【手続補正書】
【提出日】平成27年9月28日(2015.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ燃料電池であって、
２トラップ空気フィルタアセンブリに動作的に連結された空気入口（３０）を含み、
前記２トラップ空気フィルタアセンブリは、一連の、第２の復活ができない使い捨ての強力結合ＣＯ２化学トラップとタンデムに配置された第１の熱再生化学ＣＯ２トラップを含み、前記第１および第２のＣＯ２トラップは前記入口よりも下流に配され、前記第２の使い捨てのＣＯ２トラップは前記第１のＣＯ２トラップと前記カソード入口（３２）との間に配され、
前記第１および第２のＣＯ２トラップは、前記空気カソードへの前記入口に供給される空気流中のＣＯ２のレベルを低減させるように構成され、
前記アルカリ燃料電池は、アルカリ水性電解質か、または液体電解質を有さないＯＨ−イオン伝導ポリマー膜を含む、アルカリ燃料電池。
【請求項２】
前記第１のＣＯ２トラップは、次のプロセスに従ってアミンがＣＯ２および水蒸気と反応して重炭酸イオンを形成する反応を介してＣＯ２トラップ部位として働くように構成される、アミン官能基を有する樹脂を活性材料として含み、
Ｒ−ＮＨ２＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＝Ｒ−ＮＨ３＋（ＨＣＯ３−）
ここでＲは炭素質のポリマー骨格を含む、請求項１に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項３】
前記第１のＣＯ２トラップは、次のプロセスに従って乾燥空気条件下でＣＯ２と反応してカルバミン酸イオンを形成する反応を介してＣＯ２トラップ部位として働くように構成される、アミン官能基を有する樹脂を活性材料として含み、
２（Ｒ−ＮＨ２）＋ＣＯ２＝（Ｒ−ＮＨＣＯＯ−）（Ｒ−ＮＨ３＋）
ここでＲは炭素質のポリマー骨格を含む、請求項１に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項４】
生成される電力１ｋＷ当たり、前記第１のＣＯ２トラップは約２リットルの寸法を定め、前記空気流中のＣＯ２のレベルを約１０分の１に低減させるように構成される、請求項１に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項５】
前記第１のＣＯ２トラップは、前記第１のＣＯ２トラップ内のガスの滞留時間が最大約１秒間となることを可能にするように構成され、前記空気流中のＣＯ２のレベルを約１０分の１に低減させるようにさらに構成される、請求項１に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項６】
前記第１のＣＯ２トラップは、前記第１のＣＯ２トラップに前記空気流を通す際に前記空気流中のＣＯ２のレベルを約１０分の１に低減させるように構成され、前記第１のＣＯ２トラップを通過する前記空気流は最大約４５℃の温度を有する、請求項１に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項７】
前記第１のＣＯ２トラップは熱再生のために構成され、それによって、約８０℃から１２０℃の範囲内、好ましくは約１００℃から約１０５℃の範囲内の温度にて前記第１のＣＯ２トラップを通過する復活空気に応答して、前記第１のＣＯ２トラップは吸収されたＣＯ２を放出する、請求項２または３のいずれかに記載のアルカリ燃料電池。
【請求項８】
前記第１のＣＯ２トラップに対する前記構成および動作温度は、吸着および脱離の半サイクルの間の、ＣＯ２トラップ能力を回復するための熱再生の時間が、実質的に等しい空気流速におけるＣＯ２飽和時間よりも短いことを確実にする、請求項２または３のいずれかに記載のアルカリ燃料電池。
【請求項９】
前記第１のＣＯ２トラップは、前記第１のＣＯ２トラップに復活空気流を通すことによる熱再生のために構成されており、前記復活空気流は、追加の加熱を伴うかまたは伴わずに前記第１のＣＯ２トラップに供給される前記カソード排気空気を含む、請求項２または３のいずれかに記載のアルカリ燃料電池。
【請求項１０】
前記追加の加熱は、前記燃料電池に動作的に連結された電気ヒーターまたは触媒ヒーターによって与えられる加熱を含む、請求項９に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項１１】
前記第２のＣＯ２トラップは、ソーダ石灰、水酸化リチウム、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムのうちの１つ以上を含む無機水酸化物または水酸化物混合物の活性材料を含む、請求項１に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項１２】
前記第２のＣＯ２トラップは、前記第１のＣＯ２トラップから出る前記空気流中のＣＯ２のレベルを約１０分の１に低減させるように構成される、請求項１に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項１３】
前記第１のＣＯ２トラップは、前記空気流中のＣＯ２のレベルを約１０分の１に低減させるように構成され、そして前記第２のＣＯ２トラップは、前記第１のＣＯ２トラップから出る前記空気流中のＣＯ２のレベルを約１０分の１に低減させるように構成され、前記カソード空気入口に供給される前記空気流中のＣＯ２のレベルは約５ｐｐｍより低く、好ましくは約１ｐｐｍ以下である、請求項１に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項１４】
前記第２の使い捨てのＣＯ２トラップは、定期的な交換のために構成される、請求項１に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項１５】
アルカリ燃料電池であって、
３トラップ空気フィルタアセンブリに動作的に連結された空気入口を含み、
前記空気フィルタアセンブリは、第１の熱再生化学ＣＯ２トラップおよび第２の熱再生化学ＣＯ２トラップおよび第３の使い捨ての化学ＣＯ２トラップを含み、
前記第１および第２の熱再生トラップの各々は、復活ができない前記第３の使い捨てのＣＯ２化学トラップとタンデムな構成で、そして前記第３の使い捨てのＣＯ２化学トラップから上流に互いに平行に配置され、前記第１および第２のトラップならびに前記第３のトラップは前記入口よりも下流に配され、そして前記アルカリ燃料電池の前記カソードへの入口から上流に配され、
前記第１および第２のトラップの各々は、前記トラップを通過する空気流中のＣＯ２のレベルを第１の予め定められた量だけ低減させるように構成され、そして前記第３のトラップは前記第３のトラップを通過する空気流中のＣＯ２のレベルを第２の予め定められた量だけ低減させるように構成され、そして
前記第１および第２のトラップの各々が前記燃料電池とともに配置されることによって、一方のトラップが前記一方のトラップを通過する空気流中のＣＯ２を能動的にトラップしている間に、他方のトラップが熱再生を受けることが可能となり、
ここで、前記アルカリ燃料電池は、アルカリ水性電解質か、または液体電解質を有さないＯＨ−イオン伝導ポリマー膜を含む、アルカリ燃料電池。
【請求項１６】
前記第１および第２の熱再生化学ＣＯ２トラップの各々は、所与の燃料電池電力出力における前記燃料電池の予め設定された動作期間の後にＣＯ２トラップモードから熱復活モードに切り替え可能であり、およびＣＯ２トラップモードに戻る、請求項１５に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項１７】
前記第１および第２の熱再生化学ＣＯ２トラップの各々は、入口空気およびカソード排気空気流の向け直しによってＣＯ２トラップモードから熱復活モードに切り替わるように構成され、ここで、カソード排気空気は熱復活のために各熱再生化学ＣＯ２トラップに向け直される、請求項１６に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項１８】
炭酸塩のアノード電気化学的消費と、アノード排気流を通じたＣＯ２の放出とによって前記電解質内に蓄積した残留炭酸塩を除去するための摂動電流の印加を受けるために適合され、前記摂動電流はスタックにおける電池反転の開始には達しない大きさを有する、請求項１５に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項１９】
前記摂動電流の前記印加の持続時間は約１秒間から約３０秒間である、請求項１８に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項２０】
前記摂動電流は、所与の動作時間にわたる燃料電池性能の低下に応答して作動される、請求項１９に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項２１】
前記燃料電池に動作的に連結され、前記摂動電流の前記印加の間に中断することなく負荷に電力を補充または供給するように構成された補助電源をさらに含む、請求項１８に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項２２】
前記補助電力は、前記摂動電流の前記印加の完了後に前記燃料電池から再充電するために前記燃料電池に動作的に連結されたバッテリーを含む、請求項２１に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項２３】
前記予め定められた量は１０分の１の量を含み、そして前記第２の予め定められた量は１０分の１への低減を含む、請求項１５に記載のアルカリ燃料電池。
【請求項２４】
前記復活ができない使い捨ての強力結合ＣＯ２化学トラップが、ソーダ石灰、水酸化リチウム、水酸化カリウム、および水酸化ナトリウムからなる群から選択される活性濾過材料を含む、請求項１〜１０および１２〜２３のいずれか１項に記載のアルカリ燃料電池。