并且在一接收盘上被同时地接收,以便 在系统操作期间减少金属燃料带之弯曲; 第23A图是一运输装置之示意图,其中本发明之发电 系统为了产生并供应电力至被电驱动的马达之目 的而被提供,该马达系连结至该运输装置之轮子上 ,并且其中备用及混合式的的电源为了再充电该运 输装置之FCB子系统中的金属燃料而被提供; 第23B图为本发明之电力产生系统之示意图,该系统 可表示为具有用以再充电该系统之FCB子系统内之 金属燃料的辅助及并合电源的固定电力设备。 第24A图是第一例示实施例之发电系统之示意图,其 中一金属空气FCB子系统之网路被操作式地连接至 一DC电力滙流排结构,并且被一与一网路型的金属 燃料管理子系统呈操作式连结状态之网路控制子 系统控制; 第24B图是第二例示实施例之发电系统之示意图,其 中第24A图之输出DC电力滙流排结构为了供应AC电力 至电气负载,而藉由一DC至AC电力转换器被操作式 地连接至一输出AC电力滙流排结构; 第24C图是被第24A与24B图所示之网路型的金属燃料/ 金属氧化物管理子系统所维持之基本资料结构之 示意图;及 第25图是显示如何根据被一随着时间增加之电气 负载所要求之输出电力需求增加,而使一额外的金 属空气FCB子系统能够在其放电模式中运转之座标 图。 |
