BG61743B1 - Електрохимично устройство с въздушен електрод за получаванена енергия - Google Patents

Електрохимично устройство с въздушен електрод за получаванена енергия Download PDF

Info

Publication number
BG61743B1
BG61743B1 BG99561A BG9956195A BG61743B1 BG 61743 B1 BG61743 B1 BG 61743B1 BG 99561 A BG99561 A BG 99561A BG 9956195 A BG9956195 A BG 9956195A BG 61743 B1 BG61743 B1 BG 61743B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
positive
electrolyte
electrochemical device
negative
electrode
Prior art date
Application number
BG99561A
Other languages
English (en)
Other versions
BG99561A (bg
Inventor
Ralph Zito
Original Assignee
National Power Plc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Power Plc filed Critical National Power Plc
Publication of BG99561A publication Critical patent/BG99561A/bg
Publication of BG61743B1 publication Critical patent/BG61743B1/bg

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
    • H01M8/188—Regeneration by electrochemical means by recharging of redox couples containing fluids; Redox flow type batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/08—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/20—Indirect fuel cells, e.g. fuel cells with redox couple being irreversible
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0005—Acid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0005—Acid electrolytes
    • H01M2300/0011—Sulfuric acid-based
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0014—Alkaline electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Description

Област на техниката
Настоящото изобретение се отнася найобщо до електрохимично устройство за акумулиране на енергия и системи за създаване на мощност, при които върху противоположните положителен и отрицателен електрод протичат компенсационни електрохимични реакции, а енергията се натрупва във и черпи от електролит при цикли на зареждане и разреждане. Реакциите в този клас системи, които представляват интерес за целите на това изобретение, са по същество обратими, като системата се зарежда при протичане на ток през нея и енергията се акумулира при химични реакции. Тези реакции протичат от двете страни на една система за пренасяне на йони (като например мембрана или множество мембрани и/или междинни клетъчни пространства), при което през мембраната преминават определени носители на заряд. При натрупване на енергия тези химични реакции сменят посоката си, при което преминава електрически ток. Възстановяването или презареждането на клетката може също да бъде постигнато чрез подновяване на реагентите.
Изобретението се отнася по-специално до електрохимично устройство, съдържащо един или повече биполярни електроди, които използват окислител в газова фаза (въздух/кислород), наречени “въздушни електроди”.
Подобни енергетични процеси и системи са известни от много години. Главните ограничения при тях са резултат от практическото прилагане на процес, който изглежда обикновен пряк химически процес. Вредните материали, коефициентът на полезно действие, размерите на системата, задръстването и замърсяването, отделянето на газ, отлагането или отделянето на материалите, ограниченията от дифузия на мембраната, цената на материалите и цената на работата увеличават проблемите при практическата реализация. Друго ограничение при тези системи е загубата на мощност на изход при разреждане на системата.
Предшестващо състояние на техниката
За усъвършенстването на горивните въз душни елементи са направени много разработки. За определени приложения при тях е от значение електродът да може да поддържа или катализира реакцията при достатъчно голяма скорост, голямо електрическо съпротивление, кратко време на живот и да има необходимите хидрофилни и хидрофобни характеристики.
Известните въздушни електроди са с порьозна структура, като едната им страна е в контакт с въздуха, а другата - с електролита. Електролитът не трябва да покрива целия електрод. Сместа въздух/кислород трябва да има контакт с електрода и с електролита в три вида контактни повърхности. Предлага се едната страна на електрода да бъде хидрофобна, а другата - хидрофилна, за да се поддържа чувствителен баланс в електрода. Реакцията, която протича върху въздушния електрод в алкален разтвор, е
2е*+ 1 /202 + Н20 -> 20Н- (1)
В US А-336634140 е защитено устройство на горивна клетка, използващо въздух като окислител, при което въздушният електрод съдържа два порести слоя с различна пористост, като слоят от страната на електролита има по-фини пори. Страните откъм въздуха и откъм електролита работят при разлика в налягането, за да се предотврати омокрянето на порите на въздушния електрод с електролит.
В US А-4444852 е описан многопластов газодифузионен въздушен електрод, който има външен хидрофобен лист, приспособен за контакт с въздуха, и вътрешен хидрофилен активен слой, пропускащ електролит, като двата външни слоя, които са разделени чрез един или повече активни слоя, са съставени от смес от активни хидрофобни и хидрофилни агломерати с катализатор, като големината на агломератите се увеличава в посока от пропускащия електролит слой към външния хидрофобен лист.
В GB А-1364795 е описан горивен елемент, при който към електролитите е добавен пенообразуващ агент. Електролитите се разбъркват до образуване на пяна, съдържаща горивото, и на пяна, съдържаща окислителя. Анодът и катодът са изработени от чиста платина и са разположени основно само в слоя пяна.
В US А-4328287 са описани газодифузионни електроди за електрохимични клетки, които имат пореста газодифузионна основа с електрокатализатори в порите по повърхността на основата, като чрез порите се осигурява свободно преминаване на електрохимически окисляемите или редуцируеми газови мехурчета в течния електролит.
Цинково-въздушният елемент е известен отдавна. Той има порест въглероден положителен електрод, пастообразен електролит от КОН и цинков отрицателен електрод. Първите батерии от този тип са били с U-образна форма, но са се отличавали с ниска скорост на разреждане, тъй като скоростта на дифузия на въздуха през порестия въглероден електрод е пропорционална на повърхността му, която е в контакт с въздуха. По този начин се получава ограничен пренос на маса. Освен това, този елемент е предимно първичен и не може ефективно да се презарежда, тъй като при опит батерията да се презареди, цинкът се отлага повторно неравномено върху цинковия електрод. Това ограничава броя на зарядните цикли преди батерията да стане неизползваема. Освен това се образуват отлагания от цинков оксид и цинков карбонат, което предизвиква замърсяване на електролитите и допълнителни трудности при презареждане на системата. При един усъвършенстван цинково-въздушен елемент, като отрицателен електрод се използва плоска цинкова плоча и това спомага за по-ефективното използване на сместа въздух /кислород чрез продухване с въздух на повърхността на електрода. По този начин се осъществява подобър пренос на маса и следователно по-голяма скорост на разреждане, отколкото при Uобразния цинково-възд}тиен елемент, при което, все пак остават проблемите, свързани с презареждането.
При този тип батерии са правени опити да се замени цинкът с друг метал, например алуминий, желязо, ванадий и магнезий. Тези устройства обаче не са достатъчно добри при презареждане.
В US 3925100 е описан въздушен катод за метално-въздушни елементи, аналогични на цинково-въздушните батерии, който катод се състои от хидрофобен слой, разположен върху хидрофилен слой. Въздухът или кислородът е в контакт с хидрофобния слой, през който дифундира към хидрофилния слой, но електролитът не може да премине през хидрофобния слой.
Цел на настоящото изобретение е създаването на електрохимична клетка, съдържаща усъвършенстван въздушен електрод за получаване на енергия, като за предпочитане клетката се презарежда електрически и осигурява икономично генериране на мощност.
Друга цел на настоящото изобретение е създаването на електрохимична клетка, съдържаща усъвършенстван въздушен електрод, който е биполярен, което води до намаляване на цената от използването на множеството клетки и по по-големи обемни плътности на енергията.
Друга цел на изобретението е създаването на електрохимична клетка с усъвършенстван въздушен електрод, който има хидрофобни свойства и който намалява проблемите, свързани със загубата на вода в сравнение със системите от нивото на техниката.
Друга цел на изобретението е осигуряването на усъвършенстван въздушен електрод, чрез който се получава почти пълна мощност дори при ниски степени на зареждане на системата, т.е. изходната мощност на системата остава постоянна с времето до почти пълното разреждане.
Техническа същност на изобретението и предимства
Електрохимичното устройство за получаване на енергия съгласно изобретението се състои от система електрохимични клетки, включващи:
а) краен положителен електрод и краен отрицателен електрод, разделени чрез един или повече биполярни средни електроди, всеки от които има положителна и отрицателна страна, намиращи се съответно срещу положителна и отрицателна камера, като положителната страна на всеки биполярен електрод съдържа електропроводяща подложка с пореста проводяща повърхност и биполярните електроди са разделени един от друг чрез катионобменни мембрани;
б) средства за получаване на еднородна смес от въздух/кислород и електролит под формата на емулсия;
в) средства за циркулиране на електролита, получен при етап (б), през положителните камери на системата от клетки; и
г) електролит, който съдържа сулфид, ванадиева (V2*) сол или сол на хрома (Сг2+), който циркулира през отрицателните камери на системата от клетки в процеса на получаване на енергия.
Средствата за получаване на еднородната смес от въздух/кислород и електролит за получаване в електролита на дисперсия от мехурчета могат да бъдат извън или в положителните камери на клетките. Скоростта на потока въздух/кислород за предпочитане се определя така, че при всеки разряден ток да се постига почти максимално напрежение на клетката. Ако потокът на газа е прекадено голям, електролитът ще бъде изтласкан, което ще увеличи вътрешното съпротивление на клетката. Ако пък потокът е прекадено слаб, положителният електрод ще изпитва недостиг на окислител. Характерните скорости на потока съгласно изобретението са 0.70 Ι/min за кислорода и около 3 Ι/min за въздуха. Електролитът, циркулиращ в положителните камери на клетката, може да бъде разреден алкален разтвор, например разтвор на натриев, калиев или литиев хидроксид или разреден киселинен разтвор, например солна киселина или сярна киселина. Обикновено по-високи напрежения се получават при работа с кисел електролит, циркулиращ в положителната камера. Електрохимичните реакции на 02 в кисела и алкална среда са качествено различни. В кисел разтвор реакцията е следната:
02 + 4Н+ + 4е- = 2Н20 (2,), което дава електроден потенциал спрямо стандартен водороден електрод 1,229V.
Реакцията в алкален разтвор е следната:
02 + 2Н20 + 4е- = 40Н- (2б>, което дава електроден потенциал 0,401V. Първото химическо уравнение показва общата реакция в положителната камера на клетката при наличие на сярна киселина и при преминаване на натриеви йони през мембраната от отрицателната към положителната страна по време на разреждане.
Биполярните електроди са разделени един от друг и от крайните електроди чрез катионобменна мембрана.
Порестото проводящо покритие върху електропроводящата подложка може да бъде например частици въглерод, въглеродни нишки или кухи въглеродни пръчици, намиращи се в плътен контакт една с друга и с подложката. Порестата проводяща повърхност улавя кислорода от сместа въздух/електролит или от въздушно/електролитната мехурчеста дисперсия, където той се адсорбира/абсорбира и по този начин спомага за осъществяване на електрическото разреждане. Въглеродните частици, нишки или кухи пръчици могат да се притискат механически, така че да се осигури плътният контакт помежду им и с електропроводящата подложка, но могат и да се свързват едни с други, например чрез някакъв полимерен материал, който осигурява добра химична устойчивост, например Kynar (регистрирана търговска марка). За пердпочитане е между порестата проводяща повърхност на положителната страна на биполярния електрод и йонообменната мембрана да се постави мрежа като нетъкана полипропиленова тъкан (тъканта Pelion). Тази мрежа служи за поддържане на проводящия повърхностен материал и за предпазване на мембраната от повреда.
За предпочитане е порестото проводящо покритие да има дебелина от 2.5 до 25 mm, като най-добре е дебелината да бъде от 5 до 15 mm. Порьозността на порестата проводяща повърхност на електрода е за предпочитане да бъде от 0.7 до 0.85.
За повърхност, образувана от проводящи частици, пороьзността зависи не само от размера на частиците и обема на порите, но и от плътността на разполагане на частиците.
Отрицателните камери на системата от клетки съдържат отрицателни електроди и през тях циркулира електролит. При системи, които могат да бъдат зареждани и разреждани, основният химичен процес, протичащ в електрохимичните клетки, се характеризира с химично уравнение, като реакцията протича в една посока при зареждането на системата и в обратна посока, когато от системата се черпи енергия. Електролитът, циркулиращ през отрицателните камери на електрохимичното устройство съгласно изобретението съдържа сулфид, ванадиева (V2+) сол или сол на хрома (Сгн). Примери за такива системи са двойката кислород/сяра, която може да се представи чрез следното уравнение:
5Na2S + 202 + 4Η20<ξ> Na2S5 + 8NaON, (3) и системата кислород/ванадий, която може да бъде представена чрез следното уравнение:
2VSO4 + 0^ + 2H2SO4 <=> 2V(SO4)2+2H20 (4) и системата кислород/хром, която може да бъде представена чрез следното уравнение:
4CrSO4+O2+2H2SO4t; 2Cr2 (S04) 3+2Н20(5).
Електрохимичните реакции съгласно тези уравнения в действителност протичат като отделни, но зависими реакции, като окислителната реакция протича от положителната страна на мембраната, а другите реакции - от отрицателната й страна.
При зареждане (натрупване на енергия) тези реакции протичат отдясно наляво, а при разреждане (подаване на енергия) - отляво надясно.
Системата електрохимични клетки съгласно настоящото изобретение може да бъде използвана като първично устройство, което не удовлетворява в достатъчна степен степента на презареждане. При такива устройства отрицателната страна на всеки биполярен електрод се състои от метал, например цинк, алуминий, магнезий или желязо.
Действието на системата клетки съгласно изобретението е описано по-долу в съответствие с описаната двойка кислород/сяра (3). При това описание всички реакции с Na+ йони могат да протичат с калиеви, литиеви или амониеви йони. Както е посочено в уравнение 3, протича отдясно наляво при зареждане и отляво надясно при разреждане.
При разреждане Na+ йони преминават през мембраните от отрицателните към положителните страни, като осигуряват необходимия Na и преобразуват Na2S Na2S5. NaOH се образува в положителните страни чрез окисляване на 02 и вода. При пълно зареждане във всяка положителна страна има силно разреден разтвор на NaOH, а във всяка отрицателна страна - силно концентриран разтвор на Na2S. При почти пълно разреждане във всяка положителна страна има концентриран разтвор на NaOH, а във всяка отрицателна страна - разтвор на Na2S5 с ниска моларност, но с висока концентрация. Молекулната сяра в от рицателните страни остава в разтвора, защото натриевият сулфид разгражда или разтваря молекулната сяра, която при разреждане се преобразува в пентасулфид.
При зареждане Na* йони преминават през мембраните от положителните към отрицателните страни, за да балансират зареждането и преобразуват Na2S3 в Na2S. Сярата, която е в наличие под формата на двойно зареден полисулфиден йон S2'. Sx (където х може да бъде най-много 4), се редуцира първоначално до S2'.Sx ( и евентуално до S2-.
Реакцията, която протича върху положителните електроди при разреждане, но е непълно изяснена, но вероятно може да се опише чрез следното уравнение:
02 + 2Н20 + 4е- -> 40Н + 0.41 V (6).
Осигурява се поток на електролитите от двете страни на мембраните, като за предпочитане е това да бъде рециркулация, а не еднократно преминаване на по-голямата част при окончателното използване. Електролитът, циркулиращ през положителните камери при разреждане, се състои или от смес от въздух или кислород и вода, или от смес от въздух и разреден разтвор на NaOH. Еднородна смес от въздух или кислород с вода или разреден разтвор на NaOH може да се получи чрез пускане на въздушен или кислороден поток да барботира през вода или разреден разтвор на NaOH, така че извън клетката ,или вътре в нея да се образува мехурчеста дисперсия. Водата или разреденият разтвор на NaOH могат да се съхраняват в отделен контейнер. Аналогично, електролитът, циркулиращ през отрицателните камери, при разреждане съдържа Na2S, който може да се съхранява в отделен контейнер.
При циркулацията на електролита през отрицателните страни S2- се абсорбира от разтвора по повърхността на отрицателните електроди и/или в порестото им покритие. По този начин се осигурява олекотена пореста структура, където може да се утаи разтвор на S2’ в големи концентрации (т.е. да бъде в наличност). Порестият характер осигурява голяма свободна повърхност, което увеличава ефективността при разреждане. Освен това за предпочитане е повърхността на отрицателните електроди да бъде покрита с активна съставка, кинетиката на реакцията, като осигурява S2 йони точно съгласно изискванията за следващия разряд, а по този начин се осъществява пълна мощност до почти пълното разреждане на системата. При това разреждане напрежението на изхода на клетката е почти постоянно с малки поляризационни загуби.
При зареждане на клетката Na+ йони преминават през катионобменните мембрани от положителните към отрицателните страни на клетката. Na+ йони преобразуват Na2Sx до Na2S и при този процес S се редуцира до S2·. При циркулацията на електролита върху повърхността на положителните електорди в положителните страни се получава свободен кислород, който през отвор се освобождава в атмосферата. Възможно е също електролитите да се презареждат извън клетката в отделна система, за да се избегнат всякакви вредни ефекти върху материалите на електродите, породени от образуването на кислород върху положителните електроди по време на зареждане.
Ако при натрупването на енергия в положителните страни на клетката се образуват карбонати (което може да случи, ако в положителните страни се подава въздух, а не кислород), то при зареждането на клетката те трябва да се преобарзуват върху положителните електроди във въглероден двуокис, който да се отстрани заедно с кислорода, получен при зареждането.
Освен това, тъй като кислородът е слаб окислител, сярата, която преминава през мембраната, остава в разтвора и не образува утайки. По този начин няма нужда да бъдат включвани филтри към системата за циркулиране на електролита.
За предпочитане е да се използва филтър за филтриране на въздуха преди смесването му с разредения разтвор на NaOH, като филтърът отстранява от въздуха частици прах и др.
За предпочитане е йонообменната мембрана, използвана съгласно изобретението, да бъде катионна (през нея да преминават положителните йони, като например Na* и К+), което също осигурява ефективна защита срещу преминаването на S2- през мембраната.
При други предпочитани изпълнения се използва калий, литий или амониев радикал и други подходящи заместители на натрия за хидроксилния и/или сулфидния разтвор.
Описание на приложените фигури
Други цели, признаци и предимства на настоящото изобретение ще станат ясни от следващото подробно описание на предпочитаните му изпълнения, разгледани в съответствие с приложените фигури, от които:
фигура 1 представлява схематичен изглед на системата от клетки съгласно предпочитаното изпълнение на изобретението;
фигура 2 - блок-схема на системата, използваща клетка съгласно фиг. 1;
фигура 3 - графика за разрядните характеристики на клетката съгласно пример 1; и фигура 4 - графика на разрядните характеристики на клетката съгласно пример 2.
По-долу е описана електрохимична клетка или множество клетки съгласно изобретението в съответствие с определена система, използваща въздух/натриев хидроксид и натриев сулфид. Ясно е, че вместо използваните тук натриев хидроксид и натриев сулфид могат да се използват други соли.
Ясно е също, че доколкото въздушният електрод, използван в настоящото изобретение, е описан съгласно електрохимически процес с двойка кислород/сяра, общите положения и даденото по-долу описание са валидни и за въздушен електрод, използван при други химични реакции.
На фиг.1 е показана система от множество клетки 20, свързани последователно в електрически серии паралелно на флуида. Крайните електроди 12Е (положителен) и 14Е (отрицателен) и множеството средни електроди 13 (всеки от които има положителен участък 12А и отрицателен участък 14А) са разделени един от друг чрез катионобменни мембрани 16, като по този начин се образуват крайни клетки СЕ1 и СЕ2 и множество от η на брой средни клетки См (обикновено 10-20; но могат да бъдат подходящи и много по-малък и много по-голям брой клетки). Катионобменните мембрани 16 са така избрани, че да се намали до минимум преминаването на кислород от положителната към отрицателната страна и преминаването на S2- йони от отрицателната към положителната страна. Крайните електроди 12Е (положителен) и 14Е (отрицателен) имат вградени вътрешни капселовани проводници 12F и 14F (обикновено медни решетки', водещи към външни клеми 12G, 14G, свързани към консуматора (например към двигател ,М през управляваща верига (CONT) за задвижване на превозно средство) или към източници на захранващо напрежение (например акумулаторна плоча). Във всяка вътрешна клетка електродът 13 действа като биполярен електрод. Това означава, че електродът изгражда отрицателната страна 14А на една клетка, като в същото време изгражда и положителната страна 12А на следващата клетка.
Крайните положителни електроди 12Е и положителните участъци 12А на биполярните електроди 13 имат пореста проводяща повърхност, състояща се от частици активен въглерод 26, като например частици тип G212 (производство на North American Carbon Co.) или частици от типа UU (производство на Bamebey-Cheney Co.) Частиците активен въглерод се пресоват до осъществяване на плътен контакт с повърхността на електродите или се свързват с нея. Въглеродните частици 26 се задържат от решетките 27, изработени например от разтъкана пропиленова тъкан, например тъканта Pelion, и по този начин се отделят от мембраните 16. Така се избягва повреждането на мембраните.
При това изпълнение крайните отрицателни електроди 14Е и отрицателните участъци 14А на биполярните електроди 13 също имат пореста праводяща повърхност, осъществена чрез частици активен въглерод 28, които могат да бъдат съшите или различни от частиците активен въглерод 26, които покриват повърхността на положителните електроди. Въглеродните частици 28 се задържат от решетки 30, които могат да бълат същите или различни от решетките 27.
Към тъпото на положителната камера 22С на всяка клетка се подава пяна 22, образувана от въздух и разреден разтвор на NaOH, получена извън клетките. Към дъното на отрицателната камера 24С на всяка клетка се подава разтвор на Na2S 24.
Когато системата от клетки е в почти напълно заредено състояние, в камерите 22С на клетката има разтвор на NaOH с моларна концентрация от 0.5 до 1, а в камерите 24С има 3- до 4-моларен разтвор на Na2S.
Когато се подава енергия към потребителя, клетката се разрежда и на двата електрода прот)тчат обратими реакции. Натриевите йони Na+ преминават през мембраната 16 от отрицателната към положителната страна на клетката. Върху положителния електрод 12 кислородните молекули се редуцират до ОНйони. Върху отрицателния електрод сулфидните йон S2' се окисляват до молекулна сяра (от разтворения натриев сулфид). Свободните електрони, получени върху отрицателния електрод, дават тока през консуматора. Химичните реакции на електродите дават напрежение 0.60 0.70 V за клетката.
На фиг.2 е показана блок схема на система от клетки 20 съгласно фиг.1. Откъм страната на положителния електрод около 1-моларен разтвор на NaOH се съхранява в резервоар 40, откъдето се подава към смесителен разтвор 23 и там се смесва с въздух, подаван по линия 44. След това разпенената смес въздух/разреден разтвор на NaOH се подава към дъното на камерите 22С на клетката 20. При преминаването си през камерите 22С сместа влиза в контакт с порестите проводящи повърхности на електродите 12. Натриевият хидроокис рециркулира през резервоара 40 с помощта на помпа 45.
В близост с отрицателния електрод разтвор на натриев сулфид Na2S се съхранява в резервоар 46, откъдето се подава към дъното на камерите 24С на клетката 20. Разтворът на Na2S рециркулира през резервоара 46 с помощта на помпа 47. При изразходване на електролита резервоарите 40 и 46 или се заменят с нови или се напълват старите резервоари с пресен електролит.
Изработване на електродите
Крайните електроди се различават от средните, тъй като трябва да имат вграден метален проводник, преминаващ през електрода. Това е необходимо, защото съпротивлението на материала на подложката, от който са направени електродите, е прекадено високо, за да осигури необходимата електрическа проводимост. Например подложка с площ 25 cm х 25 cm (10 инча на 10 инча) и с дебелина 0,25 cm (0,10 инча) има съпротивление около 10Ω, докато съответната клетка има вътрешно съпротивление около 0.01 Ω. Меден лист с дебелина 0.025 cm (0.010 инча) и приблизително същата площ, вграден в електрода, намалява ефективното съпротивление до около 100 μΩ. Крайните електроди са еднополярни, а средните са биполярни. Проводящият лист представлява тънка решетъчна структура, вградена тавлява тънка решетъчна структура, вградена по дължината на крайните електроди, която осъществява механически добър контакт по пътя на тока.
Процесът на изработване на биполярните средни електроди е следният. Подложките се правят от графитени люспи, смесени с пластмасово или друго подходящо свързващо вещество, като обикновено тегловното съотношение е 1:1. Влагата се отделя от сместа чрез загряване и/или изсушаване, оформят се листове и се пресоват в горещо състояние при подходящи за използваните материали температури и налягания.
След това повърхността на подложката, от която ще се прави положителният електрод, се покрива с порест проводящ слой, например частици активен въглерод, чрез механическо пресоване до формиране на плътен контакт на проводящия покривен материал с повърхността на електрода или чрез свързване на проводящия покривен материал с повърхността на електрода. При първия метод плътен слой (с дебелина повече от 2.5 mm) от несвързани свободни частици активен въглерод се поддържа механически в контакт с повърхността на подложката, която първоначално е покрита с тънък слой въглеродни частици с по-малки размери, вградени в нея. Този среден покривен слой осигурява контакт с достатъчно ниско съпротивление на подложката със слоя свободни въглеродни частици, за да се осъществи взаимодействие с окисления електролит.
При втория метод свободните въглеродни частици се свързват с повърхността на подложката чрез подходящ полимерен материал, който е устойчив на химическа корозия. Например като свързващ агент може да се използва прахообразен Kynar в тегловно отношение от 15% до 20%.
За предпочитане е върху проводящия покривен материал да се постави мрежа, например нетъкана пропиленова мрежа или решетка (тъканта Pelion), за да се фиксира проводящият материал. При предпочитаното изпълнение на изобретението повърхността на подложката, от която ще се изработи отрицателният електрод, се покрива с порест проводящ слой по начина, описан по-горе.
Крайните електроди се приготвят, като се направи подложка чрез смесване на графитени люспи и пластмасово свързващо вещество по същия начин, описан по-горе за процеса на изработване на биполярните средни елект роди. Две подложки се поставят като сандвич, като между тях се поставя проводяща решетка, например медна. Тази конструкция се пресова в горещо състояние, за да се оформи електродът, който след това се покрива (по начина, описан по-горе за средните електроди) с проводящ покривен материал, за да се получи положителен краен електрод. Съгласно предпочитаното изпълнение на изобретението за покриването на отрицателните крайни електроди се прилага същата процедура.
Мембрани
Предпочитаните катионобменни мембрани, които се използват в настоящото изобретение, представляват хетерогенни структури, произвеждани от Sybron Chemical Co., наречени IONAC МС 3470, или произвежданите от Du Pont de Nemours мембрани тип NAFION. IONAC представлява катионобменна мембрана, чиито функционални материали са сулфонирани смоли, свързани с Kynar. Материалът се свързва към влакнест поддържащ лист стъклена тъкан или полимерно влакно. Характеристиките на такава мембрана са: дебелина 0.40 cm (0.016 инча), селективност на пропускане 96% и съпротивление 5 Ω/cm2 в разтвор на IN NaCl. (IONAC, NAFION и KYNAR са регистрирани търговски марки).
Освен тези, могат да се използват и други катионобменни мембрани.
Плътност на енергията
При предпочитаното изпълнение на електрохимичното устройство съгласно настоящото изобретение процесът, който се използва за акумулиране на енергия при реакциите, се описва чрез следното основно уравнение.
02 + 2Н20 + 40Н + S (7А).
Тази химична реакция включва само химични вещества, които са директно свързани с процеса и са необходими за него. Но за практическото осъществяване на процеса трябва да се държи сметка за катионите и водата, която е в излишък, така че действителната реакция за система с калиева сол е
4Н20 + 5K2S + 202^8КОН + K2S5 (7В).
а за натриева система реакцията е <—
4Н20 + 5Na2S + 202 ^8NaOH + Na2S5 (7С).
на основата на реакцията, описана чрез уравнение 7В максималната стойност на плътността на енергията, която може да се получи, ако реакцията протича до край и няма други загуби поради поляризация или омови ефекти, се изчислява чрез общата маса на реагентите в уравнение 7В и обмяната на електрони
5S2- = S5 2- + 8еАко IV е допустимата стойност на потенциала за реакцията при отворена верига, то енергия 208Wh се получава от 686 g реактив, което дава плътност на енергията 303 Wh/kg.
Процесите съгласно настоящото изобретение протичат в “отворена въздушна” система и когато тя е напълно заредена, в нея не се пренася кислород. Поради това при започване на разреждането плътността на енергията на системата представлява енергията, разделена на масите на реагентите, с изключение на кислорода, което прави 334 WH/kg.
При една реална система максималната ден флуорид, (PVDF) като свързващо вещество (# 461 на Penwait) в тегловно отношение 1:1. Сместа се нагрява, за да се отдели влагата, оформят се пластове, които се пресоват на го5 рещо при температура 177°С (350°F) и налягане 1723кРа (250 psi) за 10 min, след което се охлажда при същото налягане между охлаждани с вода плочи.
След това се оформя батерия, като отго10 ре надолу се разполагат основна алуминиева плоча, тефлонов лист, една подложка, медна решетка (с дебелина 0.025 cm), втора подложка, тефлонов лист, високотемператл-рен каучуков лист и накрая втора основна алуминиева плоча.
Конструкцията се пресова при налягане 1034 kPa (150 psi) при 177°С (350°F) за 10 min и след това се охлажда при същото налягане между охлаждани с вода плочи.
Ръбовете на подложката се покриват с лента и подложката се поставя върху основна алуминиева плоча, покрита с тефлонов лист, като по повърхността се разпръсква смес от 80% графити 20% Kynar. След това по повърхността на подложката се разпръсква слой разтворимост на K2S във вода е около 5-моларен 25 разтвор. Една реална ситуация за системата клетки е около 1 1 0.5М КОН като иницииращ окис частици активен въглерод, например G212 на North American Carbon Co. или тип UU на Bamebey-Cheney Co.
лителен агент (положителен електролит) за 1 1
Характеристиките на тези частици ак5М разтвор на K2S като редуциращ агент (отрицателен електролит). При разреждане раз- 30 творите са приблизително 8.5М КОН и съответно IM K2S.
Ако се допусне протичаща до край и без загуби реакция, плътността на енергията на такава система е 85 Wh/kg. 35
За 5-моларен разтвор на K2S това дава приблизително 17.5% общо процентно тегловно количество на сярата, използвана за отрицателния електролит. Настоящото изобретение ще бъде описано по-нататък в съответствие със 40 следващите примери, които не ограничават обхвата му. При тях системата електрохимични клетки се използва за електрохимичен процес с двойка кислород/сяра.
Примерни изпълнения на изобретението
Пример 1 А. Изработване на крайните тивен въглерод са следните:
G212 обемно тегло (насипно) твърдост размер на частиците
Обем на порите (в частиците)H20ml/g тип UU обемно тегло размер на частиците
Обем на порите (в частиците) -H2Oml/g
0.38 до 0.44 (ASTM 2854) (ASTM D2862)
90% преминават през решетка 8 х 16
0.90-1.00
0.45 до 0.55 (ASTM 2854)
90% преминават през решетка 50 х 200
0.85-0.95 електроди
Приготвят се две подложки чрез смесване на графитени люспи (графитени люспи # 4012 на Asbury Carbon Co.) с поливинили50
Върху покритата подложка се поставя високотемпературен каучуков лист, а след него тефлонов лист и основна алуминиева плоча. Структурата се пресова при 517кРа (75 psi) и да при същото налягане между охлаждани с вода плочи.
След това лентата се отделя от ръбовете на покритата страна и в горната част на изчистените ръбове се поставя каучукова оформяща рамка. Електродът се поставя с покритата си страна нагоре върху основна алуминиева плоча, покрита с тефлонов лист, и горната повърхност на структурата се покрива с тефлонов лист и основна алуминиева плоча. Краищата на конструкцията се пресоват при 2413кРа (350 psi) за 20 min и след това се охлаждат при същото налягане между охлаждани с вода плочи. При този етап листовете на подложката се залепват по краищата, за да се осигури пълно капселоване на медната решетка за предотвратяване на корозията на електролита.
B. Изработване на биполярните електроди
Подложките за биполярните електроди се приготвят по същия начин, както в т.А.
След това едната повърхност на подложката се покрива с частици активен въглерод G212 (на North American Carbon Co.). Върху подложката се поставят високотемпературен каучуков лист, тефлонов лист и основна алуминиева плоча. След това структурата се пресова при 517 kPa (75 psi) при 177°С (350°F) за 10 min и след това се охлажда при същото налягане между охлаждани с вода плочи. Тази повърхност формира положителната страна на биполярния електрод.
След това другата повърхност на подложката се покрива с частици активен въглерод UU (на Bamebey-Cheney Co.) и се пресова на горещо и охлажда по същия начин, както при формирането на положителната страна на електрода. Покритата с UU частици повърхност формира отрицателната страна на биполярния електрод.
C. Изработване на клетката
Изработва се клетка с краен положителен електрод, покрит с активен въглерод G212. биполярен електрод като описания по-горе и краен отрицателен електрод с активен въглерод UU. Крайните електроди се разделят от средните чрез мембрана Nafion със защитен слой от тъканта Pelion, като по този начин се оформят положителни камери. Ефективната площ на всеки електрод е 25 cm1 (10 кв.инча).
Отрицателна страна: 0.50 cm (0.20 инча) разстояние до мембраната, обем на електролита 250 cm3 2M-Na2S. Използва се разтвор на моносулфид, за да се осигури пълното зареждане на отрицателния електролит, като по този начин действието на клетката не се ограничава от поляризационни ефекти.
Положителна страна: 0.50 cm (0.20 инча) разстояние до мембраната, обем на електролита 250 cm3 IM NaOH.
В положителния електролит се подава кислород точно преди подаването на електролита към дъното на положителните камери на клетката. Скоростта на кислородния поток е 2 Ι/min. Електролитът с мехурчета от кислород циркулира през положителните камери на клетката със скорост 0.5 1/min. Отрицателният електролит циркулира през отрицателните камери на клетката със скорост 0.6 Ι/min. По време на експеримента след 30 min кислородът се заменя с въздух.
D. Действие на клетката
Клетката се разрежда при ток със сила 1А в продължение на 30 min, като за получаване на електролит с мехурчета се използва кислород, а в следващите 25 min се използва въздух под налягане.
На фиг.З е показано изменението на напрежението в зависимост от времето при това действие на клетката.
Пример 2. При този пример клетката, както е описана в пример 1, работи с електролит 1М-разтвор на H2SO4 в положителните камери на клетката. В положителния електролит се вкарва кислород непосредствено преди подаването му към дъното на положителните камери. Скоростта на кислородния поток е 1.5 1/min. Електролитът с мехурчета от кислород циркулира през положителните камери на клетката със скорост 0.5 1/min, а отрицателният електролит циркулира през отрицателните камери на клетката със скорост 0.6 1/min.
Клетката се разрежда при ток със сила 1.8А и периодически се оставя в режим на празен ход. На фиг.4 е показано изменението на напрежение в зависимост от времето. Трябва да се отбележи, че при използване на кисел електролит, циркулиращ през положителните камери (фиг.4), се получават по-високи напрежения, отколкото при използване на алкален електролит (фиг.З).

Claims (13)

  1. Патентни претенции
    1. Електрохимично устройство с въздушен електрод за получаване на енергия, състоящо се от система от електрохимични клетки, характеризиращо се с това, че се състои от:
    а) краен положителен и краен отрицателен електрод, разделени чрез един или повече биполярни средни електроди, всеки от които има положителна и отрицателна страна, намиращи се съответно срещу положителна и отрицателна камери, като положителната страна на всеки биполярен електрод има електропроводяща подложка с пореста проводяща повърхност и биполярните електроди са разделени един от друг чрез катионобменни мембрани;
    б) средства за получаване на еднородна смес от въздух/кислород и електролит под формата на емулсия;
    в) средства за циркулиране на електролита в положителните камери на системата клетки;и
    г) електролит, който съдържа сулфид, ванадиева (V2+) сол или сол на хрома (Сг2+), циркулиращ през отрицателните камери на системата, клетки в процеса на получаване на енергия.
  2. 2. Електрохимично устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че порестото проводящо покритие на всяка от положителните страни на биполярните електроди е избраноот групата, състояща се от въглеродни частици, въглеродни нишки или кухи въглеродни пръчици, които се намират в плътен контакт едни с други и с повърхността на подложката.
  3. 3. Електрохимично устройство съгласно претенция 1 и 2, характеризиращо се с това, че средствата за получаване на еднородна смес от въздух/кислород и електролит се намират извън положителните камери на клетката.
  4. 4. Електрохимично устройство съгласно претенции 1 до 3, характеризиращо се с това, че средствата за получаване на еднородна смес от въздух/кислород и електролит се намират във всяка от положителните камери на клетката.
  5. 5. Електрохимично устройство съгласно която и да е от горните претенции, характери зиращо се с това, че електролитът, циркулиращ в положителните камери, представлява разреден алкален разтвор.
  6. 6. Електрохимично устройство съгласно претенция 5, характеризиращо се с това, че електролитът представлява натриев, калиев, литиев или амониев хидроксид.
  7. 7. Електрохимично устройство, съгласно която да е от горните претенции, характеризиращо се с това, че електролитът, циркулиращ в положителните камери, представлява разреден разтвор на киселина.
  8. 8. Електрохимично устройство съгласно претенция 7, характеризиращо се с това, че електролитът представлява солна или сярна киселина.
  9. 9. Електрохимично устройство съгласно която и да е от горните претенции, характеризиращо се с това, че може да се възстановява електрически или да се презарежда химически.
  10. 10. Електрохимично устройство съгласно която и да е от горните претенции, характеризиращо се с това, че електрическото възстановяване включва средства за смяна на полярността на положителния и отрицателния електроди и средства за осигуряване на достатъчно високо напрежение за протичане на химическите реакции в обратна посока.
  11. 11. Електрохимично устройство съгласно която и да е от горните претенции, характеризиращо се с това, че химическото възстановяване включва средства за циркулиране на единия или двата електролита от положителната и/или отрицателната камери към резервоари, съдържащи по-голям обем електролит, отколкото е обемът на съответната положителна камера, за един по-дълъг разряден цикъл, отколкото би позволил обемът на самите положителна и/или отрицателна камери.
  12. 12. Електрохимично устройство съгласно която и да е от горните претенции, характеризиращо се с това, че клетките са свързани последователно в електрически серии.
  13. 13. Електрохимично устройство съгласно която и да е от горните претенции, характеризиращо се с това, че порестото проводящо покритие на положителната страна на биполярния електрод има дебелина от 2,5 mm до 25 mm.
BG99561A 1992-10-14 1995-04-11 Електрохимично устройство с въздушен електрод за получаванена енергия BG61743B1 (bg)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US96100992A 1992-10-14 1992-10-14
PCT/GB1993/002108 WO1994009524A1 (en) 1992-10-14 1993-10-13 Electrochemical apparatus for power delivery utilizing an air electrode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG99561A BG99561A (bg) 1996-02-28
BG61743B1 true BG61743B1 (bg) 1998-04-30

Family

ID=25503954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG99561A BG61743B1 (bg) 1992-10-14 1995-04-11 Електрохимично устройство с въздушен електрод за получаванена енергия

Country Status (32)

Country Link
US (1) US5545492A (bg)
EP (1) EP0664930B1 (bg)
JP (1) JPH08502386A (bg)
KR (1) KR100292450B1 (bg)
CN (1) CN1061177C (bg)
AT (1) ATE138228T1 (bg)
AU (1) AU671864B2 (bg)
BG (1) BG61743B1 (bg)
BR (1) BR9307236A (bg)
CA (1) CA2145882A1 (bg)
CZ (1) CZ283086B6 (bg)
DE (1) DE69302695T2 (bg)
DK (1) DK0664930T3 (bg)
DZ (1) DZ1721A1 (bg)
EG (1) EG20204A (bg)
ES (1) ES2089854T3 (bg)
FI (1) FI108685B (bg)
GR (1) GR3020708T3 (bg)
HK (1) HK1001072A1 (bg)
HU (1) HU217488B (bg)
IL (1) IL107235A (bg)
MY (1) MY111071A (bg)
NO (1) NO951406L (bg)
NZ (1) NZ256710A (bg)
PL (1) PL171936B1 (bg)
RU (1) RU2119701C1 (bg)
SG (1) SG63575A1 (bg)
SK (1) SK280744B6 (bg)
TW (1) TW249300B (bg)
UA (1) UA26465C2 (bg)
WO (1) WO1994009524A1 (bg)
ZA (1) ZA937285B (bg)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA952384B (en) * 1994-04-13 1996-09-23 Nat Power Plc Cation exchange membranes and method for the preparation of such membranes
US6261717B1 (en) 1999-05-28 2001-07-17 The Gillette Company Battery having an electrode within another electrode
US6342317B1 (en) 1999-07-21 2002-01-29 The Gillette Company Battery
US6410187B1 (en) 1999-09-09 2002-06-25 The Gillette Company Primary alkaline battery
WO2001045189A1 (en) * 1999-12-17 2001-06-21 The Regents Of The University Of California Passive air breathing direct methanol fuel cell
US6492052B2 (en) 1999-12-17 2002-12-10 The Regents Of The University Of California Air breathing direct methanol fuel cell
DE10007651A1 (de) * 2000-02-19 2001-09-06 Forschungszentrum Juelich Gmbh Brennstoffzelle
US20040013916A1 (en) * 2002-07-18 2004-01-22 Rao Arvind M. Environment neutralization of pem bipolar plate fuel cell effluent in situ
CN101577347B (zh) * 2003-08-18 2012-05-30 鲍尔热尼系统公司 制造镍锌电池的方法
JP2008513962A (ja) 2004-09-15 2008-05-01 アイエヌアイ パワー システムズ インコーポレイテッド 電気化学電池
US8703330B2 (en) * 2005-04-26 2014-04-22 Powergenix Systems, Inc. Nickel zinc battery design
US7901817B2 (en) 2006-02-14 2011-03-08 Ini Power Systems, Inc. System for flexible in situ control of water in fuel cells
US8158300B2 (en) 2006-09-19 2012-04-17 Ini Power Systems, Inc. Permselective composite membrane for electrochemical cells
US8551667B2 (en) 2007-04-17 2013-10-08 Ini Power Systems, Inc. Hydrogel barrier for fuel cells
EP2272124B1 (en) * 2008-04-02 2016-03-23 PowerGenix Systems, Inc. Cylindrical nickel-zinc cell with negative can
US8163429B2 (en) 2009-02-05 2012-04-24 Ini Power Systems, Inc. High efficiency fuel cell system
JP5387039B2 (ja) * 2009-02-23 2014-01-15 トヨタ自動車株式会社 金属空気電池及びその製造方法
WO2012048275A2 (en) 2010-10-08 2012-04-12 Caridianbct, Inc. Configurable methods and systems of growing and harvesting cells in a hollow fiber bioreactor system
US8783304B2 (en) 2010-12-03 2014-07-22 Ini Power Systems, Inc. Liquid containers and apparatus for use with power producing devices
US9065095B2 (en) 2011-01-05 2015-06-23 Ini Power Systems, Inc. Method and apparatus for enhancing power density of direct liquid fuel cells
WO2012173091A1 (ja) * 2011-06-15 2012-12-20 国立大学法人 東京大学 リバーシブル燃料電池、リバーシブル燃料電池システム、リバーシブル燃料電池モジュール、および、リバーシブル燃料電池バンク
JP2013065530A (ja) * 2011-09-20 2013-04-11 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池
KR101443680B1 (ko) * 2012-02-09 2014-09-26 전자부품연구원 레독스 플로우 이차 전지
JP6190043B2 (ja) 2013-05-09 2017-08-30 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー 折りたたみ式エアフィルタリングデバイス
WO2014182986A1 (en) 2013-05-09 2014-11-13 The Procter & Gamble Company Methods of filtering air
WO2014182987A2 (en) 2013-05-09 2014-11-13 The Procter & Gamble Company Air filtering device
AU2014262584B2 (en) 2013-05-09 2017-03-30 The Procter & Gamble Company Air filtering device
WO2015029941A1 (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 一般社団法人新エネルギー支援機構 電力エネルギーの輸送システム
JP6633522B2 (ja) 2013-11-16 2020-01-22 テルモ ビーシーティー、インコーポレーテッド バイオリアクターにおける細胞増殖
WO2015148704A1 (en) 2014-03-25 2015-10-01 Terumo Bct, Inc. Passive replacement of media
JP6830059B2 (ja) 2014-09-26 2021-02-17 テルモ ビーシーティー、インコーポレーテッド スケジュール化された細胞フィーディング
WO2017004592A1 (en) 2015-07-02 2017-01-05 Terumo Bct, Inc. Cell growth with mechanical stimuli
AU2016343852A1 (en) * 2015-10-30 2018-05-17 Massachusetts Institute Of Technology Air-breathing aqueous sulfur rechargeable batteries
WO2017205667A1 (en) 2016-05-25 2017-11-30 Terumo Bct, Inc. Cell expansion
US11104874B2 (en) 2016-06-07 2021-08-31 Terumo Bct, Inc. Coating a bioreactor
US11685883B2 (en) 2016-06-07 2023-06-27 Terumo Bct, Inc. Methods and systems for coating a cell growth surface
US20190181461A1 (en) * 2016-08-11 2019-06-13 3M Innovative Properties Company Membrane-electrode assemblies and electrochemical cells and liquid flow batteries therefrom
US20180108931A1 (en) * 2016-10-19 2018-04-19 Wattjoule Corporation Vanadium redox flow batteries
US11629332B2 (en) 2017-03-31 2023-04-18 Terumo Bct, Inc. Cell expansion
US11624046B2 (en) 2017-03-31 2023-04-11 Terumo Bct, Inc. Cell expansion

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL76387C (bg) * 1949-03-24
US3121028A (en) * 1959-06-29 1964-02-11 Ethyl Corp High performance battery
US3077507A (en) * 1960-05-16 1963-02-12 Union Carbide Corp Fuel cell electrode
US3227585A (en) * 1960-11-07 1966-01-04 Leesona Corp Fuel cell
FR1291005A (fr) * 1961-03-09 1962-04-20 Electricite De France Perfectionnements aux électrodes de puissance à oxygène
US3350227A (en) * 1962-09-14 1967-10-31 Exxon Research Engineering Co Method of regenerating nitric acid oxidant of fuel cell
FR1365569A (fr) * 1962-09-14 1964-07-03 Exxon Research Engineering Co Procédé de régénération d'oxydants primaires dans des piles électrochimiques
US3518250A (en) * 1965-12-17 1970-06-30 Ibm Substitution of imino-heterocyclic compounds
DE1571985A1 (de) * 1966-07-06 1971-02-25 Chemie Technik Gmbh Verfahren zur anodischen Oxydation von sulfidischen Verbindungen
BE710656A (bg) * 1967-02-24 1968-06-17
BE710652A (bg) * 1967-02-24 1968-06-17
FR1522306A (fr) * 1967-02-24 1968-04-26 Alsthom Cgee Assemblages compacts de piles à combustible
US3540934A (en) * 1967-07-11 1970-11-17 Jan Boeke Multiple cell redox battery
CH509672A (it) * 1969-04-23 1971-06-30 Consiglio Nazionale Ricerche Elettrodo per accumulatori elettrici a alogenuro di zinco in elettrolita acquoso del tipo a catodo solubile ed anodo disciolto
US3663300A (en) * 1969-06-12 1972-05-16 Leonard Nanis Foam electrolyte, fuel cell, and method for increasing effectiveness of fuel cells
FR2146142B1 (bg) * 1971-07-20 1974-03-15 Alsthom Cgee
FR2146144A1 (en) * 1971-07-20 1973-03-02 Alsthom Rechargeable electrochemical cell - with alkaline electrolyte and stacked thin plate elements
GB1364795A (en) * 1972-05-16 1974-08-29 Nanis L Fuel cells
US3920474A (en) * 1972-05-25 1975-11-18 Gen Engineering Lab Inc Method of operating a fuel cell using sulfide fuel
US4053684A (en) * 1972-10-10 1977-10-11 Gel, Inc. Method of operating a fuel cell
US4038460A (en) * 1976-03-17 1977-07-26 Eco-Control, Inc. Halogen complexing ethers
US4064324A (en) * 1976-04-07 1977-12-20 Exxon Research & Engineering Co. Metal-Halogenelectrochemical cell
US4069371A (en) * 1976-05-10 1978-01-17 Gel, Inc. Energy conversion
US4230549A (en) * 1977-05-31 1980-10-28 Rai Research Corporation Separator membranes for electrochemical cells
US4117204A (en) * 1977-12-01 1978-09-26 General Engineering Labs. Sulfite anolyte and persulfate catholyte fuel cell
US4180623A (en) * 1977-12-19 1979-12-25 Lockheed Missiles & Space Company, Inc. Electrically rechargeable battery
US4218519A (en) * 1978-09-01 1980-08-19 Texas Instruments Incorporated Configuration for a gas redox fuel cell employing an ion exchange membrane
IL56621A (en) * 1979-02-07 1982-08-31 Yeda Res & Dev Electrocatalytically active electrodes
US4215182A (en) * 1979-05-29 1980-07-29 Institute Of Gas Technology Conversion of solar energy to chemical and electrical energy
IL59925A (en) * 1980-04-25 1983-09-30 Yeda Res & Dev Storage of electrical energy with a tin-tin-sulfide sulfur/sulfide system
US4339473A (en) * 1980-08-28 1982-07-13 Rai Research Corporation Gamma radiation grafting process for preparing separator membranes for electrochemical cells
US4407902A (en) * 1980-12-08 1983-10-04 Ford Motor Company Chemically regenerable redox fuel cell and method of operating the same
US4328287A (en) * 1981-01-23 1982-05-04 Institute Of Gas Technology Gas flow through electrodes
US4485154A (en) * 1981-09-08 1984-11-27 Institute Of Gas Technology Electrically rechargeable anionically active reduction-oxidation electrical storage-supply system
US4469760A (en) * 1981-09-08 1984-09-04 Electric Power Research, Institute Redox battery including a bromine positive electrode and a chromium ion negative electrode, and method
US4390602A (en) * 1981-09-21 1983-06-28 Struthers Ralph C Fuel cell
US4414090A (en) * 1981-10-01 1983-11-08 Rai Research Corporation Separator membranes for redox-type electrochemical cells
JPS58176880A (ja) * 1982-04-12 1983-10-17 Agency Of Ind Science & Technol レドツクス・フロ−型電池の運転制御方法
ATE58262T1 (de) * 1983-12-19 1990-11-15 Energiespeicher & Antriebssyst Galvanisches element, insbesondere sekundaerelement und verfahren zur herstellung desselben.
US4614693A (en) * 1984-06-06 1986-09-30 Kabushiki Kaisha Meidensha Metal-halogen secondary battery
JPS61206180A (ja) * 1985-03-08 1986-09-12 Meidensha Electric Mfg Co Ltd 亜鉛‐臭素電池の電解液
US4786567A (en) * 1986-02-11 1988-11-22 Unisearch Limited All-vanadium redox battery
JPS63205057A (ja) * 1987-02-20 1988-08-24 Sumitomo Electric Ind Ltd レドツクスフロ−電池
JPH0656767B2 (ja) * 1987-03-09 1994-07-27 住友電気工業株式会社 レドツクスフロ−電池
US4828942A (en) * 1987-08-27 1989-05-09 Massachusetts Institute Of Technology Polysulfide battery
WO1989005528A1 (en) * 1987-12-10 1989-06-15 Unisearch Limited Vanadium charging cell and vanadium dual battery system
JP2748379B2 (ja) * 1988-01-11 1998-05-06 株式会社明電舎 電解液循環形積層二次電池
WO1990003666A1 (en) * 1988-09-23 1990-04-05 Unisearch Limited State of charge of redox cell

Also Published As

Publication number Publication date
SG63575A1 (en) 1999-03-30
DE69302695T2 (de) 1996-09-26
RU95110043A (ru) 1996-11-27
HU217488B (hu) 2000-02-28
FI951814A0 (fi) 1995-04-13
DK0664930T3 (da) 1996-09-30
WO1994009524A1 (en) 1994-04-28
MY111071A (en) 1999-08-30
UA26465C2 (uk) 1999-08-30
CN1061177C (zh) 2001-01-24
SK48295A3 (en) 1995-09-13
BR9307236A (pt) 1999-10-13
CZ95595A3 (en) 1996-03-13
FI951814A (fi) 1995-06-13
TW249300B (bg) 1995-06-11
EP0664930B1 (en) 1996-05-15
HUT72949A (en) 1996-06-28
DE69302695D1 (de) 1996-06-20
ZA937285B (en) 1995-03-30
RU2119701C1 (ru) 1998-09-27
FI108685B (fi) 2002-02-28
EP0664930A1 (en) 1995-08-02
SK280744B6 (sk) 2000-07-11
IL107235A (en) 1996-05-14
AU5153693A (en) 1994-05-09
KR100292450B1 (ko) 2001-06-01
CA2145882A1 (en) 1994-04-28
KR950703804A (ko) 1995-09-20
JPH08502386A (ja) 1996-03-12
IL107235A0 (en) 1994-01-25
EG20204A (en) 1997-10-30
ATE138228T1 (de) 1996-06-15
US5545492A (en) 1996-08-13
PL171936B1 (pl) 1997-07-31
CZ283086B6 (cs) 1997-12-17
NO951406D0 (no) 1995-04-10
GR3020708T3 (en) 1996-11-30
CN1089062A (zh) 1994-07-06
ES2089854T3 (es) 1996-10-01
DZ1721A1 (fr) 2002-02-17
NZ256710A (en) 1995-12-21
BG99561A (bg) 1996-02-28
NO951406L (no) 1995-04-10
PL308267A1 (en) 1995-07-24
HK1001072A1 (en) 1998-05-22
AU671864B2 (en) 1996-09-12
HU9500844D0 (en) 1995-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BG61743B1 (bg) Електрохимично устройство с въздушен електрод за получаванена енергия
US9941559B2 (en) Water enhanced ionic liquid electrolytes for metal-air batteries
US8012633B2 (en) Advanced metal-air battery having a ceramic membrane electrolyte
KR101049179B1 (ko) 격리막을 포함하는 레독스 플로우 전지
JPS6356675B2 (bg)
BG61627B1 (bg) Метод и система за електрохимично акумулиране на енергияи/или генериране на мощност
US9666916B2 (en) Biphase electrolyte for a metal-air battery
JP2014510361A (ja) アルカリ金属−空気フロー電池
WO2015004069A1 (en) Rechargeable zinc-air flow battery
US20150357653A1 (en) Vanadium Solid-Salt Battery and Method for Producing Same
US10320033B2 (en) Alkali metal ion battery using alkali metal conductive ceramic separator
KR101015698B1 (ko) 분말형 연료 전지
AU672049B2 (en) Electrochemical energy storage and power delivery process utilizing iron-sulfur couple
US7906246B2 (en) Powdered fuel cell
JP2000100460A (ja) 全鉄電池およびその充電深度の調節方法
KR102244179B1 (ko) 셀룰로오스를 포함하는 레독스 흐름 전지
CN110741499B (zh) 离子交换膜和包括该离子交换膜的液流电池
Li et al. pH Differential Power Sources with Electrochemical Neutralisation
CN117677722A (zh) 铝阳极、包括该铝阳极的铝电化学电芯以及电池
BATTERY LEAD-ACID 6210837 ELECTRODE GRID FOR LEAD STORAGE BATTERIES