"側面を有する形状を有し、酸化還元反応を介して酸素を捕獲し且つ放出し得る金属電極;前記金属電極の外面の一部を被覆して、酸化物-イオン伝達経路を提供する高密度電解質;及び前記金属電極の外面の残りを被覆して気密シールを提供し、且つ電子伝達経路を提供する高密度相互接続構造;を備えてなる、再充電可能な酸化物-イオンバッテリーセルのための自己密閉式の金属電極。それ自体の高密度電解質及び相互接続構造によって、酸素含有環境から気密的に密閉される、請求項1に記載の金属電極。前記電解質が酸化物イオンを伝達することができ、前記金属電極が4つの側面を有する形状を有し、且つ前記高密度電解質が前記電極の前記側面のうち3つを被覆する、請求項1に記載の金属電極。前記電解質が、ドープされたCeO2、安定化ジルコニア、ドープされた/ドープされていないLaxSr1xGayMg1yO3及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項1に記載の金属電極。前記電解質が0.1マイクロメートル~1ミリメートルの厚みを有する、請求項1に記載の金属電極。前記電解質が、浸漬被覆、コロイド沈着、蒸着及び溶射技術のうちの少なくとも1つ又はそれらのうちの任意の組み合わせによって適用される、請求項1に記載の金属電極。前記相互接続構造が電子を伝達できる、請求項1に記載の金属電極。前記相互接続構造が、貴金属、ステンレス鋼並びに、ドープされたLaCrO3、ドープされたSrTiO3及びドープされたLaVO3を始めとする、電子セラミックスからなる群より選択される、請求項1に記載の金属電極。前記相互接続構造が、0.1マイクロメートル~1ミリメートルの厚みを有する、請求項1に記載の金属電極。前記電解質及び前記相互接続構造が同じ厚みを有する、請求項1に記載の金属電極。必要とされているものは、高容量のエネルギーを、必要に応じて、迅速且つ可逆的に、容易に放電し且つ充電し得る、劇的に新しい電気エネルギー貯蔵装置である。大きなメンテナンスなしに長年に亘って作動可能な装置も、また、必要とされている。天然ガス、炭化水素燃料又はその改質された副産物、例えばH2、で作動することを必要としない装置も、また、必要とされている。1つの可能性は、2010年1月28日出願の出願番号第12/695,386号に示される、再充電可能酸化物-イオンバッテリーROBである。ROBは、金属電極、酸化物-イオン導電性電解質及びカソードを備える。金属電極は、エネルギー貯蔵のための充電及び放電のプロセスの間に、還元-酸化サイクルに曝される。例えば、放電モードでは、金属は酸化され:yMex/2O2=MeyOxそして、充電モードでは還元される:MeyOx=x/2O2yMe但し、ここでMe=金属である。本発明者らは、エネルギー貯蔵用途に関して、酸化物イオンは、電荷を運ぶために、金属電極とカソードとの間の電解質を横切って輸送されなければならないことを見出した。従って、金属電極は、酸素含有環境例えば、空気と直接接触することを妨げるように、適切に気密的に密閉されなければならない。そうでなければ、空気中の酸素は、電極間の電荷移動に関与することなく、金属を直接消費し、自己放電をもたらす。ガラス、セラミック-ガラス複合材等の高温のシーリング材は、大体において、この目的のための良好な候補である。しかしながら、熱サイクル及び長期の作動の際の高温のシーリング材の信頼性には、問題が残る。従って、密閉目的のための追加の材料を用いることなくセル電解質及び相互接続構造のみによって密閉されている金属電極を有するROBセルを設計することが必要である。ROBセル用の自己密閉式金属電極を作製するための上記の要求は、金属電極の外面上に高密度電解質及び相互接続構造を形成して、追加のシーリング材を用いることなく金属電極と酸素含有環境との間の直接接触を排除することによって提供される。本発明をよりよく理解するために、添付の図面に示される、本発明の例示的な好ましい実施形態が参照される。再充電可能酸化物-イオンバッテリーROBセル10の作動原理を、図1に模式的に示す。放電モードでは、酸化物-イオンの陰イオンは、酸素分圧の高い側空気電極-12から酸素分圧の低い側金属電極-14まで、酸素化学電位の勾配による駆動力のもとで移動する。金属を酸化するための2つの反応機構が存在し得る。そのうちの1つは、経路1と命名されるが、酸化物イオンが電気化学的に金属を直接酸化して金属酸化物を形成する。他方は、経路2と命名されるが、気相の酸素の生成及び消費に関与する。酸化物イオンは、最初、金属電極上で気体酸素分子に変換され、次いで更に固体ガス相機構を介して金属と反応して金属酸化物を形成し得る。充電モードでは、電気化学的経路1又は固体ガス機構経路2を介して金属酸化物を金属に還元することによって放出される酸素種は、金属電極から空気電極に返送される。金属の酸化還元反応には、大きな体積変化が伴い、例えば、マンガンMn金属を用いる場合、Mn1/2O2=MnOの反応に伴う体積変化は、1.73である。タングステンWの場合、体積変化は、Wが完全にWO3に酸化される場合、3.39である。適切に電極を設計しなければ、このような劇的な体積変化は、実際上、金属電極の破砕をもたらす可能性があり、更にROBセルの故障をもたらし得る。そこで、骨格-金属電極構造を図2に示されるように考案して、金属酸化還元工程中の体積変化に関する懸念を軽減した。電極100は、構造骨格102、活性金属構成要素104、及び細孔106を備える。骨格102は、単一及び/又は複数の構成要素からできており、酸化物イオン及び電子の両方を導電可能であり、反応性の金属構成要素104をその細孔106中に含む。この骨格は、その20容積~90容積、更に好ましくは35容積~65容積、の空隙率を有する細孔中に、金属の酸化還元反応に伴う体積変化を収容することによって、構造の完全性を維持する。骨格102は、熱膨張係数の不適合が最小であり化学的反応が無視できる程度である点において、EL電解質及びIC相互接続構造に適合する。骨格製造の材料としては、これらに限定されないが、ドープされた/ドープされていないCeO2、安定化ジルコニア、ドープされた/ドープされていないLaxSr1xGayMg1yO3、ドープされたLaCrO3、ドープされたSrTiO3、ドープされたLaVO3、Gd2TixMo1xO7、Sr2Mg1xMnxMoO6、貴金属、ステンレス鋼、及びこれらの任意の混合物が挙げられる。骨格は、混合された酸化物-イオンであり電子伝導性であるので、金属の酸化還元反応のための活性表面積を広げ、その結果、電極反応を促進する。支持されている固体の活性金属構成要素は、Ti、Ce、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo及びWからなる群より選択される任意の単相の金属材料から、並びにTi-TiO2、Ce-CeO2、Cr-Cr2O3、Mn-Mn2O3、Mn-Mn3O4、Mn-MnO、Fe-FeO、Fe-Fe3O4、Fe-Fe2O3、Co-CoO、Co-Co3O4、Co-Co2O3、Ni-NiO、Cu-Cu2O、Cu-CuO、Mo-MoO2、Mo-MoO3及びW-WO3からなる群より選択される任意の二相の材料から構成される。この二相の組成物は、0:100~100:0に亘る金属対金属酸化物比を有する。ROBセルにおける金属電極は、空気に対する直接曝露から防御されなければならない。何故ならば、空気に対する直接曝露は、高温における甚だしい自己放電を引き起こす。言い換えれば、金属が、外部の負荷に対して電力を供給することなく酸化される。図3に模式的に図示されるとおり、本発明による単一のROBセル200は、気密性の自己密閉式という特徴を有し得る。セル200は、好ましくは三次元で6つの側面を有する形状を有する、金属電極202、電解質204、相互接続構造206及びカソード208からなる。二次元で示されるとおり、この電解質は、位置210及び212で相互接続構造206に接触することによって、金属電極202の3つの側面を気密的に密閉する密閉効果を有する。このように設計された金属電極202は、追加のシールを必要とせずに、セル製造の間、電解質204及び相互接続構造206材料を用いて、密閉される。丸い形状のような他の形状を用いる場合、電解質及び相互接続構造は、210及び212の位置でお互いと接触してシールを形成する。電解質は、ドープされたCeO2、安定化ジルコニア、ドープされた/ドープされていないLaxSr1xGayMg1yO3及びこれらの任意の混合物を始めとする酸化物-イオン導体から選択することができ、他方、相互接続構造は、貴金属、ステンレス鋼並びに、ドープされたLaCrO3、ドープされたSrTiO3、LaVO3、Gd2TixMo1xO7及びSr2Mg1xMnxMoO6を始めとする、電子セラミックスの中から選択することができる。電解質は、0.1マイクロメートル~1.0ミリメートル、好ましくは1マイクロメートル~80マイクロメートル、そして最も好ましくは3マイクロメートル~20マイクロメートル、の厚みを有してもよい。1.0ミリメートルを上回ると、セル能力を低下させるラージセルオーム抵抗のような問題が生じ得る。相互接続構造は、0.1マイクロメートル~1ミリメートル、好ましくは1マイクロメートル~500マイクロメートル、最も好ましくは、10マイクロメートル~150マイクロメートル、という厚みを有してもよい。自己密閉式の金属電極ROBセルを作製するための例示的な処理手順は、図4に図示される。多孔性骨格102は、テープキャスティング、テープカレンダ加工、キャスティング、押出成形によって、形成される。次いで、活性金属成分が、浸透/含浸技術を用いて、骨格の細孔に導入され、骨格の金属電極202を生じる。金属電極の外面に、浸漬被覆、コロイド沈着又は溶射技術のうちの1つ又は全てを用いて、電解質204及び相互接続構造206が析出される。次いで、その形成された構造を、緻密化工程に曝し、その間に、電解質及び相互接続構造は、気密段階に達し、従って空気から金属電極を密閉する。次いで、カソード208を、低温で電解質の表面に結合して、自己密閉式の金属電極ROBセルの調製を終わらせる。本発明の特定の実施形態を詳細に記述してきたが、当業者には、開示の全体的な教示に照らして、これらの詳細に対する種々の改変及び変更が、展開可能であることが理解されよう。従って、開示される特定の実施形態は、例示にすぎないものであって本発明の範囲を限定するものではないことを意図し、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲の全範囲及びその任意の且つ全ての等価物を与えられるものとする。"