[发明专利]内部对流电池

权利要求书

1.一种电化学电池，其包括：

可渗透燃料电极，其被配置用以支撑其上的金属燃料；

氧化剂还原电极，其与所述燃料电极隔开；

离子传导介质，其用于在所述燃料电极和氧化剂还原电极之间传导离子以支持所述燃料电极和氧化剂还原电极处的电化学反应；

充电电极，其选自下列各项组成的组：(a)所述氧化剂还原电极，(b)与所述可渗透燃料电极和所述氧化剂还原电极隔开的独立充电电极，以及(c)所述可渗透燃料电极的一部分；

气泡流产生器，其选自下列各项组成的组：(a)所述充电电极，以及(b)与所述充电电极隔开的起泡装置，所述气泡流产生器被配置用以析出气态氧气泡，所述气态氧气泡在充电操作期间产生所述离子传导介质的流；以及

一个或多个流转向表面，其被配置用以建立循环路径，所述循环路径导引所述离子传导介质的流至少部分地通过所述可渗透燃料电极。

2.根据权利要求1所述的电化学电池，进一步包括排气区域，所述排气区域被配置用以允许在所述离子传导介质的流中所述气态氧气泡与所述离子传导介质分离。

3.根据权利要求2所述的电化学电池，其中所述排气区域包括柱。

4.根据权利要求2所述的电化学电池，其中所述氧化剂还原电极浸入所述离子传导介质中，具有与其相关联的空气空间以对其提供气态氧化剂，其中所述一个或多个流转向表面包括被配置用以导引所述离子传导介质的流越过所述氧化剂还原电极和所述空气空间上到其与所述燃料电极相反的一侧的流转向表面。

5.根据权利要求4所述的电化学电池，其中所述氧化剂还原电极装配到被配置用以在其中维持所述空气空间的氧化剂还原电极模块，并且其中所述氧化剂还原电极模块约束其与所述燃料电极相反的所述侧上的所述排气区域的至少一部分。

6.根据权利要求2所述的电化学电池，其中所述一个或多个流转向表面包括被配置用以将所述离子传导介质的流从所述排气区域导引至所述燃料电极的远离所述氧化剂还原电极和所述充电电极的区域的流转向表面。

7.根据权利要求6所述的电化学电池，其中所述一个或多个流转向表面包括：散布器，其用于将所述离子传导介质的流大体上垂直地导引至所述燃料电极的一面。

8.根据权利要求2所述的电化学电池，其中所述排气区域包括一个或多个气泡聚结结构。

9.根据权利要求8所述的电化学电池，其中所述一个或多个气泡聚结结构包括疏水编席。

10.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述燃料电极包括以隔开关系布置的一系列可渗透电极。

11.根据权利要求10所述的电化学电池，其中所述一个或多个流转向表面包括被配置用以防止所述流的至少一部分经过所述燃料电极的所述一系列可渗透电极体的少于全部的流转向表面。

12.根据权利要求11所述的电化学电池，其中所述一个或多个流转向表面包括被配置用以防止所述流的至少一部分经过所述一系列可渗透电极体的少于全部的流转向表面，其包括跨所述燃料电极的顶部延伸的壁。

13.根据权利要求10所述的电化学电池，其中所述一个或多个流转向表面包括被配置用以导引所述离子传导介质的流至少部分地通过所述可渗透燃料电极的流转向表面，其被配置用以大体上平行并且在所述一系列可渗透电极体之间导引所述流。

14.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述一个或多个流转向表面包括被配置用以防止所述流在远离所述充电电极的一侧上上升超出所述燃料电极的顶部的流转向表面。

15.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述气泡流产生器包括所述充电电极和所述起泡装置两者。

16.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述起泡装置包括气泵，所述气泵被配置用以放出气泡到所述离子传导介质中。

17.根据权利要求16所述的电化学电池，其中所述起泡装置进一步包括：一个或多个微管，其被配置用以在所述电化学电池中产生所述气泡。

18.根据权利要求1所述的电化学电池，其中由所述起泡装置放出的所述气泡中的至少一些的直径近似小于1mm。