专利名称:锌空气燃料电池的进气循环系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种锌空气燃料电池的进气循环系统，包含：壳体、锌空气电池、供气系统以及集气系统。所述壳体内部具有第一空间与第二空间，而锌空气电池设有位于第一空间的放电区域与位于第二空间的充电区域，所述供气系统具有连接第一空间的进气装置以及连接进气装置的供气装置，又集气系统具有连接进气装置的集气装置，而集气装置与第二空间之间设有第一输气管。其中，供气装置将外部空气吸入至第一空间，使锌空气电池的放电区域与外部空气的氧气产生化学反应并产生电能，而充电区域将通电进行还原反应而产生氧气，则集气装置吸入氧气，并将氧气传输至第一空间，藉此，能有效提升放电区域的供电效能。
【专利说明】锌空气燃料电池的进气循环系统
【技术领域】
[0001]本实用新型有关于一种燃料电池的循环系统，特别是指一种将锌空气电池进行还原反应而产生的氧气，持续提供给锌空气电池进行化学反应而产生电能的循环系统。
【背景技术】
[0002]电池的种类能够概分为化学电池与物理电池两大类，而化学电池并能再细分为一次电池、二次电池及燃料电池三种，其中，燃料电池特点在于正、负极并无活性物质的存在，而需通过外部持续地提供活性物质，以便于持续不断地放电，藉此，燃料电池的正极(阴极)与外部空气中的氧气进行氧化反应而能持续产生电能。
[0003]在燃料电池的电池型态中，锌空气电池是当今所有以电解液为基础的电池系统中能量密度最高的，除了安全可靠之外，锌空气电池还具备了低材料成本、易回收及低污染的优点。
[0004]请参阅图1所示，为现有锌空气电池I的结构样态，所述现有锌空气电池I主要由一锌阳极板10以及一阴极板11所构成，而所述锌阳极板10作为负极(阳极)，并同时作为所述现有锌空气电池I的燃料。其中，所述现有锌空气电池I是以空气12中的氧为氢原子的去极剂，而空气12是由所述阴极板11的侧面扩散进入所述现有锌空气电池I结构中，使所述锌阳极板10与空气12中的氧气进行化学反应而产生电能。
[0005]然而，空气12仅只有21 %的氧气，因此，所述现有锌空气电池I经过化学变化所能达到的供电效能有限，并无法在长时间的使用下，逐渐提升所述习知锌空气电池I的供电效能。
[0006]有鉴于此，现有锌空气电池在使用上仍有不足之处，实有改良创新现有锌空气电池的必要，藉由创造一种帮助锌空气电池在长期使用下，能逐渐提升锌空电池供电效能的循环系统。
【发明内容】
[0007]本实用新型的主要目的在于搜集锌空气燃料电池进行还原反应所产生的纯氧，并将纯氧供应至氧化反应区域中，藉以提供锌空气电池的供电效能。
[0008]本实用新型的次要目的在于锌空气电池采用管状设计配合可流动式锌电极，当锌电极受到驱动状态作用产生流动变化，尚未反应的锌电极将大幅增加与氧气接触的总面积比，进而提升燃料电池的放电功率。
[0009]为达所述目的，本实用新型一种锌空气燃料电池的进气循环系统，包含:一壳体、一锌空气电池、一供气系统、一集气系统、一供电装置、一温差引擎以及一推移装置。所述壳体内部分隔形成一第一空间以及一第二空间。
[0010]所述锌空气电池装设于所述壳体内部，并具一位于所述第一空间的放电区域以及一位于所述第二空间的充电区域，其中，所述锌空气电池主要由一锌电极、一金属集电网、一隔离网、一空气电极、一外壳以及一金属网所构成。
[0011]所述锌电极呈现一可流动的泥浆状态；所述金属集电网包设于所述锌电极外部；所述隔离膜包设于所述金属集电网外部；所述空气电极包设于所述隔离膜外部；所述外壳具有多个通孔，并包设于所述空气电极外部；以及所述金属网位于所述壳体的第二区域，并包设于所述外壳外部。
[0012]所述供气系统具有一供气装置以及一连接于所述供气装置与所述第一空间的进气装置，所述进气装置具有一连接所述供气装置与所述壳体第一空间的第一进气管、一连接于所述第一进气管的第二进气管以及一连接所述第一进气管的第三进气管。
[0013]所述集气系统具有一连接所述第二进气管的进气装置，而所述集气装置与所述第二空间之间具有至少一第一输气管，而所述供电装置装设所述锌空气电池的金属网，并提供电能传送至所述金属网。
[0014]所述温差引擎连接于所述第三进气管，其中，所述供气装置将外部空气经由所述第三进气管传输至所述温差引擎，而位于所述第一空间的外部空气经过化学反应温度会上升，而温度上升的外部空气经由所述第二输气管传输至所述温差引擎，藉此，经由所述第三进气管与所述第二输气管的外部空气具有温差能驱动所述温差引擎。
[0015]所述推移装置装设于所述锌空气电池的放电区域与充电区域之间的交界位置，并带动所述锌空气电池的锌电极于所述金属集电网内部流动。
[0016]其中，所述供气装置将外部空气经由所述进气装置吸入至所述第一空间，使所述锌空气电池的放电区域与外部空气中的氧气进行化学反应并产生电能，而所述供电装置将电能传输至所述充电区域，使所述充电区域通电进行还原反应并产生氧气，所述集气装置吸入氧气并将氧气传输至所述进气装置，使外部空气与氧气混和进入所述第一空间，进而使所述放电区域的供电效能提升。
[0017]于另一较佳实施例中，所述金属网具有一位于所述锌空气电池内部的中空金属杆件，当所述锌空气电池经由所述供电装置通电进行还原反应而产生的氧气会由所述中空金属杆件内部传输至所述锌空气电池外部。
[0018]本实用新型特点在于供气装置将外部空气经由进气装置的第一进气管传输至所述壳体的第一空间，使锌空气电池的放电区域与外部空气中的氧气进行化学反应并产生电能，而供电装置将电能传输给锌空气电池的放电区域，使充电区域通电进行还原反应并产生氧气，集气装置吸入氧气并将氧气传输至进气装置，使外部空气与氧气混和进入第一空间，进而使放电区域的供电效能提升。
【附图说明】
[0019]图1为现有锌空气电池的示意图；
[0020]图2为本实用新型锌空气燃料电池的进气循环系统的示意图；
[0021]图3为本实用新型锌空气电池的剖视图；
[0022]图4为本实用新型推移装置设为螺状杆件的示意图；
[0023]图5为本实用新型具体应用的示意图；
[0024]图6为本实用新型于锌空气电池内部设有中空金属杆件的示意图。
[0025]附图标记说明:1现有锌空气电池；10锌阳极板；11阴极板；12空气；2锌空气燃料电池的进气循环系统；20壳体；21第一空间；22第二空间；30锌空气电池；31锌电极；32金属集电网；33隔离膜；34空气电极；35外壳；351通孔；36金属网；361中空金属杆件；37放电区域；38充电区域；40-—供气系统；41-一供气装置；42-—进气装置；421-—第一进气管；422-—第二进气管；423第三进气管；50集气系统；51集气装置；52第一输气管；60供电装置；70温差引擎；71第二输气管；80推移装置；81螺状杆件。
【具体实施方式】
[0026]兹为便于更进一步对本实用新型的构造、使用及其特征有更深一层明确、详实的认识与了解，爰举出较佳实施例，配合图示详细说明如下:
[0027]请参阅图2至图4所示，于第一较佳时实施例中，本实用新型锌空气燃料电池的进气循环系统2主要由一壳体20、一锌空气电池30、一供气系统40、一集气系统50、一供电装置60、一温差引擎70以及一推移装置80所构成。所述壳体20内部分隔形成一第一空间21以及一不与所述第一空间21相互连通的第二空间22。
[0028]所述锌空气电池30装设于所述壳体20的第一空间21与第二空间22，并主要由一锌电极31、一金属集电网32、一隔离膜33、一空气电极34、一外壳35以及一金属网36所构成。所述锌电极31设为所述锌空气电池30的负极(阳极)，并呈现可在所述第一空间21与第二空间22内流动的泥浆样态。所述金属集电网32包覆于所述锌电极31，并于外部受到所述隔离膜33、空气电极34、外壳35以及金属网36依序包覆，而所述外壳35具有多个个通孔351。其中，所述锌空气电池30设有一位于所述第一空间21的放电区域37以及一位于所述第二空间22的充电区域38，而所述金属网36位于所述壳体20的第二空间22。
[0029]所述供气系统40具有一供气装置41以及一进气装置42。所述进气装置42具有一第一进气管421、一第二进气管422以及一第三进气管423。所述第一进气管421—端连接于所述供气装置41，另一端连接至所述壳体20的第二空间22，而所述第二进气管422以及第三进气管423分别连接至所述第一进气管421。
[0030]所述集气系统50具有一连接所述第二进气管422的集气装置51，而所述集气装置51与所述第二空间22之间具有一第一输气管52，而所述供电装置60装设于所述锌空气电池30的金属网36，并提供电能传输至所述金属网36。
[0031]所述温差引擎70与所述第一空间21之间具有一第二输气管71，并连接至所述进气装置42的第三进气管423，而所述推移装置80装设于所述锌空气电池30的放电区域37与充电区域38之间的交界位置，如图4所示，所述推移装置80设为一螺状杆件81。
[0032]请参阅图5所示，于具体应用时，所述供气装置41将外部空气吸入内部，并经由所述进气装置42的第一进气管421传输至所述壳体20的第一空间21以及经由所述进气装置42的第三进气管423传输至所述温差引擎70，而位于第一空间21的外部空气由所述壳体20的通孔351进入所述锌空气电池30内部，使外部空气中的氧气与所述锌空气电池30的锌电极31进行化学反应而产生电能。
[0033]位于所述第一空间21的外部空气经过化学变化后温度会上升，而温度上升的外部空气经由所述第二输气管71传输至所述温差引擎70，藉此，经由所述第三进气管423与所述第二输气管71的外部空气具有温差能驱动所述温差引擎70。
[0034]于较佳实施例中，所述温差引擎70与所述供气装置41、集气装置51、供电装置60、温差引擎70以及推移装置80相互电性连接，使所述温差引擎70能驱动所述供气装置41、集气装置51、供电装置60、温差引擎70以及推移装置80进行作动。
[0035]而所述推移装置80将经过化学变化的锌电极31由所述壳体20的第一空间21逐渐推移至所述壳体20的第二空间22，而所述供电装置60提供电能并传输至所述金属网36，使经过化学变化的锌电极31进行还原反应而在所述第二空间22内部产生氧气，当所述锌电极31经过所述壳体20的第二空间22进行还原反应后，会再受到所述推移装置80推移至所述第一空间21，使所述锌空气电池30的锌电极31透过所述推移装置80能在所述壳体20的第一空间21与第二空间22之间来回移动。
[0036]再者，所述集气装置51将位于所述第二空间22的氧气由所述第一输气管52，并经过所述第二进气管422传输至所述进气装置42的第一进气管421，使外部空气与氧气混合进入所述第一空间21，进而使所述锌控气电池的放电区域37的供电效能。
[0037]请参阅图6所示，于第二较佳实例中，与第一较佳实施例差别在于所述金属网36具有一位于所述锌空气电池30内部的中空金属杆件361，当所述锌空气电池30的锌电极31在所述壳体20的第一空间21经过化学变化，并受到所述推移装置80推移置所述壳体20的第二空间22进行还原反应，而所述锌空气电池30经过还原反应所产生的氧气，会由所述中空金属杆件361内部传输至所述壳体20的第二空间22。
[0038]综上所述，本实用新型特点在于供气装置将外部空气经由进气装置的第一进气管传输至所述壳体的第一空间，使锌空气电池的放电区域与外部空气中的氧气进行化学反应并产生电能，而供电装置将电能传输给锌空气电池的放电区域，使充电区域通电进行还原反应并产生氧气，集气装置吸入氧气并将氧气传输至进气装置，使外部空气与氧气混和进入第一空间，进而使放电区域的供电效能提升。
[0039]以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种锌空气燃料电池的进气循环系统，其特征在于: 一壳体，于内部分隔形成一第一空间以及一第二空间； 一锌空气电池，装设于所述壳体内部，并具有一位于所述第一空间的放电区域以及一位于所述第二空间的充电区域； 一供气系统，具有一供气装置以及一连接于所述供气装置与所述第一空间的进气装置；以及 一集气系统，具有一连接所述进气装置的集气装置，而所述集气装置与所述第二空间之间具有至少一第一输气管； 其中，所述供气装置将外部空气经由所述进气装置传输至所述第一空间，使所述锌空气电池的放电区域与外部空气中的氧气进行化学反应并产生电能，而所述充电区域将通电进行还原反应并产生氧气，所述集气装置吸入氧气并将氧气传输至所述进气装置，使外部空气与氧气混和进入所述第一空间，进而使所述放电区域的供电效能提升。2.根据权利要求1所述的锌空气燃料电池的进气循环系统，其特征在于:所述进气循环系统进一步具有一连接所述进气装置的温差引擎，而所述温差引擎与所述第一空间之间具有至少一第二输气管。3.根据权利要求2所述的锌空气燃料电池的进气循环系统，其特征在于:所述进气装置包含: 一第一进气管，一端连接所述供气装置，另一端连接所述壳体的第一空间； 一第二进气管，一端连接于所述第一进气管，另一端连接于所述集气装置；以及 一第三进气管，一端连接于所述第一进气管，另一端连接所述温差引擎。4.根据权利要求3所述的锌空气燃料电池的进气循环系统，其特征在于:所述供气装置将外部空气经由所述第三进气管传输至所述温差引擎，而位于所述第一空间的外部空气经过化学反应温度会上升，而温度上升的外部空气经由所述第二输气管传输至所述温差引擎，藉此，经由所述第三进气管与所述第二输气管的外部空气具有温差能驱动所述温差引擎。5.根据权利要求1所述的锌空气燃料电池的进气循环系统，其特征在于:所述锌空气电池包含: 一锌电极，呈现可流动的泥浆状态； 一金属集电网，包设于所述锌电极外部； 一隔离膜，包设于所述金属集电网外部； 一空气电极，包设于所述隔离膜外部；以及 一外壳，具有多个通孔，并包设于所述空气电极外部。6.根据权利要求5所述的锌空气燃料电池的进气循环系统，其特征在于:所述进气循环系统进一步具有一推移装置，所述推移装置装设于所述锌空气电池的放电区域与充电区域之间的交界位置，并带动所述锌空气电池的锌电极于所述金属集电网内部流动。7.根据权利要求1所述的锌空气燃料电池的进气循环系统，其特征在于:其中，所述锌空气电池进一步具有一位于所述外壳外部的金属网，所述金属网位于所述壳体的第二空间，并装设一供电装置，所述供电装置提供电能并传送至所述金属网，使所述锌空气电池的充电区域通电进行还原反应。8.根据权利要求7所述的锌空气燃料电池的进气循环系统，其特征在于:所述金属网具有一位于所述锌空气电池内部的中空金属杆件，当所述锌空气电池经由所述供电装置通电进行还原反应而产生的氧气会由所述中空金属杆件内部传输至所述锌空气电池外部。
【文档编号】H01M8-04GK204303916SQ201420742882
【发明者】廖文煌 [申请人]廖文煌