ES2570466B1 - Electrical circuit based on graphite sheets - Google Patents

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ES2570466B1 ES201531148A ES201531148A ES2570466B1 ES 2570466 B1 ES2570466 B1 ES 2570466B1 ES 201531148 A ES201531148 A ES 201531148A ES 201531148 A ES201531148 A ES 201531148A ES 2570466 B1 ES2570466 B1 ES 2570466B1
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Abstract

Circuito eléctrico basado en láminas de grafito consistente en un dispositivo que permite hacer conversiones de tensión eléctrica e intensidad de carga a modo de circuito eléctrico de corriente continua y/o alterna, haciendo uso del comportamiento de los electrones en láminas de grafito que interactúan como si fuesen ondas por su conducción balística y en base a la resistividad de una capa de grafito dispuesta en una geometría específica hasta conformar una unidad o módulo que pertenece a un conjunto de módulos iguales concebidos para su posible conexión eléctrica hasta adaptarse a la aplicación deseada, teniendo aplicaciones en el sector de la electrónica como adaptador de fuente de alimentación y/o como componente electrónico.Electrical circuit based on graphite sheets consisting of a device that allows conversions of electrical voltage and charge intensity as an electric circuit of direct and / or alternating current, using the behavior of electrons in graphite sheets that interact as if they were waves due to their ballistic conduction and based on the resistivity of a layer of graphite arranged in a specific geometry until forming a unit or module that belongs to a set of equal modules designed for its possible electrical connection until adapting to the desired application, having applications in the electronics sector as a power supply adapter and / or as an electronic component.

Description

Circuito eléctrico basado en láminas de grafito. Electrical circuit based on graphite sheets.

OBJETO DE LA INVENCION OBJECT OF THE INVENTION

5 La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, tiene por objeto proporcionar un circuito eléctrico de corriente continua y/o alterna en base a la resistividad de una o varias láminas de grafito, aprovechando el comportamiento de los electrones en láminas de grafito que interactúan como si fuesen ondas por su conducción balística. The present invention, as expressed in the statement of this specification, is intended to provide an electric circuit of direct and / or alternating current based on the resistivity of one or more graphite sheets, taking advantage of the behavior of electrons in Graphite sheets that interact as if they were waves due to their ballistic conduction.

10 La presente invención encuentra su campo de aplicación, en la industria de la fabricación de adaptadores de fuentes de alimentación y/o de fabricación de componentes electrónicos. The present invention finds its field of application, in the industry of manufacturing power supply adapters and / or manufacturing electronic components.

15 ANTECEDENTES EN EL ESTADO DE LA TÉCNICA 15 BACKGROUND IN THE STATE OF THE TECHNIQUE

Problemática asociada a la autonomía y carga de vehículos eléctricos Es por todos conocidos la problemática asociada a la recarga de los cada vez más extendidos vehículos eléctricos. Problems associated with the autonomy and charging of electric vehicles It is known by all the problems associated with the recharging of the increasingly widespread electric vehicles.

20 Atendiendo a los tipos de recarga Los tipos de recarga se conocen comunmente como recarga convencional o rápida. La rapidez de la recarga se obtiene segun el tipo de corriente eléctrica (alterna ó continua), obteniendo distintos niveles de amperaje y, en consecuencia, de potencia eléctrica. Así, una recarga convencional tarda en tomo a ocho 20 Regarding recharge types Recharge types are commonly known as conventional or fast recharge. The speed of the recharge is obtained according to the type of electric current (alternating or continuous), obtaining different levels of amperage and, consequently, of electrical power. Thus, a conventional recharge takes about eight

25 horas, mientras que una recarga rápida durante quince minutos se puede cargar aproximadamente el 65% de la batería en función de la temperatura de la batería y del estado de la carga 25 hours, while a quick charge for fifteen minutes can be charged approximately 65% of the battery depending on the temperature of the battery and the state of charge

En la práctica, una infraestructura de recarga con una potencia más alta permite recargas 30 más rápidas In practice, a recharge infrastructure with a higher power allows faster recharges 30

Respecto al modo de carga, depende del nivel de comunicación entre infraestructura de recarga y vehículo eléctrico. Así, los modos con numeración más alta corresponden, en términos generales, a infraestructuras con un nivel de protocolos de comunicación más Regarding the charging mode, it depends on the level of communication between charging infrastructure and electric vehicle. Thus, the modes with higher numbering correspond, in general terms, to infrastructures with a higher level of communication protocols.

35 elevados. Es decir, el protocolo de comunicación según Modo 1, 2, 3 o 4 actualmente existentes impacta en el nivel de control del proceso de carga entre infraestructura de recarga y vehículo eléctrico. Por último, respecto al tipo de conector, es el enchufe para la conexión de la recarga del vehículo eléctrico. Existen distintas marcas y modelos que presentan distintas 35 high. That is, the communication protocol according to currently existing Mode 1, 2, 3 or 4 impacts the level of control of the charging process between charging infrastructure and electric vehicle. Finally, regarding the type of connector, it is the plug for the connection of the electric vehicle recharge. There are different brands and models that have different

5 configuraciones de número de entradas y para las comunicaciones con vehículo eléctrico. No hay estandarización. Los más comunes son: enchufe tipo doméstico sin comunicaciones; enchufe con 3 entradas (tierra, fase y neutro) y 2 pins para comunicaciones; y enchufe con 5 entradas (tierra, tres fases y neutro) y 2 pins para comunicaciones tales como Enchufe Schuko, Conector SAE J1772, Conector "Mennekes", 5 configurations of number of inputs and for communications with electric vehicle. There is no standardization. The most common are: domestic type plug without communications; plug with 3 inputs (ground, phase and neutral) and 2 pins for communications; and plug with 5 inputs (ground, three phases and neutral) and 2 pins for communications such as Schuko Plug, SAE J1772 Connector, "Mennekes" Connector,

10 Conector Scame, Conector Yazaki o Conector Combo 10 Scame connector, Yazaki connector or Combo connector

A partir de los antecedentes descritos centrando la atención en el proceso de carga del vehículo eléctrico el estado de la técnica presenta, básicamente, tres modalidades Based on the background described, focusing attention on the electric vehicle charging process, the state of the art basically presents three modalities.

15 A. RECARGA CONVENCIONAL (16 Amperios) La recarga convencional aplica niveles de potencia que implican una carga con una duración de unas 8 horas aproximadamente. 15 A. CONVENTIONAL RECHARGE (16 Amps) Conventional recharge applies power levels that involve a charge lasting approximately 8 hours.

La carga convencional monofásica emplea la intensidad y voltaje eléctricos del mismo The conventional single-phase load uses the electric current and voltage of the same

20 nivel que la propia vivienda, es decir, 16 amperios y 230 voltios. Esto implica que la potencia eléctrica que puede entregar el punto para este tipo de cargas es de aproximadamente 3,7 kW. 20 level than the house itself, that is, 16 amps and 230 volts. This implies that the electrical power that the point can deliver for this type of loads is approximately 3.7 kW.

Con este nivel de potencia, el proceso de carga de la batería tarda unas 8 horas. Esta With this power level, the battery charging process takes about 8 hours. This

25 solución es óptima, fundamentalmente, para recargar el vehículo eléctrico durante la noche en un garaje de una vivienda unifamiliar o garaje comunitario. Para conseguir que el vehículo eléctrico sea una realidad y teniendo en cuenta el sistema eléctrico actual, la recarga óptima desde el punto de vista de eficiencia energética, es realizar este tipo de recarga durante el período nocturno, que es cuando 25 solution is optimal, fundamentally, to recharge the electric vehicle overnight in a garage of a single-family home or community garage. To make the electric vehicle a reality and taking into account the current electrical system, the optimal recharge from the point of view of energy efficiency, is to perform this type of recharge during the night period, which is when

30 menos demanda energética existe. 30 less energy demand exists.

B RECARGA SEMI-RÁPIDA (32 Amperios) La recarga semi-rápida aplica niveles de potencia que implican una carga con una duración de unas 4 horas aproximadamente. B SEMI-QUICK RECHARGE (32 Amps) Semi-fast recharge applies power levels that involve a load with a Duration of about 4 hours.

La carga semi-rápida emplea 32 amperios de intensidad y 230 VAC de voltaje eléctrico. Esto implica que la potencia eléctrica que puede entregar el punto para este tipo de cargas es de aproximadamente 7,3kW. The semi-fast charge uses 32 amps of intensity and 230 VAC of electrical voltage. This implies that the electrical power that the point can deliver for this type of loads is approximately 7.3kW.

5 Con este nivel de potencia, el proceso de carga de la batería tarda unas 4 horas. Esta solución es óptima, fundamentalmente, para recargar el vehículo eléctrico durante la noche en un garaje de una vivienda unifamiliar o garaje comunitario. 5 With this power level, the battery charging process takes about 4 hours. This solution is optimal, fundamentally, to recharge the electric vehicle during the night in a garage of a single-family home or community garage.

C. RECARGA RÁPIDA C. FAST RECHARGE

10 El tipo de carga más adecuada es la recarga rápida, que supone que en 15 minutos se puede cargar el 65% de la batería. 10 The most appropriate type of charge is fast recharging, which means that in 15 minutes 65% of the battery can be charged.

La carga rápida emplea una mayor intensidad eléctrica y, además, entrega la energía en corriente continua, obteniéndose una potencia de salida del orden de 50kW. The fast charge uses a greater electrical intensity and, in addition, delivers the energy in direct current, obtaining an output power of the order of 50kW.

Esta solución es la que, desde el punto de vista del cliente, se asemeja a sus hábitos actuales de repostaje con un veh ículo de combustión. This solution is the one that, from the client's point of view, resembles its current refueling habits with a combustion vehicle.

Estas cargas deben ser concebidas como extensión de autonomía o cargas de 20 conveniencia . Las exigencias a nivel eléctrico son mayores que en la recarga convencional. These charges should be conceived as an extension of autonomy or charges of convenience. The electrical requirements are higher than in conventional recharging.

Lo que implica la necesidad de adecuación de la red eléctrica existente. Por poner una referencia, la potencia requerida para este tipo de instalaciones es comparable a la de 25 un edificio de 15 viviendas. Which implies the need to adapt the existing electricity grid. To put a reference, the power required for this type of facilities is comparable to that of a building with 15 homes.

Es decir, básicamente y a modo de conclusión la problemática a resolver asociada a generalización en el uso del vehículo eléctrico es de autonomía y velocidad de recarga. That is, basically and by way of conclusion the problem to be solved associated with generalization in the use of the electric vehicle is autonomy and recharge speed.

Uso del grafito Atendiendo a las posibilidades que ofrece el grafito, el mismo se encuentra muy difundido en la naturaleza y estructuralmente consiste en capas planas de átomos organizados hexagonal mente que se unen débilmente unas a otras, conformando las denominadas Use of graphite Taking into account the possibilities offered by graphite, it is very widespread in nature and structurally consists of flat layers of hexagonally organized atoms that bind weakly to each other, forming the so-called

35 capas de grafeno. Es una sustancia blanda, untuosa, de color negro brillante. 35 layers of graphene. It is a soft, unctuous substance, bright black.

Así, el grafito es buen conductor de la corriente eléctrica, resiste a la acción de muchos reactivos químicos y es bastante estable frente al calor. Por todas estas propiedades es utilizado para fabricar electrodos y crisoles así como en algunos procesos de galvanoplastia. Thus, graphite is a good conductor of electric current, resists the action of many chemical reagents and is quite stable against heat. For all these properties it is used to manufacture electrodes and crucibles as well as in some electroplating processes.

Las técnicas actualmente existentes para producir compuestos polímero-grafito con la utilidad de ser buenos conductores de electricidad tienen problemas de adhesión o requieren aditivos de unión especiales si se quieren usar para el recubrimiento de polímeros. Currently existing techniques for producing polymer-graphite compounds with the utility of being good conductors of electricity have adhesion problems or require special bonding additives if they are to be used for polymer coating.

10 Sin embargos, no se conocen aplicaciones donde la resistividad del grafito a modo de resistencia específica del mismo, y la conducción balística de los electrones en las láminas de grafito que actúan como si fuesen ondas, determine una diferencia de potencial eléctrico en el plano de su superficie, desconociéndose antecedentes de 10 However, there are no known applications where the resistivity of the graphite as a specific resistance of the graphite, and the ballistic conduction of the electrons in the graphite sheets that act as if they were waves, determine an electrical potential difference in the plane of its surface, unknown background of

15 dispositivos similares que aprovechen o exploten estas características . 15 similar devices that take advantage of or exploit these features.

Es decir, el estado de la técnica, no aporta dispositivos eléctricos basados en la resistividad del grafito y sus propiedades para transportar los electrones, que permitan transformar la corriente eléctrica continua o alterna en sus dos magnitudes fundamentales, 20 diferencia de potencial e intensidad eléctrica al objeto de que pueda ser utilizada como fuente de alimentación, ofreciendo gran utilidad al almacenamiento de energía eléctrica continua para su posterior aprovechamiento una vez transformada haciendo uso de la presente invención en la recarga de otros dispositivos de almacenamiento eléctrico o como fuente de alimentación transformada a los requerimientos de cada dispositivo That is, the state of the art does not provide electrical devices based on the resistivity of graphite and its properties for transporting electrons, which allow the transformation of continuous or alternating electric current into its two fundamental magnitudes, potential difference and electrical intensity at so that it can be used as a power supply, offering great utility to the storage of continuous electrical energy for its subsequent use once transformed using the present invention in the recharge of other electrical storage devices or as a transformed power supply to the requirements of each device

25 electrónico en una potencias eléctricas y tíempos de carga hasta ahora desconocidos. 25 electronic in an electric powers and charging times unknown until now.

Es decir a modo de conclusión el dispositivo objeto de la invención permite hacer conversiones de tensión eléctrica e intensidad de carga, teniendo aplicaciones igualmente en el sector de la electrónica como fuente de alimentación o incluso como componente That is, by way of conclusion, the device object of the invention allows conversions of electric voltage and load intensity, having applications equally in the electronics sector as a power source or even as a component

30 electrónico. 30 electronic.

EXPLICACiÓN DE LA INVENCiÓN EXPLANATION OF THE INVENTION

A modo de explicación de la invención, el "Circuito eléctrico basado en láminas de grafito" 35 se conforma en base a la combinación un conjunto de módulos iguales concebido para su By way of explanation of the invention, the "Electrical circuit based on graphite sheets" 35 is formed based on the combination of a set of equal modules designed for

posible conexión eléctrica para hacerlos compatible con la aplicación deseada, donde cada módulo contiene los siguientes elementos; possible electrical connection to make them compatible with the desired application, where each module contains the following elements;

A. Una lámina de grafito cristalino adherida de forma homogénea a la superficie A. A sheet of crystalline graphite bonded homogeneously to the surface

5 superior de un polímero apolar, dispuesta longitudinalmente a modo de sustrato, donde la lámina de grafito dispuesta longitudinalmente determina el circuito primario de electricidad. 5 of an apolar polymer, arranged longitudinally as a substrate, where the longitudinally arranged graphite sheet determines the primary circuit of electricity.

B. Circuito secundario en base a la disposición transversal o perpendicular a la B. Secondary circuit based on the transverse or perpendicular arrangement to the

10 dirección de circulación de la intensidad del primario, según tiras de conductores metálicos tales como el cobre dispuestos paralelos entre si y distribuidos regularmente sobre toda la superficie de la referida lámina de grafito hasta conformar un conjunto de circuitos secundarios a la misma tensión, caracterizada por la resistencia asociada al tramo de grafito que separa cada circuito secundario. 10 direction of circulation of the intensity of the primary, according to strips of metallic conductors such as copper arranged parallel to each other and distributed regularly over the entire surface of the said graphite sheet to form a set of secondary circuits at the same voltage, characterized by the resistance associated with the section of graphite that separates each secondary circuit.

Respecto al polímero apolar a modo sustrato, el mismo se consigue, preferentemente, a base de poliestireno de alto impacto o alta densidad por su capacidad de adhesión y dado el carácter apolar de los enlaces atómicos del grafito y del referido poliestireno, facilitando las interacciones entre dipolos inducidos mediante contacto y frotación de polvo de grafito, Regarding the apolar polymer as a substrate, it is preferably achieved based on high impact or high density polystyrene due to its adhesion capacity and given the apolar character of the atomic bonds of graphite and said polystyrene, facilitating interactions between dipoles induced by contact and rubbing of graphite powder,

20 sobre la superficie del mismo. 20 on the surface thereof.

De esta forma se trata de recubrir objetos poliméricos que presenten cualquier forma, This is about coating polymeric objects that have any shape,

haciendo uso de sus propiedades electrostáticas, mediante contacto y frotación, making use of its electrostatic properties, by contact and rubbing,

existiendo muy buena adhesión entre la superficie polimérica y el recubrimiento there is very good adhesion between the polymeric surface and the coating

25 consistente en pequeñas cantidades de carbono. 25 consisting of small amounts of carbon.

Bajo la configuración descrita, la tensión del circuito primario es la diferencia de potencial Under the described configuration, the primary circuit voltage is the potential difference

existente entre las tiras de conductores metálicos situadas en ambos extremos de la existing between the metal conductor strips located at both ends of the

lámina y sobre los cuales se lleva a cabo la conexión eléctrica a la correspondiente batería sheet and on which the electrical connection to the corresponding battery is carried out

30 o fuente de energía exterior. Mientras que la suma de las tensiones del conjunto de circuitos secundarios, según sucesivas salidas a conexiones eléctricas entre tiras de conductores eléctricos sucesivos, es muy próxima a la tensión del primario 30 or external power source. While the sum of the voltages of the secondary circuit set, according to successive outputs to electrical connections between strips of successive electrical conductors, is very close to the primary voltage

Como ocurre con el uso de cualquier conductor, cuanto mayor sea la superficie de la 35 lámina de grafito adherida sobre el sustrato de polímero y/o mayor sea el grosor de la lámina de grafito, menor será la resistencia al paso de la corriente eléctrica optimizando en consecuencia el rendimiento en el circuito secundario. As with the use of any conductor, the larger the surface of the graphite sheet adhered on the polymer substrate and / or the greater the thickness of the graphite sheet, the lower the resistance to the passage of the electric current optimizing consequently the performance in the secondary circuit.

Para conseguir un alto rendimiento se ha de llevar a cabo la adhesión de la lámina de In order to achieve high performance, the adhesion of the film sheet must be carried out.

5 grafito sobre el sustrato de polímero de forma homogénea, siendo así mismo crítico a efectos de rendimiento, que las distancias entre cada una de las tiras de los conductores metálicos sucesivos sean identificas, confonnando sucesivos circuitos eléctricos en el secundario idénticos entre sí que se cierran con la conexión del receptor o batería a cargar. 5 graphite on the polymer substrate in a homogeneous manner, being also critical for performance purposes, that the distances between each of the strips of the successive metal conductors are identifiable, confining successive electrical circuits in the secondary identical to each other that close with the connection of the receiver or battery to be charged.

10 Así, en función de los parámetros eléctricos del acumulador que se pretende cargar, su velocidad de carga y/o los requerimientos del dispositivo eléctrico o electrónico al que sirve como fuente de alimentación, se dispone un número de módulos idénticos, superpuestos y sin contacto entre ellos, de forma que los circuitos primarios se conectan 10 Thus, depending on the electrical parameters of the accumulator to be charged, its charging speed and / or the requirements of the electrical or electronic device that it serves as a power supply, a number of identical, overlapping and contactless modules are available between them, so that the primary circuits connect

15 en paralelo a la batería o fuente de energía exterior, mientras que los circuitos secundarios se conectan eléctricamente a través de sus salidas y entradas sucesivas, optimizando la carga eléctrica del elemento a conectar al obtener una intensidad en cada circuito del secundario igual a la tensión entre dos tiras metálicas dividida entre la resistencia asociada al grafito que los separa multiplicado por el número de módulos. 15 in parallel to the battery or external power source, while the secondary circuits are electrically connected through their successive outputs and inputs, optimizing the electrical load of the element to be connected when obtaining an intensity in each secondary circuit equal to the voltage between two metal strips divided by the resistance associated to the graphite that separates them multiplied by the number of modules.

20 Por último, haciendo uso de dispositivos electrónicos controladores de la entrada de electricidad, se puede ajustar la salida transformada a las necesidades requeridas, evitando un consumo energético no aprovechado y seleccionando el número de unidades de lámina grafito-polímero que la aplicación requiere. 20 Finally, using electronic devices controlling the input of electricity, the transformed output can be adjusted to the required needs, avoiding unused energy consumption and selecting the number of units of graphite-polymer sheet that the application requires.

25 Igualmente, con dispositivos electrónicos controladores, se puede establecer el número de circuitos secundarios cerrados y, por tanto, en funcionamiento, en base a un conjunto de combinaciones que permitan obtener la tensión eléctrica y la carga requerida en función de la aplicación objeto. Likewise, with electronic control devices, the number of closed secondary circuits can be established and, therefore, in operation, based on a set of combinations that allow obtaining the electrical voltage and the required load depending on the object application.

30 El sistema propuesto se comporta de forma similar tanto en el caso de aplicaciones en corriente continua como en alterna. Así mismo, también es importante indicar como en general, una mayor resistencia en la lámina de grafito aumenta la capacidad para soportar tensiones elevadas en su entrada. 30 The proposed system behaves similarly in the case of both direct and alternating current applications. Likewise, it is also important to indicate how in general, greater resistance in the graphite sheet increases the ability to withstand high stresses at its entrance.

DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con unos ejemplos preferentes de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de DESCRIPTION OF THE FIGURES To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the features of the invention, according to preferred examples of practical realization thereof, it is accompanied as an integral part of

5 esta descripción, un juego de figuras en las que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: 5 this description, a set of figures in which, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:

Figura 1.-Vista en perspectiva principal de módulo de "Circuito eléctrico basado en láminas de grafito". 10 Figura 2.-Vista en perspectiva principal de "Circuito eléctrico basado en láminas de grafito» según una configuración en tres módulos superpuestos. Figure 1.- Main perspective view of the "Electrical circuit based on graphite sheets" module. 10 Figure 2.-Main perspective view of "Electrical circuit based on graphite sheets» according to a configuration in three superimposed modules.

En las citadas figuras se pueden destacar los siguientes elementos constituyentes: In the mentioned figures the following constituent elements can be highlighted:

15 1. Lámina de poliestireno de alto impacto 15 1. High impact polystyrene sheet

2. 2.
Polvo de grafito dispuesto sobre la superficie. Graphite powder arranged on the surface.

3. 3.
Tiras de cobre en los extremos de entrada o colector y salida o drenaje del circuito primario. Copper strips at the inlet or manifold and outlet or drain ends of the primary circuit.

4. Four.
Tiras de cobre sobre la superficie intermedia que conforman las salidas y entradas 20 de los correspondientes circuitos secundarios. Copper strips on the intermediate surface that make up the outputs and inputs 20 of the corresponding secondary circuits.

5. 5.
Fuente de alimentación extema. External power supply.

6. 6.
Baterías o receptor eléctrico al que se le suministra la energía transformada. Batteries or electric receiver to which the transformed energy is supplied.

7. 7.
Conexión de circuitos primarios en paralelo. Connection of primary circuits in parallel.

8. 8.
Conexiones de intensidades de los circuitos secundarios de cada módulo al mismo 25 receptor. Intensity connections of the secondary circuits of each module to the same receiver.

EJEMPLO DE REALIZACiÓN PREFERENTE A modo de ejemplo de realización preferente de la "Circuito eléctrico basado en láminas de grafito y a la vista de la figuras 1 y 2, se muestra como se ha realizado el referido EXAMPLE OF PREFERRED EMBODIMENT By way of example of a preferred embodiment of the "Electric circuit based on graphite sheets and in view of figures 1 and 2, it is shown how the reference has been made

30 dispositivo haciendo uso de una lámina de poliestireno de alto impacto (1) de 0,5 mm de grosor, 1 cm de ancho y 20cm de largo, adheriendo el correspondiente polvo de grafito (2) mediante contacto-frotación con un material tal como el latex que permite, ejerciendo una presión constante, una adhesión muy uniforme y estable en base a su efecto triboeléctrico. A continuación, disponemos transversalmente sendas tiras de cobre (3) de 30 device using a high impact polystyrene sheet (1) 0.5 mm thick, 1 cm wide and 20 cm long, adhering the corresponding graphite powder (2) by contact-rubbing with a material such as the latex that allows, exerting a constant pressure, a very uniform and stable adhesion based on its triboelectric effect. Next, we have several copper strips transversely (3) of

35 0,5 mm en los extremos del largo de la lámina de grafito adherida que harán las veces de entrada o colector y salida o drenaje de la corriente eléctrica primaria respectivamente, 35 0.5 mm at the ends of the length of the attached graphite sheet that will act as the input or collector and exit or drain of the primary electric current respectively,

así como la disposición transversal y sucesiva sobre la superficie intermedia de tiras de as well as the transverse and successive arrangement on the intermediate surface of strips of

cobre (4) de 0,5 mm que harán las veces de entrada y salida de 10 circuitos eléctricos 0.5 mm copper (4) that will serve as the input and output of 10 electrical circuits

intermedios, tomando iguales distancias entre ellos según se aprecia en la Figura 1. intermediate, taking equal distances between them as seen in Figure 1.

5 En una situación ideal con la adhesión de una lámina de grafito unifonne en toda su superficie, aplicando una conexión de corriente eléctrica externa continua mediante la correspondiente fuente de alimentación (5) en el primer hilo conductor de 120 voltios y 10 miliamperios y una resistencia medida en los extremos de la lámina de grafito de 12.000 Ohmios, obtenemos una corriente de salida primaria en el último de los hilos conductores 5 In an ideal situation with the adhesion of a uniform graphite sheet across its surface, applying a continuous external electrical current connection by means of the corresponding power supply (5) on the first 120-volt, 10-milliampere conductive wire and a resistor measured at the ends of the graphite sheet of 12,000 Ohms, we obtain a primary output current in the last of the conducting wires

10 caracterizada por tener una tensión eléctrica muy próxima a 120 voltios y 10 miliamperios, obteniéndose en cada uno de los circuitos eléctricos equidistantes intermedios e independientes 12 voltios y 10 miliamperios. 10 characterized by having an electrical voltage very close to 120 volts and 10 milliamps, obtaining in each of the intermediate and independent equidistant electrical circuits 12 volts and 10 milliamps.

A partir del módulo mostrado en la Figura 1, la aplicación solapada, independiente y en From the module shown in Figure 1, the application overlapped, independent and in

15 paralelo de un conjunto de unidades de láminas de grafito sobre polímero tal y como se muestra en la Figura 2 conectado en paralelo (7) a la misma fuente de alimentación (5) y la conexión eléctrica de las sucesivas tiras conductoras equidistantes de las diferentes unidades de lámina de grafito (8), permitirá la obtención de la intensidad de carga eléctrica deseada al voltaje requerido en diez circuitos secundarios independientes. En la práctica y 15 parallel to a set of units of graphite sheets on polymer as shown in Figure 2 connected in parallel (7) to the same power supply (5) and the electrical connection of the successive conductor strips equidistant from the different units of graphite sheet (8), will allow obtaining the desired electric charge intensity at the required voltage in ten independent secondary circuits. In practice and

20 teniendo en cuenta las pérdidas por disipación de calor, anchura y resistencia propia de los hilos conductores, y no uniformidad perfecta de adhesión del grafito se obtiene una eficiencia por encima del 80%. 20 taking into account the losses due to heat dissipation, width and resistance of the conductive wires, and not perfect uniformity of graphite adhesion, an efficiency above 80% is obtained.

En el ejemplo descrito, la disposición en paralelo de 50 unidades de lámina polímeroIn the described example, the parallel arrangement of 50 units of polymer sheet

25 grafito según módulos de la Figura 1, conectados tal y como se aprecia en la Figura 2 para tres módulos, permitió el encendido de 10 tiras-Ieds de 12 voltios. 25 graphite according to modules of Figure 1, connected as shown in Figure 2 for three modules, allowed the lighting of 10 12-volt Ieds strips.

A modo de realización alternativa en otra aplicación para la recarga de una batería eléctrica de un vehículo eléctrico haciendo uso de otra batería cargada, sobre la base del 30 mismo método de realización ya descrito, se dispone sobre una lámina de poliestireno de alto impacto (1) de 3 cm de ancho x 5cm de largo y 0,5 mm de grosor, disponemos transversalmente sendas tiras de cobre (3) de 0,5 mm en los extremos del largo de la lámina de grafito adherida que harán las veces de entrada o colector y salida o drenaje de la corriente eléctrica primaria respectivamente, asi como la disposición transversal y 35 sucesiva sobre la superficie intermedia de tiras de cobre de 0,5 mm (4) que harán las As an alternative embodiment in another application for recharging an electric battery of an electric vehicle using another charged battery, on the basis of the same embodiment described above, it is arranged on a high impact polystyrene sheet (1 ) 3 cm wide x 5cm long and 0.5 mm thick, we have transversely two strips of copper (3) of 0.5 mm at the ends of the length of the attached graphite sheet that will serve as input or collector and outlet or drain of the primary electric current respectively, as well as the transverse and successive arrangement on the intermediate surface of 0.5 mm copper strips (4) that will make the

veces de entrada y salida de 10 circuitos eléctricos intermedios, tomando iguales distancias entre ellos según la referida figura 1. times of input and output of 10 intermediate electrical circuits, taking equal distances between them according to the aforementioned figure 1.

En la disposición solapada, independiente y en paralelo en 250.000 unidades de láminas In the overlapping, independent and parallel arrangement in 250,000 units of sheets

5 de grafito sobre el polímero según Figura 1 en la disposición de la Figura 2 y la unión de las sucesivas tiras conductoras equidistantes de las diferentes unidades de lámina de grafito (8), aplicamos una corriente eléctrica externa continua procedente de baterías adaptadas a recarga rápida, de 24 voltios conectadas en paralelo y que suministren al primer hilo conductor del conjunto magnitudes de 24 voltios y 2.500 amperios, teniendo 5 of graphite on the polymer according to Figure 1 in the arrangement of Figure 2 and the joining of the successive equidistant conductive strips of the different units of graphite sheet (8), we apply a continuous external electric current from batteries adapted to fast recharge , of 24 volts connected in parallel and providing the first conductor wire of the set with magnitudes of 24 volts and 2,500 amps, having

10 una resistencia medida en los extremos de todas y cada una de las láminas de grafito de 10 a resistance measured at the ends of each and every one of the graphite sheets of

2.400 Ohmios. De esta forma conseguimos una corriente de salida primaria en el último de los hilos conductores del conjunto caracterizada por tener una tensión eléctrica cercana a 24 voltios y una intensidad cercana a los 2.500 amperios, y en cada uno de los circuitos eléctricos secundarios, equidistantes, unidos en paralelo, intermedios e independientes en 2,400 Ohms In this way we achieve a primary output current in the last of the conductor wires of the set characterized by having an electrical voltage close to 24 volts and an intensity close to 2,500 amps, and in each of the secondary, equidistant, connected electrical circuits in parallel, intermediate and independent in

15 las proximidades de 2,4 voltios y 2.500 amperios. Teniendo en cuenta estas magnitudes de potencia de partida se suministraría electricidad suficiente para la recarga rápida en minutos de aproximadamente 2000 celdas de baterías de vehículos eléctricos de 2,2 voltios y 2 amperios cada unidad. 15 the vicinity of 2.4 volts and 2,500 amps. Taking into account these quantities of starting power, sufficient electricity would be supplied for rapid recharging in minutes of approximately 2000 battery cells of electric vehicles of 2.2 volts and 2 amps each unit.

20 Evidentemente, para el cumplimiento del objetivo se requiere la definición de soportes con conexiones de 20 unidades, según 10 entradas y 10 salidas eléctricas directas, así como la implementación de circuitos electrónicos controladores. En nuestra definición del ejemplo, el número de unidades de láminas de grafito-polímero concretada en 250.000 unidades ocuparían un volumen aproximado de 1 metro cúbico. 20 Obviously, for the fulfillment of the objective the definition of supports with connections of 20 units is required, according to 10 direct inputs and 10 direct electrical outputs, as well as the implementation of electronic control circuits. In our definition of the example, the number of units of graphite-polymer sheets specified in 250,000 units would occupy an approximate volume of 1 cubic meter.

25 No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan. El procedimiento de adhesión del grafito cristalino por medios manuales o mecanizados, las formas o dimensiones del dispositivo objeto de invención, materiales, It is not considered necessary to make this description more extensive so that any person skilled in the art understands the scope of the invention and the advantages derived therefrom. The procedure of adhesion of crystalline graphite by manual or mechanized means, the shapes or dimensions of the device object of the invention, materials,

30 técnicas de conexión o sus diferentes aplicaciones, serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento. 30 connection techniques or their different applications will be susceptible of variation as long as this does not imply an alteration in the essentiality of the invention.

Claims (3)

REIVINDICACIONES 1.-Circuito eléctrico basado en láminas de grafito para su uso tanto en corriente continua como en corriente alterna, caracterizado por llevarse a cabo en base a la combinación de un conjunto de módulos iguales concebidos para su posible conexión eléctrica hasta hacerlo compatible con la aplicación deseada, donde cada módulo contiene los siguientes elementos;   1.-Electrical circuit based on graphite sheets for use in both direct current and alternating current, characterized by being carried out based on the combination of a set of equal modules designed for possible electrical connection to make it compatible with the application desired, where each module contains the following elements; A. Grafito cristalino, adherido de forma homogénea mediante contacto y frotación a la superficie superior de un polímero apolar, dispuesto longitudinalmente a modo de sustrato, donde la lámina de grafito resultante dispuesta longitudinalmente determina el circuito primario de electricidad, cuya tensión, es la diferencia de potencial existente entre dos tiras de conductores metálicos situadas en ambos extremos de la lámina y a los que se conectan eléctricamente la correspondiente batería o fuente de energía exterior. A. Crystalline graphite, bonded homogeneously by contact and rubbing to the upper surface of a nonpolar polymer, arranged longitudinally as a substrate, where the resulting graphite sheet arranged longitudinally determines the primary circuit of electricity, whose voltage is the difference of potential existing between two strips of metal conductors located at both ends of the sheet and to which the corresponding battery or external power source is electrically connected. B. Circuito secundario caracterizado por su disposición transversal o perpendicular a la dirección de circulación de la intensidad del primario, según tiras de conductores metálicos tales como el cobre, dispuestos paralelos entre si y distribuidos regularmente sobre toda la superficie de la referida lámina de grafito, hasta conformar un conjunto de circuitos secundarios a la misma tensión . B. Secondary circuit characterized by its transverse or perpendicular arrangement to the direction of primary intensity circulation, according to strips of metallic conductors such as copper, arranged parallel to each other and distributed regularly over the entire surface of the said graphite sheet, until forming a set of secondary circuits at the same voltage. 2.-Circuito eléctrico basado en láminas de grafito según reivindicación 1, caracterizado por que los referidos módulos iguales, consistentes cada uno en la lámina de grafito dispuesta sobre el substrato, se conectan eléctricamente en la cantidad de módulos requeridos para adaptarse a la aplicación deseada, de forma que los circuitos primarios se conectan en paralelo a la batería o fuente de energía exterior, mientras que los circuitos secundarios se conectan eléctricamente a través de sus salidas y entradas sucesivas con la misma posición relativa, para obtener la intensidad en cada circuito del secundario requerida por la carga receptora. 2.-Electrical circuit based on graphite sheets according to claim 1, characterized in that said equal modules, each consisting of the graphite sheet disposed on the substrate, are electrically connected in the number of modules required to adapt to the desired application , so that the primary circuits are connected in parallel to the battery or external power source, while the secondary circuits are electrically connected through their successive outputs and inputs with the same relative position, to obtain the intensity in each circuit of the secondary required by the receiving load.
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