ES2959276B2

ES2959276B2 - Celda electroquimica de discos

Info

Publication number: ES2959276B2
Application number: ES202200064A
Authority: ES
Inventors: Ramirez Alberto Andrés Santana
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-07-26
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2026-01-21
Anticipated expiration: 2042-07-26
Also published as: ES2959276A1

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] CELDA ELECTROQUÍMICA DE DISCOS

[0005] Introducción

[0007] La CELDA ELECTROQUÍMICA DE DISCOS es una celda electroquímica que produce un importante aumento de voltaje en las celdas que se utilizan como generador eléctrico en los Módulos Iónicos®, celdas que componen la denominada CENTRAL ELECTRICA IONICA® Patente Europea EP3442090 IONIC ELECTRIC POWER STATION.

[0009] La característica de la posición de los electrodos bifaciales cátodo-ánodo en el interior de la celda produce que el electrolito al circular mantenga una cinética igual en todas las interfaces entre los electrodos, además de autorregular la distancia entre los ánodos y cátodos a medida que el ánodo se desgasta por efecto de la corrosión.

[0010] También esta invención facilita el proceso de intercambio de los electrodos para sustituir el ánodo al menor coste al poderse abrir y extraer los electrodos cómodamente.

[0012] Estado de la técnica

[0014] En 2017, el autor de esta invención patentó la denominada CENTRAL ELECTRICA IONICA® Patente Europea Patente Europea EP3442090 IONIC ELECTRIC POWER STATION.

[0016] El 17 de mayo de 2022 se dio entrada en la OEPM a la Patente P202200038 denominada donde se describe su funcionamiento.

[0018] Esta nueva tecnología que se basa en el funcionamiento de la P202200038 con la particularidad que los electrodos son extraíbles con facilidad para reponer el metal consumido, ya descrito en la EP3442090.

[0020] Descripción

[0022] De acuerdo a lafigura 1que representa una vista en planta superior del cuerpo exterior de la celda abierta donde se observa una tubería (1) , con un disco porta electrodos plano compuesto de una lámina de plástico (2) que tiene unos pivotes separadores (3) de plástico para que los electrodos no choquen con los electrodos de otro disco porta electrodo , así como la lámina de plástico (2) contiene una abertura (6) por donde circula el electrolito , donde los electrodos constan de un ánodo metálico (4) que está fijado al cátodo (7) situado en el otro lado de la lámina plástica (2) con unos tornillos, remaches o cualquier otro modo de fijación (5) que permita el paso de la corriente al ánodo (4) .

[0024] De acuerdo a lafigura 2que representa una vista planta inferior del cuerpo exterior de la celda abierta con el lado inferior del electrodo descrito en la figura 1. Consta de la lámina de plástico circular (2), el cátodo (7) que está fijado al ánodo (5) situado en el otro lado de la lámina plástica (2) con los tornillos, remaches o cualquier otro modo de fijación (5) que permita el paso de la corriente que contienen una abertura (6) por donde circula el electrolito.

[0026] De acuerdo a lafigura 3que representa una vista lateral del cuerpo del disco porta electrodos (15) donde se representa la lámina separadora de plástico (2) y los topes separadores plásticos (3) y el ánodo metálico (4) que está fijado al cátodo (7) situado en el otro lado de la lámina elástica (2) con los tornillos, remaches o cualquier otro modo de fijación (5) que permita el paso de la corriente al ánodo (4).

[0028] De acuerdo a lafigura 4que representa vista sección lateral de la celda con la tubería (1) que compone el cuerpo de la celda, la entrada (8) de la tubería por donde entra el electrolito que circula forzado entre los discos porta electrodos (15) saliendo el electrolito por la salida (9) de la tubería, estando los discos (15) presionados unos a otros por la acción de un muelle (10) pero separados por los topes plásticos (3), disponiendo de un borne negativo (11) conectado al primer ánodo y de un borne positivo (12) conectado al último cátodo.

[0030] El aislamiento eléctrico plástico entre los propios electrodos que componen una celda (los separadores plásticos (2) permite aumentar la resistencia eléctrica lateral entre electrodos y en consecuencia reducir la pérdida de corriente entre ellos por efecto de la conductividad del electrolito evitando que se cortocircuiten entre ellos, facilitando el paso de la corriente desde el primer electrodo negativo de la celda al último electrodo positivo de la celda siendo el único medio eléctrico conductor entre los dos bornes descritos el electrolito que circula por la interfase de los discos y sus respectivos electrodos.

[0032] La conexión eléctrica en serie de los discos que componen las celdas por acción del electrolito aumenta el voltaje, que lo determinará el número total de discos electrodos que componen cada celda (Figura 4) .

[0034] Para mejor comprender esta invención, la propiedad física entre metales alineados fue descubierta en el año 1.799 por Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta cuyo apellido da nombre al VOLTIO del sistema internacional de unidades.

[0036] La CELDA ELECTROQUÍMICA DE DISCOS utiliza una parte de dicho principio físico si bien el modelo original de Volta no funcionaba si se sumergía en un electrolito pues se cortocircuitaba los electrodos entre si además de acumularse el hidrógeno de la transferencia electrónica en los ánodos polarizando casi al instante.

[0038] La CELDA ELECTROQUÍMICA DE DISCOS no polariza por la acción de la cinética del electrolito en la superficie de los electrodos y no se cortocircuitan sus electrodos entre sí por la acción del separador plástico aislante que se intercala entre las parejas de cátodo ánodo. (Figura 1, 2 y 3, n° 2) .

[0040] La CELDA ELECTROQUÍMICA DE DISCOS además de poder funcionar con cátodos y ánodos metálicos, principalmente funciona con otros compuestos principalmente de átomos de carbono (nanotubos de carbono) .

[0042] Esta tecnología que genera la corriente al fomentar la oxidación de los ánodos preferentemente de Aluminio, además puede funcionar por galvanización como un acumulador eléctrico debido a que se pueden cargar y descargar de forma reversible al almacenarse en la estructura porosa de los nanotubos de carbono que componen sus cátodos Iones en estado Anión AI-3 ( galvanización del cátodo ) para reversiblemente ceder la carga en sentido inverso a demanda y pasar a estado Ión nuevamente una vez cedida la carga electrónica, reduciéndose dichos aniones ahora en estado ION sobre la superficie anódica.

[0044] Otra particularidad de esta especie de PILA es que no usa membranas iónicas por lo que no existe la posibilidad de la formación de dentritas de óxido en la membrana iónica que produzcan cortocircuitos entre el ánodo y el cátodo que es lo que imposibilita a fecha actual que se usen aterías acumuladoras de Aluminio por la estructura especifica de los átomos de este metal, por lo que la durabilidad del dispositivo no queda limitada por las membranas iónicas si se desea usar de forma reversible como acumulador en vez de como Generador eléctrico.

[0046] La CELDA ELECTROQUÍMICA DE DISCOS permite usar en sus electrodos cualquier otro metal en fundón a su rendimiento y electronegatividad.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. CELDA ELECTROQUÍMICA DE DISCOS que suma el voltaje de todos sus ánodos sumergidos en el interior de una misma celda compartiendo un único electrolito, sin que se cortocircuiten entre ellos, caracterizada porque comprende

una tubería (5) por la que circula el electrolito, dotada de una entrada (8) por la que entra el electrolito y una salida (9) por la que sale el electrolito,

una pluralidad de discos porta electrodos (15) superpuestos y dispuestos en el interior de la tubería (5), en el que cada disco porta electrodos (15) está formado por un ánodo metálico (4) y un cátodo (7), separados por una lámina de plástico (2) que tiene unos pivotes separadores (3) de plástico para que los electrodos no choquen con los electrodos de otro disco porta electrodo, así como la lámina de plástico (2) contiene una abertura (6) por donde circula el electrolito siguiendo una ruta entre discos porta electrodos (15) de carácter sinuoso, donde el ánodo metálico (4) está fijado al cátodo (7) situado en el otro lado de la lámina plástica (2) con unos medios de fijación (5) metálicos que permiten el paso de la corriente entre el ánodo (4) y el cátodo (7), y

un borne negativo (11) conectado al primer ánodo y un borne positivo (12) conectado al último cátodo, no existiendo vinculo físico conductivo eléctrico entre los dos bornes (11, 12).

2.- La celda de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente un muelle (10) que mantiene presionados los discos porta electrodos (15) unos a otros, pero separados por los topes plásticos (3).

3. La celda de la reivindicación 1 en la que el cátodo es un compuesto de nanotubos de carbono conectados al ánodo con los medios de fijación (5) metálicos, preferentemente de acero inoxidable.

4. La celda de la reivindicación 1 en la que los ánodos son de aluminio.

5. La celda de la reivindicación 1 en la que los cátodos son metálicos.

6. La celda de la reivindicación 1 en la que la tubería es de PVC.

7. Uso de la celda de la reivindicación 1 para funcionar como acumulador eléctrico.

8. Uso de la celda de la reivindicación 1 para actuar como un acumulador eléctrico reversible por galvanización del cátodo.