KR100977959B1 - 전기화학 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 하나 이상의 스테인레스강 애노드 및 전이 금속 산화물 캐쏘드를 포함하는 전기화학 디바이스에 관한 것이다.

Description

전기화학 디바이스{ELECTROCHEMICAL DEVICE}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 전기화학 전지를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 애노드의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 캐쏘드의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 이온 교환 막의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 배터리의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 배터리의 단면도이다.
도 7은 도 5 및 6에 도시된 배터리의 일부 확대 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 연료전지를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 연료 수준 지시기를 포함하는 배터리를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 10은 도 9에 도시된 배터리의 끝면도이다.
도 11 및 12는 전력 대 나트륨 보로하이드라이드 농도를 나타내는 그래프이다.
도 13은 도 9 및 10에 도시된 배터리와 결합되어 사용되는 노트북 컴퓨터의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 배터리의 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 배터리의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 연료 카트리지를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 디바이스를 도식적으로 나타낸 것이다.
본 발명은 예를 들어 연료전지 및 배터리와 같은 전기화학 디바이스에 관한 것이다.
연료전지 및 배터리와 같은 전기화학 전지는 연료(예: 보로하이드라이드 연료) 및 산화제를 전기 및 반응 생성물로 전환시킨다. 연료전지와 배터리 사이의 기본적인 차이는, 단순히 말해 배터리는 소모할 모든 연료를 초기에 내장하고 있는 반면, 연료전지는 보충가능한 연료 공급장치를 갖는다는 점이다. 전기화학 전지는 비교적 높은 에너지 밀도를 가지며 충전식(또는 "2차") 배터리와 같이 충전 사이클에 구속받지 않기 때문에 편리하다. 또한 전기화학 전지는 비교적 소형 경량이고 실질적으로 환경 배출물을 생성하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 본 발명자는 종래의 전기화학 전지가 개선의 여지가 있다고 판단하였다. 더 구체적으로는, 본 발명자는 전기화학 전지의 전력 밀도 및 비용 효율성을 증대시키는 것이 유리할 것이라는 판단을 하였다.
따라서, 본 발명은 전기화학 디바이스의 전력 밀도 및 비용 효율을 증대시키기 위한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
다음은 본 발명을 수행하는 최선의 공지된 방식을 상세히 설명한 것이다. 이러한 설명은 본 발명을 한정하고자 함이 아니고, 단지 본 발명의 일반적인 원리를 예시하기 위해 이루어진다. 본 발명에 관련되지 않은 전기화학 전지 구조에 대한 상세한 논의는 단순화를 위해 생략된다는 점에 주의해야 한다.
도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시양태에 따른 전기화학 전지(100)는 애노드(102)(또는 "연료 전극") 및 캐쏘드(104)(또는 "공기 전극")를 포함한다. 상기 예시적 실시양태에서 캐쏘드(104)에 고정된 선택적인 이온 교환 막(106)은 가용성 연료가 사용될 경우 제공될 수 있다. 연료(108)는 애노드(102)에서 소비된다. 바람직하게는 주위 공기에서 인입되는 산소가 캐쏘드(104)에서 소비된다. 애노드(102)는 공기 불투과성 막(109)(도 7)에 의해 공기로부터 보호된다. 연료(108)는 애노드(102)와 이온 교환 막(106) 사이의 비교적 얇은 공간(즉, 약 0.5mm 내지 약 5mm)에 위치한다. 하기에 더욱 상세히 논의되겠지만, 연료(108)가 애노드(102)에 인접하게 위치하는 방식은 전기화학 전지의 유형(즉 배터리 또는 연료전지) 및 구체적 사양에 좌우된다. 예를 들어, 추가의 연료를 위한 공간이 애노드(102)와 공기 불투과성 막(109) 사이에 제공될 수 있다.
연료(108)는 바람직하게는 예를 들어 20% 수산화나트륨(NaOH) 용액중의 나트륨 보로하이드라이드(NaBH4)와 같은 보로하이드라이드 연료이다. 여기서, 전기화학 전지(100)가 부하(load)에 접속될 경우, 애노드(102)에서의 반응은 BH4+8OH- -->BO2 -+6H2O+8e-(2)이고, 캐쏘드(104)에서의 반응은 8e-+4H2O+2O2 -->8OH-(3)이다.
예시적인 애노드(102)는 바람직하게는 스테인레스강 애노드이다. 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, 예시적인 애노드(102)는 지지층(110), 촉매층(112) 및 스테인레스강 집전체(114)로 이루어진 막 전극 조립체("MEA")일 수 있다. 보로하이드라이드-연료 전기화학 전지에서, 적합한 지지층 물질은 테플론이고 적합한 촉매는 합금 또는 전이 금속이다. 스테인레스강 집전체(114)는 바람직하게는 다공성 스테인레스강 플레이트, 스테인레스강 미세섬유로부터 형성된 메시(예컨대 10미크론 메시), 또는 스테인레스강 복합물과 같은 다공 구조이다. 적합한 스테인레스강은 316 스테인레스강이다.
스테인레스강은 보로하이드라이드를 수소로 전환시키는 촉매 작용을 하지 않고, 애노드(102)에서 전기분해 반응을 촉매 작용하기 때문에 바람직하다. 따라서, 바람직한 실시에서, 스테인레스강 애노드(102)는 물리적으로 연료(108)와 접촉되고, 촉매 금속 또는 다른 표면 피복물로 피복되지 않는다. 또한, 상당량의 수소를 생성하지는 않으나 전기분해 반응을 촉매하는 다른 금속을 애노드(102)용으로 사용할 수 있다.
예시적인 캐쏘드(104)는 바람직하게는 전이 금속 산화물 캐쏘드이다. 전이 금속 산화물은 순수 전이 금속(예컨대 순수 귀금속)보다 더 비용 효율적이다. 또한, 전이 금속 산화물은 캐쏘드에서의 반응에 참여하는 반면, 순수 전이 금속은 참여하지 못한다. 도 3에 예시적으로 도시된 바와 같이, 예시적인 캐쏘드(104)는 또한 MEA의 형태이다. 더욱 구체적으로, 예시적인 캐쏘드(104)는 통기성, 액체 불투과성 막 층(116), 전이 금속(즉, 스칸듐, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 이트륨, 지르코늄, 니오븀, 몰리브덴, 테크네튬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 카드뮴, 하프늄, 탄탈륨, 텅스텐, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금, 수은, 러더포듐, 두브늄, 시보르지움(seaborgium), 보륨, 하슘, 마이트너륨, 우눈닐륨, 우누누늄 또는 우눈븀) 산화물로부터 형성된 촉매층(118) 및 스테인레스강, 구리 또는 금 도금 니켈 메시와 같은 금속 메시로부터 형성된 집전체(120)로 이루어진다. 보로하이드라이드-연료 전기화학 전지에서, 캐쏘드로 적합한 전이 금속 산화물 MEA는 코네티컷주 포카턱 소재의 알루파워 인코포레이티드(Alupower, Inc.)로부터의 AC65 실버 MEA이다. 산화백금 및 산화금이 또한 바람직한 캐쏘드 물질이다.
본 발명자는 보로하이드라이드-연료 전기화학 전지에서 스테인레스강 애노드와 전이금속 산화물 캐쏘드를 조합함으로써 300Watt-시간/보로하이드라이드 연료 kg("Wh/kg")보다 큰 전력 밀도가 얻어진다는 것을 확인하였다. 예시적인 전력 밀도는 전지의 구성에 따라 450Wh/kg, 600Wh/kg, 1000Wh/kg 및 2000Wh/kg을 포함한다. 또한, 본 발명자는 보로하이드라이드-연료 전기화학 전지에서 스테인레스강 애노드와 전이금속 산화물 캐쏘드를 조합함으로써 10Ω의 저항에서 0.88V의 개방 전지 전압 및 5.76mw의 전력이 얻어진다는 것을 확인하였다. 또한, 본 발명자는 보로하이드라이드-연료 전기화학 전지에서 스테인레스강 애노드와 전이금속 산화물 캐쏘드를 조합함으로써 종래의 보로하이드라이드-연료 전기화학 전지보다 더 비용 효과적이라는 것을 확인하였다.
선택적인 이온 교환 막(106)의 한 예가 도 4에 도시되어 있다. 예시적인 이온 교환 막은 금속 또는 플라스틱 메시와 같은 지지층(122), 전해질(124) 및 막(126)을 포함한다. 본 발명이 임의의 특정한 이온 교환 막의 사용에 한정되지는 않지만, 보로하이드라이드 연료를 소비하는 전기화학 전지에 사용하기 적합한 이온 교환 막은 일본 도쿄 소재의 아사히 글래스 캄파니(Asahi Glass Company)로부터의 셀레미온(SelemionTM) 이온 교환 막, 일본 도쿄 소재의 도쿠야마 폴리프로 리미티드 캄파니(Tokuyama Polypro Limited Company)로부터의 네오셉타(Neosepta) 이온 교환 막, 뉴저지주 버밍햄 소재의 사이브론 케미칼스 인코포레이티드(Sybron Chemicals Inc.)로부터의 사이브론 이오낙(Sybron Ionac®) 이온 교환 막, 및 뉴욕주 이스트 힐즈 소재의 팔 코포레이션(Pall Corporation)으로부터의 R1010 이온 교환 막을 포함한다.
예시적인 전기화학 전지(100)는 광범위한 용도를 갖는다. 그러한 용도중 하나는 배터리이다. 도 5 내지 7에 예시적으로 도시된 바와 같이, 예시적인 배터리(128)는 필수적으로 적당한 크기의 전기화학 전지(100')로 구성된 롤형 구조물(130), 하우징(132), 한쌍의 접점(134, 136) 및 애노드와 캐쏘드 집전체(114, 120)를 접점에 연결하는 한쌍의 커넥터(138, 140)를 포함한다. 예시적인 롤형 구조물(130)은 캐쏘드(104)가 외부에 있고 하우징(132) 내의 개방 영역(142)과 대면하도록 말려진다. 또한, 롤형 구조물(130)의 인접한 층 사이에는 작은 공간(144)(전형적으로 약 1mm 내지 약 10mm)이 있다. 예시된 실시태양에서, 주위 공기는 하우징(132)내에서 개구(148)를 채우는 통기성 액체 불투과성 막을 통해 개방 영역(142) 및 작은 공간(144)에 도달한다. 다르게는, 롤형 구조물(130)이 캐쏘드(104)가 내부에 있고 개방 영역(142)으로부터 떨어져 대면하도록 말려 있는 실시태양에서, 하우징(132) 또는 배터리(128)에서 전원을 공급받는 호스트 디바이스에는 적절한 공기 순환이 되도록 하는 팬과 같은 강제 공기 장치가 제공될 수 있다. 하우징(132)은 플라스틱 유리 또는 고밀도 폴리에틸렌과 같은 물질로부터 형성될 수 있다. 접점(134, 136)용으로 바람직한 물질은 구리 또는 금 도금 니켈 전극 메시이다.
예시적인 배터리(128)에서 전기화학 전지(100')는 다공성 패드(150)에 연료(108)(바람직하게는 보로하이드라이드 연료)를 저장한다. 적합한 패드 물질은 고무 및 폴리에틸렌 폼을 포함한다. 추가적인 연료를 애노드(102) 및 이온 교환 막(106)의 다공성 부분에 저장할 수 있다. 모든 연료(108)가 소비되면, 예시적인 배터리(128)는 폐기될 수 있다.
임의의 특정한 호스트 디바이스와 함께 사용하는 것으로 한정되지 않지만, 예시적인 배터리(128)는 예를 들어 랩탑 및 팜탑 컴퓨터, 휴대폰 및 인터넷 기기와 같은 휴대용 장치와 결합되어 사용될 수 있다. 보로하이드라이드 연료 약 5ml 내지 500ml가 이러한 배터리에 저장되며, 특정한 부피는 호스트 디바이스의 요구에 좌우된다. 하우징(132)의 크기 및 형상은 호스트 디바이스의 구성에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 랩탑 컴퓨터용 배터리(128)의 실시태양은 약 1cm 내지 2cm×약 4cm 내지 5cm×약 6cm 내지 8cm이다. 추가로, 예시적인 배터리 하우징(132)은 그 단면이 직사각형이지만, 원통형 하우징과 같은 다른 형상의 하우징도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 전기화학 전지의 다른 용도는 연료전지이다. 도 8에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시양태에 따른 연료전지 시스템(152)은 하우징(156) 내에 위치한 하나 이상의 전기화학 전지(100)가 직렬로 연결되어 있는 스택(154)을 포함한다. 저장기(158)로부터의 연료(바람직하게는 보로하이드라이드 연료)는 매니폴드 배열(159)을 통해 전기화학 전지의 애노드에 공급된다. 필요시 에 펌프를 또한 설치할 수 있다. 하우징(156)에 형성된 통기공(도시되지 않음)을 통해 공기를 인입하여 공기를 스택(154)에 공급할 수 있다. 또한, 이 목적을 위해 선택적인 팬(160)을 하우징(156) 또는 호스트 디바이스 내에 설치할 수 있다. 예시적인 연료 전지 시스템(152)에는 또한 각각이 일련의 애노드 및 일련의 캐쏘드에 연결되는 한쌍의 접점(162, 164)이 제공된다. 접점(162, 164)용으로 바람직한 물질은 구리 또는 금 도금된 니켈 전극 메시를 포함한다.
예시적인 연료전지 시스템에 연료를 재공급하는 다양한 방법이 있다. 예시된 실시양태에서, 저장기(158)는 하우징(156)에 삽입될 때 커넥터(166)와 합치되는 제거가능한 카트리지의 형태이다. 다르게는, 저장기는 그 자리에 고정되고 필요시에 단순히 재충전된다. 다른 대안은 각각의 전기화학 전지의 애노드와 캐쏘드 사이에 삽입될 수 있는 제거/교환가능한 연료 패드를 제공하는 것이다.
예시적인 연료 전지 시스템(152)은 임의의 특정한 호스트 디바이스와 함께 사용하는 것으로 한정되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 예시적인 배터리(128)와 마찬가지로, 예시적인 연료전지 시스템(152)은 랩탑 및 팜탑 컴퓨터, 휴대폰 및 인터넷 기기와 같은 휴대용 장치와 함께 사용하기 매우 적합하다. 마찬가지로, 저장기(158)에는 보로하이드라이드 연료 약 1ml 내지 500ml가 저장되고, 특정한 부피는 호스트 디바이스의 필요에 따른다. 하우징(156)의 크기 및 형상은 호스트 디바이스의 구성에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 랩탑 컴퓨터용 연료전지 시스템(152)의 실시태양은 약 1cm 내지 2cm×약 4cm 내지 5cm×약 6cm 내지 8cm이다.
본 발명에 따른 전기화학 전지는 또한 수소 발생기 및 전기화학 전지(즉, 배터리 및 연료전지)와 같은 장치의 용액에 담지되어 호스트 디바이스에 전력을 공급하는데 사용되는 보로하이드라이드 연료와 같은 연료의 농도(또는 "수준")를 측정하는데 사용될 수 있다. 도 9 및 10에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시양태에 따른 연료 수준 지시기(168)는 하우징(172), 연료 저장기(174), 저장기로부터의 연료 및 통기공을 통해 하우징에 들어오는 주위 공기로부터의 산소를 수용하는 전기화학 전지 스택(176), 및 스택을 호스트 디바이스에 연결하는 한쌍의 접점(178, 180)을 포함하는 배터리(170)에 통합된다. 전기화학 전지 스택(176)은 전술된 하나 이상의 전기화학 전지(100)의 스택을 포함하는 임의의 적당한 스택일 수 있다. 예시적인 연료 수준 지시기(168)는 애노드(182), 캐쏘드(184) 및 디스플레이(186)를 포함한다. 사용자가 연료 수준 측정을 바라기 전까지는 연료 수준 지시기(168)가 작동되지 않은 채로 유지되도록 하기 위해 개방 위치로 치우친 압력식 스위치(188)를 설치할 수 있다. 다르게는, 스위치(188)를 제거하여 지시기가 "항상 켜져 있도록" 할 수 있다.
연료 저장기(174) 내에 위치한 예시적인 애노드(182)는 바람직하게는 저장기에 저장되는 연료가 보로하이드라이드 연료인 경우 스테인레스강 애노드이다. 다르게는, 스테인레스강 애노드(182)는 연료 저장기(174)와 유체연통되어 그의 외측에 위치할 수 있다. 예시된 실시양태에서, 애노드(182)는 도 2를 참조하여 전술된 것과 유사한 MEA이다. 바람직하게는 산화은, 산화백금 또는 산화금과 갈은 전이금속 산화물로부터 형성된 예시적인 캐쏘드(184)는 공기에 노출되도록 하우징(172) 내에 위치할 수 있다. 예시적인 실시양태에서, 캐쏘드(184)는 도 3을 참조하여 전술된 것과 유사한 MEA이다. 연료 수준 지시기(168)와 전기화학 전지(100)의 애노드 및 캐쏘드의 기본적인 차이점은 전형적으로 애노드 및 캐쏘드의 크기 및 소비되는 연료의 양일 것이다. 연료 수준 지시기(168)는 물론 결합된 수소 발생기 또는 전기화학 전지에 비해 비교적 작아야 하고 디스플레이(186)에 전원 공급하는데 요구되는 소량의 연료만을 소비해야 한다.
본 발명이 임의의 특정한 디스플레이에 한정되지는 않지만, 도 9 및 10에 도시된 예시적인 디스플레이(186)는 LCD 스트립(190) 및 결합된 회로소자(192)를 포함하는 액정 디스플레이("LCD") 장치이다. LCD 스트립(190)은 애노드(182) 및 캐쏘드(184)에서의 활성에 반응하여 막대(194)를 표시한다. 사용되는 회로소자(192)의 유형에 따라, 막대(194)의 길이는 연료가 연료 수준 지시기(168)에 의해 소비되고 있을 때의 애노드(182) 및 캐쏘드(184)와 관련된 전력, 전류 또는 전압과 연관된다. 막대(194)는 연료 농도가 최고일 때 LCD 스트립(192)의 "고" 말단까지 연장되고, 연료 농도가 하락할 때 스트립의 "저" 말단까지 줄어든다. 적당한 LCD 디스플레이 및 회로 배열의 한 예는 미국 특허 제 6,307,605호에 예시되어 있다. LCD 이외의 디스플레이, 예를 들어 전기발광 디스플레이 및 컬러 지시기도 사용될 수 있다.
전력과 10% 수산화나트륨 용액중의 나트륨 보로하이드라이드의 농도 간의 관계가 도 11 및 12에 그래프로 도시되어 있다. 도 11 및 12에 표시된 데이터는 스테인레스강 애노드, AC65 실버 MEA 캐쏘드 및 연료 약 8ml를 포함하는 예시적인 전기화학 전지로부터 유도되었다. 전기화학 전지는 직경 2.5cm의 원형이었고, 애노드 및 캐쏘드는 각각 12cm2의 표면적을 가졌다.
도 13에 예시적으로 도시된 바와 같이, 배터리 및 도 9 및 10에 도시된 연료 수준 지시기 배열과 결합되어 사용될 수 있는 호스트 디바이스의 한 예는 노트북 컴퓨터(196)이다. 사용자는 단순히 버튼(188)을 눌러 배터리(170)에 남은 연료의 수준을 측정할 수 있다. 배터리(170)를 특정 호스트 디바이스(예컨대 노트북 컴퓨터)와 함께 사용하고자 하는 경우, 연료 수준값을 호스트 디바이스의 평균 전력 소비량을 기준으로 시간값으로 전환시키는 회로소자를 또한 설치할 수 있다. 상기 값은 LCD 스트립(190)상에 표시되어 배터리중의 연료가 완전히 소비되기까지 호스트 디바이스를 얼마나 오래 사용할 수 있을 지 대략적으로 보여준다.
예시적인 연료 수준 지시기(168)는 예시적인 배터리(170)와 함께 다양한 연료 소비 장치에 결합될 수 있다. 도 14 및 15에 예시적으로 도시된 바와 같이, 예시적인 연료 수준 지시기(168)는 도 5 내지 7을 참조하여 앞서 상세하게 기술된 예시적인 배터리(128)에 결합될 수 있다. 여기서, 애노드(182)는 다공성 연료 저장 패드 내에 배치되고 캐쏘드(184)는 하우징(132) 내에 배치된다. 도 16에서, 예시적인 연료 수준 지시기(168)는 또한 그 자체의 붙박이(built-in) 연료 전지 또는 다른 유형의 전기화학 전지를 갖는 호스트 디바이스와 결합되어 사용되는 연료 카트리지(198)에 통합될 수 있다. 예시적인 연료 카트리지(198)는 하우징(200), 연료(예를 들어 수용액중의 나트륨 보로하이드라이드)를 저장하는 연료 저장기(202), 촉매를 저장하는 반응 챔버(204), 및 반응 챔버 내에서 발생하는 반응의 부산물을 저장하는 부산물 저장기(206)를 포함한다. 상기 카트리지는 종종 "수소 발생기"라 지칭된다. 연료로부터 방출된 수소는 출구 커넥터(208)를 통해 연료 카트리지(198)를 빠져나오는데, 상기 커넥터는 또한 상응하는 호스트 디바이스와 합치되기 전까지 수소의 방출을 방지하는 캡으로서 작용한다. 이러한 실시태양에서, 애노드(182)는 연료 저장기(202) 내에 위치하고, 캐쏘드(184)는 바람직하게는 하우징(200) 내에서 주위 공기에 노출된다.
전술된 예시적인 연료 수준 지시기(168)를 호스트 디바이스 그 자체에 결합시킬 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 호스트 디바이스의 한 예는 휴대용 전화(210), 예컨대 휴대폰이다. 한정이 아닌 예시를 위한, 다른 예시적인 호스트 디바이스는 개인용 휴대 정보 단말기, 노트북 컴퓨터, 팜탑 컴퓨터, 계산기, 디지털 카메라 및 음악/영상 기록 및 재생 장치를 포함한다. 예시적인 휴대용 전화(210)는 컨트롤러(212)(프로세서 및 메모리 포함), 통신 디바이스(214)(회로소자 및 안테나 포함), 마이크로폰(216), 스피커(218) 및 디스플레이(220)를 포함한다. 예시적인 휴대용 전화(210)의 전력 소비 구성요소는 연료 공급장치(224)로부터 보로하이드라이드 연료를 수용하는 전기화학 전지(222) 또는 전지의 스택으로부터 전력을 공급받는다. 공급장치(224)는 교환가능한 연료 카트리지 또는 재충전가능한 저장기일 수 있다. 다르게는, 호스트 디바이스가 "1회용"일 경우, 공급장치(224)는 재충전되지 않는 저장기일 수 있다. 연료는 컨트롤러(212)로 제어되는 펌프(228)에 의해 연료 공급장치(224)로부터 촉매 함유 반응 챔버(226)를 통과하여 전기화학 전지(222)로 공급된다. 연료를 전기화학 전지(222)에 최초로 전달하기 전에, 전력을 공급하기 위한 소형 배터리(도시되지 않음)를 또한 설치할 수 있다.
또한, 예시적인 휴대용 전화기(210)에는 연료가 그를 통과하여 전기화학 전지(222)로 공급되는 소형 저장기(230)가 제공된다. 연료 수준 지시기 애노드(182)를 상기 저장기(230) 내에 배치한다. 이로써 전술된 방식으로 연료 농도를 감시할 수 있다. 다르게는, 애노드(182)를 연료 공급장치(224) 내에 배치할 수 있다.
본 발명이 상기 바람직한 실시양태에 의해 설명되었지만, 당업자에게는 상기 바람직한 실시양태에 대한 다수의 변경 및/또는 부가가 용이하게 명백할 것이다. 본 발명의 범위는 모든 이러한 변경 및/또는 부가에까지 미치고자 의도되었다.
본 발명에 따른 전기화학 디바이스는 전력 밀도 및 비용 효율이 우수하여 호스트 디바이스에 전력을 공급하기 적합하다.

Claims (21)

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  6. 보로하이드라이드 연료(108); 및 전이 금속 산화물 캐쏘드(104)를 포함하는 발전기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    보로하이드라이드 연료(108)가 다공성 패드(150)에 저장된 발전기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    보로하이드라이드 연료(108)가 저장기(158)에 저장된 발전기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    전이 금속 산화물 캐쏘드가 하나 이상의 다공성 요소(116)를 포함하는 발전기.
  10. 제 6 항에 있어서,
    이온 교환 막(106)을 추가로 포함하는 발전기.
  11. 제 6 항에 있어서,
    스테인레스강 애노드(102)를 추가로 포함하는 발전기.
  12. 스테인레스강 애노드(182); 캐쏘드(184); 및 상기 스테인레스강 애노드(182) 및 캐쏘드(184)에 작동가능하게 연결되어 보로하이드라이드 농도를 시각적으로 지시할 수 있도록 되어 있는 디스플레이(186)를 포함하는 보로하이드라이드 농도 지시기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 디스플레이(186)가 스테인레스강 애노드(182)와 캐쏘드(184) 사이에 인가된 전압을 기준으로 보로하이드라이드 농도를 시각적으로 지시하도록 되어 있는 보로하이드라이드 농도 지시기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 디스플레이(186)가 LCD를 포함하는 보로하이드라이드 농도 지시기.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 스테인레스강 애노드(184)가 하나 이상의 다공성 요소를 포함하는 보로하이드라이드 농도 지시기.
  16. 애노드(182); 전이 금속 산화물 캐쏘드(184); 및 상기 애노드(182) 및 전이 금속 산화물 캐쏘드(184)에 작동가능하게 연결되어 보로하이드라이드 농도를 시각적으로 지시할 수 있도록 되어 있는 디스플레이(186)를 포함하는 보로하이드라이드 농도 지시기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 디스플레이(186)가 애노드(182)와 전이 금속 산화물 캐쏘드(184) 사이에 인가된 전압을 기준으로 보로하이드라이드 농도를 시각적으로 지시하도록 되어 있는 보로하이드라이드 농도 지시기.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 디스플레이(186)가 LCD를 포함하는 보로하이드라이드 농도 지시기.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 전이 금속 산화물 캐쏘드(184)가 하나 이상의 다공성 요소를 포함하는 보로하이드라이드 농도 지시기.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 전이 금속 산화물 캐쏘드(184)가 산화은 캐쏘드를 포함하는 보로하이드라이드 농도 지시기.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 애노드(182)가 스테인레스강 애노드를 포함하는 보로하이드라이드 농도 지시기.
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