ES2894475T3

ES2894475T3 - Generador de energía eléctrica

Info

Publication number: ES2894475T3
Application number: ES17761192T
Authority: ES
Inventors: Luca Magagnin; Simona Ieffa; Alessandra Accogli; Gabriele Panzeri; Francesco Liberale; Vincenzo Tirella; Luca Succa; Simone Brunetti
Original assignee: Termo Ind SA
Current assignee: Termo Ind SA
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2017-08-07
Publication date: 2022-02-14
Anticipated expiration: 2037-08-07
Also published as: WO2018028772A1; ZA201901421B; IL264675A; CN109643750B; CA3033233A1; EP3497729A1; CN109643750A; EA201990469A1; PL3497729T3; KR102401041B1; IL264675B; JP7148515B2; WO2018029139A1; US11393968B2; AU2017311536B2; AU2017311536A1; MA45929A; KR20190039992A; US20190172992A1; EP3497729B1

Abstract

Un generador de energía eléctrica (EPG) que comprende al menos un primer electrodo (11) y un segundo electrodo (12), en el que el generador de energía eléctrica comprende un material activo entre dichos electrodos (11, 12), comprendiendo dicho material activo partículas de al menos un compuesto que contiene oxígeno seleccionado del grupo que consiste en MgO, ZnO, ZrOCl2, ZrO2, SiO2, Bi2O3, Al2O3 y TiO2, al menos un aditivo espesante seleccionado del grupo que consiste en agar agar, goma xantana, metilcelulosa y goma arábiga, y al menos un aditivo plastificante, en el que el tamaño de partícula de las partículas de al menos un compuesto a base de oxígeno tiene un diámetro medio en el intervalo de 10 nm a 40 μm, y en el que, cuando el aditivo espesante es metilcelulosa, está en una cantidad en el intervalo del 0,19 % y el 6,5 % con respecto al peso total del material activo.

Description

DESCRIPCIÓN

Generador de energía eléctrica

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un generador eléctrico que comprende un material activo, un módulo de generación de energía eléctrica que comprende el generador de energía eléctrica y un circuito eléctrico que comprende el módulo generador de energía.

Estado de la técnica

Es ampliamente conocido el uso de generadores de energía termoeléctricos y generadores de energía termoiónicos para la conversión de energía térmica directamente en energía eléctrica.

Los generadores de energía termoeléctricos son dispositivos basados en un efecto termoeléctrico, es decir, el efecto Seebeck, que implica interacciones entre el flujo de calor y de electricidad entre cuerpos sólidos. Ejemplos de tales dispositivos se describen en la patente EP 2521192 y en la solicitud de patente EP 2277209. En términos generales, los generadores de energía termoeléctricos constan de tres componentes principales: material termoeléctrico, módulos termoeléctricos y sistema termoeléctrico que interactúa con una fuente de calor. El documento EP2902518A2 describe un material para un elemento termoeléctrico que comprende un compuesto que contiene oxígeno, tal como Bi2Ü3 conteniendo dicho compuesto oxígeno que tiene un tamaño de partícula en el intervalo de 10 nm a 10 gm y un espesante, definido como aglutinante y que es una resina de celulosa y un aditivo plastificante.

Los materiales termoeléctricos generan energía directamente a partir del calor convirtiendo las diferencias de temperatura en voltaje eléctrico. En particular, estos materiales tienen típicamente tanto una alta conductividad eléctrica como una baja conductividad térmica. La baja conductividad térmica asegura que cuando un lado se calienta, el otro lado permanece frío. Esto ayuda a generar un gran voltaje en un gradiente de temperatura.

Un módulo termoeléctrico es un circuito que contiene materiales termoeléctricos que generan electricidad a partir del calor directamente. Un módulo consta de dos materiales termoeléctricos diferentes que se unen en sus extremos, a saber, un semiconductor cargado negativamente y un semiconductor cargado positivamente. Una corriente eléctrica directa fluirá en el circuito cuando haya un gradiente de temperatura entre los dos materiales. Tal gradiente es proporcionado por el sistema termoeléctrico que típicamente comprende intercambiadores de calor usados en ambos lados del módulo para suministrar respectivamente calefacción y refrigeración.

Los generadores de energía termoiónicos, también llamados convertidores de energía termoiónicos, convierten el calor directamente en electricidad. Un generador de energía termoiónica comprende típicamente dos electrodos dispuestos en una contención. Uno de estos se eleva a una temperatura suficientemente alta para convertirse en un emisor de electrones termoiónicos o "placa caliente". El otro electrodo se llama colector porque recibe los electrones emitidos. El colector funciona a una temperatura significativamente más baja. El espacio entre los electrodos puede estar al vacío o alternativamente llenarse con un gas de vapor a baja presión. La energía térmica puede ser suministrada por fuentes químicas, solares o nucleares.

Los generadores de energía termoeléctricos, así como los generadores de energía termoiónicos, tienen muchos inconvenientes, entre los que se encuentran la baja eficiencia de conversión y la necesidad de proporcionar un gradiente de temperatura. Además, estos generadores requieren una fuente térmica relativamente constante.

Por tanto, el objetivo principal de la presente invención es proporcionar un generador de energía eléctrica capaz de convertir parte de la energía térmica en energía eléctrica y que permita superar los inconvenientes de los dispositivos de la técnica anterior.

Resumen de la invención

Los inventores descubrieron sorprendentemente una nueva corriente capaz de material activo cuando está comprendida entre al menos dos electrodos sin carga inicial y dependiendo de la temperatura.

Por tanto, la presente invención según la reivindicación independiente 1 se refiere a un generador de energía eléctrica que comprende al menos un primer electrodo y un segundo electrodo, en el que el generador de energía eléctrica comprende un material activo entre dichos electrodos, comprendiendo dicho material activo partículas de al menos un compuesto que contiene oxígeno seleccionado del grupo que consiste en MgO, ZnO, ZrOCl2, ZrÜ2, SiÜ2, Bi2Ü3, ALO3 y TiO2, al menos un aditivo espesante seleccionado del grupo que consiste en agar agar, goma xantana, metilcelulosa y goma arábiga, y al menos un aditivo plastificante, en el que el tamaño de partícula de las partículas de al menos un compuesto a base de oxígeno tiene un diámetro medio en el intervalo de 10 nm a 40 gm, y en el que, cuando el aditivo espesante es metilcelulosa, está en una cantidad en el intervalo de 0,19 % y 6,5 % con respecto al peso total del material activo.

En la presente invención, cuando se usa el término "aditivo plastificante", se entiende una sustancia capaz de producir o promover la plasticidad cuando se agrega, por ejemplo, silicona, siloxanos o cera de carnauba, pero naftaleno, PVDF, parileno, PTFE, FEP y PDMS también se puede contemplar.

En la presente invención, cuando se hace referencia al "tamaño de partícula" del al menos un compuesto a base de oxígeno, se entiende el diámetro medio de dicha partícula medido con microscopio electrónico de barrido (SEM), microscopio electrónico de transmisión (TEM) o dispersión de luz dinámica (DLS).

En una realización preferida de la invención, el material activo comprende MgO, ZnO y ZrO2 como compuestos que contienen oxígeno, agar agar, goma xantana, metilcelulosa como aditivos espesantes y silicona como aditivo plastificante.

La EPG según la presente invención comprende el material activo entre los al menos dos electrodos. Los electrodos están hechos de metales, aleaciones y/o materiales a base de carbono como el grafito. El espesor de los electrodos varía preferiblemente de 0,1 a 3000 pm, más preferiblemente de 50 a 1000 pm, aún más preferiblemente de 300 a 600 pm. En una realización preferida de la EPG según la invención, los al menos dos electrodos están hechos de Cu y Al, preferiblemente en forma de placas o láminas sustancialmente paralelas. En el caso de EPG flexible, tanto los materiales flexibles autónomos (entre los materiales enumerados anteriormente) como los polímeros metalizados se pueden considerar como electrodos.

La presente invención también se refiere a un módulo generador de energía (PGM) según la reivindicación 17 que comprende una pluralidad de EPG que se pueden conectar en serie o en paralelo sin comprender las características de EPG (voltaje y (corriente) y el uso de la PGM en un circuito eléctrico según las reivindicaciones 20 y 21.

Descripción de las figuras

Otras características y ventajas de la invención serán más evidentes a la luz de la descripción detallada y de las realizaciones preferidas del generador de energía eléctrica con la ayuda de los dibujos adjuntos en los que:

- La figura 1 muestra la estructura tipo sándwich del generador de energía eléctrica que comprende el material activo según la presente invención;

- La figura 2 muestra un ejemplo de un circuito eléctrico que comprende el generador de energía eléctrica según la presente invención;

- La figura 3 muestra la curva del resultado de las pruebas realizadas en el ejemplo 4;

- La figura 4 muestra la curva de los resultados de la prueba realizada en el ejemplo 4;

- La figura 5 muestra la curva del resultado de las pruebas realizadas en el ejemplo 5;

- La figura 6 muestra la curva de los resultados de la prueba realizada en el ejemplo 5;

- La figura 7 muestra la curva de dependencia de la temperatura actual en la prueba realizada en el ejemplo 5. - La figura 8 muestra la curva de los resultados de la prueba realizada en el ejemplo 6;

- La figura 9 muestra la curva de los resultados de la prueba realizada en el ejemplo 7;

- La figura 10 muestra la curva de los resultados de la prueba realizada en el ejemplo 8;

- La figura 11 muestra las curvas de los resultados de la prueba realizada en el ejemplo 9;

- Las figuras 12A y 12B muestran un circuito que comprende el PGM de la invención según el ejemplo 15, respectivamente durante la fase de carga (figura 12A) y la fase de descarga (figura 12B);

- La figura 13 muestra los valores de OCV para el condensador inmediatamente al comienzo del estado APAGADO del ejemplo 16.

Los mismos números en las figuras corresponden a los mismos elementos o componentes.

Descripción detallada de la invención

Por lo tanto, la presente invención se refiere a un generador de energía eléctrica que comprende al menos un primer electrodo y un segundo electrodo, en el que el generador de energía eléctrica comprende un material activo entre dichos electrodos, comprendiendo dicho material activo partículas de al menos un compuesto que contiene oxígeno seleccionado de entre el grupo formado por MgO, ZnO, ZrOCl2, ZrO2, SiO2, Bi2O3, Al2O3 y TiO2, al menos un aditivo espesante seleccionado del grupo que consiste en agar agar, goma xantana, metilcelulosa y goma arábiga, y al menos un aditivo plastificante, en el que el tamaño de partícula del al menos un compuesto a base de oxígeno tiene un diámetro medio en el intervalo de 10 nm a 40 pm. En el material activo de la invención, el al menos un compuesto que contiene oxígeno seleccionado del grupo que consiste en MgO, ZnO, ZrOCl2, ZrO2, SiO2, Bi2O3, Al2O3 y TiO2 y que tiene un tamaño de partícula correspondiente a un diámetro promedio en el intervalo de 10 nm a 40 pm, y en el que, cuando el aditivo espesante es metilcelulosa, está en una cantidad en el intervalo del 0,19 % y el 6,5 % con respecto al peso total del material activo.

El tamaño de las partículas de los compuestos a base de oxígeno tiene un diámetro medio en el intervalo de 10 nm a 40 pm, preferiblemente en el intervalo de 15 nm a 10 pm, más preferiblemente de 20 nm a 5 pm. Más preferiblemente, el tamaño de partículas de los compuestos basados en oxígeno tiene un diámetro medio en el intervalo de 10 a 200 nm, aún más preferiblemente en el intervalo de 15 a 100 nm, aún más preferiblemente de 20 a 40 nm.

El material activo comprende preferiblemente óxido de magnesio como compuesto que contiene oxígeno, más preferiblemente en un porcentaje en peso en el intervalo del 3 % y el 17 %, preferiblemente el 10 % con respecto al peso total del material activo.

El material activo preferiblemente comprende MgO junto con ZnO y ZrÜ2 como compuestos que contienen oxígeno, más preferiblemente cada uno en el porcentaje en peso en el intervalo del 0,7 % y el 10 %, aún más preferiblemente el 3,7 % con respecto al peso total del material activo.

El material activo comprende al menos un aditivo espesante seleccionado del grupo que consiste en agar agar, goma xantana, metilcelulosa y goma arábiga. Preferiblemente, el material activo comprende agar agar, goma xantana y/o metilcelulosa como aditivos espesantes, más preferiblemente cada uno en el porcentaje en peso en el intervalo del 0,19 % y el 6,5 %, aún más preferiblemente el 0,84 % con respecto al peso total de el material activo.

El material activo comprende también al menos un aditivo plastificante. El al menos un aditivo plastificante se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en silicona, siloxanos, cera de carnauba, naftaleno, PVDF, parileno, PTFE, FEP y PDMS. Sin estar vinculados a ninguna teoría, los inventores pensaron razonablemente que el uso combinado de estos materiales, es decir, el al menos un plastificante con los compuestos que contienen oxígeno de la invención podría mejorar el rendimiento de los materiales y, por lo tanto, del generador de energía eléctrica que lo contiene, mejorando así los resultados obtenidos bajo regímenes particulares.

Más preferiblemente, el al menos un plastificante es silicona, aún más preferiblemente en una cantidad en el intervalo del 5 al 40 %, preferiblemente el 12,5 % y el 37,5 %, aún más preferiblemente el 33,3 % en peso con respecto al peso total del material gelificado. El material activo comprende también al menos un aditivo plastificante con respecto al peso del material gelificado en el intervalo de 1:4 a 3:2, aún más preferiblemente en una proporción de 1:3.

El material activo puede comprender otros compuestos, preferiblemente antraqueno, materiales PZT y Si3N4.

El material activo puede ser anhidro o contener una determinada cantidad de agua derivada del proceso de preparación. En una realización preferida, el proceso prevé la eliminación del exceso de agua, garantizando así que aún esté presente, como agua coordinada absorbida, en un porcentaje de al menos el 1 % respecto a la masa total del material activo final.

Los inventores consideran que tal porcentaje de agua coordinada en el material activo final puede mejorar las prestaciones de los dispositivos finales obtenidos mediante la incorporación del material activo. El material activo también puede contener otros aditivos. Los aditivos pueden ser aditivos de coordinación de agua, se puede citar la caseína.

En una realización preferida de la invención, el material activo comprende MgO, ZnO, ZrO2 como compuestos de oxígeno, agar agar, goma xantana, metilcelulosa como aditivos espesantes y silicona como aditivo plastificante, en el que el tamaño de partícula del al menos un compuesto a base de oxígeno tiene un diámetro medio en el intervalo de 10 nm a 40 pm.

El material activo y/o los compuestos a base de oxígeno se pueden colocar en al menos un electrodo según cualquier procedimiento de aplicación conocido adecuado en la técnica, por ejemplo, rasqueta, electroforesis, recubrimiento por rotación, impresión por chorro de tinta, sol-gel, pulverización térmica., pulverización catódica, plasma y cualquier técnica de deposición de vapor física o química.

Los electrodos están hechos de metales, aleaciones y/o materiales a base de carbono como el grafito. El espesor de los electrodos varía preferiblemente de 0,1 a 3000 pm, más preferiblemente de 50 a 1000 pm, aún más preferiblemente de 300 a 600 pm. En una realización preferida de la EPG según la invención, los al menos dos electrodos están hechos de Cu y Al, preferiblemente en forma de placas o láminas sustancialmente paralelas. En el caso de EPG flexible, tanto los materiales flexibles autónomos (entre los materiales enumerados anteriormente) como los polímeros metalizados se pueden considerar como electrodos.

En una realización preferida de la EPG 1 mostrada esquemáticamente en la figura 1, los al menos dos electrodos tienen forma de placa. Las dos placas 10 están dispuestas sustancialmente paralelas entre sí para definir un hueco relleno con el material activo 20 de la invención según una "estructura de sándwich”. La distancia de las placas 10 depende directamente del espesor deseado del material activo que se va a aplicar.

La forma de los electrodos no es vinculante. En una realización alternativa, por ejemplo, la EPG podría comprender dos electrodos cilíndricos coaxiales que definen un espacio anular relleno con el material activo según la invención. Según la invención, la EPG podría comprender más de dos electrodos en los que dos electrodos adyacentes definen un espacio lleno con el material activo.

Según una realización preferida, los al menos dos electrodos están hechos de material diferente, preferiblemente de Cu y Al. Preferiblemente, los dos al menos electrodos se someten a limpieza y grabado antes de ser utilizados en el generador de energía eléctrica de la invención.

El material activo se aplica preferiblemente sobre el electrodo, depositando el material activo en un espesor de 100 nm a 5 mm. Hasta ahora, los mejores resultados, usando una carga de 100 Ohm, se han observado con un espesor de 2 mm. Por otro lado, el espesor óptimo varía en función de la energía requerida del dispositivo.

El material activo puede depositarse sobre la superficie del electrodo con técnica de rasqueta o similar. Una vez que la EPG se ensambla con el material activo comprendido entre los al menos dos electrodos, la EPG se somete preferiblemente a una etapa de calentamiento, más preferiblemente a aproximadamente 80 °C, con el fin de obtener una estructura sándwich sólida.

En otro aspecto, la invención se refiere a un módulo generador de energía (PGM) que comprende una pluralidad de EPG que pueden conectarse en serie o en paralelo. A este respecto, la figura 1A muestra un circuito que comprende un PGM en el que las dos EPG están conectadas en paralelo, mientras que la figura 1B muestra un circuito que comprende un PGM que tiene dos EPG conectadas en serie. Ambos circuitos de las figuras 1A y 1B comprenden una resistencia de carga R^l. El voltaje relativo al PGM se puede monitorear, por ejemplo, conectando un galvanostato paralelo a la resistencia de carga R^l.

En una realización aún más de la invención, los inventores consideran que el material activo propuesto podría integrarse razonablemente en la mezcla de materiales activos adoptada para la fabricación de condensadores de uso común.

Como resultará evidente a partir de la siguiente parte experimental, la EPG de la invención es capaz de generar corriente tan pronto como se haya ensamblado, siendo así un dispositivo diferente de un condensador convencional. Además, y sorprendentemente, las prestaciones de la EPG de la invención tienen una fuerte dependencia de la temperatura, es decir, la diferencia de potencial aumenta con la temperatura. En particular, con respecto a los generadores de energía tradicionales del estado de la técnica, la EPG según la invención no requiere un gradiente de temperatura. De hecho, el generador de energía eléctrica de la invención es capaz de convertir parte de la energía térmica en energía eléctrica incluso en una condición isoterma. De manera específica y ventajosa, la corriente medida por el generador de energía eléctrica de la invención aumentó en un factor de 6-10, aumentando la temperatura de 20 a 80 °C.

Además, como también se desprende de la siguiente parte experimental, la EPC es capaz de alimentar un condensador incluido en un circuito eléctrico adecuado. En particular, este último comprende una EPG según la invención, un condensador, una resistencia y un conmutador.

En un primer estado de conmutación, el conmutador conecta dicho condensador en serie con dicha EPG para cargar el condensador hasta una tensión de equilibrio. Cuando el conmutador está en un segundo estado de conmutación, conecta el condensador en serie con la resistencia para descargar el condensador. En esta última condición, la EPG está eléctricamente aislada. Cuando el conmutador vuelve al primer estado de conmutación, la EPG está lista para cargar de nuevo el condensador para un ciclo de carga-descarga posterior.

Ventajosamente, en el circuito eléctrico anterior, la EPG podría sustituirse por un PGM.

La invención se ilustrará ahora mediante algunos ejemplos no limitativos del material activo y del generador de energía eléctrica de la invención.

Ejemplos

Ejemplo 1:

Preparación del material activo de la invención

Para preparar el material activo se utilizaron los siguientes componentes en las cantidades respectivas indicadas en la Tabla 1 a continuación. El tamaño de las partículas de compuestos a base de oxígeno (MgO, ZnO, ZrO2) tenía un diámetro medio en el intervalo de 10 nm a 40 pm, preferiblemente en el intervalo de 1 a 10 pm, más preferiblemente de 2 a 5 pm como lo vende Sigma-Aldrich. La preparación se llevó a cabo utilizando todos los intervalos anteriores del diámetro medio de partícula y siguiendo el mismo procedimiento.

Tabla 1

En un Becker se vertió agua desmineralizada y se ajustó la agitación entre 200 y 400 rpm. El agitador utilizado fue "AREX 630W", WELP SCIENTIFICA. En el Becker se agregaron MgO, ZnO y ZrO2 en secuencia, esperando 5 minutos después de agregar cada componente. Se obtuvo una solución acuosa homogénea final. Después, la solución se calentó hasta una temperatura en el intervalo de 80 a 90 °C. Se añadieron los componentes Agar Agar, goma xantana y metilcelulosa simultáneamente y se continuó agitando manualmente hasta que se obtuvo una solución homogénea. A continuación, se dejó enfriar este último a temperatura ambiente a T en el intervalo de 15 a 30 °C con agitación manual. Se obtuvo un material gelificado. A continuación, se añadió silicona y el producto se agitó manualmente hasta que se obtuvo un material activo homogéneo.

Sin ceñirse a ninguna teoría, los inventores consideran que el fundente de diferentes especies gaseosas seleccionadas durante el procedimiento de mezcla podría mejorar los rendimientos finales de la EPG obtenida, en términos de OCV, según la serie N2 > Aire (húmedo)> Aire (seco)> O2 (seco)> CO2 (seco).

Ejemplo 2

Preparación del material activo

Para preparar el material activo se utilizaron los siguientes componentes en las cantidades respectivas indicadas en la Tabla 2 a continuación. El tamaño de las partículas de compuestos a base de oxígeno (MgO, ZnO, ZrO2) tenía un diámetro promedio en el intervalo de 10 a 200 nm, preferiblemente en el intervalo de 15 a 100 nm, más preferiblemente de 20 a 40 nm como lo vende US Research Nanomaterials, Inc. La preparación se llevó a cabo usando todos los intervalos anteriores del diámetro medio de partícula y siguiendo el mismo procedimiento.

Tabla 2

En un Becker se vertió agua desmineralizada y se ajustó la agitación entre 200 y 400 rpm. El agitador utilizado fue "AREX 630W", WELP SCIENTIFICA. En el Becker se agregaron MgO, ZnO y ZrO2 en secuencia, esperando 5 minutos después de agregar cada componente. Se obtuvo una solución acuosa homogénea final. Después, la solución se calentó hasta una temperatura en el intervalo de 80 a 90 °C. Los componentes Agar Agar, goma xantana y metilcelulosa se añadieron simultáneamente y se continuó agitando manualmente hasta que se obtuvo una solución homogénea. A continuación, se dejó enfriar este último a temperatura ambiente a T en el intervalo de 15 a 30 °C con agitación manual. Se obtuvo un material gelificado. A continuación, se añadió silicona y el producto se agitó manualmente hasta que se obtuvo un material activo homogéneo.

Ejemplo 3:

Preparación del material activo y preparación del generador de energía eléctrica.

Para preparar el material activo se utilizaron los siguientes componentes en las cantidades respectivas indicadas en la siguiente Tabla 3.

El polvo de MgO tenía un diámetro medio de 10 nm a 40 gm, preferiblemente en el intervalo de 1 a 10 gm, más preferiblemente de 2 a 5 gm como lo vende Sigma-Aldrich. La preparación se llevó a cabo utilizando todos los intervalos anteriores del diámetro medio de partícula y siguiendo el mismo procedimiento.

Tabla 3

A continuación, la descripción detallada del procedimiento operativo teniendo en cuenta la cantidad intermedia de cada producto químico que se muestra en la tabla 3.

Se preparó una solución 1 con los ingredientes de la siguiente tabla 4

Tabla 4: ingredientes de la solución 1

La caseína MgO e indicada en la tabla 4 se mezcló a temperatura ambiente hasta que se alcanzó una distribución homogénea entre dos sustancias en estado sólido. Después de eso, se añadió agua desmineralizada y la solución se calentó hasta 100 °C en un intervalo de tiempo que variaba de 20 a 40 minutos. La solución se mezcló durante este procedimiento para garantizar una completa y adecuada homogeneización. Una vez que se alcanza la temperatura de 100 °C, la solución se mantiene a esta temperatura durante 5-10 min. A continuación, la solución se enfrió gradualmente hasta 40 °C.

Se preparó una solución 2 con los ingredientes de la Tabla 5.

Tabla 5: ingredientes de la solución 2

La solución 2 se calentó hasta 120 °C hasta que la goma arábiga se disolvió por completo. Posteriormente, la solución se enfrió a 90 °C para agregar agar agar. Se obtuvo una solución 2b cuyos ingredientes se indican en la Tabla 6.

Tabla 6: ingredientes de la solución 2b

La Solución 1 a 40 °C se mezcló a continuación con la Solución 2b a 90 °C, obteniendo así la Solución 3 (cuyos ingredientes se indican en la tabla 7).

Tabla 7: ingredientes de la solución 3

La solución 3 se mezcló para combinar adecuadamente las dos soluciones. Esta mezcla se mantuvo a 45 °C para evitar fenómenos de gelificación.

A la solución 3 se le añadió metilcelulosa y goma xantana, obteniendo así la Solución 4, cuyos ingredientes se indican en la tabla 8:

Tabla 8: ingredientes de la solución 4

Esta solución 4 se mezcló durante un mínimo de 15 min. Después de eso, la Solución 4 se enfrió a temperatura ambiente durante un período de tiempo mínimo de 4 horas, eliminando así cualquier tipo de acción de mezcla.

Tan pronto como se alcanzó la temperatura de 25 °C, la Solución 4 se sometió a ciclos de enfriamiento comenzando desde la temperatura ambiente hasta -18 °C. Una vez que se alcanzó esta temperatura, la Solución 4 se estabilizó y se mantuvo a 4 °C. Posteriormente se pesó la solución 4 y se añadió una cantidad del 50 % de su peso de silicona y se realizó una agitación manual para obtener una distribución homogénea del plastificante. Se obtuvo una solución 5 indicada en la Tabla 8b.

Tabla 8b: ingredientes de la solución 5

La solución 5 se utilizó directamente para preparar el generador de energía eléctrica.

En un vaso de precipitados que contenía la solución 5 (tabla 8b), se sumergieron dos placas de aluminio (10 cm x 10 cm), a una distancia de 1 cm entre ellas. Las placas se conectaron a un generador de energía de 150 W que proporciona 30 V. El potencial aplicado se mantuvo hasta que la corriente alcanza un valor por debajo del 30 % del valor inicial (5 A para un caso ideal), después de lo cual se apagó el generador. Este procedimiento permitió obtener una capa uniforme y homogénea de material activo sobre la placa de aluminio conectada al polo positivo. Esta placa se enfrió a continuación a -18 °C durante 1 hora y, a continuación, se mantuvo a 4 °C durante 1 hora.

Para eliminar el agua residual, la placa se calentó en un horno a 80 °C. Después de esta etapa se construyó la EPG añadiendo a la placa de aluminio, tratada como se describió anteriormente, la placa de cobre. Manteniendo la EPG a temperatura ambiente, se ejerció sobre ella una pequeña presión para favorecer la adherencia entre cada placa y el material activo.

Se llevó a cabo el mismo procedimiento de preparación empleando polvos de óxido de nanopartículas con un diámetro promedio en el intervalo de 10 a 200 nm, preferiblemente en el intervalo de 15 a 100 nm, más preferiblemente de 20 a 40 nm, como se vende por US Research Nanomaterials, Inc.

Ejemplo 4:

Para preparar el material activo seco se utilizaron los siguientes componentes en las cantidades respectivas indicadas en la Tabla 9 a continuación.

Tabla 9: ingredientes del ejemplo 3

A continuación, la descripción detallada del procedimiento operativo teniendo en cuenta la cantidad intermedia de cada producto químico que se muestra en la tabla.

La Solución 1 se preparó con los ingredientes indicados en la Tabla 10:

Tabla 10: ingredientes de la solución 1

Se mezclaron MgO y caseína a temperatura ambiente hasta que se alcanzó una distribución homogénea entre dos sustancias en estado sólido. A continuación, se añadió agua desmineralizada y la solución se calentó hasta 100 °C en un intervalo de tiempo que variaba de 20 a 40 minutos. La solución se mezcló durante este procedimiento para garantizar una completa y adecuada homogeneización. Una vez que se alcanzó la temperatura de 100 °C, la solución se mantuvo a esta temperatura durante 5-10 min. La solución se enfrió gradualmente a 40 °C.

La Solución 2 se preparó con los ingredientes indicados en la Tabla 11.

Tabla 11: ingredientes de la solución 2

La solución 2 se calentó hasta 120 °C hasta que la goma arábiga se disolvió por completo. Posteriormente, la solución se enfrió a 90 °C para añadir agar agar. Se obtuvo así la solución 2b como se indica en la Tabla 12.

Tabla 12: ingredientes de la solución 2b

La solución 1 a 40 °C se mezcló con la solución 2b a 90 °C, obteniendo así la solución 3 (como se indica en la tabla 13).

Tabla 13: ingredientes de la solución 3

A continuación, se añadió metilcelulosa y goma xantana a la Solución 3, obteniendo así la Solución 4:

Tabla 14: ingredientes de la solución 4

La solución 4 (como se indica en la tabla 14) se mezcló durante un mínimo de 15 min. Después de eso, la solución 4 se enfrió a temperatura ambiente durante un mínimo de 4 horas, eliminando cualquier tipo de acción de mezcla. Tan pronto como se alcanzó la temperatura de 25 °C, la solución 4 se sometió a ciclos de enfriamiento comenzando desde la temperatura ambiente hasta -18 °C. Una vez que se alcanzó esta temperatura, la solución 4 se estabilizó y se mantuvo a 4 °C. Después de eso, la solución 4 se mantuvo a temperatura ambiente durante 24 horas.

Se añadió una cantidad del 25 % en peso con respecto al peso de la solución 4 de cera de carnauba apropiadamente desmenuzada a temperatura ambiente a la Solución 4 para obtener la solución 5 (tabla 15).

Tabla 15: ingredientes de la solución 5

La solución 5 (Tabla 15) se calentó hasta 78 °C proporcionando tanto agitación como aplicación de ultrasonidos. Una vez que la solución se volvió homogénea, la solución 6 se vertió sobre la placa de aluminio calentada también a 78 °C. Después de esta etapa, la placa de aluminio se sumergió en un vaso de precipitados que contenía dimetilsulfóxido (DMSO) para eliminar el agua restante.

Manteniendo la temperatura constante a 78 °C, se construyó la EPG poniendo en contacto la placa de cobre con el material activo.

En esta etapa, se aplicó una diferencia de potencial de 30 V en EPG durante diferentes valores de tiempo dependiendo de la temperatura:

• 5 minutos para T = 78 °C

• 5 minutos para T = 70 °C

• 10 minutos para T = 60 °C

• 10 minutos para T = 50 °C

• 10 minutos para T = 40 °C

• 30 minutos para T = 30 °C

• 10 minutos para T = 25 °C

• 30 minutos para T = -18 °C

Se llevó a cabo el mismo procedimiento de preparación empleando polvos de óxido de nanopartículas con un diámetro promedio en el intervalo de 10 a 200 nm, preferiblemente en el intervalo de 15 a 100 nm, más preferiblemente de 20 a 40 nm como los vendidos por US Research Nanomaterials, Inc. La preparación se llevó a cabo utilizando todos los intervalos anteriores del diámetro medio de partícula y siguiendo el mismo procedimiento.

Ejemplo 5

Ensamblaje de un generador de energía eléctrica con dos electrodos.

Dos electrodos cuadrados, hechos respectivamente de Cu y Al y que tienen la misma área (unos 25 cm2) fueron limpiados y grabados con el fin de ser utilizados para ensamblar el generador de energía eléctrica. A continuación, se depositó el material activo obtenido en el Ejemplo 1 utilizando polvos de óxidos con un diámetro medio de 2-5 sobre la superficie del electrodo de Cu con la técnica de la rasqueta. El espesor del material activo fue de aproximadamente 2 mm y el electrodo de Al se colocó encima del material activo depositado de forma paralela con respecto al electrodo de Cu. Los dos electrodos se presionaron suavemente juntos asegurando un contacto uniforme del material activo con su propia superficie. El producto obtenido de esa forma se horneó durante 20 minutos a 80 °C para secar el material activo, obteniendo así un generador de energía eléctrica sólido. El generador de la invención obtenido de esa forma se almacenó a continuación a una temperatura de 15 a 18 °C durante un período de tiempo de 12 a 24 horas antes de probarlo.

El proceso de horneado se realizó para eliminar el exceso de agua pero para garantizar que aún esté presente, como agua coordinada absorbida, en un porcentaje de al menos el 1 % con respecto a la masa total del material activo.

Ejemplo 6

Caracterización eléctrica del generador de energía eléctrica.

La EPG del Ejemplo 5 se caracterizó eléctricamente usando potenciostato/galvanostato AMEL2553. El circuito eléctrico se muestra en la Figura 2.

En la Figura 2, se muestra que la EPG es un generador, que proporciona una entrada de corriente, junto con su propia resistencia interna (Ri). Este último se define normalmente como una relación entre el potencial de circuito abierto y la corriente de cortocircuito. La resistencia de carga (R^l) se conectó en serie al generador de energía eléctrica del Ejemplo 5. Se controló el voltaje conectando el galvanostato en paralelo a la resistencia de carga. La resistencia de la fuente (Ri) depende en gran medida de los componentes del material activo. La resistencia interna se midió siguiendo el "procedimiento de divisor de voltaje": Se aplicaron diferentes resistencias de carga a la EPG hasta alcanzar una tensión de la mitad con respecto a la de circuito abierto pasados unos minutos. De esta forma, se crea un "divisor de voltaje" con dos resistencias de carga en serie iguales, a saber, la interna (Ri) y la resistencia de carga (R^l). Mediante este procedimiento, la resistencia interna (Ri) se estimó entre 1 y 100 KOhm. La resistencia R^epgmedida entre los electrodos tenía un valor medio de 1,2-1,6 MQ. El material activo resultó tener una conductividad baja. El generador de energía eléctrica se caracterizó por ejecutar un análisis potenciométrico estableciendo una corriente nula (voltaje abierto). Por el contrario, cerrando el circuito la corriente fluía a través de la resistencia de carga (RL). La cantidad de corriente se midió a partir del valor del voltaje medido dividido por R^l= 100 Q.

Ejemplo 7

Caracterización térmica del generador de energía eléctrica.

El esquema de circuito indicado en la Figura 2 que comprende el generador de energía eléctrica del Ejemplo 5 se probó a temperatura ambiente (18-20 °C). La prueba consistió en una medición de voltaje abierto de 5 minutos seguida de dos horas con el circuito cerrado. Se obtuvieron las curvas indicadas en la Figura 3 y 4. Con referencia a las Figuras 3 y 4, se observaron tres regiones diferentes:

1) una primera región característica de una condición de "circuito abierto"; en tal región, el voltaje era constante y el voltaje medio de circuito abierto (OCV) medido para todas las EPG fabricadas era de 1,2-1,4 V antes de la prueba. No se midió corriente (circuito abierto);

2) una segunda región característica de un "transición" entre la condición de circuito abierto y una condición de circuito cerrado; tan pronto como el circuito se cerró, el voltaje cayó abruptamente y se redujo constantemente en el tiempo hasta que se alcanzó un mínimo (región de transición); en la región de transición, la corriente aumentó a un valor máximo (1-1,2 mA);

3) una tercera región característica de una condición de "circuito cerrado"; en la tercera región, la corriente generada por la EPG aumentó con el tiempo, aunque la EPG estaba" descargándose" y estabilizada a un valor dado, es decir, I = 0,5-1 mA.

Ejemplo 8

Caracterización térmica del generador de energía eléctrica.

El esquema de circuito indicado en la Figura 2 que comprende el generador de energía eléctrica del Ejemplo 5 se probó para determinar la dependencia de la temperatura (20-90 °C). La prueba consistió en calentar la EPG con la ayuda de un calentador o sumergiendo el generador de energía eléctrica en un líquido bajo agitación. La temperatura se controló con una cámara termográfica (serie FLIR Exx) o con un termómetro de mercurio en vidrio en el caso de un baño calefactor. En este ejemplo, se eligió un termómetro de mercurio en vidrio. El generador de energía eléctrica se calentó hasta 90 °C después de haber dejado el generador de energía eléctrica durante 1 hora a 20 °C con una carga de 100 Q para estabilizar la corriente. Se obtuvieron las curvas indicadas en las Figuras 5 y 6.

Después de 1 hora a 20 °C bajo carga, la EPG se estabilizó a aproximadamente 0,57 mA; la corriente alcanzó aproximadamente 3,5 mA a T = 90 °C.

El esquema de circuito indicado en la Figura 2 que comprende el generador de energía eléctrica del Ejemplo 5 se probó a diferentes condiciones de temperatura. La temperatura se controló constantemente y se obtuvo la dependencia de la temperatura de la corriente de la curva indicada en la Figura 7. Más precisamente, la curva de la Figura 7 muestra los valores de corriente medidos a diferentes condiciones de temperatura con el esquema del circuito de la Figura 2 en una condición cerrada.

Ejemplo 9

Se ensambló un generador de energía eléctrica EPG como se indica en el Ejemplo 5 utilizando electrodos hechos del mismo material, a saber Cu-Cu. Se ha utilizado medio activo como en el Ejemplo 1 con un espesor de 2 mm. El área de los electrodos era de 9 cm.2.

La figura 8 muestra la evolución actual en función de la temperatura. Cabe señalar que también esta prueba mostró un aumento de la corriente generada por la EPG con la temperatura. Sin embargo, tal aumento es del orden de ¡uA y no de mA como en el ejemplo 8.

Ejemplo 10

Se ensambló una EPG como se indica en el Ejemplo 5 utilizando electrodos que tenían un área más alta (1,5, 6,25, 25 y 100 cm2). La corriente generada fue proporcional al área del electrodo: cuanto mayor es el área, mayor es la corriente producida. La figura 9 muestra una curva del rendimiento de la EPG en función del área de los electrodos. Los demás parámetros de la EPG (espesor, composición del medio activo, material de los electrodos) se mantienen constantes como en el ejemplo 5.

Ejemplo 11

Se ha evaluado la posibilidad de trabajar con descarga alterna para una EPG que tiene las características del Ejemplo 5, es decir, espesor, medio activo, composición, material de electrodos, área de electrodos como en el Ejemplo 5. En la Figura 10, una descarga continua (curva C1) se compara con una descarga alternativa (curva 30-30). Ambas curvas se refieren a la EPG probada. La descarga alterna comprende 30 segundos de trabajo y 30 segundos de descanso. En los 30 segundos de funcionamiento, se aplica una resistencia de carga externa y se cierra el circuito. En los 30 segundos de descanso, el circuito se abre y se elimina la resistencia de carga. En ambos casos (descarga continua y alterna) se ha aplicado una resistencia de carga de 100 Q. Se realiza una evaluación comparando tanto los "tiempos de trabajo activos" (estado ENCENDIDO) como los tiempos efectivos de cada prueba. La expresión " ESTADO ENCENDIDO" quiere indicar un período de trabajo en el que se aplica la resistencia de carga. En el caso específico, esta condición ocurrió cíclicamente cada 30 segundos. Durante los siguientes 30 segundos, la resistencia de carga fue desconectada (ESTADO APAGADO) de la EPG mediante un releé. También se evaluó la descarga alternativa para diferentes tiempos de ENCENDIDO y APAGADO en el intervalo de 2 a 60 segundos.

La Figura 10 muestra que los rendimientos (en términos de corriente descargada) mejoran enormemente con la descarga alternativa. Durante la fase de descanso, la EPG muestra parcialmente un efecto de recuperación, es decir, una recuperación temporal de voltaje (V) cuando la resistencia de carga no se aplica a la EPG. Cabe destacar que, durante el ESTADO APAGADO, fue posible aplicar un voltaje y/o corriente en los electrodos de la EPG para aumentar el voltaje y consecuentemente la descarga de corriente por los mismos. Tal procedimiento se puede utilizar realmente después de cada prueba o en cualquier momento en que la EPG se desconecte de la resistencia de carga.

Ejemplo 12

La EPG muestra una gran sensibilidad a las condiciones de trabajo, p. ej., al medio ambiente. La presencia de agua y oxígeno pareció disminuir la vida útil de la EPG. Se han realizado pruebas preliminares en EPG preparadas según el Ejemplo 5 para evaluar el requisito de un sellado adecuado para prolongar la vida útil del dispositivo. Para ello, las EPG se han probado con un potenciostato/galvanostato AMEL2553. La prueba consiste en aplicar una corriente de descarga de 100pA; Las EPG se han descargado desde la tensión nominal a 0,8 V, seguidas posteriormente de 45 minutos de descanso I = 0 pA para evaluar la recuperación. Con excepción de la etapa de sellado, las dos EPG se han fabricado con la misma ruta que en el Ejemplo 5 con dimensiones de electrodos estándar de 25 cm2. En el primer caso, la EPG no ha sido sellada permitiendo la interacción con la atmósfera; en el segundo caso la EPG ha sido completamente sellada por inmersión en silicona. La figura 11 muestra las curvas de rendimiento de la EPG en función del sellado. En las EPG probadas se observa una extensión de vida relativa del 400 %; se mide un voltaje OCV más alto para la EPG sellada antes de la aplicación de una corriente de descarga.

Es importante destacar que estas pruebas se han realizado con una formulación estándar, que contiene un contenido de agua relativamente alto. Se espera que el efecto de sellado sea mayor en uno optimizado, que contiene una menor cantidad de agua. Además, se esperan grandes mejoras en la calidad del sellado.

Ejemplo 13

El tamaño de partícula de los compuestos a base de oxígeno (MgO, ZnO, ZrO2) afecta al rendimiento general de la EPG. De hecho, cuanto menor sea la dimensión de las partículas, mayor será el área de superficie activa para un volumen de material dado. El efecto de la dimensión de las partículas se ha investigado comparando los rendimientos de las EPG para partículas micrométricas y nanométricas a base de oxígeno obtenidas según la formulación del Ejemplo 1 y el Ejemplo 2 y siguiendo el procedimiento del Ejemplo 5, el área de los electrodos de EPG es de 25 cm2. Para ello, las EPG se han probado con un potenciostato/galvanostato AMEL2553. La prueba consistió en aplicar una corriente de descarga de 100 pA; las EPG se han descargado desde la tensión nominal a 0,8 V, seguidas posteriormente de 45 minutos de descanso I = 0 pA para evaluar la recuperación.

El uso de nanopartículas extiende la vida útil relativa de la EPG más de un 200 % con respecto a la formulación micrométrica. También se ha observado un voltaje OCV más alto.

Ejemplo 14

El ensamblaje de múltiples EPG según configuraciones específicas como en el Ejemplo 5 resulta en la mejora de la energía generada por encima de al menos el 10 %. En la prueba considerada, la corriente se mide con un multímetro. En este experimento, se consideran diez EPG conectadas en serie. En la primera configuración, las EPG están dispuestas una al lado de la otra; los electrodos de diferentes EPG no están en contacto físico pero están conectados eléctricamente por medio de un alambre de cobre. En la segunda configuración, las EPG se apilan manteniendo preferiblemente los cables de conexión, preferiblemente poniendo en contacto la superficie de cobre y aluminio de las EPG adyacentes. La última configuración ha mostrado una corriente de I = 15 mA mientras que para la primera se ha medido I = 13 mA.

Ejemplo 15

En otra realización de la invención, se ha demostrado que la EPG es capaz de suministrar corriente, cargando un condensador C comprendido en un circuito adecuado. Como se muestra en el circuito de la Figura 12A, está conectado en serie con un condensador C con voltaje inicial Vi = 0 V. Una "celda" puede ser una EPG (como se muestra en la Figura 2) o puede ser una PGM, es decir, una pluralidad de EPG conectadas en serie como se muestra en las Figuras 12A y 12B. La celda está conectada en serie al condensador C mediante un conmutador SW en un primer estado de conmutación. Durante una fase de carga (Figura 12A), la EPG carga el condensador hasta un voltaje de equilibrio. Una vez que se carga el condensador C, se activa un conmutador (segundo estado de conmutación) para conectar el condensador a una resistencia arbitraria de modo que para descargar el condensador (fase de descarga o "fase de descanso"); la celda ahora está aislada eléctricamente (Figura 12B). Con el término "resistencia" se entiende generalmente una resistencia eléctrica, un diodo, una combinación de los mismos o cualquier componente eléctrico capaz de descargar el condensador C cuando el conmutador SW está en dicho segundo estado de conmutación.

La energía almacenada en el condensador C se calcula a partir de la capacidad característica y la tensión cargada (Vc), medida mediante un multímetro; en esta configuración se emplea un condensador electroquímico. En una de las pruebas realizadas, se utiliza un conmutador temporizado para alternar la carga del condensador C y la fase de descanso donde la celda está aislada eléctricamente, en esta fase se produce la recuperación de la tensión de la celda. Durante esta fase de descanso (configuración B) el condensador conectado en serie con una resistencia arbitraria (RL) con el único propósito de descargarlo completamente antes del inicio del siguiente ciclo de carga, la curva de descarga del condensador C es monitoreada por medio de un multímetro.

Ejemplo 16

Se ha evaluado la posibilidad de cargar un condensador que funcione en condiciones de descarga alternativas para un PGM (módulo de generador de energía) ensamblado según los materiales y procedimientos descritos en el Ejemplo 5.

El circuito eléctrico EC se muestra en las Figuras 12 A y 12 B, con una resistencia de carga R^lde 150 KOhm y un PGM que comprende 15 EPG conectadas en serie, lo que resulta en un OCV total de 15,3 V.

La descarga alterna comprende 10 minutos de trabajo (fase de carga) y 10 minutos de descanso (fase de descanso).

Sin embargo, se podrían aplicar arbitrariamente diferentes tiempos de encendido y apagado. En los 10 minutos de funcionamiento, el circuito se cerró y el condensador fue cargado por el PGM. En los 10 minutos de descanso, el circuito se abrió y el condensador se descargó por la resistencia. La expresión "ESTADO ENCENDIDO" quería indicar un período de trabajo en el que se cargó el condensador. En el caso específico, esta condición se presentó cíclicamente cada 10 minutos. Durante los siguientes 10 minutos, el condensador fue desconectado (ESTADO APAGADO) del PGM y descargado por el RL.

Este tipo de experimento se realizó en condensadores de 500 pF. La Figura 14 muestra los valores de OCV para el condensador inmediatamente al comienzo del estado APAGADO.

La prueba se realizó durante 256 ciclos, lo que resultó en un OCV promedio de 13,3 V. En la tabla 16 se resumen los valores de la potencia suministrada por el PGM que consta de 15 EPG en serie, así como las densidades de energía, calculadas considerando el tiempo de trabajo efectivo de 42,6 h.

Tabla 16: valores de densidad de energía y potencia de PGM

La potencia eléctrica (W) se calculó considerando la energía (E) requerida para cargar un condensador de capacidad (C) a un voltaje dado (V) dentro del tiempo considerado (t) según la fórmula general:

W=E/t [J/s]=[W]

donde la energía se calcula según la expresión definida para un condensador de placas paralelas

Las medidas también se indican considerando la energía (Wh) ya que se suministró a una tasa constante durante un período de tiempo en horas (h). El volumen y el peso del PGM, expresados respectivamente en litros (L) y kilogramos (Kg), se utilizan para calcular la densidad de energía (Wh/L) y la energía específica (Wh/Kg): para estos cálculos, el peso y el volumen se refiere a la EPG completa que comprende electrodos metálicos, no solo al material activo.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un generador de energía eléctrica (EPG) que comprende al menos un primer electrodo (11) y un segundo electrodo (12), en el que el generador de energía eléctrica comprende un material activo entre dichos electrodos (11, 12), comprendiendo dicho material activo partículas de al menos un compuesto que contiene oxígeno seleccionado del grupo que consiste en MgO, ZnO, ZrOCk, ZrO2, SiO2, Bi2O3, Al2O3 y TiO2, al menos un aditivo espesante seleccionado del grupo que consiste en agar agar, goma xantana, metilcelulosa y goma arábiga, y al menos un aditivo plastificante, en el que el tamaño de partícula de las partículas de al menos un compuesto a base de oxígeno tiene un diámetro medio en el intervalo de 10 nm a 40 pm, y en el que, cuando el aditivo espesante es metilcelulosa, está en una cantidad en el intervalo del 0,19 % y el 6,5 % con respecto al peso total del material activo.

2. El generador de energía eléctrica (EPG) de la reivindicación 1, en el que las partículas de al menos un compuesto que contiene oxígeno tienen un diámetro medio de partícula en el intervalo de 15 nm a 10 pm, preferiblemente de 20 nm a 5 pm.

3. El generador de energía eléctrica (EPG) de la reivindicación 2, en el que las partículas de al menos un compuesto que contiene oxígeno tienen un diámetro medio de partícula en el intervalo de 10 a 200 nm, preferiblemente en el intervalo de 15 a 100 nm, más preferiblemente de 20 a 40 nm.

4. El generador de energía eléctrica (EPG) de cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en el que el al menos un compuesto que contiene oxígeno es MgO, en el intervalo del 3 % y el 17 %, preferiblemente el 10 % con respecto al peso total del material activo.

5. El generador de energía eléctrica (EPG) de cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en el que el al menos un compuesto que contiene oxígeno es ZnO o ZrO2.

6. El generador de energía eléctrica (EPG) de la reivindicación 5, en el que el al menos un compuesto que contiene oxígeno está en el intervalo del 0,7 % y el 10 %, preferiblemente el 3,7 % con respecto al peso total del material activo.

7. El generador de energía eléctrica (EPG) de cualquiera de las reivindicaciones 1 -6, en el que el al menos un aditivo espesante se selecciona del grupo que consiste en agar agar, goma xantana.

8. El generador de energía eléctrica (EPG) de la reivindicación 7, en el que el al menos un aditivo espesante está en el intervalo del 0,19 % y el 6,5 %, preferiblemente el 0,84 % con respecto al peso total del material activo.

9. El generador de energía eléctrica (EPG) de cualquiera de las reivindicaciones 1 -8, en el que el al menos un aditivo plastificante se selecciona del grupo que consiste en silicona, siloxanos, cera de carnauba, naftaleno, PVDF, parileno, Pt FE, FEP y PDMS.

10. El generador de energía eléctrica (EPG) de cualquiera de las reivindicaciones 1 -9, en el que el material activo comprende silicona en una cantidad en el intervalo del 5 % al 40 %, preferiblemente del 12,5 % y el 37,5 %, más preferiblemente del 33,3 % con respecto al peso total del material activo.

11. El generador de energía eléctrica (EPG) según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que comprende MgO, ZnO, ZrOCl2, agar agar, goma xantana, metilcelulosa y silicona.

12. El generador de energía eléctrica (EPG) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dichos electrodos están hechos de diferentes materiales.

13. El generador de energía eléctrica (EPG) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dichos electrodos están hechos del mismo material.

14. El generador de energía eléctrica (EPG) según la reivindicación 12, en el que dicho primer electrodo (11) está hecho de cobre y en el que dicho segundo electrodo está hecho de aluminio.

15. El generador de energía eléctrica (EPG) según la reivindicación 13, en el que dichos electrodos están hechos de cobre.

16. El generador de energía eléctrica (EPG) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dichos electrodos están hechos de un material seleccionado en un grupo que consiste en metales, aleaciones y materiales basados en carbono.

17. Un módulo de generador de energía (PGM) caracterizado porque comprende una pluralidad de generadores de energía eléctrica (EPG) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que dichos generadores están conectados en paralelo o en serie.

18. Un módulo generador de energía (PGM) según la reivindicación 17, en el que cuando dichas EPG están conectadas en serie, los electrodos de diferentes EPG están conectados eléctricamente mediante un hilo conductor.

19. Un módulo generador de energía (PGM) según la reivindicación 17, en el que cuando dichas EPG están conectadas en serie, las EPG se apilan de modo que la superficie de un electrodo de una primera EPG esté en contacto con una superficie de una segunda EPG.

20. Un circuito eléctrico (EC) que comprende una EPG según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que dicho circuito (EC) también comprende, un condensador (C), una resistencia (R^l) y un conmutador (SW) y en el que:

- en un primer estado de conmutación, dicho conmutador (SW) conecta dicho condensador (C) en serie con dicha EPG; y

- en un segundo estado de conmutación, dicho conmutador (SW) conecta dicho condensador (C) en serie con dicha resistencia (R^l).

21. Un circuito eléctrico (EC) que comprende un PGM según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que dicho circuito (EC) también comprende, un condensador (C), una resistencia (R^l) y un conmutador (SW) y en el que:

- en un primer estado de conmutación, dicho conmutador (SW) conecta dicho condensador (C) en serie con dicho PGM; y