DE2432802A1 - Electricity produced electrochemically from environmental heat - by decomposition and recombination cells with natural circulation - Google Patents
Electricity produced electrochemically from environmental heat - by decomposition and recombination cells with natural circulationInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Umwandlung von Wärme in elektrische Energie Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 1#96143.o-44) Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Umwand lung von thermischer in elektrische Energie, bei welchem in einem Kreislauf eine wäßrige elektrolytische Verbindung in einer Zersetzerzelle elektrochemisch zersetzt wird, wobei deren Zersetzungsspannung bei Reaktionstemperatur unter der Rekombinationsspannung und unter 1,23 Volt liegt, und die Verbindung aus zwei Stoffen besteht, von denen einer ein Gas ist, wobei die erzeugten Einzelstoffe in eine Rekombinationszelle gebracht werden, in der sie wieder unter Gleichstromabgabe zu einer wäßrigen Verbindung rekombinieren, und wobei die Verbindung in die Zersetzerzelle rückgeführt wird, und die Zersetzungsenergie von der Rekombinationszelle geliefert wird, während der in der Zersetzungsze Ile eintretende tbkuhlungsvorgang das Einströmem von Umweltwärme in die Zersetzerzelle bewirkt, nach Patent (Patentanmeldung P 1596143.0-41).Process for converting heat into electrical energy additive to Patent (patent application P 1 # 96143.o-44) The invention relates to a method for converting thermal energy into electrical energy, in which in a cycle an aqueous electrolytic compound in a decomposer cell electrochemically is decomposed, its decomposition voltage at the reaction temperature below the Recombination voltage and below 1.23 volts, and the combination of two substances consists, one of which is a gas, the individual substances produced in a recombination cell be brought, in which they again under direct current delivery to an aqueous compound recombine, and the compound is returned to the decomposer cell, and the decomposition energy is supplied by the recombination cell during the cooling process occurring in the decomposition cell the inflow caused by environmental heat in the decomposer cell, according to patent (patent application P 1596143.0-41).
Nach dem Hauptpatent ist zum Umlauf des Elektrolyten eine Umwälzvorrichtung vorgesehen, deren elektrische lieistungsaufnahme bei der Herleitung der Kennlinie der Anordnung mit dem Betrag J2 Ru berücksichtigt ist.According to the main patent, a circulating device is used to circulate the electrolyte provided, their electrical power consumption when deriving the characteristic the arrangement with the amount J2 Ru is taken into account.
Das im Hauptpatent beschriebene Verfahren zum Umwälzen des Elektrolyten hat den Nachteil, daß für ein aus einer Zersetzer- und einer Rekombinationszelle bestehendes Zellenpaar eine Umwälzvorrichtung vorzusehen ist.The method described in the main patent for circulating the electrolyte has the disadvantage that for a decomposer and a recombination cell existing cell pair a circulation device is to be provided.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den zum Umwälzen des Elektrolyten erforderlichen Aufwand an Mitteln und Energie auf ein Mindestmaß zu reduzieren.The invention is based on the object of circulating the electrolyte to reduce the required expenditure of resources and energy to a minimum.
Diese Aufgabe wird erfindungsgenäß dadurch gelöst, daß die Rückführung des Elektrolyten von der Rekombinationszelle in die Zersetzerzelle dadurch selbsttätig erfolgt, daß das bei der Zersetzung freiwerdende Gas den Elektrolytspiegel der Zersetzerzelle über den Elektrolytspiegel der Rekombinationszelle, anhebt.This object is achieved according to the invention in that the return of the electrolyte from the recombination cell into the decomposer cell automatically takes place that the gas released during the decomposition raises the electrolyte level of the decomposer cell above the electrolyte level of the recombination cell.
Zweckmäßige Weiterbildungen des Erfindungsgegenstaudes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Appropriate further developments of the subject matter of the invention are the subclaims refer to.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich nlmg schematisch dargestellten.Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to a nlmg in the drawing Illustrated embodiment explained in more detail.
Das Zellenpaar besteht aus einer Rekombinationszelle 1 einer Zersetzerzelle 2, einer die beiden Zellen verbindenden Rohrleitung 3, einer perforierten, beispielsweise kreisplattenfbrmigen Wasserstoffelektrode 4 der Zersetzerzelle 2, einer beispielsweise kreisplattenförmigen Wasserstoffelektrode 5 der Rekombinationszelle 1, deren Befestigung in der Rekombinationszelle 1 nicht weiter darmes stellt ist, einer Halogenelektrode 6 der Rekombinationszelle 1, einer Nalogenelektrode 7 der Zersetzerzelle 2 einer Rohrleitung 8, welche die Rekombinationszelle 1 hydraulisch mit der Zersetzerzelle 2 verbindet, wobei an der Anschlußstelle an die Zersetzerzelle 2 ein Absperrorgan 9 vorgesehen ist. Ein Deckel 10 der Rekombinationszelle 1 ist an seiner Innenseite 11 derart ausgebildet, daß der durch die Rohrleitung 3 in Pfeilrichtung ankommende Elektrolyt in Tröpfchen zerteilt wird, wobei der Durchmesser des gegen die Elektrode 5 gerichteten Randes der Innenseite 11 größer als der Durchmesser der kreisplattenförmigen Elektrode 5 ist. Ferner ist im Deckel 10 eine mit einom Stopfen 18 gasdicht verschließbare Öffnung 12 und eine Einlaßöffnung 20 vorgesehen, durch die der über die Rohrleitung 3 ankommende Elektrolyt zur als Tropfvorrichtung wirkenden Innenseite 11 des Deckels 10 in die Rekombinationszelle 1 eintritt. Mit 13 ist der Spiegel des in der Rekombinationszelle 1 befindlichen Elektrolyten bezeichnet. Ein Deckel 14 der Zersetzerzelle 2 trägt eine mit einem Stopfen 19 gasdicht verschließbare Einfüllöffnung 15 undeine in die Rohrleitung 3 einmündende Auslaßöffnung 16. Der Elektrplytspiegel in der Zersetzerzelle 2 ist mit 17 bezeichnet. Die Dekkel 10,14 sind gasdicht auf die Zellen7,2 aufgesetzt. Die Zelle 2 ist mit an ihrem Umfang angeordneten Rippen 32 versehen, welche Umweltwärme in die Zelle 2 einleiten.The cell pair consists of a recombination cell 1 of a decomposer cell 2, a pipe 3 connecting the two cells, a perforated one, for example circular plate-shaped hydrogen electrode 4 of the decomposition cell 2, one for example circular plate-shaped hydrogen electrode 5 of the recombination cell 1, its attachment in the recombination cell 1 is not shown further, a halogen electrode 6 of the recombination cell 1, a halogen electrode 7 of the decomposition cell 2, a Pipeline 8, which hydraulically connects the recombination cell 1 with the decomposition cell 2 connects, with a shut-off device at the connection point to the decomposer cell 2 9 is provided. A lid 10 of the recombination cell 1 is on its inside 11 designed such that the incoming through the pipe 3 in the direction of the arrow Electrolyte is broken up into droplets, the diameter of which is against the electrode 5 directed edge of the inside 11 larger than the diameter of the circular plate-shaped Electrode 5 is. Furthermore, in the cover 10 is a plug 18 which can be closed in a gas-tight manner Port 12 and an inlet port 20 are provided through which the via the pipeline 3 incoming electrolyte to the inside 11 of the lid acting as a drip device 10 enters the recombination cell 1. At 13 is the level of des in the recombination cell 1 located electrolyte designated. A cover 14 of the decomposition cell 2 carries one with a plug 19 gas-tight closable filling opening 15 and an outlet opening 16 opening into the pipeline 3 in the decomposer cell 2 is designated by 17. The covers 10.14 are gas-tight the cells7,2 put on. The cell 2 has ribs arranged on its circumference 32 provided, which introduce environmental heat into cell 2.
Ein Nutzwiderstand 21 ist über die Leitung 22 einerseits mit der Elektrode 5, anderseits über die Leitung 23 mit einer Startbatterie 24 verbunden. Von der Leitung 23 zweigt eine weitere Leitung 25 zur Elektrode 4 ab. Ferner ist ein Schalter 26 vorgesehen, der die Elektrode 6 über die Leitungen 27,28 mit der Elektrode 7 verbindet, wobei der Schalter 26 die Stellung b einnimmt. In der Stellung c des Schalters 26 ist die Elektrode 7 über die Leitungen 28,29 mit der Batterie 24 verbunden, womit ein Anlaßstromkreis für'die Zelle 2 während der Startphase geschlossen ist. Nimmt der Schalter 26 die Stellung a ein, dann ist das Zellenpaar außer-Betrieb gesetzt.A useful resistor 21 is connected on the one hand to the electrode via the line 22 5, on the other hand connected to a starter battery 24 via line 23. Of the Line 23 branches off another line 25 to electrode 4. There is also a switch 26 is provided, which connects the electrode 6 to the electrode 7 via the lines 27, 28 connects, the switch 26 being in position b. In position c des Switch 26, the electrode 7 is connected to the battery 24 via the lines 28,29, whereby a starting circuit for cell 2 is closed during the starting phase. If the switch 26 is in position a, the pair of cells is out of order set.
Nachstehend wird die Wirkungsweise des Zellenpaares näher erläutert. In der Zeichnung ist der Betriebszustand dargestellt.The mode of operation of the pair of cells is explained in more detail below. The operating status is shown in the drawing.
Vor der Inbetriebnahme (Schalter 26 in Stellung a) wird als Elektrolyt hochkonzentrierter, wäßriger Halogenwasserstoff durch die Öffnung 15 in die Zersetzerzelle 2 eingefüllt, jedoch#höchstens, bis der Spiegel 17 den unteren Rand der Auslaßöffnung 16 erreicht hat. Der auf der Rückstauklappe 9 lastende Flüssigkeitsdruck veranlaßt jene, die Rohrleitung 8 zu schließen. Sodann wird durch eine gestrichelt dargestellte, unterhalb der Unterseite der Gaselektrode 5 am Topf 33 befindliche Einfüllöffnung 31 als Elektrolyt wirkender, niedrig konzentrierter, wäßriger Halogenwasserstoff mit darin gelöstem Halogen so lange in die Rekombinationszelle 1 eingefüllt, bis der Spiegel 13 die waagrecht angeordnete Diffusionsgas elektrode 5 von unten her gerade noch benetzt. Schließlich wird durch die Öffnungen 12,15 so lange Wasserstoff aus einer Fremdquelle geblasen, bis alle Luft aus dem Zellenpaar verdrängt ist. Danach werden die gasdichten Stopfen 18 und 19 eingesetzt.Before commissioning (switch 26 in position a) is used as an electrolyte highly concentrated, aqueous hydrogen halide through opening 15 into the decomposer cell 2 filled, but # at most until the mirror 17 denotes lower margin the outlet port 16 has reached. The pressure of the liquid on the backflow flap 9 causes them to close the pipeline 8. Then there is a dashed line shown, located below the underside of the gas electrode 5 on the pot 33 Filling opening 31 acting as an electrolyte, low concentration, aqueous hydrogen halide filled with halogen dissolved therein in the recombination cell 1 until the mirror 13, the horizontally arranged diffusion gas electrode 5 from below barely wetted. Finally, hydrogen is generated through the openings 12, 15 for so long blown from an external source until all air is displaced from the pair of cells. The gas-tight stoppers 18 and 19 are then inserted.
Durch Umlegen des Schalters 26 in die Stellung c wird der Anlaßstromkreis geschlossen. Auf der Unterseite der Elektrode 4 der Zelle 2 entwickelt sich Wasserstoff in Bläschenform, während sich an der Elektrode 7 der Zelle 2 Halogen abscheidet. Die Wasserstoffbläschen begeben sich unter Mitnahme sowohl des Elektrolyten als auch des abgeschiedenen Halogens durch die Derforationslöcher der Ele1çtrode 4 auf deren Oberseite und bilden mit dem zwischen Oberseite Elektrode 4 und Auslaßuffnung 16 befindlichen Elektrolytvolumen eine physikalische Mischung, deren mittlere Dichte nur ein Bruchteil des in der Rekombinationszelle 1 befindlichen Elektrolyten (etwa 3# bei Brom und etwa 5% bei Jod) beträgt. Infolge dieses Dichteunterschiedes steigt der Spiegel 17 der Zelle 2 hoch und bewirkt das Einfließen der Mischung in die Auslaßöffnung 16, und von dort in die Rohrleitung 3. Infolge Wirkung der Brdschwerkraft tritt wieder Entmischung ein, wobei der gasförmige Mischungsanteil freien Zutritt zur Oberseite der Elektrode 5 der Zelle 1 erhält, während der flüssige Anteil über die Tropfvorrichtung 11 den Spiegel 13 erreicht. Dabei zerteilt die Tropfvorrichtung 11 den von der Rohrleitung 3 ankommenden Elektrolyt in einzelne Tröpfchen, womit erreicht wird, daß sowohl die gasseitige Oberfläche der Elektrode 5 nicht benetzt, als auch ein unerwünschter elektrischer hebenschluß zwischen den Elektroden 4 und 5 verhindert wird.By moving the switch 26 to position c, the starting circuit closed. Hydrogen develops on the underside of the electrode 4 of the cell 2 in the form of bubbles, while 2 halogen is deposited on the electrode 7 of the cell. The hydrogen vesicles go away with both the electrolyte and the also of the deposited halogen through the perforation holes of the electrode 4 their top side and form with the electrode 4 and outlet opening between the top side 16 located electrolyte volume a physical mixture, the mean density only a fraction of the electrolyte in the recombination cell 1 (approx 3 # for bromine and about 5% for iodine). As a result of this density difference the level 17 of the cell 2 rises and causes the mixture to flow into it the outlet opening 16, and from there into the pipeline 3. As a result of the effect of the force of gravity segregation occurs again, with free access to the gaseous mixture to the top of the electrode 5 of the cell 1, while the liquid portion over the drip device 11 reaches the mirror 13. The drip device breaks up 11 the incoming electrolyte from the pipeline 3 into individual droplets, with which it is achieved that neither the gas-side surface of the electrode 5 is wetted, as well as an undesirable electrical shunt between the electrodes 4 and 5 is prevented.
Hat die Rekombinationszelle 1 ihre an einem Voltmeter 30 ablesbare Nenns,-,o,annung erreicht, dann ist der Anlaßvorgang beendet, und der Schalter 26 wird in die Stellung b gebracht, womit der Betriebsstromkreis geschlossen ist.The recombination cell 1 has its readable on a voltmeter 30 Nenns, -, o, annung reached, then the starting process is finished, and the switch 26 is brought into position b, which closes the operating circuit.
Der über der Elektrode 5 befindliche Wasserstoff vereinigt sich unter Gleichstromabgabe mit dem im Elektrolyt gelösten halogen. Die zwischen den Elektroden 5 und 6 vorhandene elektrische Spannung treibt einen Gleichstrom durch den Nutzwiderstand 21 unddurch die Zelle 2, wodurch die während des Anlaßvorgangs eingeleitete Wasserstoffentwicklung fortgesetzt wird. Da über die Rohrleitung 3 fortlaufend Elektrolyt in der Zelle 1 ankommt, steigt der Spiegel 13 des Elektrolyten in dieser Zelle auf die in der Zeichnung dargestellte Betriebshöhe an. Dadurch erhöht sich der hydrostatische Druck über der Elektrode 6, welcher ausreicht, um die Rückstauklappe 9 dauernd offen zu halten. Der sich bei der Rekombination bildende, hochkonzentrierte Halogenwasserstoff fließt durch die Rohrleitung 8 in die Zelle 2 zurück. Da wegen der elektrischen Reihenschaltung von Zelle 1 und Zelle 2 nur so viel Wasserstoff und Halogen in der Zelle 2 erzeugt werden, wie in der Zelle 1 benötigt werden, erübrigt sich eine Dosierung für Wasserstoff oder Halogen, Beim Übergang von Nennbetrieb auf Stillstand durch Umle-.gen des Schalters 26 in die Stellung a wird der Betriebsstromkreis unterbrochen, und die Wasserstoffentwicklung kommt zum Stillstand. Durch die Entmischung des über der Elektrode 4 befindlichen Elektrolyten sinkt dessen Spiegel 17 unter den unteren Rand der Auslaßöffnung 16. Die Rohrleitung 3 entleert sich und die Strömung in der Rohrleitung 8 verschwindet ebenfalls. Die unterschiedlichen Höhenlagen der Spiegel 13 und 17 bewirken, daß die hydrostatischen Drücke über den beiden Elektroden 6 und 7 verschieden sind. Der Druckunterschied veranlaßt die Rückstauklappe 99 die Rohrleitung 8 zu verschließen. Damit wird der Ausgleich der Spiegelhöhen unterbunden und eine totale Benetzung der Gaselektrode 5 von unten her vermieden. Beim Austritt aus der Elektrode 4 muß der Wasserstoff den hydrostatischen Druck überwinden, den die Mischung auf die Unterseite der Elektrode 4 ausübt. Die zum Uberwinden dieses Druckes erforderliche Arbeit wird dem elektrischen Betriebsstromkreis entnommen und äussert sich in einer Erhöhung der Zersetsungsspannung Uz um einen bei unter 10 mV/Zellenpaar liegenden Betrag.The hydrogen located above the electrode 5 combines below Direct current output with the halogen dissolved in the electrolyte. The one between the electrodes The electrical voltage present in 5 and 6 drives a direct current through the useful resistor 21 and through the cell 2, whereby the hydrogen evolution initiated during the starting process is continued. Since the pipeline 3 continuous electrolyte arrives in cell 1, the level 13 of the electrolyte in this cell rises the operating altitude shown in the drawing. This increases the hydrostatic Pressure above the electrode 6, which is sufficient to keep the backflow flap 9 permanently open to keep. The highly concentrated hydrogen halide that forms during recombination flows back through the pipeline 8 into the cell 2. Because of the electrical Series connection of cell 1 and cell 2 only as much hydrogen and halogen in the Cell 2 are generated as required in cell 1, there is no need for a dosage for hydrogen or halogen, when changing from nominal operation to standstill by By moving the switch 26 to position a, the operating circuit is interrupted, and the evolution of hydrogen comes to a standstill. By segregating the over the electrolyte located in the electrode 4, its level 17 sinks below the lower level Edge of the outlet opening 16. The pipe 3 empties and the flow in the Pipeline 8 also disappears. The different heights of the mirrors 13 and 17 cause the hydrostatic pressures over the two electrodes 6 and 7 are different. The pressure difference causes the backflow flap 99 the To close pipeline 8. This prevents the mirror heights from being balanced and total wetting of the gas electrode 5 from below avoided. When exiting the electrode 4, the hydrogen must have the hydrostatic pressure that the mixture exerts on the underside of the electrode 4. The for Overcoming this pressure required work is the electrical operating circuit taken and is expressed in an increase in the decomposition voltage Uz by one if the amount is below 10 mV / cell pair.
Zum erneuten Anfahren wird der Schalter 26, wie vorstehend# beschrieben, wieder in die Stellung c gebracht.To start again, switch 26, as described above #, brought back to position c.
Patentansprüche Claims
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2432802A DE2432802A1 (en) | 1965-07-01 | 1974-07-08 | Electricity produced electrochemically from environmental heat - by decomposition and recombination cells with natural circulation |
DE19742454194 DE2454194A1 (en) | 1974-07-08 | 1974-11-15 | Conversion of sea water heat content to energy - using electrolytic process at tidal power station |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL0051010 | 1965-07-01 | ||
DE2432802A DE2432802A1 (en) | 1965-07-01 | 1974-07-08 | Electricity produced electrochemically from environmental heat - by decomposition and recombination cells with natural circulation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2432802A1 true DE2432802A1 (en) | 1976-01-29 |
Family
ID=5920005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2432802A Withdrawn DE2432802A1 (en) | 1965-07-01 | 1974-07-08 | Electricity produced electrochemically from environmental heat - by decomposition and recombination cells with natural circulation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2432802A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2412957A1 (en) * | 1977-12-23 | 1979-07-20 | United Technologies Corp | HYDROGEN / CHLORINE FUEL CELLS THAT CAN BE REGENERATED |
-
1974
- 1974-07-08 DE DE2432802A patent/DE2432802A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2412957A1 (en) * | 1977-12-23 | 1979-07-20 | United Technologies Corp | HYDROGEN / CHLORINE FUEL CELLS THAT CAN BE REGENERATED |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |