【手続補正書】
【提出日】平成26年9月5日(2014.9.5)
【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】
プレート電極の各々が開口部の配列を有する複数のプレート電極であって、個々のプレート電極の各開口部が全ての他のプレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って整列するように、略平行配向に配置された複数のプレート電極と、
前記複数のプレート電極と物理的に接触しない複数のロッド電極であって、ロッド電極の各々が前記プレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って伸びるように配置された複数のロッド電極とを備え、
第一表面積が前記複数のプレート電極の累積表面積を有し、第二表面積が各開口部の配列の累積表面積を有し、第三表面積が前記複数のロッド電極の各々の累積表面積を有する、三次元電極アレイ。
【請求項２】
前記複数のロッド電極は、前記複数のプレート電極と電気的に接触しない、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項３】
前記三次元電極アレイは、一次電気化学セル、二次電気化学セル、燃料セル、キャパシタ、スーパーキャパシタ、フロー電池、金属空気電池及び半固体電池からなる群から選択される装置の構成要素である、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項４】
前記第一表面積に対する前記第二表面積の割合が、１ないし５の範囲から選択される割合である、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項５】
前記第三表面積に対する前記第二表面積の割合が、０．２ないし５、０．２ないし１又は１ないし５の範囲から選択される割合である、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項６】
前記複数のプレート電極の各々は、２０ｎｍないし２０ｍの範囲から選択される一以上の横寸法及び２０ｎｍないし５ｃｍの範囲から選択される厚さ寸法を有し、前記複数のプレート電極の各々の間の距離は１０ｎｍないし５ｃｍの範囲から選択され、前記複数のロッド電極の各々は５０ｎｍないし２０ｍの範囲から選択される長さ又は５ｍｍないし１ｍの範囲から選択される長さ及び９ｎｍないし２０ｃｍの範囲から選択される直径若しくは横寸法又は１ｍｍないし２ｃｍの範囲から選択される直径若しくは横寸法を有し、各開口部は１０ｎｍないし２０ｃｍの範囲から選択される直径若しくは横寸法又は１ｍｍないし２ｃｍの範囲から選択される直径若しくは横寸法を有する、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項７】
５個以上のプレート電極及び５０個以上のロッド電極を有する、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項８】
前記複数のプレート電極の各々と前記複数のロッド電極の各々との間に配置される電解質をさらに備える、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項９】
前記電解質は、前記複数のプレート電極の各々の周囲を覆う第一電解質及び前記複数のロッド電極の各々の周囲を覆う第二電解質を有する、請求項８に記載の三次元電極アレイ。
【請求項１０】
前記三次元電極アレイは電気化学セルの構成要素であり、前記電気化学セルは、一次セル、二次セル、鉛酸セル、リチウムセル、リチウムイオンセル、亜鉛カーボンセル、アルカリセル、ニッケルカドミウムセル、ニッケル金属水素セル、酸化銀セル、ナトリウム硫黄セル、固体電気化学セル、流体電気化学セル、フロー電池、燃料セル、半固体電池又は金属空気電池からなる群から選択される、請求項８に記載の三次元電極アレイ。
【請求項１１】
前記三次元電極アレイは、キャパシタ又はスーパーキャパシタの構成要素であり、前記三次元電極アレイはさらに前記複数のプレート電極の各々と前記複数のロッド電極の各々との間に配置された誘電材料をさらに備える、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項１２】
前記複数のプレート電極の各々は電流コレクタを有する、又は前記複数のロッド電極の各々は電流コレクタを有する、又は前記複数のプレート電極の各々及び前記複数のロッド電極の各々は電流コレクタを有する、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項１３】
一以上の電流コレクタは、放熱器又は熱源と熱連通するように配置された、請求項１２に記載の三次元電極アレイ。
【請求項１４】
各電流コレクタはヒートパイプを有する、請求項１２に記載の三次元電極アレイ。
【請求項１５】
各電流コレクタは、前記三次元電極アレイの構成要素である、又は前記三次元電極アレイの構造的な支持を提供する、請求項１２に記載の三次元電極アレイ。
【請求項１６】
一以上の熱伝導ロッドをさらに備え、各熱伝導ロッドはプレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って伸びるように配置され、前記一以上の熱伝導ロッドのうち少なくとも一つが、放熱器又は熱源と熱連通するように配置されている、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項１７】
各開口部の表面上に不活性コーティングをさらに備え前記不活性コーティングで覆われた箇所のプレート電極開口部において、酸化反応又は還元反応が起こるのを防ぐ、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項１８】
電気化学セルの温度を制御する方法であって、前記方法は、
プレート電極の各々が開口部の配列を有する複数のプレート電極であって、個々のプレート電極の各前記開口部が全ての他のプレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って整列するように、略平行配向に配置された複数のプレート電極と、
前記複数のプレート電極と物理的に接触しない複数のロッド電極であって、ロッド電極の各々がプレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って伸びるように配置された複数のロッド電極とを備え、
第一表面積が前記複数のプレート電極の累積表面積を有し、第二表面積が各開口部の配列の累積表面積を有し、第三表面積が前記複数のロッド電極の各々の累積表面積を有し、
前記複数のプレート電極の各々は電流コレクタを備える、又は前記複数のロッド電極の各々は電流コレクタを備える、又は前記複数のプレート電極の各々及び前記複数のロッド電極の各々は電流コレクタを備える、
電気化学セルを準備するステップと、
前記電流コレクタの一つ以上を放熱器又は熱源と熱連通するように配置するステップと、
を備える方法。
【請求項１９】
電気化学セルの温度を制御する方法であって、前記方法は、
プレート電極の各々が開口部の配列を有する複数のプレート電極であって、個々のプレート電極の各前記開口部が全ての他のプレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って整列するように、略平行配向に配置された複数のプレート電極と、
前記複数のプレート電極と物理的に接触しない複数のロッド電極であって、ロッド電極の各々がプレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って伸びるように配置された複数のロッド電極と、
各熱伝導ロッドがプレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って伸びるように配置された一以上の熱伝導ロッドとを備え、
第一表面積が前記複数のプレート電極の累積表面積を有し、第二表面積が各開口部の配列の累積表面積を有し、第三表面積が前記複数のロッド電極の各々の累積表面積を有し、
前記複数のプレート電極の各々は電流コレクタを備える、又は前記複数のロッド電極の各々は電流コレクタを備える、又は前記複数のプレート電極の各々及び前記複数のロッド電極の各々は電流コレクタを備える、
電気化学セルを準備するステップと、
一以上の電流コレクタを放熱器又は熱源と熱連通するように配置するステップと、
を備える方法。
【請求項２０】
電極アレイの製造方法であって、
プレート電極の各々が開口部の配列を有する複数のプレート電極を準備するステップと、
個々のプレート電極の各開口部が全ての他のプレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って配置されるように、前記複数のプレート電極を略平行に配置するステップと、
複数のロッド電極を提供するステップと、
前記複数のロッド電極が前記複数のプレート電極と物理的に接触しないように、かつロッド電極の各々がプレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って伸びるように、前記複数のロッド電極を配置するステップと、
を備える方法。
【請求項２１】
レドックスフローエネルギー貯蔵装置であって、
ロッド形状の第一電極電流コレクタと、交差した棒のグリッド又は格子形状の第二電極電流コレクタと、前記第一及び第二電極電流コレクタを分離するイオン透過薄膜とを備え、さらに
前記第一電極電流コレクタ及び前記イオン透過薄膜間に配置された第一電極を備え、前記第一電極電流コレクタ及び前記イオン透過薄膜が前記第一電極を収容する第一電気活性領域を画成するとともに、
前記第二電極電流コレクタ及び前記イオン透過薄膜間に配置された第二電極を備え、前記第二電極電流コレクタ及び前記イオン透過薄膜が前記第二電極を収容する第二電気活性領域を画成し、
少なくとも前記第一電極及び前記第二電極の一つは、セルの作動時にイオンを吸収又は放出できる流動性半固体又は濃縮液体のイオン貯蔵レドックス組成物を備え、
前記第一電極は正極であり、前記第一電流コレクタは正極電流コレクタであり、前記第一電気活性領域は正極電気活性領域であり、前記第二電極は負極であり、前記第二電流コレクタは負極電流コレクタであり、前記第二電気活性領域は負極電気活性領域であり、又は、前記第一電極は負極であり、前記第一電流コレクタは負極電流コレクタであり、前記第一電気活性領域は負極電気活性領域であり、前記第二電極は正極であり、前記第二電流コレクタは正極電流コレクタであり、前記第二電気活性領域は正極電気活性領域である
レドックスフローエネルギー貯蔵装置。
【請求項２２】
レドックスフローエネルギー貯蔵装置を作動させる方法であって、
請求項２１に記載のレドックスフローエネルギー貯蔵装置を提供するステップと、
前記装置の作動時に前記流動性半固体又は濃縮液体のイオン貯蔵レドックス組成物を前記電気活性領域に輸送するステップと
を有する方法。
【請求項２３】
有孔プレート電極のスタック及びロッド電極の各々がプレート電極の各々の開口部を通過する一群のロッド電極と、イオン選択性で導電性のセパレータにより互いに分離された、それぞれ電極を有する正極電解質隔室及び負極電解質隔室と、正極電解質タンク及び負極電解質タンク及びそれぞれの正極電解質及び負極電解質タンクとそれぞれの隔室との間に流体連通を提供するためのポンプ及び配管と、を備え、前記ポンプは前記電解質を前記タンクから前記隔室へ、そして前記タンクへ戻るように循環させ、電気は負荷側へ流れ、電解質管路には、正極電解質及び負極電解質用に、新しい電解質を加えることができるタップ及び使用済み電解質を除去できるタップが設けられ、再充電時に、全ての前記タップへの管路の結合を通して、遠隔ポンプが、遠隔貯蔵槽から新しい正極電解質及び新しい負極電解質を送り込み、他の遠隔貯蔵槽へ使用済み電解質をくみ出す、レドックスフロー電池。
【請求項２４】
少なくとも１つのロッド電極は、ロッド電極内部コアと、前記ロッド電極内部コアの周囲を覆うロッド電極外部シェルとを有する複合ロッド電極を有しる、前記ロッド電極内部コアは第一電極材料を有し、前記ロッド電極外部シェルは前記第一電極材料とは異なる第二電極材料を有し、少なくとも１つのプレート電極は前記第一電極材料を有する、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項２５】
少なくとも１つのプレート電極は、プレート電極内部層と、前記プレート電極内部層の周囲を覆うプレート電極外部シェルとを有する複合プレート電極を有し、前記プレート電極内部層は第一電極材料を有し、前記プレート電極外部シェルは前記第一電極材料とは異なる第二電極材料を有し、少なくとも１つのロッド電極は前記第一電極材料を有する、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項２６】
少なくとも１つのロッド電極は一群のロッド電極を有し、前記一群のロッド電極はプレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って伸びるように配置される、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項２７】
前記三次元電極アレイは燃料セルの構成要素を備え、前記三次元電極アレイは一以上のプレート電極、一以上のロッド電極、又は、一以上のプレート電極及び一以上のロッド電極に接触配置される燃料流体をさらに備えるとともに、前記三次元電極アレイは一以上のプレート電極、一以上のロッド電極、又は、一以上のプレート電極及び一以上のロッド電極に接触配置される酸素含有流体をさらに備える、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項２８】
前記三次元電極アレイは金属空気電池の構成要素を備え、少なくとも１つのロッド電極、若しくは少なくとも１つのプレート電極、又は少なくともロッド電極の一つ及び少なくともプレート電極の一つの両方が金属を有し、前記三次元電極アレイは、一以上のプレート電極、一以上のロッド電極、又は一以上のプレート電極及び一以上のロッド電極に接触配置される酸素含有流体をさらに備える、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項２９】
少なくとも１つのロッド電極は多孔質ロッドを有する、又は少なくとも１つのロッド電極は多孔質壁面を有する中空ロッド電極を有する、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項３０】
前記三次元電極アレイはフロー電池の構成要素を備え、前記三次元電極アレイは複数のチューブをさらに備え、前記複数のチューブは、チューブの各々がプレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って伸びるように配置され、少なくとも１つのロッド電極が各チューブ内に配置される、請求項１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項３１】
各チューブ内の、チューブ内壁面とロッド電極表面との間の空間は、流体、電解質、水溶液又は気体で満たされる、請求項３０に記載の三次元電極アレイ。
【請求項３２】
前記流体、電解質、水溶液又は気体が、プレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って流れる、請求項３１に記載の三次元電極アレイ。
【請求項３３】
各チューブの外部壁面及び一以上の開口部の壁面との間の空間は、流体、電解質、水溶液又は気体で満たされる、請求項３０に記載の三次元電極アレイ。
【請求項３４】
前記流体、電解質、水溶液又は気体が、プレート電極の各々の開口部を通過する整列軸に沿って流れる、請求項３３に記載の三次元電極アレイ。