利用金属燃料卡的金属空气燃料电池组系统技术方案

公开了各种类型的基于金属空气ＦＣＢ的系统（１１０），包括金属燃料传送子系统（１１１）、金属燃料放电子系统（１１５）和金属燃料再充电子系统（１１７）。金属燃料传送子系统的功能是根据所选系统的模式将金属燃料卡或片传送到金属燃料放电子系统或金属燃料再充电子系统。当传送到或经过金属燃料放电子系统时，每个金属燃料卡（１１２）通过与一个或多个放电头电化学反应而放电；以便电化学反应期间在连接到该子系统的电负载（１１６）上产生电能，同时在阴极电解质界面上消耗水和氧气。当将氧化的金属燃料材料传送到或经过金属燃料再充电子系统时，利用一个或多个再充电头对放电的金属燃料再充电，以便在电化学反应期间将氧化的金属燃料材料转换成适于在功率放电操作中重复使用的其原材料；同时在阴极电解质界面上释放氧气。在示例性实施例中；可以有效的方式使各种形式的金属燃料卡放电和再充电，以满足宽范围的电注入电解质的。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术
技术介绍
领域本专利技术涉及用于优化地对金属空气燃料电池组(FCB)系统放电的改进的方法和系统，并涉及用于以快速有效的方式优化地对金属空气燃料电池组系统再充电的改进的方法和系统。现有技术描述在同时待审的序列号为No．08／944，507号美国专利申请中，申请人公开了几种新型金属空气燃料电池组(FCB)系统。在产生电能期间，当存在离子导电的介质如注入电解质的凝胶体时，金属燃料带在一固定阴极结构上传送。根据已知的电化学原理，由于从该系统产生电电能，因此，所传送的金属燃料带被氧化。与现有技术的电化学放电装置相比，在序列号为No．08／944，507号美国专利申请中所公开的那种类型的金属空气FCB系统具有很多优点。例如，一个优点是，在特定电负载状态所需的输出电压值范围内产生电功率。另一个优点是，在进行放电操作期间进行的电池组再充电周期，可对氧化的金属空气带进行重复复原(即，再充电)。在美国专利No．5，250．370中，申请人公开了一种用于对在现有技术的金属空气FCB系统中使用的氧化的金属燃料带进行再充电的改进的系统和方法。通过将一再充电头集成在金属空气FCB放电系统中，这种技术上的改进理论上能够更快地对金属燃料带进行再充电，以便在FCB放电操作中重复使用。但是，实际上有许多预期应用，即，在放电和再充电模式操作期间，由于通常需要特定机构来通过该系统传送金属燃料带，因此可能不希望利用带形式的金属燃料。因此，本领域内非常需要一种能够克服现有技术中的局限的、用于对金属燃料放电和再充电的改进的方法和设备。本专利技术公开因此，本专利技术的一个主要目的是提供一种能够避免现有技术中的缺点的、用于对金属空气燃料电池组(FCB)进行放电和再充电的改进的方法和设备。本专利技术的另一目的是提供一种用于对一组金属燃料卡或片放电的系统。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，从盘盒类盒式装置等提供金属燃料卡或片。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，将每个金属燃料卡或片自动地从盘盒装载到该系统的放电间。本专利技术的又一目的是提供一种用于对已在放电操作模式期间氧化的金属燃料卡或片进行再充电的系统。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，将每个氧化的金属燃料卡或片手动地装载到系统的放电间，并且，在再充电(即，减小)结束之后，以半自动方式从该放电间排出该卡。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，将每个氧化的金属燃料卡或片自动地装载到系统的放电间，并且，在再充电(即，减小)结束之后，自动地方式从该放电间排出该卡，而将另一个氧化的金属燃料卡自动装载到其中以进行再充电。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，将多个氧化的金属燃料卡或片自动地传送到该系统，以进行高速放电。本专利技术的又一目的是提供这样一种改进的方法和设备，用于通过以能够在再充电周期优化地对金属空气燃料电池组再充电的方式，通过使该金属空气燃料电池组放电，以电化学方式在电负载上产生电功率。本专利技术的又一目的是提供一种金属空气FCB系统，其中，可将多个金属燃料卡装载到金属燃料卡放电间中，并且同时可在金属燃料卡放电子系统中放电，以便在连接到其上的电负载上产生和提供电功率。本专利技术的又一目的是提供这样一种金属空气FCB系统，其中，可将多个金属燃料卡装载到金属燃料卡再充电间中，并且同时再充电，以便将沿金属燃料卡的金属氧化物转换成其原金属燃料，以在放电操作中重复使用。本专利技术的又一目的是提供这样一种金属空气FCB系统，其中，金属燃料卡放电和再充电子系统两者可同时操作，并受与合成的系统、如电功率管理系统相关的系统控制器的管理。本专利技术的又一目的是提供这样金属空气FCB系统，其被设计成使从盒式存储装置提供的一组金属燃料卡或片进行放电。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，将每个(再)充电的金属燃料卡或片自动地从盒式存储装置传送到该系统的放电间。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其被设计成用于存储多个(再)充电的金属燃料卡或片，以便从其自动地传送到系统的放电间，并且存储多个放电的金属燃料卡或片，以便从该放电间自动地传送回盒式存储装置。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，每个氧化的金属燃料卡或片自动地从盒式存储装置传送到系统的再充电间，并且在再充电(即，还原)之后，再充电的金属燃料卡自动地传送回盒式存储装置，而将另一个氧化的金属燃料卡自动地从盒式存储装置传送到再充电间进行再充电。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，将多个氧化的金属燃料卡或片自动地传送到系统，以便进行高功率放电操作。本专利技术的又一目的是提供一种金属空气FCB系统，其中，可将多个金属燃料卡装载到系统的金属燃料卡放电间，同时在其中放电，以便给电负载提供电功率。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，可将多个金属燃料卡装载到系统的再充电间，同时在其中再充电，以便将沿金属燃料卡的金属氧化物转换成其原金属燃料，以便在后续的放电操作中重复使用。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，设置金属燃料卡放电和再充电子系统两者，使之在与合成系统、如电功率管理系统相关的系统控制器的管理下同时操作。本专利技术的又一目的是提供一种金属空气燃料电池组系统，它包括金属燃料放电子系统，其中，自动地检测、记录和处理放电参数，如阴极-阳极电压和电流值、放电阴极中氧分压、阴极-电解质表面的相对湿度，以便产生在实时控制放电参数时所使用的控制数据信号，从而可以以节约时间和节能有效的方式对金属燃料材料进行放电。本专利技术的又一目的是提供一种金属空气燃料电池组系统，它包括金属燃料再充电子系统，其中，自动地检测、记录和处理再充电参数，如阴极-阳极电压和电流值、再充电阴极中氧分压、阴极-电解质表面的相对湿度，以便产生在实时控制再充电参数时所使用的控制数据信号，从而可以以节约时间和节能有效的方式对放电的金属燃料材料进行再充电。本专利技术的又一目的是提供一种金属空气燃料电池组系统，它包括受系统控制器管理的金属燃料放电子系统和金属燃料再充电子系统，其中，在放电操作模式期间，自动地检测、记录放电参数，如阴极-阳极电压和电流值、放电阴极中氧分压、阴极-电解质表面的相对湿度，并且自动地读取和处理，以便产生在再充电操作模式期间控制再充电参数时所使用的控制数据信号，从而可以以节约时间和节能有效的方式对放电的金属燃料材料进行再充电。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，在再充电操作模式期间，自动地检测(如传感)和记录再充电参数，如阴极-阳极电压和电流值、再充电阴极中氧分压、阴极-电解质表面的相对湿度，并且自动地读取和处理，以便产生在放电操作模式期间控制放电参数时所使用的控制数据信号，从而可以以节约时间和节能有效的方式对金属燃料材料进行再充电。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，利用光或磁装置给金属燃料材料的每个区域或子区标记一数字代码，使之能够在放电操作模式期间记录与放电有关的数据，以便将来在执行包括快速、有效的再充电操作的各种管理操作时访问和使用。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统，其中，在再充电操作期间，从存储器读取所记录的负载状态信息，并用设定在系统的再充电头保持的电流和电压值。本专利技术的又一目的是提供这样一种系统和方法，其中，在放电时记录放电状态，并用其来在再充电操作期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属空气燃料电池组系统，包括一子系统，用于自动地将多个金属燃料卡传送到所述系统中进行放电。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：塞德格M法里斯，采宾特萨伊，姚文斌，张元民，
申请(专利权)人：里维奥公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]