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公開番号2025017295
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-05
出願番号2023204210
出願日2023-12-01
発明の名称金属水系電池及びこれを含む水素生成及び二酸化炭素貯蔵システム
出願人現代自動車株式会社,HYUNDAI MOTOR COMPANY,起亞株式会社,KIA CORPORATION,延世大学校産学協力団,UIF (University Industry Foundation), Yonsei University
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01M 12/08 20060101AFI20250129BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電流発生量及び電流発生速度の向上した金属水系電池を提供する。
【解決手段】アノード30、カソード50及び前記アノードとカソードとの間に位置する分離膜40を含むシングルセルSC(Single cell)の一対が、前記カソードが向かい合うように集電体CCを挟んで積層されてなるダブルセル(Double cell)DCを含み、前記シングルセルは、前記分離膜と前記カソードとの間に位置し、前記分離膜と前記カソードとの間に隙間を形成するカソードスペーサー60を含む金属水系電池とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アノード、カソード及び前記アノードとカソードとの間に位置する分離膜を含むシングルセル（Ｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌ）の一対が、前記カソードが向かい合うように集電体を挟んで積層されてなるダブルセル（Ｄｏｕｂｌｅｃｅｌｌ）を含み、
前記シングルセルは、
前記分離膜と前記カソードとの間に位置し、前記分離膜と前記カソードとの間に隙間を形成するカソードスペーサーを含む金属水系電池。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記シングルセルは、
第１主面、及び前記第１主面に対向する第２主面を含む所定厚さの板状であり、前記シングルセルの外周に位置し、前記第１主面方向に開放された内部空間を含むプレートをさらに含み、
前記アノードは前記内部空間に収容され、
前記分離膜は前記第１主面上に積層されて前記内部空間の開放面を覆うものである、請求項１に記載の金属水系電池。
【請求項３】
前記プレートは、
側面の一部領域に形成され、前記内部空間と連通する第１電解質流入部；及び
前記第１電解質流入部から所定距離離隔した位置に形成され、前記内部空間と連通する第１電解質流出部を含む、請求項２に記載の金属水系電池。
【請求項４】
前記アノードはペレット状であり、
前記シングルセルは前記内部空間に傾斜するように設置され、複数個の貫通孔を含む支持体をさらに含み、
前記アノードは、前記プレートの内面と前記支持体との間に収容され、
前記貫通孔の直径は前記アノードの直径よりも小さい、請求項２に記載の金属水系電池。
【請求項５】
前記アノードはシート状であり、
前記シングルセルは、前記内部空間に収容され、前記プレートの内面と前記アノードとの間に設置されて前記アノードを分離膜側に移動するように加圧力を提供する加圧部をさらに含む、請求項２に記載の金属水系電池。
【請求項６】
前記アノードは、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）及びこれらの組合せからなる群から選ばれる少なくとも一つを含む、請求項１に記載の金属水系電池。
【請求項７】
前記アノードと集電体とを電気的に連結する導線をさらに含む、請求項１に記載の金属水系電池。
【請求項８】
前記カソードは、担体（Ｃａｒｒｉｅｒ）に担持された貴金属触媒を含む、請求項１に記載の金属水系電池。
【請求項９】
前記金属水系電池は、前記プレートと分離膜との間に位置し、一定厚さを有し、中央部位が開いている額縁状である分離膜スペーサーをさらに含み、
前記分離膜スペーサーは、前記分離膜の縁を支持して前記プレートの内部空間を前記分離膜スペーサーの厚さ分だけ拡張させる、請求項２に記載の金属水系電池。
【請求項１０】
前記金属水系電池は、前記プレートの開放面と対応する形状を有し、前記プレートの開放面に設置され、多孔性である保護膜をさらに含む、請求項２に記載の金属水系電池。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属水系電池及びこれを含む水素生成及び二酸化炭素貯蔵システムに関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、気候変化に対応するための再生エネルギーの開発に歩調を合わせて電気化学的水電解に対する研究が活発に行われている。また、温室ガス削減のための二酸化炭素（ＣＯ
２
）の捕集、貯蔵及び転換技術の重要性が増している。
【０００３】
亜鉛／アルミニウム（Ｚｎ／Ａｌ）ベースの水系電池システムは、価格と埋蔵量の側面において非常に経済的な金属陰極候補である。亜鉛／アルミニウム（Ｚｎ／Ａｌ）ベースの水系電池システムは、水素を生産すると同時に、二酸化炭素をＫＨＣＯ
３
などの塩の形態で捕集するシステムである。
【０００４】
ただし、既存の金属水系電池は、一つのアノード及び一つのカソードからなる単一セル及びこれに基づくスタックであるため、当該電池から得られる電流は限定されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、電流発生量及び電流発生速度の向上した金属水系電池を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、アノードが不動態化（Ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）することを防止できる金属水系電池を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の目的は、以上に言及した目的に限定されない。本発明の目的は、以下の説明からより明らかになり、特許請求の範囲に記載された手段及びその組合せによって実現されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例に係る金属水系電池は、アノード、カソード及び前記アノードとカソードとの間に位置する分離膜を含むシングルセル（Ｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌ）の一対が、前記カソードが向かい合うように集電体を挟んで積層されてなるダブルセル（Ｄｏｕｂｌｅｃｅｌｌ）を含み、前記シングルセルは、前記分離膜と前記カソードとの間に位置し、前記分離膜と前記カソードとの間に隙間を形成するカソードスペーサーを含んでよい。
【０００９】
前記シングルセルは、第１主面、及び該第１主面に対向する第２主面を含む所定厚さの板状であり、前記シングルセルの外周に位置し、前記第１主面方向に開放された内部空間を含むプレートをさらに含んでよい。
【００１０】
前記アノードは、前記内部空間に収容されてよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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