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금속연료로서 아연 구슬(12)을 사용하는 금속연료전지시스템에 있어서,
여러 개의 단위 셀(11)을 직렬로 연결한 셀 스택(10)과,
셀 스택(10)의 상부에 배치되어 금속연료를 셀 스택(10) 내에 공급하기 위한 연료공급시스템(20)과,
셀 스택(10)의 하부에 배치되어 셀 스택(10) 내부에서 생성된 산화아연 입자들을 모아서 케익형태로 압출하여 배출하기 위한 산화아연배출시스템(30)과,
셀 스택(10)에 전해액을 공급함과 함께 그 공급되는 전해액을 관리하는 전해액관리시스템(40)과,
연료 투입시기, 전해액 교환시기, 산화아연 배출시기를 제어하는 제어시스템(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제1항에 있어서,
상기 단위 셀(11)은 금속 음극(13), 적어도 하나의 공기 양극(14), 금속 음극(13)과 공기 양극(14) 사이에 설치된 세퍼레이터(15), 상기 아연 구슬(12)을 수용하는 금속 그물망(16) 및 전해액을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제2항에 있어서,
상기 공기 양극(14)은 2개로서, 단위 셀(11)의 양 측면에 대향하여 설치되어 있고, 상기 금속 음극(13)은 상기 금속 그물망(16) 내에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제2항에 있어서,
상기 금속 그물망(16)은 구리, 니켈 또는 이들의 합금으로 된 선에 은, 금, 백금, 또는 로듐을 코팅하여 된 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 그물망(16)은, 윗 부분이 열려있고 아랫 부분이 접힌 사각 주머니 형태로서, 그 눈의 크기가 0
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제1항에 있어서,
상기 연료공급시스템(20)은 셀 스택(10) 상단부에 형성된 연료투입구(19)에 삽입 설치하여 아연 구슬(12)들을 각 단위 셀(11)에 동시에 공급할 수 있도록 각 단위 셀(11)의 개수만큼 칸이 나뉘어 있는 카트리지형태의 연료통(21)을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제1항에 있어서,
상기 아연연료공급시스템(20)은 아연 구슬(12)을 각 단위 셀(11) 내에 한꺼번에 투입하여 자동 분배할 수 있도록 셀 스택(10) 상단부에 형성된 연료투입구(19) 내에 서로 반대방향으로 진행하는 한 쌍의 스크류 믹서(22)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제1항 또는 제6항에 있어서,
상기 아연 구슬(12)은, 알칼리 수용액에서 용해되는 고분자 절연물질로 코팅되어 있고, 직경이 0
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제1항에 있어서,
상기 산화아연배출시스템(30)은 각 단위 셀(11)의 바닥에 형성된 산화아연배출통로(18)와 수직방향으로 연결되어 있고 상면에 상기 산화아연배출통로(18)와 연통되도록 관통구멍이 형성된 원통관 형상의 제1 압출기(31)와, 제1 압출기(31)의 내부에 설치된 스크류(32)와, 이 스크류(32)를 구동하기 위한 구동모터(33)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제9항에 있어서,
상기 스크류(32)는 단위 셀(11)에서 생성된 산화아연 입자(17)들을 한 쪽 방향으로 이송시키도록 단위 셀(11)의 하부에 위치되는 이송부와, 이송부에 의해 이송된 산화아연 입자(17)들을 압출하여 고형화시키도록 단위 셀(11) 중 마지막 단위 셀의 밖에 위치되는 압출부를 구비한 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제1항에 있어서,
상기 산화아연배출시스템(30)의 제1 압출기(31)의 일단부에는, 제1 압출기(31)와 연통되어 제1 압출기(31)로부터 압출되어 나오면서 서로 응집되어 점도가 높은 상태로 변한 산화아연 케익을 전지 내부의 수위보다 높은 위치에서 밖으로 배출하도록 제1 압출기(31)와 수직 연결되는 배출관(34) 또는 제2 압출기(35)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제11항에 있어서,
상기 제2 압출기(35)는 그 내부에 설치된 스크류(36)와, 이 스크류(36)를 구동하기 위한 구동모터(37)를 구비한 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제1항에 있어서,
상기 전해액관리시스템(40)은 전해액을 저장하는 전해액저장용기(41)와, 전해액저장용기(41)로부터 순환펌프(42)를 통해 공급받은 전해액을 각 단위 셀(11)의 상부측에 연결된 전해액주입구(44)로 공급하면서 전해액의 수위를 조절하는 전해액수위조절용기(43)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제13항에 있어서,
상기 전해액관리시스템(40)은 산화아연배출시스템(30)의 하부에 배치되어 산화아연배출시스템(30)으로 산화아연의 배출시 누설되는 전해액 일부를 저장하기 위한 누설전해액저장용기(45)와, 상기 누설전해액저장용기(45)의 하단에 연결되어 일방향 밸브가 구비되어 전해액을 이동시키기 위한 전해액이동관(46)과, 일단이 상기 전해액이동관(46)에 연결되고 타단이 전해액수위조절용기(43)에 연결되어 전해액을 순환하기 위한 전해액순환관(47)과, 상기 전해액이동관(46)과 전해액순환관(47) 사이에 설치된 순환펌프(48)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제14항에 있어서,
상기 전해액순환관(47)에는, 전해액배출관(49)이 연결 설치되어 있고, 상기 전해액배출관(49)의 일정 부위는 제2 압출기(35)와 연통되도록 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제11항, 제12항, 제14 또는 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 압출기(35)의 말단부위 근처의 내벽에는, 돌출턱이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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제1항에 있어서,
상기 제어시스템(50)은 단위 셀 안에 삽입되는 광센서 부착 프로브를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속연료전지시스템
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