(57)【要約】  空気を正極活物質とし、特定物質を負極活物質とする空気電池であって、前記特定物質によってカード状又は粒状又はコイン状に構成された負極部材と、前記負極部材と接触又は電気的に導通可能な位置に配置されて、前記負極部材を酸化する正極と、前記負極部材を、前記正極に接触又は電気的に導通可能な位置に、交換可能に保持する保持部材と、を備えたことを特徴とする。
2014126204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を正極活物質とし、特定物質を負極活物質とする空気電池であって、
前記特定物質によってカード状又は粒状又はコイン状に構成された負極部材と、
前記負極部材と電気的に導通可能な位置に配置されて、前記負極部材を酸化する正極と、
前記負極部材を、前記正極に電気的に導通可能な位置に、交換可能に保持する保持部材と、
を備えたことを特徴とする空気電池。
【請求項２】
空気を正極活物質とし、特定物質を負極活物質とする空気電池であって、
前記特定物質によって構成された負極部材と、
前記負極部材の一部としての酸化箇所と電気的に導通可能な位置に配置されて、前記酸化箇所を酸化する正極と、
前記負極部材における前記酸化箇所を前記負極部材の他の部分に変更する酸化箇所変更部材と、
を備えたことを特徴とする空気電池。
【請求項３】
前記正極は、電解質層を挟んで前記負極部材に接触し、その電解質層と一体に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気電池。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本国際出願は、２０１３年２月１５日に日本国特許庁に出願した日本国特許出願第２０１３−２７９３６号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１３−２７９３６号の全内容を本国際出願に援用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、空気を正極活物質とし、特定物質を負極活物質とする空気電池に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、金属等の負極活物質の酸化反応を利用して発電する空気電池が種々提案されている。例えば、負極活物質としてマグネシウムが利用された場合、マグネシウムは海水中に１８００兆トンあるといわれているので、安価な空気電池を安定して供給することが可能となる。ここで、マグネシウムが負極活物質として利用される場合、その表面が酸化しやすいなどの課題があったが、マグネシウムを帯状に構成し、リールに巻き付けてカセットテープ状に保持することで前記課題を解決することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許５０３４０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記特許文献１には、マグネシウムをリールに巻き付けて保持することが記載されているのみで、そのリールをどのように駆動するかなどの具体的な構成は記載されていない。このため、特許文献１に記載の技術には、発電量の調整機構を具体化するなどの更なる改善の余地があった。本発明の一側面においては、特許文献１とは異なる新規な構成を有する空気電池が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１局面は、空気を正極活物質とし、特定物質を負極活物質とする空気電池であって、前記特定物質によってカード状又は粒状又はコイン状に構成された負極部材と、前記負極部材と電気的に導通可能な位置に配置されて、前記負極部材を酸化する正極と、前記負極部材を、前記正極に電気的に導通可能な位置に、交換可能に保持する保持部材と、を備えたことを特徴としている。【０００７】
このように構成された第１局面の空気電池では、特定物質によってカード状又は粒状又はコイン状に構成された負極部材は、正極に電気的に導通可能な位置に、保持部材によって保持される。すると、正極は、前記保持部材に保持された負極部材と電気的に導通可能な位置に配置されることで、前記負極部材を酸化して発電する。また、保持部材は負極部材を交換可能に保持する。このため、負極部材の酸化等によって発電能力が低下した場合には、保持部材に保持される負極部材が交換されれば、発電能力が回復する。【０００８】
また、本発明の第２局面は、空気を正極活物質とし、特定物質を負極活物質とする空気電池であって、前記特定物質によって構成された負極部材と、前記負極部材の一部としての酸化箇所と電気的に導通可能な位置に配置されて、前記酸化箇所を酸化する正極と、前記負極部材における前記酸化箇所を前記負極部材の他の部分に変更する酸化箇所変更部材と、を備えたことを特徴としている。【０００９】
このように構成された第２局面の空気電池では、正極は、特定物質によって構成された負極部材の一部としての酸化箇所と電気的に導通可能な位置に配置されて、当該酸化箇所を酸化することで発電する。前記酸化箇所の酸化等によって発電能力が低下した場合には、酸化箇所変更部材によって前記負極部材における前記酸化箇所が前記負極部材の他の部分に変更されれば、発電能力が回復する。【００１０】
本発明の第３局面は、前記第１局面又は第２局面の空気電池において、前記正極は、電解質層を挟んで前記負極部材に接触し、その電解質層と一体に設けられたことを特徴としている。その場合、電解質層を通って水酸化物イオン又は酸素イオンが正極から負極部材へ移動し、安定して発電を行うことができる。【００１１】
次に、本発明の実施形態としての空気電池について一例を挙げて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した第１実施形態の携帯電話の構成を表す斜視図である。
【図２】その携帯電話のカバーを開いた状態を表す斜視図である。
【図３Ａ−３Ｂ】その携帯電話の内部構成を模式的に表す断面図である。
【図４】第２実施形態の空気電池の構成を表す斜視図である。
【図５】第３実施形態の空気電池の構成を表す模式図である。
【図６】その空気電池における処理の一例を表すフローチャートである。
【図７】前記処理の他の例を表すフローチャートである。
【図８】前記処理の更に他の例を表すフローチャートである。
【図９】前記処理の更に他の例を表すフローチャートである。
【図１０】第４実施形態の空気電池の構成を表す模式図である。
【図１１】第５実施形態の空気電池の構成を表す斜視図である。
【図１２】第６実施形態の空気電池の構成を表す模式図である。
【図１３】その空気電池における処理の一例を表すフローチャートである。
【図１４】第７実施形態の空気電池の構成を表す模式図である。
【図１５】その空気電池の装着例を表す模式図である。
【図１６】その空気電池の装着位置を概略的に表す模式図である。
【図１７】その空気電池における処理の一例を表すフローチャートである。
【図１８】第８実施形態の空気電池の構成を表す模式図である。
【図１９】その空気電池における処理の一例を表すフローチャートである。
【図２０】その空気電池の変形例の構成を表す模式図である。
【図２１】第９実施形態の空気電池の構成を表す模式図である。
【図２２】第１０実施形態の空気電池の構成を表す模式図である。
【符号の説明】
【００１３】
１…携帯電話    ３…筐体    ７…カバー  １１…負極      １２…ゴムパッキン
１５…電解質層      １６…正極      ２０…積層体    ５０…マグネシウム板
２０１，３０１，４０１，５０１，６０１、７０１，８０１，９０１，１００１…空気電池    ２０５…パイプ        ２５０…マグネシウム球    ２６１…パイプライン
２６３，２６５…ローラ    ３０５…カセット    ３５０…マグネシウム帯
３５１，３５２…リール    ３５３…ガイド    ３７０…モータ  ３７１…レーザ照射部３７２…制御部            ３７３…検出部            ４７０…ハンドル
５０５，９５７…バネ      ５０７…錘                ５５０…マグネシウム棒
５５１…スタンド          ６７１…レンズ        ６７７，７７７…シャッタ
６７８…受光量センサ      ７７１，７７２…集光ミラー      ７９５…開閉弁
７９７…エンジン７        ９８…ブレーキ                  ８３０…他電源
８９９…切換部            ９０５…アーム                  ９５０…マグネシウム塊
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１実施形態］
（１）第１実施形態の構成
次に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。図１は、本発明の空気電池が適用された携帯電話１の構成を表す斜視図である。図１に示すように、この携帯電話１の筐体３は、操作パネル等（図示省略）が設けられた本体５とカバー７（いわゆる電池カバー）とが、ヒンジ９を介して接続された構成を有する。
【００１５】
図２に示すように、カバー７が開かれると、カバー７の内側面７Ａ（カバー７が閉じられたときに本体５と重なる側の面）に露出した負極１１の表面にマグネシウム板５０が装着可能となる。負極１１は、銅板等の良導電性の金属板から構成されている。マグネシウム板５０は、マグネシウムにより、矩形のカード状（平板状）に形成されている。また、このマグネシウム板５０は、カバー７が閉じられたとき、本体５の内側面５Ａ（カバー７が閉じられたときにカバー７と重なる側の面）に露出した電解質層１５に当接する。
【００１６】
図３Ａは、マグネシウム板５０がカバー７に装着され、かつ、カバー７が閉じられた状態の携帯電話１の内部構造を、負極１１を通る断面に沿って模式的に表す断面図である。図３Ｂは、マグネシウム板５０がカバー７に装着され、かつ、カバー７が開かれた状態の携帯電話１の内部構造を、負極１１を通る断面に沿って模式的に表す断面図である。図２，図３Ａ，図３Ｂに示すように、カバー７の内側面７Ａは、負極１１が設けられた部分が窪んでおり、その負極１１の周囲（前記窪みの側壁）には、マグネシウム板５０を周囲（すなわち側面）から押圧して負極１１の表面に固定するゴムパッキン１２が設けられている。
【００１７】
電解質層１５は、ゲル状又は液状の電解質を保持した多孔質セパレータによって、マグネシウム板５０と同じ平面形状を有する矩形板状に構成されている。また、電解質層１５の本体５側（負極１１と反対側）の面には、本体５の外側面（カバー７が閉じられたときカバー７と重なる側の面とは反対側の面）に向かって、同様の平面形状を有する正極１６，フィルタ１７が順次積層されている。フィルタ１７は、後述するマグネシウム板５０の酸化反応で生じた熱が直接使用者に伝達されないように比較的熱伝導性の低い素材で構成された多孔質素材である。正極１６は、金属板（銅板，銀板，白金板等の、水素よりイオン化傾向が低い金属からなる板）によって構成されている。この正極１６を構成する金属板は、フィルタ１７を介して空気中の酸素を取り込みやすいように、ネット状、多孔質状、もしくはフィルタ１７側に凹凸を有する形状に構成されている。
【００１８】
（２）第１実施形態の効果
このため、カバー７が閉じられ、負極１１，マグネシウム板５０，電解質層１５，正極１６が順次積層された状態となると、負極１１と正極１６とで以下に示すような反応が生じて、正極１６から負極１１に向けて電流が流れる。
【００１９】
負極１１：  ２Ｍｇ                →  ２Ｍｇ2+  ＋  ４ｅ-       （１）
正極１６：  Ｏ2 ＋Ｈ2Ｏ ＋４ｅ-   →  ４ＯＨ-                   （２）
全体    ：  ２Ｍｇ＋Ｏ2 ＋２Ｈ2Ｏ →  ２Ｍｇ（ＯＨ-）2↓        （３）
なお、電解質として非水系の電解質が使用された場合や、電解質層１５の全体が固体電解質で構成された場合は、ＯＨ- の代わりにＯ2-が反応に関与するので、Ｍｇ（ＯＨ-）2の代わりにＭｇＯが生成される。また、フィルタ１７の代わりに水素吸蔵合金が配設された場合、酸素がなくても正極１６にて水が分解されて前記ＯＨ- が生成される。その場合、水素吸蔵合金に水素が吸着される。従って、当該水素吸蔵合金が着脱可能に設けられていれば、水素ガスを燃料とする燃料電池に当該水素吸蔵合金を供給して発電に供することができる。
【００２０】
携帯電話１では、マグネシウム板５０の酸化が進行して発電能力が低下したら、カバー７を開いてマグネシウム板５０を交換することができる。この交換によって発電能力が回復する。また、携帯電話１では、正極１６と電解質層１５とが一体に設けられているため、マグネシウム板５０側に電解質層を設ける場合に比べて構成を簡略化することができる。
【００２１】
携帯電話１において、マグネシウム板５０が負極部材の一例に、カバー７及びゴムパッキン１２が保持部材の一例に、それぞれ相当する。また、負極１１、マグネシウム板５０、電解質層１５及び正極１６を順次積層した積層体２０、筐体３、並びにゴムパッキン１２が、本発明の空気電池の一例に相当する。
【００２２】
（３）変形例
前記実施形態の携帯電話１は多機能型携帯電話（いわゆるスマートフォン）であってもよい。また、携帯電話１に係る空気電池の構成は、携帯電話（多機能型携帯電話も含む）の充電器にも適用することができる。後者の場合、マグネシウムは重量当たりの発電量及び体積当たりの発電量が大きいので、当該充電器を鞄の中などに入れておいて携帯電話を充電することができる。
【００２３】
また、マグネシウム板５０は、片面に導電性の糊料を塗布されて台紙に貼着されたステッカー状にして販売されてもよく、複数枚重ねておいて順次剥がして使用されてもよく、切手のようにミシン目で切り離して使用されるものであってもよい。更に、マグネシウム板５０は酸化される際に発熱する。そこで、筐体３が適度に熱を伝導させる素材で構成されている場合、携帯電話１はカイロとしても使用可能になる。
【００２４】
また更に、マグネシウム板５０は、本体５の内側面５Ａに垂直な軸回りに当該内側面５Ａに沿って回転する円板に複数装着され、その円板を回転させることでマグネシウム板５０の交換が可能とされてもよい。このような構成は、電気自動車用の空気電池のように厚肉のマグネシウム板５０を必要とする場合にも応用でき、その場合、前記円板は拳銃のリボルバーのような円筒状となってもよい。
【００２５】
また、アルカリ電解液や非水系の電解質を保持した多孔質セパレータや固体電解質によって電解質層１５を構成した場合など、電解質層１５の構成によってはフィルタ１７を介して供給される酸素を遮断することで発電を停止させることができる。そこで、フィルタ１７の内部に正極１６の表面に直交する隔壁を設けることでフィルタ１７の内部空間を複数の空間に気密に遮断し、かつ、各空間の外気との対向面に気密性の高い塗料を塗布しておいてもよい。その場合、当該塗料がスクラッチカードのように削り取られることで、その塗料が塗布されていた前記空間に酸素（空気）を導入して、その空間に対向するマグネシウム板５０のみを用いて発電することが可能となる。その場合、使用者は、携帯電話１に確実に電力を供給したいときに新たに前記塗料を削り取って、マグネシウム板５０の新たな領域を発電に供することで、携帯電話１の通信系統等への通電を確実に行うことができる。
【００２６】
また、塗料が塗布される代わりに、気泡緩衝材と同様の構成が外気との対向面に配設され、その気泡が潰されることで所望の前記空間に酸素が導入されてもよい。更に、マグネシウム板５０が単体で販売される場合であっても、包装容器から取り出されたときにコーティングが剥離して発電に供されることができるようにしてもよい。更に、マグネシウム板５０は、コイン状（例えば円板状），粒状など、種々の形状とすることができる。なお、前述のようにスクラッチカードのように塗料が削られたときに発電を行わせる構成は、一般のスクラッチカードに応用されてもよい。その場合、スクラッチカードが削られたときに、前記発電によって当該スクラッチカードが発光するようにすることも可能である。
【００２７】
［第２実施形態］
（１）第２実施形態の構成
次に、図４に示す第２実施形態の空気電池２０１は、マグネシウムにより粒状（球状）に構成されたマグネシウム球２５０を用いて発電を行うものである。図４に示すように、空気電池２０１はマグネシウム球２５０が流通されるパイプ２０５を備え、そのパイプ２０５の内面の下部に、第１実施形態における電解質層１５，正極１６と同様の材質からなる電解質層１５，正極１６の積層体２０と、金属製の負極１１とが配設されている。積層体２０は、電解質層１５を内側にして構成されている。また、積層体２０と負極１１とは、マグネシウム球２５０の流通方向に対して右側と左側とに分かれて配設されている。前記積層体２０の少なくとも電解質層１５と負極１１とは、パイプ２０５の内面から僅かに突出し、少なくとも内側面が円筒面とされている。なお、この円筒面の内径は、マグネシウム球２５０の外径と一致するのが望ましい。
【００２８】
また、マグネシウム球２５０は、外周に酸化防止用の被膜が形成された状態でパイプライン２６１を介して供給され、一対のスポンジ状のローラ２６３，２６５を介してパイプ２０５の内部へ送り込まれる。ローラ２６３，２６５の表面には研磨材が接着等により付着されており、ローラ２６３，２６５の回転速度は若干異なっている。
【００２９】
（２）第２実施形態の効果
このため、前記酸化防止用の被膜は、マグネシウム球２５０がローラ２６３，２６５の間を通過する際に前記研磨材によって削り取られ、マグネシウム球２５０を構成するマグネシウムが電解質層１５と負極１１との間を転がりながら搬送される。このため、空気電池２０１では、第１実施形態と同様に発電を行うことができる。
【００３０】
なお、パイプ２０５を通過したマグネシウム球２５０は、図示省略したパイプラインを介して例えば熱帯や砂漠等の日射量の多い地域へ搬送される。当該地域では、太陽光発電を利用してレーザ光が照射されることによって、酸化マグネシウムから酸素が脱離されることによってマグネシウム球２５０が還元される。還元されたマグネシウム球２５０は、前記被膜が形成された後、パイプライン２６１を介して空気電池２０１へ搬送される。なお、前述のように、発電によってマグネシウムが水酸化マグネシウムに変化する形態も考えられるが、水酸化マグネシウムは、赤熱されると容易に酸化マグネシウムに変化し、その後、前述のようにマグネシウムに還元されることができる。
【００３１】
（３）変形例
なお、空気電池２０１において、マグネシウム球２５０が負極部材の一例に、パイプ２０５が保持部材及び酸化箇所変更部材の一例に、それぞれ相当する。また、空気電池２０１において、パイプライン２６１の末端部内壁面に研磨材が付着され、マグネシウム球２５０がその部分を通るときに、前記被膜又は搬送中に酸化した酸化マグネシウムもしくは水酸化マグネシウムが削り取られてもよい。更に、電解質層１５，正極１６の積層体２０と負極１１とはパイプ２０５の全長に亘って配設されているが、その長手方向の複数箇所に研磨材が付着され、その箇所を通過するマグネシウム球２５０から、前記被膜又は酸化マグネシウムもしくは水酸化マグネシウムの層が削り取られてもよい。また更に、パイプライン２６１の末端部や電解質層１５又は負極１１の表面に付着される研磨材は、前記被膜又は酸化マグネシウム又は水酸化マグネシウムを溶解させる溶液を含浸した多孔質素材、又はその溶液を貯留した貯留槽に置き換えられてもよい。
【００３２】
また、携帯電話１で使用したマグネシウム板５０も、空気電池２０１におけるマグネシウム球２５０と同様に日射量の多い地域で還元されてもよい。その場合、煎餅を焼く機械のようにベルトコンベアで搬送しながらマグネシウム板５０を還元し、還元後のマグネシウム板５０を前記被膜の溶液に落としてコーティングするなどして密閉する装置が使用されてもよい。
【００３３】
［第３実施形態］
（１）第３実施形態の構成
図５に示す第３実施形態の空気電池３０１は、第１実施形態における電解質層１５，正極１６と同様に構成された電解質層１５，正極１６の積層体に対して着脱可能なカセット３０５を備えている。なお、この空気電池３０１は、電気自動車，多機能型携帯電話等、各種電気機器に適用可能であるが、以下、電気自動車に適用した場合について説明する。その場合、電解質層１５，正極１６は電気自動車側に設けられ、それに対して、カセット３０５が着脱可能に構成される。
【００３４】
カセット３０５は、マグネシウムにより表裏面が導通するテープ状（帯状）に構成されたマグネシウム帯３５０と、一対のリール３５１，３５２と、ガイド３５３とを備えている。一対のリール３５１，３５２には、マグネシウム帯３５０が巻回される。ガイド３５３は、リール３５１，３５２の間のマグネシウム帯３５０を電解質層１５の表面に張設するため、少なくとも一対設けられている。なお、このようなカセット３０５の構成は、特許第５０３４０１４号公報に記載されたものとほぼ同様であるので、ここでは詳述しない。
【００３５】
カセット３０５が電気自動車に装着された場合、マグネシウム帯３５０は、金属製の各リール３５１，３５２又はガイド３５３のうちの少なくともいずれか１つを介して電気自動車側のアース電極（図示省略）に接地される。このため、そのアース電極と正極１６との間で、第１実施形態と同様に発電を行うことができる。
【００３６】
また、一方のリール３５１はモータ３７０によって回転駆動され、その駆動力は、図示省略した駆動力伝達機構を介して他方のリール３５２へも伝達されている。この駆動力伝達機構は、各リール３５１，３５２におけるマグネシウム帯３５０の巻回量に関わらず、マグネシウム帯３５０を電解質層１５の表面に張設したままでいずれの方向にも搬送可能な周知の機構である。更に、リール３５１とその直近のガイド３５３との間には、当該ガイド３５３とリール３５１との間に張設されたマグネシウム帯３５０にレーザ光を照射してその部分のマグネシウム帯３５０を還元するためのレーザ照射部３７１が設けられている。なお、レーザ照射部３７１は、空気電池３０１とは別の外部電源（図示省略）から電力を供給されてレーザ光を照射する。
【００３７】
モータ３７０，レーザ照射部３７１は、ＣＰＵ３８１，ＲＯＭ３８２，ＲＡＭ３８３を備えたマイクロコンピュータからなる制御部３７２にて制御され、その制御部３７２には、検出部３７３からの検出信号が入力されている。なお、これらモータ３７０，レーザ照射部３７１，制御部３７２，検出部３７３の構成も、カセット３０５とは別体に電気自動車側に設けられている。
【００３８】
（２）第３実施形態における第１処理例及びその効果
制御部３７２が実行する処理としては、以下のように種々の形態が考えられる。ここで、前記電気自動車が、制動中に回生電力を取得する周知の機構（図示省略）を備え、検出部３７３が、その制動状態、車速、その他の負荷（エアコン，ライト等）の状態を検出する場合、制御部３７２は次のような処理を実行してもよい。
【００３９】
図６は、そのような場合に対応した制御部３７２の処理の一例を表すフローチャートである。なお、この処理は、制御部３７２が備えたＣＰＵ３８１により、同じく制御部３７２が備えたＲＯＭ３８２に記憶されたプログラムに基づいて、所定時間毎に実行される。
【００４０】
図６に示すように、この処理では、先ずＳ１１（Ｓはステップを表す：以下同様）にて、検出部３７３の検出結果に基づいて電気自動車が制動中であるか否かが判断される。制動中でない場合は（Ｓ１１：Ｎ）、Ｓ１２にて、制御部３７２が内部に備えた時計に基づいて、モータ３７０が前回駆動されてから所定時間が経過したか否かが判断される。所定時間経過していない場合は（Ｓ１２：Ｎ）、Ｓ１３にて、検出部３７３の検出結果に基づいて電気自動車が所定距離以上走行したか否かが判断される。
【００４１】
所定距離以上走行していない場合は（Ｓ１３：Ｎ）、Ｓ１４にて、負荷が所定以上（例えば負荷の消費電力が所定値以上）であるか否かが判断され、負荷が所定以上でない場合は（Ｓ１４：Ｎ）、そのまま一旦処理が終了する。一方、モータ３７０が前回駆動されてから所定時間以上経過したか（Ｓ１２：Ｙ）、電気自動車が所定距離以上走行したか（Ｓ１３：Ｙ）、負荷が所定以上であるか（Ｓ１４：Ｙ）のいずれかの条件が成立したときは、処理はＳ１７へ移行する。Ｓ１７では、モータ３７０が所定量駆動され、マグネシウム帯３５０が、リール３５２からリール３５１へ向かう方向に、電解質層１５の長さ分だけ搬送される。これにより、マグネシウム帯３５０の電解質層１５と接する部分が交換され、前記発電を確実に行うことができる。
【００４２】
すなわち、前記Ｓ１２〜Ｓ１４のいずれかで肯定判断がなされた場合は、電気自動車において多量の電力が消費された場合に相当する。それらの電力は、空気電池３０１から供給される。その場合、電解質層１５と接しているマグネシウム帯３５０のマグネシウムの多くが酸化マグネシウム又は水酸化マグネシウムに変化しているものと推定される。そこで、Ｓ１７の処理により、マグネシウム帯３５０の電解質層１５と接する部分が交換されるのである。
【００４３】
一方、電気自動車が制動中であることを検出部３７３が検出した場合は（Ｓ１１：Ｙ）、処理はＳ１９へ移行する。Ｓ１９では、それまでに発電に使用されたマグネシウム帯３５０が回生電力を利用してレーザ照射部３７１により還元され、モータ３７０が逆回転されることにより、前記還元が終了したマグネシウム帯３５０がリール３５２に向かう方向へ搬送されて処理が一旦終了する。電気自動車の制動中は（Ｓ１１：Ｙ）、このＳ１１，Ｓ１９の処理が繰り返されることによって、使用済みのマグネシウム帯３５０が徐々に還元される。このため、劣化（酸化）したマグネシウム帯３５０は、前述のように良好に還元して再利用されることができる（Ｓ１９）。
【００４４】
なお、空気電池３０１では、図５に示すように電解質層１５とレーザ照射部３７１とが離れている場合がある。その場合、Ｓ１９の処理では、先ず、マグネシウム帯３５０の電解質層１５と接する部分がレーザ照射部３７１との対向部（マグネシウムが還元される位置）まで搬送され、続いて、還元が終了したマグネシウム帯３５０がリール３５２に向かう方向へ順次搬送されてもよい。また、Ｓ１９において、還元及びリール３５２方向への搬送がマグネシウム帯３５０の始端までなされると、それ以上前記還元の処理ができないので、Ｓ１９の処理は実質的に素通りされるようになる。なお、ここで、マグネシウム帯３５０の始端まで搬送がなされたとは、リール３５１に巻回されたマグネシウム帯３５０の量が、再びモータ３７０を駆動して当該リール３５１にマグネシウム帯３５０を巻き取ることのできる最小値となったことを表す。
【００４５】
（３）第３実施形態における第２処理例及びその効果
図７に示す処理は、図６に示した第１処理例とは検出部３７３の機能が異なる場合に対応している。すなわち、図７は、検出部３７３が、電解質層１５と対向しているマグネシウム帯３５０の劣化状態（酸化状態）を直接検出する場合に対応した処理の一例を表すフローチャートである。図７に示すように、この処理は、前述のＳ１２〜Ｓ１４の処理の代わりにＳ２２の処理が実行される点を除いて、図６に示した第１処理例と同様であるので、以下、相違点についてのみ説明する。
【００４６】
すなわち、この処理では、電気自動車が制動中でない場合は（Ｓ１１：Ｎ）、Ｓ２２にて、検出部３７３の検出結果に基づき、電解質層１５と対向しているマグネシウム帯３５０が劣化（所定度合い以上酸化）したか否かが判断される。そして、劣化していない場合は（Ｓ２２：Ｎ）、処理はそのまま一旦終了し、劣化している場合は（Ｓ２２：Ｙ）、前述のＳ１７にてマグネシウム帯３５０が搬送される。これにより、マグネシウム帯３５０の電解質層１５と接する部分が、劣化した部分から劣化していない部分に交換され、前記発電を確実に行うことができる。なお、前記劣化状態を検出する検出部３７３としては、電解質層１５と対向しているマグネシウム帯３５０を下方から押圧して重量を測定する構成や、電解質層１５と対向しているマグネシウム帯３５０の抵抗値を測定する構成など、種々の構成が適用できる。
【００４７】
（４）第３実施形態における第３処理例及びその効果
図８に示す処理は、図６，図７に示した第１処理例，第２処理例とは適用される装置も検出部３７３の機能も異なる場合に対応している。すなわち、図８は、空気電池３０１を多機能型携帯電話に適用した場合に対応した処理の一例を表すフローチャートである。
【００４８】
なお、この場合、空気電池３０１の電解質層１５，正極１６，モータ３７０，レーザ照射部３７１，制御部３７２，検出部３７３は、カセット３０５とは別体に多機能型携帯電話側に設けられ、カセット３０５は多機能型携帯電話に着脱可能に構成される。マグネシウム帯３５０は、金属製の各リール３５１，３５２又はガイド３５３のうちの少なくともいずれか１つを介して多機能型携帯電話側のアース電極（図示省略）に接地される。検出部３７３は、当該多機能型携帯電話が充電器による充電中であるか否か、当該多機能型携帯電話でどのような名称またはコードナンバーのアプリ（アプリケーションソフトウェア）が実行されているか、等を検出する。
【００４９】
図８の処理も、制御部３７２が備えたＣＰＵ３８１により、同じく制御部３７２が備えたＲＯＭ３８２に記憶されたプログラムに基づいて、所定時間毎に実行される。図８に示すように、この処理では、先ず、Ｓ３１にて、検出部３７３の検出結果に基づいて多機能型携帯電話が充電中であるか否かが判断される。充電中でない場合は（Ｓ３１：Ｎ）、Ｓ３２にて、消費電力の比較的大きい所定アプリが実行中であるか否かが、検出部３７３の検出結果に基づいて判断される。この所定アプリの名称又はコードナンバーは、以下に述べる数値αと対応付けられた状態で、予めＲＯＭ３８２に登録されている。所定アプリが実行中でない場合は（Ｓ３２：Ｎ）、Ｓ３３にて、カウンタＮの値が１加算されて処理はＳ３４へ移行する。一方、所定アプリが実行中である場合は（Ｓ３２：Ｙ）、Ｓ３５にて、そのアプリに応じた数値α（１より大きい自然数）が取得され、Ｓ３６にてそのαがカウンタＮの値に加算されて、処理はＳ３４へ移行する。
【００５０】
Ｓ３４では、カウンタＮの値が予め設定された所定値Ｍ（１より大きい自然数）より大きいか否かが判断され、Ｎ≦Ｍの場合は（Ｓ３４：Ｎ）、そのまま一旦処理が終了する。一方、Ｎ＞Ｎの場合は、処理はＳ３７へ移行し、前述のＳ１７と同様にマグネシウム帯３５０が搬送される。Ｓ３７に続くＳ３８では、カウンタＮが０にリセットされて、処理が一旦終了する。
【００５１】
一方、多機能型携帯電話が充電中であることを検出部３７３が検出した場合は（Ｓ３１：Ｙ）、処理はＳ３９へ移行する。Ｓ３９では、それまでに発電に使用されたマグネシウム帯３５０が充電器から供給される電力を利用してレーザ照射部３７１により還元される。そして、このＳ３９では、前述のＳ１９と同様にモータ３７０が逆回転されることにより、前記還元が終了したマグネシウム帯３５０がリール３５２に向かう方向へ搬送されて処理が一旦終了する。多機能型携帯電話の充電中は（Ｓ３１：Ｙ）、このＳ３１，Ｓ３９の処理が繰り返されることによって、使用済みのマグネシウム帯３５０が徐々に還元される。このため、劣化（酸化）したマグネシウム帯３５０は、良好に還元して再利用されることができる（Ｓ３９）。
【００５２】
（５）変形例
なお、本実施形態の空気電池３０１において、マグネシウム帯３５０が負極部材の一例に、リール３５１，３５２及びモータ３７０が酸化箇所変更部材の一例に、それぞれ相当する。また、マグネシウム帯３５０は、必ずしもリールに巻回しなくてもよく、第２実施形態のようにパイプラインを介して搬送してもよい。
【００５３】
また、検出部３７３がマグネシウム帯３５０の劣化状態を直接検出し、制御部３７２が図７に示す処理を実施する形態（前述の第２処理例）は、空気電池３０１が多機能型携帯電話に適用された場合にも、電気自動車に適用された場合と同様に適用可能である。ただし、その場合、図９のフローチャートに示すように、Ｓ１１における「制動中か」の判断は、Ｓ３１における「充電中か」の判断に置き換えられ、Ｓ１９における「回生電力で還元」は、Ｓ３９における「供給電力で還元」に置き換えられる。
【００５４】
［第４実施形態］
図１０に示す第４実施形態の空気電池４０１は、次の点を除いて第３実施形態の空気電池３０１と同様に構成されているので、同様に構成された部分には図５で使用した参照符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。図１０に示すように、この空気電池４０１は、モータ３７０，レーザ照射部３７１，制御部３７２，検出部３７３を有さず、リール３５１には手回しのハンドル４７０が接続されている。
【００５５】
このため、空気電池４０１では、ハンドル４７０を手回しで回転させることによって、マグネシウム帯３５０を前述のように搬送することができる。従って、使用者は、空気電池４０１の発電状態を自身で判断してマグネシウム帯３５０を適宜搬送することができる。また、この場合、マグネシウム帯３５０が例えばリール３５１側に全部巻き取られれば、そのマグネシウム帯３５０が新品と交換され、使用後のマグネシウム帯３５０が前述のような地域に送られて還元されるのも容易となる。なお、本実施形態の空気電池４０１において、マグネシウム帯３５０が負極部材の一例に、カセット３０５が保持部材の一例にリール３５１，３５２及びハンドル４７０が酸化箇所変更部材の一例に、それぞれ相当する。
【００５６】
［第５実施形態］
（１）第５実施形態の構成
図１１に示す第５実施形態の空気電池５０１は、マグネシウムにより長尺の円柱状に構成されたマグネシウム棒５５０と、そのマグネシウム棒５５０の長手方向両端に設けられてマグネシウム棒５５０を鉛直に立てるための一対のスタンド５５１とを備えている。また、第１実施形態における電解質層１５，正極１６と同様の材質からなる電解質層１５，正極１６の積層体は、電解質層１５を内側にしてマグネシウム棒５５０を囲むように円環状に構成されている。一対のスタンド５５１は、いずれも銅等の金属によって構成され、アース電極等の上に配置されることで負極となり得る。
【００５７】
（２）第５実施形態の効果
このため、マグネシウム棒５５０に円環状の電解質層１５が接することで、第１実施形態における積層体２０と同様に発電を行うことができる。また、正極１６の外周には、バネ５０５を介して錘５０７が接続されており、電解質層１５の内径はマグネシウム棒５５０の外形よりも僅かに大きく構成されている。このため、錘５０７を上下に振動させることで、電解質層１５及び正極１６をマグネシウム棒５５０の上端から下端まで徐々に下降させることができる。そして、その下降中、電解質層１５及び正極１６は、マグネシウム棒５５０を酸化させて発電しながら、マグネシウム棒５５０の未だ酸化されていない箇所（下方）へ順次移動することができる。
【００５８】
なお、本実施形態の空気電池５０１において、電解質層１５及び正極１６がマグネシウム棒５５０の下端まで移動した時点で、マグネシウム棒５５０の酸化状態がまだ発電可能な酸化状態であれば、マグネシウム棒５５０を上下反転させて再び同様に発電を行うことができる。また、電解質層１５の内側面に、研磨材を付着させておけば、マグネシウム棒５５０の表面の酸化した部分を削り取りながら前記発電を行うことができる。
【００５９】
（３）変形例
本実施形態の空気電池５０１において、マグネシウム棒５５０が負極部材の一例に、バネ５０５及び錘５０７が酸化箇所変更部材の一例に、それぞれ相当する。なお、本実施形態における酸化箇所変更部材は、他の構成に置き換えられてもよい。例えば、空気電池５０１におけるバネ５０５，錘５０７の代わりに電動のアーム等が設けられた場合、そのアーム等が電解質層１５及び正極１６を強制的に移動させてもよい。そして、その場合、電解質層１５の内側面に前述のように研磨材が付着され、更に、マグネシウム棒５５０を中心軸回りに回転させる機構が設けられた場合、マグネシウム棒５５０を桂剥きのように回転させつつ削りながら発電を行うことができる。また更に、マグネシウム棒５５０が、下方のスタンド５５１側に収納され、そのスタンド５５１からシャープペンシルの芯のようにノックに応じて繰り出される場合、その繰り出しによって、電解質層１５との当接箇所が変化してもよい。
【００６０】
［第６実施形態］
（１）第６実施形態の構成
また、前記各実施形態では、レーザ光を照射することによりマグネシウムが還元されているが、マグネシウムの還元方法としてはその他種々の方法が適用可能である。例えば、金属酸化物は、８０℃／分以上のレートで急速昇温されると、比較的低温域でも元の金属に還元されることが知られている（例えば、特開２００８−９４６３６号公報参照。）。
【００６１】
図１２に示す第６実施形態の空気電池６０１は、次の点を除いて第３実施形態の空気電池３０１と同様に構成されているので、同様に構成された部分には図５で使用した参照符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。図１２に示すように、この空気電池６０１は、レーザ照射部３７１を有さず、複数のレンズ６７１と、シャッタ６７７と、受光量センサ６７８とを備えている。
【００６２】
レンズ６７１は、電解質層１５との対向位置からリール３５１側に搬送されたマグネシウム帯３５０の表面に沿って複数設けられ、そのマグネシウム帯３５０の表面に太陽光を集光する。シャッタ６７７は、各レンズ６７１への太陽光の入射を許可又は禁止する。受光量センサ６７８は、シャッタ６７７を介してレンズ６７１へ入射する太陽光の光量を検出する。なお、本実施形態の空気電池６０１は、レンズ６７１による集光が容易に行われる位置に装着されるのが望ましい。例えば、電気自動車に装着される場合であれば、ダッシュボード又はルーフ等に装着されるのが望ましい。また、図１２ではレンズ６７１を２つだけ図示しているが、より多くのレンズ６７１が設けられてもよい。
【００６３】
（２）第６実施形態における処理及び効果
本実施形態の空気電池６０１でも、制御部３７２が実行する処理としては種々考えられる。以下、一例として、検出部３７３が、電解質層１５と対向しているマグネシウム帯３５０の劣化状態（酸化状態）を直接検出する場合に対応した処理を説明する。図１３のフローチャートに示すように、この処理では、先ず、Ｓ５０にて、電解質層１５と対向しているマグネシウム帯３５０が劣化（所定度合い以上酸化）したか否かが、検出部３７３の検出結果に基づいて判断される。そして、劣化していない場合は（Ｓ５０：Ｎ）、処理はＳ５１へ移行する。Ｓ５１では、マグネシウム帯３５０が始端まで巻き戻されているか否かが、モータ３７０の駆動履歴に基づいて判断される。
【００６４】
ここで、マグネシウム帯３５０が始端まで巻き戻されている状態とは、リール３５１に巻回されたマグネシウム帯３５０の量が、モータ３７０を駆動して当該リール３５１にマグネシウム帯３５０を巻き取ることのできる最小値となった状態をいう。新品のカセット３０５の装着時には、マグネシウム帯３５０が始端まで巻き戻されているので（Ｓ５１：Ｙ）、処理はそのまま一旦終了する。
【００６５】
Ｓ５１にて、マグネシウム帯３５０が始端まで巻き戻されていないと判断された場合は（Ｓ５１：Ｎ）、処理はＳ５２へ移行する。Ｓ５２では、受光量センサ６７８の受光状態が、マグネシウム帯３５０を加熱により還元することが可能な受光状態であるか否かが判断される。還元が可能な受光状態でない場合は（Ｓ５２：Ｎ）、処理はそのまま一旦終了し、還元が可能な受光状態の場合は（Ｓ５２：Ｙ）、処理はＳ５３へ移行する。
【００６６】
Ｓ５３では、シャッタ６７７が開かれ、続くＳ５４では、Ｓ５２の判断に用いられた受光状態に応じた所定時間だけ処理が待機状態となる。すなわち、シャッタ６７７が開かれた後、レンズ６７１と対向しているマグネシウム帯３５０が還元されるまでに要する時間Ｔは、レンズ６７１に入射する太陽光の量に応じて変化する。そこで、Ｓ５４では、受光量センサ６７８の受光状態に応じた時間Ｔが所定時間として算出され、その所定時間だけ処理が待機状態となるのである。
【００６７】
所定時間が経過すると、処理はＳ５５へ移行してシャッタ６７７が閉じられる。続くＳ５６では、モータ３７０が逆回転されることにより、前記還元が終了した範囲に対応する一定量、マグネシウム帯３５０がリール３５２に向かう方向へ搬送されて、処理が一旦終了する。一方、Ｓ５０にてマグネシウム帯３５０が劣化したと判断された場合は（Ｓ５０：Ｙ）、処理はＳ５７へ移行する。Ｓ５７では、前記各実施形態におけるＳ１７と同様に、マグネシウム帯３５０が所定量搬送されて、処理は前述のＳ５２へ移行する。
【００６８】
このため、本実施形態の空気電池６０１でも、マグネシウム帯３５０の電解質層１５と接する部分が、劣化した部分から劣化（酸化）していない部分に交換され（Ｓ５７）、前記発電を確実に行うことができる。また、劣化（酸化）したマグネシウム帯３５０は、前述のように太陽光を利用して良好に還元して再利用されることができる（Ｓ５３〜Ｓ５６）。
【００６９】
（３）変形例
なお、本実施形態において、レンズ６７１は１つだけ設けられてもよい。また、レンズ６７１とマグネシウム帯３５０との間には、太陽光に励起されてレーザ光を発生する装置が設けられてもよい。その場合、第３実施形態におけるマグネシウム帯３５０の還元と同様に、レーザ光による還元を行うことができる。なお、太陽光に励起されてレーザ光を発生する装置は、例えば、特開２００８−６６３６８号公報や特開２０１３−２３５９３０号公報に記載のように周知であるので、ここでは詳述しない。
【００７０】
また、マグネシウム帯３５０における前記太陽光が集光される部分に、窒素等の不活性ガス又は水素等の還元性ガスが、図示省略したダクトを介して導入されてもよい。その場合、マグネシウム帯３５０の還元が一層効率的に行われる可能性がある。マグネシウム帯３５０における前記太陽光が集光される部分は真空雰囲気に置かれてもよく、その場合も、マグネシウム帯３５０の還元が一層効率的に行われる可能性がある。
【００７１】
［第７実施形態］
（１）第７実施形態の構成
また、マグネシウム帯３５０を加熱する方法としても、太陽光を利用する方法以外に種々の方法が適用可能である。図１４に示す第７実施形態の空気電池７０１は、次の点を除いて第３実施形態の空気電池３０１と同様に構成されているので、同様に構成された部分には図５で使用した参照符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。図１４に示すように、この空気電池７０１は、レーザ照射部３７１を有さず、複数の集光ミラー７７１，７７２と、シャッタ７７７とを備えている。
【００７２】
集光ミラー７７１，７７２は、空気電池７０１が設けられた機器の発熱部から放射される赤外線を、電解質層１５との対向位置からリール３５１側に搬送されたマグネシウム帯３５０の表面に集光する。なお、集光ミラー７７１，７７２は、複数のミラー及びレンズの組合せに置き換えられてもよい。シャッタ７７７は、各集光ミラー７７１，７７２からマグネシウム帯３５０への赤外線の照射を許可又は禁止する。
【００７３】
図１５は、この空気電池７０１を自動車の排気管７９０の支管７９１に装着した例を表している。図１６に示すように、支管７９１は、排気管７９０の一部に設けられた連結部７９３に一端を連結され、他端を、排気管７９０における連結部７９３よりも排気方向下流側の連結部７９４に連結されている。このため、排気管７９０を流通する排気ガスは、連結部７９３にて一部が分岐して支管７９１へ流入する。その一部の排気ガスは、支管７９１を流通した後、連結部７９４にて排気管７９０を流通する排気ガスと合流する。支管７９１は、自動車の所有者により後付可能に構成されている。
【００７４】
図１６に示すように、空気電池７０１のカセット３０５は支管７９１の内部に着脱可能に装着され、空気電池７０１のモータ３７０は支管７９１の外に設けられている。連結部７９３とカセット３０５の装着部との間の支管７９１内部には、当該支管７９１の排気流路を開閉する開閉弁７９５が設けられている。
【００７５】
図１５に示すように、電解質層１５及び正極１６も、支管７９１の内部に設けられている。集光ミラー７７１，７７２、シャッタ７７７、及び、制御部３７２は、支管７９１の外部に設けられている。制御部３７２は、開閉弁７９５の開閉状態も、図示省略したアクチュエータを介して制御可能に構成されている。
【００７６】
集光ミラー７７１は、前記発熱部の一例としてのエンジン７９７から放射される赤外線をマグネシウム帯３５０の表面に集光する。なお、エンジン７９７は、排気管７９０を介して排気を行う内燃機関であればどのような形態のエンジンであってもよい。また、その内燃機関は、走行用のモータと併用されるハイブリッド車用の内燃機関であってもよい。また、集光ミラー７７１とエンジン７９７との間の赤外線光路長に応じて、両者の間には他の集光ミラーやレンズが配設されてもよい。
【００７７】
集光ミラー７７２は、前記発熱部の一例としてのブレーキ７９８から放射される赤外線をマグネシウム帯３５０の表面に集光する。集光ミラー７７２は、図１５では１つだけ図示したが少なくとも４つ設けられ、自動車の４つの車輪にそれぞれ設けられたブレーキ７９８から放射される赤外線を、マグネシウム帯３５０の表面の、集光ミラー７７１の集光位置と同一位置に集光する。なお、各集光ミラー７７２と各ブレーキ７９８との間の赤外線光路長に応じて、両者の間には他の集光ミラーやレンズが配設されてもよい。
【００７８】
なお、集光ミラー７７１，７７２は支管７９１の外部に設けられているので、支管７９１の全体が鋼管等で構成されていると、赤外線をマグネシウム帯３５０の表面に良好に集光することができない。そこで、支管７９１は、集光ミラー７７１，７７２によって集光される赤外線の光路と交わる部分が、石英ガラス７９９によって構成されている。
【００７９】
（２）第７実施形態における処理及び効果
本実施形態の空気電池７０１でも、制御部３７２が実行する処理としては種々考えられる。以下、一例として、検出部３７３が、電解質層１５と対向しているマグネシウム帯３５０の劣化状態（酸化状態）と、エンジン７９７の運転状態とを検出する場合に対応した処理を説明する。
【００８０】
図１７のフローチャートに示すように、この処理は、図１３におけるＳ５２〜Ｓ５５の処理がＳ６２〜Ｓ６５となった点を除いて、図１３の処理と同様であるので、相違点を中心に説明する。Ｓ５０にてマグネシウム帯３５０が劣化（酸化）していないと判断され（Ｓ５０：Ｎ）、かつ、Ｓ５１にてマグネシウム帯３５０が始端まで巻き戻されていると判断された場合は（Ｓ５１：Ｙ）、処理はそのまま一旦終了する。
【００８１】
Ｓ５１にて、マグネシウム帯３５０が始端まで巻き戻されていないと判断された場合は（Ｓ５１：Ｎ）、処理はそのままＳ６２へ移行する。また、Ｓ５０にてマグネシウム帯３５０が劣化したと判断された場合は（Ｓ５０：Ｙ）、Ｓ５７にてマグネシウム帯３５０が所定量搬送された後、処理はＳ６２へ移行する。
【００８２】
Ｓ６２では、エンジン７９７の運転状態が、マグネシウム帯３５０を加熱して還元するのに十分な排気温及び発熱量を得られる運転状態であるか否かが判断される。還元が可能な運転状態でない場合は（Ｓ６２：Ｎ）、処理はそのまま一旦終了し、還元が可能な運転状態の場合は（Ｓ６２：Ｙ）、処理はＳ６３へ移行する。
【００８３】
Ｓ６３では、シャッタ６７７及び開閉弁７９５が開かれ、続くＳ６４では、Ｓ６２の判断に用いられた運転状態に応じた所定時間だけ処理が待機状態となる。すなわち、シャッタ６７７及び開閉弁７９５が開かれた後、赤外線が集光されているマグネシウム帯３５０が還元されるまでに要する時間Ｔは、エンジン７９７の発熱量や排気温に応じて変化する。そこで、Ｓ６４では、検出部３７３が検出した運転状態に応じた時間Ｔが所定時間として算出され、その所定時間だけ処理が待機状態となるのである。
【００８４】
所定時間が経過すると、処理はＳ６５へ移行してシャッタ６７７及び開閉弁７９５が閉じられる。続くＳ５６では、前記還元が終了した範囲に対応する一定量、マグネシウム帯３５０がリール３５２に向かう方向へ搬送されて、処理が一旦終了する。
【００８５】
このため、本実施形態の空気電池７０１でも、マグネシウム帯３５０の電解質層１５と接する部分が、劣化した部分から劣化（酸化）していない部分に交換され（Ｓ５７）、前記発電を確実に行うことができる。また、劣化（酸化）したマグネシウム帯３５０は、前述のようにエンジン７９７の発熱や排気温及びブレーキ７９８の発熱を利用して良好に還元して再利用されることができる（Ｓ６３〜Ｓ５６）。
【００８６】
（３）変形例
なお、前記処理では、エンジン７９７の発熱量及び排気温を参照してブレーキ７９８の発熱量は参照していないが、ブレーキ７９８の発熱量も参照してもよい。ブレーキ７９８の発熱量は、Ｓ６４における時間Ｔ（所定時間）の算出に与える影響がエンジン７９７の発熱量及び排気温と比べて小さいが、ブレーキ７９８の発熱量も参照することにより、一層詳細な制御が実行可能となる。また、エンジン７９７又はブレーキ７９８のいずれか一方の発熱によって放射される赤外線のみを集光してマグネシウム帯３５０を還元してもよい。また、エンジン７９７及びブレーキ７９８からの赤外線に加えて、車載ＣＰＵなどといった他の発熱部の発熱によって放射される赤外線も他の集光ミラーを介して集光してマグネシウム帯３５０を還元してもよい。
【００８７】
また、空気電池７０１は、排気管７９０の外部に設けられ、熱伝導材等を介して排気温を伝達されてもよい。その場合、支管７９１や開閉弁７９５は省略可能となる。さらに、空気電池７０１は、排気管７９０又は排気ガスからの熱を利用することなく、エンジン７９７からの赤外線等を利用することによってマグネシウム帯３５０を還元してもよい。また、図１６には排気管７９０及び支管７９１を模式的に図示したが、一般の車両では排気管７９０が曲がって配設されている場合もあり、排気管７９０及び支管７９１の形状は図１６に示した形状に限定されるものではない。
【００８８】
また、空気電池７０１は、自動車以外の装置にも装着されて使用されることができる。例えば、空気電池７０１は、大型コンピュータに装着され、発熱部としての各ＣＰＵからの発熱によって放射される赤外線を集光ミラー７７１，７７２を介して集光してもよい。
【００８９】
また、マグネシウム帯３５０における前記赤外線が集光される部分に、窒素等の不活性ガス又は水素等の還元性ガスが、図示省略したダクトを介して導入されてもよい。その場合、マグネシウム帯３５０の還元が一層効率的に行われる可能性がある。マグネシウム帯３５０における前記赤外線が集光される部分は真空雰囲気に置かれてもよく、その場合も、マグネシウム帯３５０の還元が一層効率的に行われる可能性がある。
【００９０】
［第８実施形態］
（１）第８実施形態の構成
前記各実施形態では、本発明の空気電池が単独で使用される場合を例に挙げて説明したが、本発明の空気電池は、空気電池以外の他電源と組み合わせたいわゆるハイブリッド型に構成されてもよい。
【００９１】
図１８に示す第８実施形態の空気電池８０１は、次の点を除いて第３実施形態の空気電池３０１と同様に構成されているので、同様に構成された部分には図５で使用した参照符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。図１８に示すように、この空気電池８０１は、第３実施形態の空気電池３０１の構成に加えて、他電源８３０と切換部８９９とを備えている。
【００９２】
他電源８３０は、水素供給源８３１から供給される水素を用いて発電する燃料電池８３２と、その燃料電池８３２が発電した電力を蓄電する蓄電池８３３とを備えている。なお、水素供給源８３１は、単なる水素ボンベであってもよく、例えば特許第４８４９７７５号公報に記載のような有機ハイドライドを脱水素化して水素を提供する装置であってもよい。また、蓄電池８３３の出力電圧は、レーザ照射部３７１と、切換部８９９とに入力されている。切換部８９９は、空気電池３０１の正極１６の出力電圧、又は、蓄電池８３３の正極の出力電圧を選択的に負荷Ｆに供給するもので、リレー，スイッチング素子等を適宜使用して構成された周知のものである。
【００９３】
切換部８９９は、制御部３７２からの制御信号に応じて、空気電池３０１の出力電圧又は蓄電池８３３の出力電圧のいずれを負荷Ｆに供給するか切り換える。また、制御部３７２には、蓄電池８３３の蓄電量に対応する信号が入力されている。
【００９４】
（２）第８実施形態における処理及び効果
本実施形態の空気電池８０１でも、制御部３７２が実行する処理としては種々考えられる。以下、一例として、検出部３７３が、電解質層１５と対向しているマグネシウム帯３５０の劣化状態（酸化状態）を検出する場合に対応した処理を説明する。
【００９５】
図１９のフローチャートに示すように、この処理では、先ず、Ｓ７０にて、蓄電池８３３の蓄電量が、負荷Ｆを駆動しながらマグネシウム帯３５０を還元するのに十分な蓄電量であるか否かが判断される。蓄電量が不十分な場合は（Ｓ７０：Ｎ）、処理はＳ７１へ移行する。Ｓ７１では、切換部８９９に制御信号が送られることにより、負荷Ｆが正極１６に接続される。続いて、図７と同様のＳ２２，Ｓ１７の処理が実行されて、処理が終了する。
【００９６】
すなわち、検出部３７３の検出結果に基づき、電解質層１５と対向しているマグネシウム帯３５０が劣化（酸化）したか否かが判断され（Ｓ２２）、劣化していない場合は（Ｓ２２：Ｎ）、処理はそのまま一旦終了する。一方、マグネシウム帯３５０が劣化している場合は（Ｓ２２：Ｙ）、マグネシウム帯３５０が搬送される（Ｓ１７）。これにより、マグネシウム帯３５０の電解質層１５と接する部分が、劣化した部分から劣化していない部分に交換され、前記発電を確実に行うことができる。
【００９７】
一方、蓄電池８３３の蓄電量が十分である場合は（Ｓ７０：Ｙ）、処理はＳ７５へ移行し、切換部８９９に制御信号が送られることにより、負荷Ｆが蓄電池８３３に接続される。続くＳ７６では、それまでに発電に使用されたマグネシウム帯３５０が蓄電池８３３からの電力を利用してレーザ照射部３７１により還元され、モータ３７０が逆回転されることにより、前記還元が終了したマグネシウム帯３５０がリール３５２に向かう方向へ搬送されて処理が一旦終了する。このため、本実施形態の空気電池８０１は、マグネシウム帯３５０を用いた空気電池としての特性と、他電源８３０の特性とを組み合わせた特性を有する。
【００９８】
（３）変形例
なお、他電源８３０としては、図１８に例示したもの以外にも種々のものが適用できる。例えば、図２０に示すように、空気中の電波を拾ったときに電流が流れるアンテナ８３５と、そのアンテナ８３５に流れる電流を整流して蓄電池８３３を充電するブリッジ回路８３６と、を備えた他電源８３０が使用されてもよい。また、切換部８９９の状態を切り換えるためのファクターとしては、蓄電池８３３の蓄電量以外のファクターが使用されもよく、例えば、負荷Ｆの状態等のファクターが使用されてもよい。
【００９９】
［第９実施形態］
（１）第９実施形態の構成
また、マグネシウム板５０等を構成するマグネシウムは、純粋なマグネシウムでなくてもよく、マグネシウム合金であっても、樹脂等を混合したものであってもよい。後者の場合、マグネシウムを多孔質化することも容易となる。そして、次のように種々のマグネシウムを用途に分けて使い分けてもよい。
【０１００】
図２１に示す第９実施形態の空気電池９０１は、互いに組成や配合の異なるマグネシウムによって直方体状に構成された複数のマグネシウム塊９５０を備えている。各マグネシウム塊９５０は、バネ９５７により水平方向の同一方向（以下、前方という）に付勢され、図示省略したホルダに支持されることにより、上下に並べて配置されている。また、各マグネシウム塊９５０は、個々に前後方向にある程度移動可能に構成されている。すなわち、各マグネシウム塊９５０の前端は、バネ９５７の付勢力に抗してホルダに支持されることで、通常は所定鉛直面上に揃えて配設されている。この状態から、いずれかのマグネシウム塊９５０がバネ９５７の付勢力に抗して後方へ押圧されると、その押圧力に応じて当該マグネシウム塊９５０が後方へ移動する。
【０１０１】
本実施形態の空気電池９０１は、第１実施形態における電解質層１５及び正極１６と同様の平板状の電解質層１５及び正極１６を備えている。電解質層１５及び正極１６は、上下に伸縮するアーム９０５によって、各マグネシウム塊９５０の前面との対向位置を移動可能に構成されている。なお、アーム９０５は、前記移動可能な範囲の前端まで押圧された各マグネシウム塊９５０をバネ９５７の付勢力に抗して若干押し込む位置で電解質層１５を上下させる。このため、その上下動を円滑にするため、電解質層１５の上下方向端部には先端が前方に湾曲したガイド９９９が設けられている。また、各マグネシウム塊９５０は、バネ９５７を介して接地されている。
【０１０２】
（２）第９実施形態の効果
このため、本実施形態の空気電池９０１では、アーム９０５を駆動して電解質層１５を所望のマグネシウム塊９５０に当接させれば、そのマグネシウム塊９５０を利用して発電を行うことができる。このため、例えば、最下層のマグネシウム塊９５０は多機能型携帯電話の充電用、下から２番目のマグネシウム塊９５０は電気自動車用などと、各層に配置されるマグネシウム塊９５０の特性が設定されている場合、必要に応じて電解質層１５及び正極１６を移動させて用途に応じた発電を行うことができる。
【０１０３】
（３）変形例
なお、マグネシウム塊９５０は左右方向に並べて配置されてもよい。また、同一組成のマグネシウム塊９５０が複数用意され、１つのマグネシウム塊９５０の発電能力が低下したときに他のマグネシウム塊９５０に切り替えられてもよい。また、本実施形態の空気電池９０１において、マグネシウム塊９５０が負極部材の一例に、アーム９０５が酸化箇所変更部材の一例に、それぞれ相当する。
【０１０４】
また、本実施形態において、アーム９０５，電解質層１５，正極１６が複数組用意され、それらが発電した電力を合わせて使用できるような構成が採用されてもよい。その場合、所望の特性に応じたマグネシウム塊９５０がない場合に、複数のマグネシウム塊９５０の特性を組み合わせて電力供給を行うことができる。
【０１０５】
［第１０実施形態］
（１）第１０実施形態の構成
また、電解質層１５としても、次のように種々の構成を採用することができる。図２２に示す第１０実施形態の空気電池１００１は、次の点を除いて第３実施形態の空気電池３０１と同様に構成されているので、同様に構成された部分には図５で使用した参照符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【０１０６】
図２２に示すように、この空気電池１００１では、マグネシウム帯３５０の表面（一対のガイド３５３の間に張設されたときに正極１６と対向する側の面）に、ゲル状の電解質１５Ａを収納したマイクロカプセル１５Ｂが付着されている。本実施形態の空気電池１００１では、このマイクロカプセル１５Ｂが正極１６との対向部で潰され、内部の電解質１５Ａが漏れ出すことによって、電解質層１５が形成される。
【０１０７】
正極１６には、搬送されてくるマグネシウム帯３５０上のマイクロカプセル１５Ｂを潰すための斜面１６Ａが形成されている。すなわち、正極１６とマグネシウム帯３５０と間の間隙はマイクロカプセル１５Ｂの高さより小さく、斜面１６Ａは、正極１６のマグネシウム帯３５０と対向する面のリール３５２側端部に、前記間隙を広げる方向に傾斜して形成されている。マイクロカプセル１５Ｂは、正極１６とマグネシウム帯３５０との間に安定して電解質層１５が形成されるように、マグネシウム帯３５０の表面（正極１６と対向する側の面）全面に一定の密度で付着されている。なお、図２２では、マイクロカプセル１５Ｂを一部のみ図示している。
【０１０８】
（２）第１０実施形態の効果
このため、本実施形態の空気電池１００１では、マグネシウム帯３５０がリール３５１の回転によって搬送される際に、そのマグネシウム帯３５０上に付着されたマイクロカプセル１５Ｂが順次潰れる。従って、本実施形態の空気電池１００１では、正極１６とマグネシウム帯３５０との間に、比較的安価に安定的に電解質層１５を設けることができる。
【０１０９】
（３）変形例
なお、マイクロカプセル１５Ｂの形状としては、図２２に示す卵形の形状以外にも種々の形状を採用することができる。また、マイクロカプセル１５Ｂがマグネシウム帯３５０の表面に付着される代わりに、ゲル状の電解質が刷毛状の部材やヘラ状の部材を介してマグネシウム帯３５０の表面に塗布されてもよい。
【０１１０】
［他の実施形態］
なお、本発明は前記各実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、本発明の空気電池は、前述の電解質層１５及び正極１６の積層体を、接地されたマグネシウムからなる球体表面に沿って相対的に移動させる形態や、その積層体を接地された円板状のマグネシウムの外周端面に沿って相対的に移動させる形態であってもよい。その場合、球体状又は円板状のマグネシウムの方を回転させることにより、その表面を削って新しい面を露出させ、発電を継続できるようにしてもよい。更に、マグネシウムを円板状に構成してその外周端面に沿って前記積層体を相対的に移動させる場合、前記円板の中心に５円硬貨や１クローネ硬貨のように穴が開けられ、かつ、その穴が多角形又は歯車状に構成されてもよい。その場合、その穴に当該穴の形状に応じたシャフトが挿入されることにより、前記円板が回転されてもよい。また、このようにマグネシウムの円板に穴を開けた場合、その穴に棒を通して一まとめとし、そのマグネシウムを還元する工場等に運搬してもよい。
【０１１１】
また、特定物質はマグネシウムに限定されるものではなく、例えば、亜鉛、リチウム、鉄、炭素、ナトリウム、ベリリウム、アルミニウム、カドミウム、イオウ、鉛等、もしくはそれらを含む合金等の物質であれば種々のものが適用できる。更に、特定物質に電解質が含まれ、電解質層１５の代わりに電解質を含まない多孔質部材が使用されてもよい。またさらに、前記各実施形態及びその変形例は、種々に組み合わせて実施されてもよい。
【０１１２】
また、前記各実施形態による発電によって生成された酸化マグネシウム等を還元する方法も種々考えられる。そして、レーザ光によって酸化マグネシウムを還元する場合、電子基板に酸化マグネシウム板を積層して、部分的にレーザ光を照射して還元することにより、基板上に電池が形成されてもよい。その場合、レーザの照射位置を制御して前記電池の形成位置をｎｍ単位で制御したりレーザ光の照射時間を制御して前記電池の特性を制御したりすることにより、前記電子基板上にＲＯＭ等の各種回路構成が製造されてもよい。
【０１１３】
また更に、本発明は、空気を正極活物質とし、特定物質を負極活物質とする空気電池であって、前記特定物質によって長尺状又は帯状に構成された負極部材と、電気的に導通可能な位置に配置された前記負極部材を酸化する正極と、前記正極を前記負極部材の表面に沿って長手方向に相対的に移動させる電極移動部と、を備えたことを特徴とする空気電池であってもよい。また、前記各実施形態及びその変形例において、正極は空気中の酸素に電子を付与することで、その酸素（酸素イオンまたは水酸化物イオン）を電解質を介さずに直接負極活物質と反応（酸化反応）させてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ−３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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