鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)的制作方法

專利名稱:鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)，包含：殼體、鋅空氣電池、供氣系統(tǒng)以及集氣系統(tǒng)。所述殼體內(nèi)部具有第一空間與第二空間，而鋅空氣電池設(shè)有位于第一空間的放電區(qū)域與位于第二空間的充電區(qū)域，所述供氣系統(tǒng)具有連接第一空間的進(jìn)氣裝置以及連接進(jìn)氣裝置的供氣裝置，又集氣系統(tǒng)具有連接進(jìn)氣裝置的集氣裝置，而集氣裝置與第二空間之間設(shè)有第一輸氣管。其中，供氣裝置將外部空氣吸入至第一空間，使鋅空氣電池的放電區(qū)域與外部空氣的氧氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電能，而充電區(qū)域?qū)⑼娺M(jìn)行還原反應(yīng)而產(chǎn)生氧氣，則集氣裝置吸入氧氣，并將氧氣傳輸至第一空間，藉此，能有效提升放電區(qū)域的供電效能。
【專利說(shuō)明】鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型有關(guān)于一種燃料電池的循環(huán)系統(tǒng)，特別是指一種將鋅空氣電池進(jìn)行還原反應(yīng)而產(chǎn)生的氧氣，持續(xù)提供給鋅空氣電池進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能的循環(huán)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]電池的種類能夠概分為化學(xué)電池與物理電池兩大類，而化學(xué)電池并能再細(xì)分為一次電池、二次電池及燃料電池三種，其中，燃料電池特點(diǎn)在于正、負(fù)極并無(wú)活性物質(zhì)的存在，而需通過(guò)外部持續(xù)地提供活性物質(zhì)，以便于持續(xù)不斷地放電，藉此，燃料電池的正極(陰極)與外部空氣中的氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)而能持續(xù)產(chǎn)生電能。
[0003]在燃料電池的電池型態(tài)中，鋅空氣電池是當(dāng)今所有以電解液為基礎(chǔ)的電池系統(tǒng)中能量密度最高的，除了安全可靠之外，鋅空氣電池還具備了低材料成本、易回收及低污染的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]請(qǐng)參閱圖1所示，為現(xiàn)有鋅空氣電池I的結(jié)構(gòu)樣態(tài)，所述現(xiàn)有鋅空氣電池I主要由一鋅陽(yáng)極板10以及一陰極板11所構(gòu)成，而所述鋅陽(yáng)極板10作為負(fù)極(陽(yáng)極)，并同時(shí)作為所述現(xiàn)有鋅空氣電池I的燃料。其中，所述現(xiàn)有鋅空氣電池I是以空氣12中的氧為氫原子的去極劑，而空氣12是由所述陰極板11的側(cè)面擴(kuò)散進(jìn)入所述現(xiàn)有鋅空氣電池I結(jié)構(gòu)中，使所述鋅陽(yáng)極板10與空氣12中的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能。
[0005]然而，空氣12僅只有21 %的氧氣，因此，所述現(xiàn)有鋅空氣電池I經(jīng)過(guò)化學(xué)變化所能達(dá)到的供電效能有限，并無(wú)法在長(zhǎng)時(shí)間的使用下，逐漸提升所述習(xí)知鋅空氣電池I的供電效能。
[0006]有鑒于此，現(xiàn)有鋅空氣電池在使用上仍有不足之處，實(shí)有改良創(chuàng)新現(xiàn)有鋅空氣電池的必要，藉由創(chuàng)造一種幫助鋅空氣電池在長(zhǎng)期使用下，能逐漸提升鋅空電池供電效能的循環(huán)系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的主要目的在于搜集鋅空氣燃料電池進(jìn)行還原反應(yīng)所產(chǎn)生的純氧，并將純氧供應(yīng)至氧化反應(yīng)區(qū)域中，藉以提供鋅空氣電池的供電效能。
[0008]本實(shí)用新型的次要目的在于鋅空氣電池采用管狀設(shè)計(jì)配合可流動(dòng)式鋅電極，當(dāng)鋅電極受到驅(qū)動(dòng)狀態(tài)作用產(chǎn)生流動(dòng)變化，尚未反應(yīng)的鋅電極將大幅增加與氧氣接觸的總面積比，進(jìn)而提升燃料電池的放電功率。
[0009]為達(dá)所述目的，本實(shí)用新型一種鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)，包含:一殼體、一鋅空氣電池、一供氣系統(tǒng)、一集氣系統(tǒng)、一供電裝置、一溫差引擎以及一推移裝置。所述殼體內(nèi)部分隔形成一第一空間以及一第二空間。
[0010]所述鋅空氣電池裝設(shè)于所述殼體內(nèi)部，并具一位于所述第一空間的放電區(qū)域以及一位于所述第二空間的充電區(qū)域，其中，所述鋅空氣電池主要由一鋅電極、一金屬集電網(wǎng)、一隔離網(wǎng)、一空氣電極、一外殼以及一金屬網(wǎng)所構(gòu)成。
[0011]所述鋅電極呈現(xiàn)一可流動(dòng)的泥漿狀態(tài)；所述金屬集電網(wǎng)包設(shè)于所述鋅電極外部；所述隔離膜包設(shè)于所述金屬集電網(wǎng)外部；所述空氣電極包設(shè)于所述隔離膜外部；所述外殼具有多個(gè)通孔，并包設(shè)于所述空氣電極外部；以及所述金屬網(wǎng)位于所述殼體的第二區(qū)域，并包設(shè)于所述外殼外部。
[0012]所述供氣系統(tǒng)具有一供氣裝置以及一連接于所述供氣裝置與所述第一空間的進(jìn)氣裝置，所述進(jìn)氣裝置具有一連接所述供氣裝置與所述殼體第一空間的第一進(jìn)氣管、一連接于所述第一進(jìn)氣管的第二進(jìn)氣管以及一連接所述第一進(jìn)氣管的第三進(jìn)氣管。
[0013]所述集氣系統(tǒng)具有一連接所述第二進(jìn)氣管的進(jìn)氣裝置，而所述集氣裝置與所述第二空間之間具有至少一第一輸氣管，而所述供電裝置裝設(shè)所述鋅空氣電池的金屬網(wǎng)，并提供電能傳送至所述金屬網(wǎng)。
[0014]所述溫差引擎連接于所述第三進(jìn)氣管，其中，所述供氣裝置將外部空氣經(jīng)由所述第三進(jìn)氣管傳輸至所述溫差引擎，而位于所述第一空間的外部空氣經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)溫度會(huì)上升，而溫度上升的外部空氣經(jīng)由所述第二輸氣管傳輸至所述溫差引擎，藉此，經(jīng)由所述第三進(jìn)氣管與所述第二輸氣管的外部空氣具有溫差能驅(qū)動(dòng)所述溫差引擎。
[0015]所述推移裝置裝設(shè)于所述鋅空氣電池的放電區(qū)域與充電區(qū)域之間的交界位置，并帶動(dòng)所述鋅空氣電池的鋅電極于所述金屬集電網(wǎng)內(nèi)部流動(dòng)。
[0016]其中，所述供氣裝置將外部空氣經(jīng)由所述進(jìn)氣裝置吸入至所述第一空間，使所述鋅空氣電池的放電區(qū)域與外部空氣中的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電能，而所述供電裝置將電能傳輸至所述充電區(qū)域，使所述充電區(qū)域通電進(jìn)行還原反應(yīng)并產(chǎn)生氧氣，所述集氣裝置吸入氧氣并將氧氣傳輸至所述進(jìn)氣裝置，使外部空氣與氧氣混和進(jìn)入所述第一空間，進(jìn)而使所述放電區(qū)域的供電效能提升。
[0017]于另一較佳實(shí)施例中，所述金屬網(wǎng)具有一位于所述鋅空氣電池內(nèi)部的中空金屬桿件，當(dāng)所述鋅空氣電池經(jīng)由所述供電裝置通電進(jìn)行還原反應(yīng)而產(chǎn)生的氧氣會(huì)由所述中空金屬桿件內(nèi)部傳輸至所述鋅空氣電池外部。
[0018]本實(shí)用新型特點(diǎn)在于供氣裝置將外部空氣經(jīng)由進(jìn)氣裝置的第一進(jìn)氣管傳輸至所述殼體的第一空間，使鋅空氣電池的放電區(qū)域與外部空氣中的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電能，而供電裝置將電能傳輸給鋅空氣電池的放電區(qū)域，使充電區(qū)域通電進(jìn)行還原反應(yīng)并產(chǎn)生氧氣，集氣裝置吸入氧氣并將氧氣傳輸至進(jìn)氣裝置，使外部空氣與氧氣混和進(jìn)入第一空間，進(jìn)而使放電區(qū)域的供電效能提升。

【附圖說(shuō)明】

[0019]圖1為現(xiàn)有鋅空氣電池的示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)的示意圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型鋅空氣電池的剖視圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型推移裝置設(shè)為螺狀桿件的示意圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型具體應(yīng)用的示意圖；
[0024]圖6為本實(shí)用新型于鋅空氣電池內(nèi)部設(shè)有中空金屬桿件的示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1現(xiàn)有鋅空氣電池；10鋅陽(yáng)極板；11陰極板；12空氣；2鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)；20殼體；21第一空間；22第二空間；30鋅空氣電池；31鋅電極；32金屬集電網(wǎng)；33隔離膜；34空氣電極；35外殼；351通孔；36金屬網(wǎng)；361中空金屬桿件；37放電區(qū)域；38充電區(qū)域；40-—供氣系統(tǒng)；41-一供氣裝置；42-—進(jìn)氣裝置；421-—第一進(jìn)氣管；422-—第二進(jìn)氣管；423第三進(jìn)氣管；50集氣系統(tǒng)；51集氣裝置；52第一輸氣管；60供電裝置；70溫差引擎；71第二輸氣管；80推移裝置；81螺狀桿件。

【具體實(shí)施方式】
[0026]茲為便于更進(jìn)一步對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)造、使用及其特征有更深一層明確、詳實(shí)的認(rèn)識(shí)與了解，爰舉出較佳實(shí)施例，配合圖示詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0027]請(qǐng)參閱圖2至圖4所示，于第一較佳時(shí)實(shí)施例中，本實(shí)用新型鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)2主要由一殼體20、一鋅空氣電池30、一供氣系統(tǒng)40、一集氣系統(tǒng)50、一供電裝置60、一溫差引擎70以及一推移裝置80所構(gòu)成。所述殼體20內(nèi)部分隔形成一第一空間21以及一不與所述第一空間21相互連通的第二空間22。
[0028]所述鋅空氣電池30裝設(shè)于所述殼體20的第一空間21與第二空間22，并主要由一鋅電極31、一金屬集電網(wǎng)32、一隔離膜33、一空氣電極34、一外殼35以及一金屬網(wǎng)36所構(gòu)成。所述鋅電極31設(shè)為所述鋅空氣電池30的負(fù)極(陽(yáng)極)，并呈現(xiàn)可在所述第一空間21與第二空間22內(nèi)流動(dòng)的泥漿樣態(tài)。所述金屬集電網(wǎng)32包覆于所述鋅電極31，并于外部受到所述隔離膜33、空氣電極34、外殼35以及金屬網(wǎng)36依序包覆，而所述外殼35具有多個(gè)個(gè)通孔351。其中，所述鋅空氣電池30設(shè)有一位于所述第一空間21的放電區(qū)域37以及一位于所述第二空間22的充電區(qū)域38，而所述金屬網(wǎng)36位于所述殼體20的第二空間22。
[0029]所述供氣系統(tǒng)40具有一供氣裝置41以及一進(jìn)氣裝置42。所述進(jìn)氣裝置42具有一第一進(jìn)氣管421、一第二進(jìn)氣管422以及一第三進(jìn)氣管423。所述第一進(jìn)氣管421—端連接于所述供氣裝置41，另一端連接至所述殼體20的第二空間22，而所述第二進(jìn)氣管422以及第三進(jìn)氣管423分別連接至所述第一進(jìn)氣管421。
[0030]所述集氣系統(tǒng)50具有一連接所述第二進(jìn)氣管422的集氣裝置51，而所述集氣裝置51與所述第二空間22之間具有一第一輸氣管52，而所述供電裝置60裝設(shè)于所述鋅空氣電池30的金屬網(wǎng)36，并提供電能傳輸至所述金屬網(wǎng)36。
[0031]所述溫差引擎70與所述第一空間21之間具有一第二輸氣管71，并連接至所述進(jìn)氣裝置42的第三進(jìn)氣管423，而所述推移裝置80裝設(shè)于所述鋅空氣電池30的放電區(qū)域37與充電區(qū)域38之間的交界位置，如圖4所示，所述推移裝置80設(shè)為一螺狀桿件81。
[0032]請(qǐng)參閱圖5所示，于具體應(yīng)用時(shí)，所述供氣裝置41將外部空氣吸入內(nèi)部，并經(jīng)由所述進(jìn)氣裝置42的第一進(jìn)氣管421傳輸至所述殼體20的第一空間21以及經(jīng)由所述進(jìn)氣裝置42的第三進(jìn)氣管423傳輸至所述溫差引擎70，而位于第一空間21的外部空氣由所述殼體20的通孔351進(jìn)入所述鋅空氣電池30內(nèi)部，使外部空氣中的氧氣與所述鋅空氣電池30的鋅電極31進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能。
[0033]位于所述第一空間21的外部空氣經(jīng)過(guò)化學(xué)變化后溫度會(huì)上升，而溫度上升的外部空氣經(jīng)由所述第二輸氣管71傳輸至所述溫差引擎70，藉此，經(jīng)由所述第三進(jìn)氣管423與所述第二輸氣管71的外部空氣具有溫差能驅(qū)動(dòng)所述溫差引擎70。
[0034]于較佳實(shí)施例中，所述溫差引擎70與所述供氣裝置41、集氣裝置51、供電裝置60、溫差引擎70以及推移裝置80相互電性連接，使所述溫差引擎70能驅(qū)動(dòng)所述供氣裝置41、集氣裝置51、供電裝置60、溫差引擎70以及推移裝置80進(jìn)行作動(dòng)。
[0035]而所述推移裝置80將經(jīng)過(guò)化學(xué)變化的鋅電極31由所述殼體20的第一空間21逐漸推移至所述殼體20的第二空間22，而所述供電裝置60提供電能并傳輸至所述金屬網(wǎng)36，使經(jīng)過(guò)化學(xué)變化的鋅電極31進(jìn)行還原反應(yīng)而在所述第二空間22內(nèi)部產(chǎn)生氧氣，當(dāng)所述鋅電極31經(jīng)過(guò)所述殼體20的第二空間22進(jìn)行還原反應(yīng)后，會(huì)再受到所述推移裝置80推移至所述第一空間21，使所述鋅空氣電池30的鋅電極31透過(guò)所述推移裝置80能在所述殼體20的第一空間21與第二空間22之間來(lái)回移動(dòng)。
[0036]再者，所述集氣裝置51將位于所述第二空間22的氧氣由所述第一輸氣管52，并經(jīng)過(guò)所述第二進(jìn)氣管422傳輸至所述進(jìn)氣裝置42的第一進(jìn)氣管421，使外部空氣與氧氣混合進(jìn)入所述第一空間21，進(jìn)而使所述鋅控氣電池的放電區(qū)域37的供電效能。
[0037]請(qǐng)參閱圖6所示，于第二較佳實(shí)例中，與第一較佳實(shí)施例差別在于所述金屬網(wǎng)36具有一位于所述鋅空氣電池30內(nèi)部的中空金屬桿件361，當(dāng)所述鋅空氣電池30的鋅電極31在所述殼體20的第一空間21經(jīng)過(guò)化學(xué)變化，并受到所述推移裝置80推移置所述殼體20的第二空間22進(jìn)行還原反應(yīng)，而所述鋅空氣電池30經(jīng)過(guò)還原反應(yīng)所產(chǎn)生的氧氣，會(huì)由所述中空金屬桿件361內(nèi)部傳輸至所述殼體20的第二空間22。
[0038]綜上所述，本實(shí)用新型特點(diǎn)在于供氣裝置將外部空氣經(jīng)由進(jìn)氣裝置的第一進(jìn)氣管傳輸至所述殼體的第一空間，使鋅空氣電池的放電區(qū)域與外部空氣中的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電能，而供電裝置將電能傳輸給鋅空氣電池的放電區(qū)域，使充電區(qū)域通電進(jìn)行還原反應(yīng)并產(chǎn)生氧氣，集氣裝置吸入氧氣并將氧氣傳輸至進(jìn)氣裝置，使外部空氣與氧氣混和進(jìn)入第一空間，進(jìn)而使放電區(qū)域的供電效能提升。
[0039]以上說(shuō)明對(duì)本實(shí)用新型而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于: 一殼體，于內(nèi)部分隔形成一第一空間以及一第二空間； 一鋅空氣電池，裝設(shè)于所述殼體內(nèi)部，并具有一位于所述第一空間的放電區(qū)域以及一位于所述第二空間的充電區(qū)域； 一供氣系統(tǒng)，具有一供氣裝置以及一連接于所述供氣裝置與所述第一空間的進(jìn)氣裝置；以及 一集氣系統(tǒng)，具有一連接所述進(jìn)氣裝置的集氣裝置，而所述集氣裝置與所述第二空間之間具有至少一第一輸氣管； 其中，所述供氣裝置將外部空氣經(jīng)由所述進(jìn)氣裝置傳輸至所述第一空間，使所述鋅空氣電池的放電區(qū)域與外部空氣中的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電能，而所述充電區(qū)域?qū)⑼娺M(jìn)行還原反應(yīng)并產(chǎn)生氧氣，所述集氣裝置吸入氧氣并將氧氣傳輸至所述進(jìn)氣裝置，使外部空氣與氧氣混和進(jìn)入所述第一空間，進(jìn)而使所述放電區(qū)域的供電效能提升。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)一步具有一連接所述進(jìn)氣裝置的溫差引擎，而所述溫差引擎與所述第一空間之間具有至少一第二輸氣管。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述進(jìn)氣裝置包含: 一第一進(jìn)氣管，一端連接所述供氣裝置，另一端連接所述殼體的第一空間； 一第二進(jìn)氣管，一端連接于所述第一進(jìn)氣管，另一端連接于所述集氣裝置；以及 一第三進(jìn)氣管，一端連接于所述第一進(jìn)氣管，另一端連接所述溫差引擎。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述供氣裝置將外部空氣經(jīng)由所述第三進(jìn)氣管傳輸至所述溫差引擎，而位于所述第一空間的外部空氣經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)溫度會(huì)上升，而溫度上升的外部空氣經(jīng)由所述第二輸氣管傳輸至所述溫差引擎，藉此，經(jīng)由所述第三進(jìn)氣管與所述第二輸氣管的外部空氣具有溫差能驅(qū)動(dòng)所述溫差引擎。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述鋅空氣電池包含: 一鋅電極，呈現(xiàn)可流動(dòng)的泥漿狀態(tài)； 一金屬集電網(wǎng)，包設(shè)于所述鋅電極外部； 一隔離膜，包設(shè)于所述金屬集電網(wǎng)外部； 一空氣電極，包設(shè)于所述隔離膜外部；以及 一外殼，具有多個(gè)通孔，并包設(shè)于所述空氣電極外部。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)一步具有一推移裝置，所述推移裝置裝設(shè)于所述鋅空氣電池的放電區(qū)域與充電區(qū)域之間的交界位置，并帶動(dòng)所述鋅空氣電池的鋅電極于所述金屬集電網(wǎng)內(nèi)部流動(dòng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:其中，所述鋅空氣電池進(jìn)一步具有一位于所述外殼外部的金屬網(wǎng)，所述金屬網(wǎng)位于所述殼體的第二空間，并裝設(shè)一供電裝置，所述供電裝置提供電能并傳送至所述金屬網(wǎng)，使所述鋅空氣電池的充電區(qū)域通電進(jìn)行還原反應(yīng)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋅空氣燃料電池的進(jìn)氣循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述金屬網(wǎng)具有一位于所述鋅空氣電池內(nèi)部的中空金屬桿件，當(dāng)所述鋅空氣電池經(jīng)由所述供電裝置通電進(jìn)行還原反應(yīng)而產(chǎn)生的氧氣會(huì)由所述中空金屬桿件內(nèi)部傳輸至所述鋅空氣電池外部。
【文檔編號(hào)】H01M8-04GK204303916SQ201420742882
【發(fā)明者】廖文煌 [申請(qǐng)人]廖文煌