CA1034635A - Procede et dispositif de raccordement d'elements de generateur electrochimique a circulation forcee - Google Patents
Procede et dispositif de raccordement d'elements de generateur electrochimique a circulation forceeInfo
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Abstract
ABREGE DESCRIPTIF
L'invention consiste à raccorder les éléments en série hydrau-lique et électrique et, dans chacun des éléments à isoler élec-triquement l'intérieur de l'embout négatif situé hydraulique-ment le plus près de l'élément suivant. De la sorte, le trans-fert parasite des charges résultant de la connection en série électrique de deux éléments voisins ne peut s'effectuer que par conduction ionique dans la veine d'électrolyte circulant entre les deux éléments.
L'invention consiste à raccorder les éléments en série hydrau-lique et électrique et, dans chacun des éléments à isoler élec-triquement l'intérieur de l'embout négatif situé hydraulique-ment le plus près de l'élément suivant. De la sorte, le trans-fert parasite des charges résultant de la connection en série électrique de deux éléments voisins ne peut s'effectuer que par conduction ionique dans la veine d'électrolyte circulant entre les deux éléments.
Description
1034635 La présente invention a pour objet un procédé permettant de raccorder des éléments de ~énerateur électrochimique à circulation forcée du type mettant en oeuvre une électrcde de première espèce~ savoir un métal apte à la décharge à fournir unP compose soluble dans l'électrolyte.
Elle vise également un dispositi~ de mise en oeuvre d'un tel procédé.
Les générateurs électrochimiques ~ circulation ~orcée sont bien connus, et font à l'heure actuelle l'objet de nombreuses recherches en vue d'équiper des véhicules non polluants.
Parmi CBS générateurs utilisant une électrode dite de première espèce, les systèmes airzinc présentent des perspectives encoura~eantes en vue d'une telle application.
On rappelle brièvement qu'une cellule élémentaire d'un tel géné~
rateur comporte notamment une partie active catalytique apte en particulier à réduire électrochimiquement l'oxygène de l'air d'un séparateur perméable aux iuns au niveau duquel circuls une solution alcaline renfermant de la Poudre de zinc en suspension ; le processus électrochimique consiste en l'oxydation du zinc par l'air avsc apparition d'une force électromotrice.
Dans le but de constituer un générateur, il est donc nécessaire de coupler électriquement et hydraùliquement de tElles cellules élémentaires ou éléments entre eux.
Un mode de coùplags consiste à aliment~r les él~ments en série par la solutlon alcaline et à connectsr ces mêmes éléments électriquement en série.
De la sorte, on réalise dss ensembles d'éléments ou modules comportant un nombre limité d'éléments, et, il est bien entendu possible de coupler de tels modules entre eux en vue de réaliser un générateur de caractéristiques électriques nominales pr~déterminées.
Le couplage hydraulique des éléments sn série est assuré entre deux éléments voisins au moyen d'un tube réalisé en un matériau isolant.
Ef~ectué sans pr~cautions particullares, Un tel mode de couplage hydraulique préssnte un sérieux inconv~nsnt, ainsi qu'il sera explicité dans la partie descriptive de la presente invention.
L'invention a donc pour objet un procédé de raccordement d'élé-ments de générateur éleGtrochimiqus, du type dans lequel un électrolyte, comportant en suspension un métal apte à engendrer à la décharge un composé
soluble dans lsdit électrolyte, est mis en circulation au sein desdits éléments, chacun comportant notamment une couche active catalytique, une grille collectrice négative ainsi qu'uns grille collectrice positive, lesdites grilles étant chacune prolongées de part et d'autre et connectés électriquement à des embouts, procédé dans lequel :
on alimente hydrauliquement en série lesdits élémentsen ledit électrolyte comportant ledit métal en suspension ;
on connecte électriquement en série lesdits éléments entre eux, caractérisé par le fait que dans chacun des éléments on isole électrique-ment au moins en partie, l'intérieur de l'embout négatif situé hydrauli-quemsnt le plus près de l'élément suivant et de potentiel supérieur, de sorte que le transfert parasits, de charges provenant de la connection en série de deux éléments ne puisse s'effectuer que par conduction ionique dans la Veine d'électrolyte circulant entre les deux éléments.
Elle vise ~galement un dispositif de mise en oeuvre dudit pro~
cédé.
D~autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence 3 l'unique figure annexée.
La figure annexée illustre donc deux éléments 1 et 1' senslble-ment identiques entre eux, alimentés en série par une solution de potasse renfermant de la poudre de zinc en suspension, une telle alimentation s'effectuant par l'intermédiaire de canalisations 2, Z', 2", électriquement isolantes, et étant matérialisée par les flèches F.
~03463~;
De tels elements sont par exemple du type d~crit par la demanderesse dans le brevet canadien No. 982,215, emis le 20 jan-vier 1976.
Rappelons à ce sujet que chacun desdits eléments, par exemple l'element l, comporte une grille collectrice negative a, un séparateur poreux b, une couche active catalytique poreuse c, une grille collectrice positive d enrobée dans une couche hydrofuge poreuse e. De plus, des embouts conducteurs tels que f et g con-nectés aux grilles collectrices négatives et positives a et d res-pectivement assurent la liaison électrique et hydraulique des éle-ments entre eux.
L'element 1' comporte bien entendu les mêmes organes référencés par les mêmes lettres mais affectees de l'indice "prime".
Dans les eléments l et l' l'oxydation du zinc par l'air extérieur au niveau des couches catalytiques c et c' engendre une force électromotrice recueillie entre les embouts f et g d'une part, et f' et g' d'autre part.
Lesdits éléments sont connectés en série électrique au moyen d'un conducteur 3 réunissant en consequence les embouts g et f' des eléments 1 et l', respectivement.
On voit donc que le circuit électrique formé successive-ment par l'embout g, les couches c et b, l'électrolyte circulant dans la canalisation 2', la couche a', l'embout f' et le conduc-teur 3 constituent un circuit parasite débitant un courant de fuite engendré par les deux demis éléments ainsi court-circuités. Bien entendu, ce courant de fuite peut être réduit en prévoyant une longueur de canalisation 2' suffisamment élevée en vue d'augmenter la résistance ohmique du circuit parasite.
Cependant au niveau de l'extrémité délimitée par les zones A et B de l'élément l deux chemins s'offrent simMltan~ment au transfert des ~ . .
10;~4635 charges élactriques c'est-à-dire au courant circulant dans le circuit parasite, - le premier mode de transfert consiste ~ans le d~placement des ions OH-depuis la couche c o~ ils sont formés jusqu'~ l'électrolyte en traversant les couches b et a puis d~placement sous l'effet du champt électrique dans la canalisation 2' - le deuxième mode de transfert consiste dans le déplacement des ions OH-depuis la couche c où ils sont formées jusqu'au collecteur métallique a, par exemple dans la zone A : à ce niveau chaque ion OH- peut fournir au contact d'une particule de zinc de la suspension, un ion zincate et un électron ; cette ~ernière charge, transita dans l'embout f et parvenu dans la zone B sensiblement fournit avec un ion zincate de la solution, une particule de zinc d'une part et un ion OH- d'autre part, lequel cheminant dans la canalisation 2' va se décharger au contact de l'embout f'~ On voit donc que progressivement un dépôt de zinc va s'effectuer sur la paroi interne dudit embout et va cro~tre selon le champ électrique dans la canalisation 2', et, lorsqu'un tel dép~t atteint l'embout f', l'élément 1 Se tro we en court-circuit franc.
Pour évitsr un tel effet néfaste, conformément à l'invention, on prévoit sur le face interne de l'embout f, un rev8tement isolant 4, de tslle sorts que que la transformation décrit dans la zone ~ ne puisse s'effectuer empéchant alnsl la deuxl~me mode de transfert.
Un tel revetement 4 peut être un tube ou capot de plastique emmanché ou collé dans l'embout f ou bien une couche de vernis isolant, et autres.
blen entendu, un tel revêtement 4' sera é~alement disposé à la sortie de l'élément 1', connecté lui-même à un élément ~non représenté), mais il ne sera pas nécessaire de la pr~voir à l'int~rieur de l'embout f', coté entrée dudit élément 1'.
On a supposé dans ladite description qu'il s'agissait d'un géné-rateur électrochimique dans lequel du zinc est mis en oeuvre. Bien entendu, le zinc peut etre remplacé par tout métal apte à former par décharge des produits solubles dans l'électrolyte, sans pour autant se départir du cadrs de l'invention.
De même, on a supposé que les éléments sont de forme tubulaire, mais il est bisn évident que l'invention est aisément transposaole par l'homme de l'art 3 toute forme d'éléments et notamment à des éléments de forme plane.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réa-lisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
En particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, apporter des modifications de détail, changer certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents.
' ' ~
Elle vise également un dispositi~ de mise en oeuvre d'un tel procédé.
Les générateurs électrochimiques ~ circulation ~orcée sont bien connus, et font à l'heure actuelle l'objet de nombreuses recherches en vue d'équiper des véhicules non polluants.
Parmi CBS générateurs utilisant une électrode dite de première espèce, les systèmes airzinc présentent des perspectives encoura~eantes en vue d'une telle application.
On rappelle brièvement qu'une cellule élémentaire d'un tel géné~
rateur comporte notamment une partie active catalytique apte en particulier à réduire électrochimiquement l'oxygène de l'air d'un séparateur perméable aux iuns au niveau duquel circuls une solution alcaline renfermant de la Poudre de zinc en suspension ; le processus électrochimique consiste en l'oxydation du zinc par l'air avsc apparition d'une force électromotrice.
Dans le but de constituer un générateur, il est donc nécessaire de coupler électriquement et hydraùliquement de tElles cellules élémentaires ou éléments entre eux.
Un mode de coùplags consiste à aliment~r les él~ments en série par la solutlon alcaline et à connectsr ces mêmes éléments électriquement en série.
De la sorte, on réalise dss ensembles d'éléments ou modules comportant un nombre limité d'éléments, et, il est bien entendu possible de coupler de tels modules entre eux en vue de réaliser un générateur de caractéristiques électriques nominales pr~déterminées.
Le couplage hydraulique des éléments sn série est assuré entre deux éléments voisins au moyen d'un tube réalisé en un matériau isolant.
Ef~ectué sans pr~cautions particullares, Un tel mode de couplage hydraulique préssnte un sérieux inconv~nsnt, ainsi qu'il sera explicité dans la partie descriptive de la presente invention.
L'invention a donc pour objet un procédé de raccordement d'élé-ments de générateur éleGtrochimiqus, du type dans lequel un électrolyte, comportant en suspension un métal apte à engendrer à la décharge un composé
soluble dans lsdit électrolyte, est mis en circulation au sein desdits éléments, chacun comportant notamment une couche active catalytique, une grille collectrice négative ainsi qu'uns grille collectrice positive, lesdites grilles étant chacune prolongées de part et d'autre et connectés électriquement à des embouts, procédé dans lequel :
on alimente hydrauliquement en série lesdits élémentsen ledit électrolyte comportant ledit métal en suspension ;
on connecte électriquement en série lesdits éléments entre eux, caractérisé par le fait que dans chacun des éléments on isole électrique-ment au moins en partie, l'intérieur de l'embout négatif situé hydrauli-quemsnt le plus près de l'élément suivant et de potentiel supérieur, de sorte que le transfert parasits, de charges provenant de la connection en série de deux éléments ne puisse s'effectuer que par conduction ionique dans la Veine d'électrolyte circulant entre les deux éléments.
Elle vise ~galement un dispositif de mise en oeuvre dudit pro~
cédé.
D~autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence 3 l'unique figure annexée.
La figure annexée illustre donc deux éléments 1 et 1' senslble-ment identiques entre eux, alimentés en série par une solution de potasse renfermant de la poudre de zinc en suspension, une telle alimentation s'effectuant par l'intermédiaire de canalisations 2, Z', 2", électriquement isolantes, et étant matérialisée par les flèches F.
~03463~;
De tels elements sont par exemple du type d~crit par la demanderesse dans le brevet canadien No. 982,215, emis le 20 jan-vier 1976.
Rappelons à ce sujet que chacun desdits eléments, par exemple l'element l, comporte une grille collectrice negative a, un séparateur poreux b, une couche active catalytique poreuse c, une grille collectrice positive d enrobée dans une couche hydrofuge poreuse e. De plus, des embouts conducteurs tels que f et g con-nectés aux grilles collectrices négatives et positives a et d res-pectivement assurent la liaison électrique et hydraulique des éle-ments entre eux.
L'element 1' comporte bien entendu les mêmes organes référencés par les mêmes lettres mais affectees de l'indice "prime".
Dans les eléments l et l' l'oxydation du zinc par l'air extérieur au niveau des couches catalytiques c et c' engendre une force électromotrice recueillie entre les embouts f et g d'une part, et f' et g' d'autre part.
Lesdits éléments sont connectés en série électrique au moyen d'un conducteur 3 réunissant en consequence les embouts g et f' des eléments 1 et l', respectivement.
On voit donc que le circuit électrique formé successive-ment par l'embout g, les couches c et b, l'électrolyte circulant dans la canalisation 2', la couche a', l'embout f' et le conduc-teur 3 constituent un circuit parasite débitant un courant de fuite engendré par les deux demis éléments ainsi court-circuités. Bien entendu, ce courant de fuite peut être réduit en prévoyant une longueur de canalisation 2' suffisamment élevée en vue d'augmenter la résistance ohmique du circuit parasite.
Cependant au niveau de l'extrémité délimitée par les zones A et B de l'élément l deux chemins s'offrent simMltan~ment au transfert des ~ . .
10;~4635 charges élactriques c'est-à-dire au courant circulant dans le circuit parasite, - le premier mode de transfert consiste ~ans le d~placement des ions OH-depuis la couche c o~ ils sont formés jusqu'~ l'électrolyte en traversant les couches b et a puis d~placement sous l'effet du champt électrique dans la canalisation 2' - le deuxième mode de transfert consiste dans le déplacement des ions OH-depuis la couche c où ils sont formées jusqu'au collecteur métallique a, par exemple dans la zone A : à ce niveau chaque ion OH- peut fournir au contact d'une particule de zinc de la suspension, un ion zincate et un électron ; cette ~ernière charge, transita dans l'embout f et parvenu dans la zone B sensiblement fournit avec un ion zincate de la solution, une particule de zinc d'une part et un ion OH- d'autre part, lequel cheminant dans la canalisation 2' va se décharger au contact de l'embout f'~ On voit donc que progressivement un dépôt de zinc va s'effectuer sur la paroi interne dudit embout et va cro~tre selon le champ électrique dans la canalisation 2', et, lorsqu'un tel dép~t atteint l'embout f', l'élément 1 Se tro we en court-circuit franc.
Pour évitsr un tel effet néfaste, conformément à l'invention, on prévoit sur le face interne de l'embout f, un rev8tement isolant 4, de tslle sorts que que la transformation décrit dans la zone ~ ne puisse s'effectuer empéchant alnsl la deuxl~me mode de transfert.
Un tel revetement 4 peut être un tube ou capot de plastique emmanché ou collé dans l'embout f ou bien une couche de vernis isolant, et autres.
blen entendu, un tel revêtement 4' sera é~alement disposé à la sortie de l'élément 1', connecté lui-même à un élément ~non représenté), mais il ne sera pas nécessaire de la pr~voir à l'int~rieur de l'embout f', coté entrée dudit élément 1'.
On a supposé dans ladite description qu'il s'agissait d'un géné-rateur électrochimique dans lequel du zinc est mis en oeuvre. Bien entendu, le zinc peut etre remplacé par tout métal apte à former par décharge des produits solubles dans l'électrolyte, sans pour autant se départir du cadrs de l'invention.
De même, on a supposé que les éléments sont de forme tubulaire, mais il est bisn évident que l'invention est aisément transposaole par l'homme de l'art 3 toute forme d'éléments et notamment à des éléments de forme plane.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réa-lisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
En particulier, on peut, sans sortir du cadre de l'invention, apporter des modifications de détail, changer certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents.
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Claims (7)
1. Procédé de raccordement d'éléments de générateur électrochimique, du type dans lequel un électrolyte, comportant en suspension un métal apte à engendrer à la décharge un composé so-luble dans ledit électrolyte, est mis en circulation au sein des-dits éléments, chacun comportant notamment une couche active cata-lytique, une grille collectrice négative ainsi qu'une grille col-lectrice positive, lesdites grilles étant chacune prolongées de part et d'autre et connectées électriquement à des embouts, procé-dé dans lequel:
- on alimente hydrauliquement en série lesdits éléments en ledit électrolyte comportant ledit métal en suspension;
- on connecte électriquement en série lesdits éléments entre eux, caractérisé par le fait que dans chacun des éléments on isole électriquement au moins en partie, l'intérieur de l'embout négatif situé hydrauliquement le plus près de l'élément suivant et de potentiel supérieur, de sorte que le transfert parasite de charges provenant de la connection en série de deux éléments ne puisse s'effectuer que par conduction ionique dans la veine élec-trolytique circulant entre les deux éléments.
- on alimente hydrauliquement en série lesdits éléments en ledit électrolyte comportant ledit métal en suspension;
- on connecte électriquement en série lesdits éléments entre eux, caractérisé par le fait que dans chacun des éléments on isole électriquement au moins en partie, l'intérieur de l'embout négatif situé hydrauliquement le plus près de l'élément suivant et de potentiel supérieur, de sorte que le transfert parasite de charges provenant de la connection en série de deux éléments ne puisse s'effectuer que par conduction ionique dans la veine élec-trolytique circulant entre les deux éléments.
2. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens aptes dans chacun des éléments à isoler électriquement au moins en partie, l'intérieur de l'embout négatif situé hydrauliquement le plus près de l'élément suivant et de potentiel supérieur, de sorte que le transfert parasite de charges provenant de la connection en série de deux éléments ne puisse s'effectuer que par conduction ionique dans la veine électrolytique circulant entre les deux éléments.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens sont constitués par un revêtement con-fectionné en un matériau isolant de la paroi interne dudit embout.
4, Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit revêtement est constitué par un tube réalisé en un matériau plastique.
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit revêtement est constitué par une couche de vernis.
6. Dispositif selon la revendication 2, 3 ou 4, caracté-risé par le fait que ledit électrolyte comporte une solution de potasse et ledit métal en suspension comporte du zinc pulvérulent.
7. Générateur électrochimique comportant au moins deux éléments raccordés selon la revendication 1 ou 2.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7412152A FR2266958B1 (fr) | 1974-04-05 | 1974-04-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1034635A true CA1034635A (fr) | 1978-07-11 |
Family
ID=9137351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| FR (1) | FR2266958B1 (fr) |
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| IT (1) | IT1034636B (fr) |
| SE (1) | SE400671B (fr) |
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| US3576679A (en) * | 1967-02-01 | 1971-04-27 | Gulf Energy & Environ Systems | Electrode assembly |
| JPS4815262B1 (fr) * | 1967-11-20 | 1973-05-14 | ||
| US3505113A (en) * | 1967-11-22 | 1970-04-07 | Gulf General Atomic Inc | Rechargeable energy conversion process |
| US3713888A (en) * | 1970-06-26 | 1973-01-30 | Oxy Metal Finishing Corp | Process for electrical energy using solid halogen hydrates |
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1975
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- 1975-03-27 IT IT21719/75A patent/IT1034636B/it active
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- 1975-04-05 JP JP50040836A patent/JPS5820111B2/ja not_active Expired
- 1975-04-07 CA CA223,956A patent/CA1034635A/fr not_active Expired
Also Published As
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| DE2514610A1 (de) | 1975-10-23 |
| SE400671B (sv) | 1978-04-03 |
| JPS50136636A (fr) | 1975-10-30 |
| FR2266958A1 (fr) | 1975-10-31 |
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