FI60622C - Batteri vari halogen kan lagras - Google Patents

Description

It ,-mr t| Tai ^KUULUTUSJULKAISU ΑΠΛΟΟ W (11)uTLÄGONiricssKmfT 60622 C ..-.Fatentti myönnetty 10 02 1932 ' ^Patent meddelat (si) Kv.ik.Wa.3 H 01 M 12/02 SUOM I — FI N LAN D (21) P»t#nttlh«lc«mu*--P»t.nt»n*öknli>| 1790/71 (22) Hikcmiipilvi — An*6kningsdtg 23· 06.71 (23) AlkupUvi—GUtighetadag 23.06.71 (41) Tullut luikituksi — Blivlt off«Kllg 27.12.71

Patentti- ja rekisterihallitus .... .... . .. . , . ., „ , . _ . .. . (44) Nlhtivtlulptnon ja kuuL ulkaltun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen ' AmMcm uttagd oeh utUkriftM publicarad 30.10.8l

(32)(33)(31) iyy4«ty «tuoHtmi*—Begirt priorltet 26.06.7D

USA(US) 5005^ Toteennäytetty-Styrkt (71) Energy Development Associates, Inc., 1100 West Whitcomb Avenue,

Madison Heights, Michigan U8071» USA(US) (72) Philip C. Symons, Birmingham, Michigan, USA(US) (7*0 Berggren Oy Ab (5U) Paristo, jossa pystytään varastoimaan halogeenia -Batteri, väri halogen kan lagras

Paristoja, joilla on korka energiatiheys, tarvitaan lukuisiin hyötykäyttöihin. Paristot, joilla on korkea energiatiheys, antavat yleensä vähintään 110 wattituntia kg:a kohti (akku). Energiakapasiteetin parantamiseksi on suunniteltu useita akkuja. US-patentissa n:o 3 328 202 on selostettu järjestelmä, jossa nestemäistä bromia on absorboitu aktivoidulle hiilielektrodille. Toinen ratkaisu on esitetty US-patentissa n:o 3 236 694, jossa seesiumbromidia on käytetty elektrolyyttinä elektroaktiivisen aineen absorboimiseksi. Lukuisissa patenteissa selostetaan metallihaloidivesiliuosten käyttöä elektrolyytteinä halogeenien ollessa elektroaktiivisina aineina. US-patentissa n:o 1 377 722, selostetaan nestemäisen kloorin käyttöä paineen alla. Eräs vanha viitejulkaisu, jossa selostetaan kloori-hydraatin valmistusta erottamalla klooria kaasuseoksista on brittiläinen patentti n:o 13 647 vuodelta 1887. Tunnettujen paristojen kohdalla on vaikeutena ollut se, ettei mitään todellista menetelmää ole selostettu sellaisen aineen valmistamiseksi, jota voitaisiin tuottaa elektrolyytistä ja saattaa uudestaan elektrolyyttiin pariston varaamiseksi ja purkamiseksi jatkuvasti.

Keksintö kohdistuu paristoon, jossa halogeenia varastoidaan sopivalla tavalla käyttämällä halogeenihydraatteja, jotka on tarkoitettu käytettäväksi sähköenergiaa varastoivissa laitteissa, kuten <* 60622 sekundääriparistoissa. Halogeenihydraatit ovat sopivia sekundää-riparistojen purkauksessa käytettävien halogeenien varastoimiseksi, koska ne tekevät halogeenin ja elektrolyytin väkevyyksien säätämisen helpoksi. Akun varauksessa syntynyt halogeenihydraatti on sopiva tapa varastoida halogeeni, kunnes sitä käytetään akun purkamisessa .

Keksinnön tarkoituksena on näin ollen aikaansaada sekundääri-paristo, jossa halogeenia voidaan varastoida ja sen jälkeen käyttää sähkön kehittämiseen.

Tarkoituksena on myös vähentää dendriitin muodostusta akkua käytettäessä varastoitavia kokoomuksia tuotettaessa.

Keksinnön mukainen paristo käsittää elektrodivyöhykeen ainakin yhdellä positiivisella ja yhdellä negatiivisella elektrodilla, varastoimisvyöhykkeen ja yhdyselimet näiden välillä, ja elektrolyytin, ja paristo on tunnettu siitä, että halogeenia varastoidaan kiinteänä halogeenihydraattina ja että paristossa on halogeeni-hydraatin muodotusvyöhyke, sekä yhdyselimet tämän vyöhykkeen ja elektrodi- ja varastoimisvyöhykkeen välillä, ja jossa paristossa on halogeenihydraattia sen ollessa varatussa tilassa. Keksinnön mukaisessa paristossa sähköä johdetaan metallihaloidivesiliuoksen läpi halogeenin muodostamiseksi positiivisen elektrodin kohdalla, muodostetaan halogeenihydraatti ja erotetaan halogeenihydraatti liuoksesta.

Keksinnön suositussa suoritusmuodossa valmistetaan halogeenihydraattia uudelleenvarattavassa sähköenergiaa varastoivassa laitteessa, kuten akussa.

Paristoa voidaan kuvata seuraavasti:

Se sisältää: 1. Elektrodipinnan, jossa on vähintään yksi positiivinen ja yksi negatiivinen elektrodi, 2. varastointialueen, jossa on halogeenihydraattia, 3. halogeenihydraatin muodostusmisalueen, 4. elektrolyyttiä ja 5. yhdyselimet elektrodipinnan ja eräiden alueiden välillä. Pariston suositussa suoritusmuodossa käytetään laitteita halogeenihydraatin syöttämiseksi varastointialueelta yhdyselimen läpi elektrodipinnalle. Tällainen laite voi olla pumppu tai jonkin pakkovaikutuksen käyttö, kuten painovoimavirran tai muun ammattimiehelle ilmeisen laitteen käyttö.

Yhdyselimillä tarkoitetaan elimiä, jotka sallivat elektrodi- 3 60622 pinnan olla kosketuksissa varastoimisalueen kanssa. Tämä voidaan aikaansaada putkilla, lasiputkilla tai itse elektrodeissa olevalla avoimella kanavalla, niin että halogeenihydraattia voi muodostua elektrodipinnalla ja varastoitua elektrodeihin sopivissa lämpötila- ja paineolosuhteissa. Elektrodien urat voidaan pitää alhaisemmassa lämpötilassa kuin pinta halogeenihydraatin varastoimisen tekemiseksi mahdolliseksi.

Eräässä suositussa suoritusmuodossa useita kammioita (joissa on yksi positiivinen ja yksi negatiivinen elektrodi) voidaan yhdistää pariston kapasiteetin lisäämiseksi. Toisaalta voidaan elek-trodivyöhykkeen kokoa myös suurentaa, niin että siinä on useita positiivisia ja negatiivisia elektrodeja.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin oheisten piirustusten avulla, joissa kuvio 1 on keksinnön mukaisen pariston virtauskaavio, kuvio 2 on faasikaavio kloori/vesi/sinkkikloridijärjestel-mällä, kuvio 3 on etunäkymä elektrodista, jota voidaan käyttää keksintöä sovellettaessa, kuvio 4 on sivunäkymä kuvion 3 elektrodista, kuvio 5 on etunäkymä toisentyyppisestä elektrodista, kuten on selostettu esimerkissä 2, kuvio 6 on poikkileikattu sivunäkymä pitkin viivaa 6-6 kuvion 5 elektrodista, kuvio 7 on etunäkymä keksinnön suoritusmuodosta, joka esittää elektrodivyöhykettä, kuvio 8 on sivunäkymä toisentyyppisestä erotuksesta ja varas toimisvyöhykkeestä, kuvio 9 on poikkileikattu ylänäkymä varastoimisvyöhykkeestä, so. kuvion 8 oikeasta puolesta.

Kuviossa 1 pumpataan elektrolyyttiä varastosta elektrodi-vyöhykkeeseen, jossa on ainakin yksi positiivinen ja yksi negatiivinen elektrodi. Varausvaiheessa halogeenikaasua muodostuu positiivisen elektrodin kohdalla. Koska liuos virtaa elektrodi -vyöhykkeen läpi, tulee muodostunut halogeeni samoin kuljetetuksi tämän putkijohdon läpi.

Sen jälkeen liuos virtaa erotusvyöhykkeeseen, jota pidetään riittävän alhaisessa lämpötilassa halogeenihydraatin saostamiseksi elektrolyytin pysyessä nesteenä. Halogeenihydraatti voidaan - erottaa elektrolyytistä millä tahansa sopivalla tavalla, kuten suodat- “ 60622 tamalla. Lasivilla on sopiva suodatusmekanismi. Sen jälkeen halo-geenihydraattia varastoidaan varastoimisvyöhykkeessä. Pumppu ylläpitää jäähdytysaineen virtausta varastoimisvyöhykkeessä olevasta säiliöstä erotusvyöhykkeeseen ja siitä pois. Sen jälkeen elektro-lyyttiliuos palaa takaisin varastoelektrolyyttiliuokseen.

Halogeenihydraatin virratessa varastoimisvyöhykkeestä elektrodi vyöhykkeeseen saattaa se alhaisen hajoamislämpötilansa vuoksi olla jo hajonnut, kun se saapuu elektrodivyöhykkeeseen. Täten ha-logeenihydraatti tai sen hajoamistuotteet, kloori ja vesi johdetaan elektrodivyöhykkeeseen elektrolyytin kautta.

Akun varausprosessin aikana metallihaloidielektrolyyttill uos-ta pumpataan elektrodivyöhykkeen läpi, jolloin metallia kerrostuu negatiiviselle elektrodille ja halogeenia muodostuu positiivisen elektrodin kohdalla. Halogeeni reagoi halogeenihydraatiksi vyöhykkeessä, joka yleensä on erillään elektrodivyöhykkeestä, kuten erotus vyöhykkeessä, ja varastoidaan varastoimisvyöhykkeessä.

Kaksi ajatusta kohdistuu varauksen tähän vaiheeseen. Ensimmäinen kohdistuu halogeenihydraatin muodostumiseen, joka on kiinteä aine nestemäisessä elektrolyytissä. Toinen ajatus kohdistuu kiintoaineen erottamiseen nesteestä ja mainitun kiinteän halogeenihydraatin varastoimiseen jälkikäyttöä varten.

Pariston purkamisen aikana pumpataan elektrolyyttiä elektrodivyöhykkeeseen sen kuljettua varastoimisvyöhykkeen läpi, joka vie mukanaan halogeenihydraattia, joka liukenee elektrolyyttiin. Positiivisten elektrodien kohdalla oleva halogeeni yhtyy elektroke-miallisesti negatiivisen elektrodin kohdalla olevaan metalliin sähköenergian valmistamiseksi. Elektrolyytti palaa erotusvyöhykkeeseen ja koska siinä on riittämättömästi halogeenia liuottaa se enemmän halogeenia. Tämä johtaa halogeenihydraatin hajoamiseen varastoimisvyöhykkeessä, jolloin halogeenia ja vettä palaa erotusvyöhykkeeseen tasapainon ylläpitämiseksi. Tämä prosessi jatkuu purkauksen aikana, kunnes kaikki halogeenihydraatti on kulutettu.

Keksinnön suositussa suoritusmuodossa on elektrodivyöhyke, erotusvyöhyke ja varastoimisvyöhyke erotettu toisistaan. Tämä ei kuitenkaan ole välttämätäöntä keksinnölle. Halogeenihydraattia muodostuu tavallisesti sen kulkiessa erotusvyöhykkeen läpi. Tietyissä laitteissa halogeenihydraattia voi muodostua elektrodi-vyöhykkeessä sopivissa lämpötila- ja paineolosuhteissa ja sitä voidaan varastoida kiinteässä muodossa huokoisessa elektrodissa. Vaihtoehtoisesti voidaan halogeenihydraatti varastoida elektrodi- 5 60622 en ulkopuolelle.

Elektrolyyttiliuos voi olla mikä tahansa liuos, joka sallii halogeenihydraatin muodostumisen. Alla olevassa tarkastelussa käsitellään kaikkein suosituinta suoritusmuotoa, kloorihydraattia.

On kuitenkin ymmärrettävä, että kaikki halogeenihydraatit on otettava huomioon. Tällä hetkellä tunnetaan ainoastaan kaksi hydraat-tia, so. kloorihydraatti ja bromihydraatti. Vaikka tätä keksintöä ei haluta rajoittaa mihinkään erityiseen teoriaan, on luultavaa, että kloorihydraatilla on kaava C12.8H20 ja bromihydraatilla kaava Br2.10H20.

Haloidilähteenä on edullisesti metallihaloidin vesiliuos. Halogeeni muodostuu elektrokemiallisen varausprosessin aikana. Metallin valinta riippuu ensisijaisesti sen kyvystä kerrostua elektrodin pinnalle varauksen aikana, näiden suuntaviivojen mukaisesti sinkki on edullisin metalli. Sinkin käyttö metallihaloi-diliuoksen metalliosana on edullinen, koska se on helposti säestettävissä vesiliuoksesta. Sinkkisakka on hieno ja suuria pintoja voidaan peittää sillä. Edullisin suoritusmuoto on sinkkikloridiri vesiliuos. Edullisia metallihaloideja ovat raudan, koboltin, nikkelin tai kirjassa Handbook of Chemistry and Physics, 43:s painos (1961-1962) lueteltujen jaksollisen järjestelmän ryhmien VIII jonkin muun metallin haloidit. Edullisimmat haloidit ovat kloridit ja bromidit. Muita metallihaloideja, joita voidaan käyttää, ovat lantanidi- ja aktinidisarjän sekä alkuaineiden Se, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Ga, Y, Zr, Nb, Mo, Te, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb tai Bi haloidit.

Tämän keksinnön mukaisesti käytetty elektrolyyttiliuos voi sisältää lukuisia muita ainesosia korroosion vähentämiseksi, dendriitin muodostuksen alentamiseksi, elektrolyyttisen sähkö-johtokyvyn lisäämiseksi jne.

Akuissa edullisin elektrolyytti on vesiliuos. Muita elektrolyyttisiä järjestelmiä, jotka ovat yhteensopivia voidaan käyttää, so. kemiallisesti stabiili metallihaloidiin ja halogeenihydraat-tiin nähden. Nämä järjestelmät ovat yleensä polaarisia järjestelmiä .

Tässä keksinnössä käytettyjen metallihaloidielektrolyyttL-vesiliuosten väkevyys on välillä noin 0,1 paino-# ja kyllästettyyn liuokseen. Edullisesti noin 5 #:sta kyllästyneeseen liuokseen, edullisesti noin 10-50 paino-#.

Kloorihydraatin muodostuminen riippuu elektrolyytissä ole- 6 60622 vien kloridi-ionien pitoisuudesta, metalli-ionien pitoisuudesta ja elektrolyyttiliuoksen lämpötilasta ja paineesta. Kuvio 2 esittää faasidiagrammaa kloori, vesi ja sinkkikloridiliuoksille, jossa paine (log^Q ilmakehissä) on merkitty lämpötilan funktiona °C:ssa. 25 paino-%:sessa sinkkikloridiliuoksessa on kloorihyd-raatin kriittinen piste noin 16°C.

Elektrodivyöhykkeen lämpötila ja paine voidaan vaihdella laajoissa rajoissa elektrolyytin jäätymispisteestä sen kiehumispisteeseen. Lämpötila on edullisesti välillä noin 0°C ja noin 75°C paineen ollessa välillä noin 0,05 ilmakehää ja noin 15 ilmakehää. Vieläkin edullisempi alue on 10-60°C, paineen ollessa 0,2-10 ilmakehää. Varastoimisvyöhykkeen lämpötila varausvaihees-sa on elektrolyytin jäätymispisteestä halogeenihydraatin kriittiseen lämpötilaan. Seisonnan aikana, so. kun mitään varaamista tai purkamista ei tapahdu, voidaan käyttää mitä tahansa lämpötilaa, joka riittää pitämään muodostuneen halogeenihydraatin. Sopivat lämpötilat ja paineet saadaan kuviosta 2 25 paino-%:selle sinkkikloridiliuokselle.

Edullinen lämpötila varastoimisvyöhykkeessä on korkeintaan halogeenihydraatin kriittinen lämpötila. Vieläkin edullisempi lämpötila-alue on välillä noin -5°C ja halogeenihydraatin kriittinen lämpötila.

7 60622

Halogeenihydraatin kriittinen lämpötila on se lämpötila, jonka yläpuolella halogeenihydraattia ei voi enää muodostua ainoastaan paineen avulla. Jälkimmäinen määritelmä on yhtäpitävä sille kriittisen lämpötilan määritelmälle, joka on esitetty kirjassa Handbook of Chemistry & Physics, 50 painos (1969-1970), sivu F-72. Kriittistä lämpötilaa tarkasteltaessa otetaan yleensä huomioon ainoastaan yksi komponentti ja kaksi faasia. Esillä oleva keksintö kohdistuu kuitenkin neljään komponenttiin halogeenihydraattiin ja sen hajoamistuotteisiin, klooriin ja veteen sekä metallihaloidiin, jolloin läsnä on kolme faasia, kiinteä, nestemäinen ja kaasumainen. Näin ollen halogeenihydraatin kriittinen lämpötila voidaan myös määritellä siksi lämpötilaksi, jonka yläpuolella halogeenihydraattia ei voi olla olemassa. Kuvion 2 faasidiagramma osoittaa suosituimman suoritusmuodon, kloorihydraatin kriittisen lämpötilan.

Pisteiden ACD rajoittamalla alueella on kloorihydraatti läsnä kiintoaineena vedessä. Viivan CD alapuolella on kaasumaista klooria läsnä vedessä. Nestemäistä klooria on lisäksi läsnä viivan AC yläpuolella. Pisteiden ABE rajoittamalla alueella on kloorihydraatti läsnä kiintoaineena 25 $:sessa sinkkikloridin vesiliuoksessa. Akun elektrodit voivat olla mitä tahansa elektrokemiallisissä reaktioissa tavallisesti käytettyä elektrodia kuten grafiittia, jalometallia, kuten platinaa tai kultaa, metallilla päällystettyjä elektrodeja, kuten platinaryhmän metallia tai sen lejeerinkejä päällystettynä titaanilla tai muuta siirtymämetallia. Esimerkkejä ovat ruteniumdioksidilla tai platina-iridiumilla päällystetty titaani tai tantaali jne. Elektrodit voivat olla yksi tai kaksinapaisia. Sähköjohtokyvyn lisäämiseksi voivat elektrodit myös olla fluidi-soituja elektrodeja, kuten on selostettu brittiläisessä patentissa n:o 1 339 060. Merkittäviä parannuksia sähkötibeyksiin voidaan saada, kun yllämainittuja metallilla päällystettyjä elektrodeja käytetään.

Anodi- ja katodiosastojen erottamiseksi voidaan käyttää diafragmaa. Käyttökelpoisia ovat elektrokemiallisessa tekniikassa tavallisesti käytetyt diafragmat, kuten polytetrafluorietyleenillä päällystettyjä kankaita, polyetyleeniä, kalvoja, joilla on selektiivinen ioniläpäisevyys jne. Ehtona diafragmalle on, että se tehokkaasti erottaa molemmat osastot, sallii ionien kulkea lävitseen ja on kemiallisesti ja mekaanisesti pysyvä.

Mitä keinoa tahansa kiintoaineen erottamiseksi nesteestä voidaan käyttää halogeenihydraatin erottamiseksi nestemäisestä elektrolyytistä. Keinot ovat suodattaminen, kiteyttäminen, sopivissa läm- 8 60622 pötila ja paineolosuhteissa kiintoaineen saamiseksi jne.

Tämän uudentyyppisen pariston merkittävänä etuna on, että sinkkikloridiliuoksesta voidaan muodostaa ainetta, kloorihydraattin, ja varastoida varausfaasin aikana. Koska sinkkiä kerrostetaan nolatiiviselle elektrodille ja klooria ja vettä poistetaan kloorihydraat-tina, voi elektrolyyttiliuoksen väkevyys pysyä kohtuullisen vakiona. Purkausvaiheen aikana pysyy elektrolyytin väkevyys myös suhteellisen vakiona, koska sinkkiä, klooria ja vettä lisätään elektrolyyttiin, kun sinkkiä poistuu elektrolyyttisestä sähkösaostumasta ja kloori-hydraatti hajoaa elektrolyyttiin. Se, että elektrolyytti purkauksen aikana pysyy suhteellisen vakioväkevyydessä on tärkeää, koska kun elektrolyytin väkevyys kohoaa määrätyn pisteen yläpuolelle (joka vaihtelee elektrolyytin mukana), kohoaa pariston sisäinen vastus vähentäen siten pariston purkaustehokkuutta. "Suhteellisen vakiolla' tarkoitetaan, että elektrolyytin väkevyys pysyy määrätyllä alueella. Tätä ilmiötä havainnollistetaan väkevyysalueella 20-23 # sinkkiklo-ridia esimerkissä 2.

Kloorihydraatin käyttö on yksinkertainen tapa varastoida klooria tarvitsematta puristaa sitä kokoon. Kun sinkkikloridia käytetään elektrolyyttinä on sähkönjohtokyky suurin mahdollinen väkevyydessä noin 2p paino-# ja kloorihydraattia muodostuu ilmakehän paineessa. Katso kuvio 2. Sähkönjohtokyky-väkevyyskäyrät ovat kuitenkin suhteellisen tasaisia väkevyysalueeila noin 13-33 paino-#.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin esimerkkien avulla. Kaikki lämpötilat ovat °C ja kaikki prosentit painoprosentteja, jollei nauta sanota.

Esimerkki 1

Yksikennoinen paristo koottiin 2 cm:n paksuista grafiitti-levyistä 31, joihin oli muodostettu poraukset elektrolyytin jakamiseksi tasaisesti, kuten esitetään kuvioissa 3 ja t. Kaksi samanlaista levyä (katso kuvioita 3 ja ·'», jotka esittävät toista levyä), joiden koko oli 1'3,2 x 20,3 cm ja tehollinen pinta-ala 1]1 x 17,3 cm, viitenumero 32, sovitettiin 0,3 mm:n päähän toisistaan käyttäen "Teflon"-ievystä '33 muodostettua levyä (Teflon on polytetrafluorietyleenin tavaramerkki). Mitään diafragmaa ei käytetty kennon erottamiseksi osastoihin toiminnan yksinkertaistamiseksi. Liuos, joka sisälsi. 23 paino-# sinkkikloridia vedessä ja jota oli varastoitu lasisessa pyöreäpohjaisessa pullossa pumpattiin kennoon jakelurei'in 3¾ läpi nopeudella .ioin ro o ml/mi n elektrodisi, vua kohti käyttäen neristalttis-ua pumppua. Liuos johdettiin halkaisijaltaan 0,o mm:n suuruisten 3 60622 reikien 35 läpi, niin että se joutui kosketukseen aktiivisen vyöhykkeen kanssa. Liuos kulki halkaisijaltaan 1,6 nn:n suuruisten reikien 36 läpi kennon yläosassa ja Teflon"-putkisovituksesta 37 ulos. kennon yläosasta liuos johdettiin pallolauhduttirnen yläosaan, jossa se muodosti liuosfiiriin pallon seinämille. Liuos putosi painovoiman johuesta seinämille ja lasiputkeen, joka sisälsi suodattimena toimivaa lasivillaa. Lasivillaputki upotettiin 5 litran vetoiseen jää/ suolaseosta sisältävään laboratorioastiaan, jota pidettiin -o°C:ssu. Kylmää suolaliuosta pumpattiin pallolauhduttirnen j ä ähdytya vaippaan ja palautettiin sen j älkeen 5 litran vetoiseen laboratorioastiaan. Llektrolyyttiiiuos virtasi lapon avulla suodattimesta liuos varas -uoon ja palautettiin sen jälkeen. Paristolevyt oli päällystetty Teflon’’-suihkeella ja "Teflon’’-emulsiolla ja sen jälkeen poltettu noin 2-30°C:ssa vuotojen supistamiseksi mahdollisimman vähiin. Molemmat paristolevyt pidettiin yhdessä G-pinteillä.

Koin 430 ml sinkkikloridiliuosta (25 paino-3) sovitettiin pulloon ja peristalttinen pumppu käynnistettiin liuoksen kierrättämiseksi järjestelmän läpi. Koin 10 ampeerin suuruinen virta kulki pariston läpi Anotrol-potentiostaatista potentiaalin säätötavalla, joka vastasi noin 40 mA/cm . Virtaa johdettiin 100 min. Kaasua todettiin liuoksessa, joka tuli elektrodivyöhykkeestä ja kulki lasiputkeen. Vaaleankeltaista kiintoainetta muodostui putkessa ja todettiin kloorihydraatiksi. Kiintoaine erotettiin menestyksellisesti lasivillalle.

Varauksen päätyttyä mitattiin potentiaaliero K,1 volttia paria -tolevyjen välillä.

Ampeerimittari yhdistettiin suoraan elektrodien välille. Liuosta pumpattiin jatkuvasti laitteen läpi. Alussa noin 15 ampeerin suuruisia virtoja saatiin kennosta 1,2 voltissa. Koin minuutin purkauksen jälkeen mitattiin 5 ampeerin suuruisia virtoja 0,3 voltissa. Pariston purkamiseksi tarvittavaa klooria saatiin hajottamalla kloo-rihydraattia. Pariston annettiin purkautua ainoastaan lyhyen ajan sinkin elektrolyyttisen sähkösaostuman toteamiseksi. Sinkkisaoaturua oli tasainen ja näytti mikrokiteiseltä mikroskoopissa. Esiintyi alueita, joilla ei ollut mitään elektrolyyttisesti sähkösaosturiutla sinkkiä - erityisesti liuoksen tuloaukon läheisyydessä - mikä oli odotettavissa, koska mitään diafragmaa ei käytetty kennossa.

Esimerkki 2

Valmistettiin kuvioissa 5 ja 6 esitetty yksikennoinen paristo käyttämällä grafiittielektrodeja sekä "Pleksiglas"-kehyksiä 50 (polymetakrylaattikestomuovi), 10 60622 joilla oli kuvakehysmäinen rakenne. Kuvio 5 esittää kennopuoliskoa. Kaksi tällaista kiinnitetään pulteilla yhteen yksikennoisen pariston muodostamiseksi, Aktiivisten elektrodipintojen välinen etäisyys on 1,6 mm. Elektrodikehyksessä 60 on sinkkikloridiliuoksen tuloput-ki 51 ja jakelureikiä 52. Kumitiiviste 55 on sovitettu tiiviisti.

Crafiittielektrodin 54 ympärille. Elektrodi ja tiiviste sopivat ilma- ja vesitiiviisti elektrodikehikon samansuuruiseen syvennykseen 56. Kaksi erillistä virtausjärjestelmää käytettiin virtauksen aikaansaamiseksi kennon molempiin osastoihin, jotka on erotettu "Teflon''-paperidiafragma-aineella 57, jota valmistaa Pall-flex Products. nämä virtausjärjestelmät, jotka ovat laitteita, joissa on vakio hydrostaattinen paine käytetään vakiona pysyvien virtausnopeuksien aikaansaamiseksi ja ne on esitetty kuviossa 7 ja muodostettu lasista. Kuvio 7 esittää myös monometrejä, joita käytetään kennoa molempien osastojen läpi virtaavan virtauksen nopeuden osoittamiseksi ja varmistamaan, että mitään paine-eroa ei kohdistu diafrnr.iaall*.·.

Kennoa klooriosastolta tulevaa liuosta johdettiin, ensiksi kuviossa 7 esitettyyn kaasun erot tiineen 99. Tämän kaasua erottimen kaasu faasi oli suoraan yhdistetty kuviossa S vasemmalla puolella esitettyyn kaasun absorptio- ja kloorihydraatin muodostuslaitteeseen. Tämä laite oli vuorostaan peristalttisen pumpun välityksellä, yhdistetty kuviossa ^ oikealla puolella esitettyyn kloorihydraatin erottimena ja liuos siii 5ön. Varauksen ja purkauksen aikana johdettiin kuvion 7 kloori osastoon 71 elektrodisivua kohti noin 539 mL/min p?. in t-1: s ·.;·. s iri.ck.i k lor id i liuo s t a, jossa kloorikaasua muodostui varausvaiheen aikana sinkkikloridin elektrolyysillä. Liuos virtaa kuvion 7 laitteen läpi seuraavalla tavalla. Säiliöistä 72 ja 73 sinkkikloridi liuosta pumpataan pumpuilla 74 putkien 75 ja 76 läpi säiliöihin 77 ja 73, joiden nestepinta pidetään vakiokorkeudella yhdysputkilla 75 ja 30, joiden päät ovat avoimia kohdissa. 51 ja 52, niin että ylimäärä voi virrata takaisin säiliöihin 72 ja 75· Liuokset virtaavat putkien 35 ja 34 läpi klooriosastoon 71 ja sinkki osastoon 35 poistoputkien 37 ja 36 läpi. Pumppauspaine pidetään riittävän korkealla liuoksen pitämiseksi putkissa 83 ja 89. Elektrolyyttiä virtaa elektrodin tuloputkeen 51 (kuviot 5 ja 6) ja jakeluroikion 52 läpi. Liuos ohittaa aktiivisen pinta-alan 54 poistuen jakelurei 1 ‘ιΰ~ tä 53 poistoputken 59 läpi. Liuosta poistuu klooriosastosta poisto-putken 91 läpi ja samalla liuosta poistuu sinkkiosaston poistoputken 90 kautta. Vakiopaineen ylläpitämiseksi diafracmalla 57 on liuosta myös putkissa 52 ja 95, jotka on yhdistetty kloori- ja sinkkiosastoj^n il 60622 poistoputkiin 91 ja 90. ilanometri 9^ on lisäksi yhdistetty säiliöiden 77 ja 73 väliin sisältäen sinkkikloridiliuosta 93 molempien elektrodiosastojen välisen paine-eron osoittamiseksi visuna Lise.iLi . kloorikaasua sisältävää liuosta johdettiin kloorikatacinsta 71 kaasun erotti;ieen 99. Riittävästi elektrolyyttiliuosta pidetään kaasun erottinessa kloorikaasun poistamiseksi putkesta "jC. Kloktrolyytti-liuos palautettiin virtausjärjesteinään putkea 97 pitkin. kloorikaasua johdettiin k 1 oor ihy d r aa 11 imuod o s t u s 1 a i 11 e ··: s e e n l80. Katso kuvio 3, vasen puoli. Kloorihydraatin muodostuslaite on laite, jota pidetään halutussa lämpötilassa kiertävällä j fiäiidy tysväl laineella, joka tulee sisään aukosta 132 ja poistuu aukosta 133. Tässä kaasu saapuu putken l8l läpi ja esijäähdytetään ensiksi, kun se kulkee putken 134 läpi. Sen jälkeen kaasu kohtaa pallolauhduttimen sisäpinnalle muodostuneen 20 ft:sen sinkkikloridiliuoksen putoavan filmin. Tämä liuos on kloorihydraatin erottimesta (oikea puoli kuviossa 3) peräisin olevaa ylimääräistä sinkkikloridiliuosta, joka saapuu putkessa 13?. 91yös klooriosastosta 71 tulevaa sinkkikloridiliuosta tule-,- kavion 7 putkea 98 pitkin ja saapuu kloori iydraatin muodostus-laitteeseen (kuvio 3, vasen puoli) putken lop läpi. Sinkkikloridiliuoksen nestekorkeus 1G6 pidetään vakiona pallolauhduttimen pohjalla. Kloorihydraattia muodostuu ja kootaan liuosylinäarällä pallolauhduttimen pohjalla. Peristalttista pumppua (oi esitetty) käytettiin nyt kloorihydraatin johtamiseksi täältä nesteen kanssa putken 133 läpi kloorihydraatin erotuslaitteeseen loO. Erotus laite on muodostettu "Plexiglas':sta.

Kaksi "Plexiglas"-levyä on sovitettu erotuslaitteeseen 190 varastoinisvyöhykkeen muodostamiseksi halogeeriihydraatille. Ruodin 192 on sovitettu molempien levyjen muodostamaan varastoimisvyöhykkeeseen. Suodin 192 on kiinnitetty paikoilleen putkilla Iti ja 199· Kloorihydraattia sisältävä sinkkikloridiliuos saapuu erottuneen putken l2o läpi, jota erotuslaitetta pidetään halutussa lämpötilassa jäähdytysväliaineen avulla, joka saapuu putken 193 läpi ja poistuu putken 193 läpi. Kloorihydraattia erottuu '‘Teflon’'-suodinkankaalle 192 ja ylimääräinen liuos poistuu erottimesta kohdassa 137 ja saapuu kloorihydraatin muodostuslaitteeseen pallolauhduttimen lot yläosassa kloorihydraatin lisämäärien absorboimiseksi. Oikean paineen ylläpitämiseksi suodattimena 192 sovitettiin kloorihydraatin erotuslaitteeseen noin 300 ml 23 ft:sta sinkkikloridiliuosta 19o. Tänä varasto erotettiin kloorihydraatista ‘'Teflon1'-levyllä 197, joka toimii p.a 1 -kee-.a. Kun suodin 192 oli täynnä kioorihydraultia, pakotettiin liuon vnr.istosta ulos poistoputkesta lj3 palautettiin sinkkiei ok trod i viiru s- 12 606 2 2 toon 73 putken 100 kautta.

Vakion pysyvän tilavuuden ja paineen ylläpiti!-iiso-ks ί yhdistettiin lasiputki 199 kloorihydraatin muodostuslaitteon (kuvio 3, vasen puolisko) ja kloorielektrodivaraston 71 vallille. Ί1 kä,a:a' ifjen varaston kaasuputki on merkitty viitenumerolla 101. , 4

Varauksen aikana otettiin putken 93 kautta »:ioorielektrodi-osastoista 71 jätkuvasti juuri niin paljon liuosta, jota tarvittiin kloorin absorboimiseksi ja sinkkikloridin väkevyyden muuttamis·? k ;i 20:stä 2’j :een % : iin ja johdettiin kloorihydraatin muodostu:·, lait toti -seen (kuvio 3) putken l3j kautta. Tämä nosti pintakorkoutta 123 hydraatin muodostusyksikössä, joten liuosta poistui jaksottaisesti hydraatin muodostusjärjestelmästä putken 102 kautta pintakorkeuden pysyttäiniseksi absorptiolaitteessa. Tätä sinkkikloridia joudettiin putkessa 102 kloorielektrodivarastoon 101 pikemrn: nkin kuin kloori-aydraatin erotuslaitteeseen putken 133 kautta. Kloorihydraatin muodostuslaitteen ja kloorihydraatin erotuslaitteen välillä on olennaisesti jatkuva kierto. Liuosta kierrätetään jatkuvasti, kunnes pinta-korkeus Ho hydraatin muodostuslaitteessa nousee. Purkauksessa tänä pintakorkeus on sellainen, että liuosta virtaa takaisin kloorielektrodivarastoon. Järjestelmäin kloorihydraattiosaa jäähdytettiin johtamalla jäähdytysväliainetta -5°C:n jäähdytyshauteesta hydraatin muodostus- ja erotusyksiköiden ympäri. Järjestelmä suljettiin manomet-rilla 200 ja täytettiin vedellä 201, niin että järjestelmä toimi 127 mm:n h^O ylipaineella.

Tyypillisessä kokeessa varattiin paristoa 8 ampeerin virralla yhden tunnin ajan, jännite oli näissä olosuhteissa noin 2,9 volttia, Varausprosessin aikana havaittiin kloorihydraattia muodostuvan hyd-raatinmuodostuskolonnille 139 vaaleankeltaisena kiintoaineena. Kro-tusyksikön tarkkaileminen osoitti, että kloorihydraattia kerääntyi suotimelle 192 varauksen aikana. Tunnin jälkeen varausvirta katkaistiin, niin että pariston varaus oli 8 Ah.

Viisi minuuttia varausvirran katkaisemisen jälkeen havaittiin sinkki-ja kloorielektrodien välillä 2,139 voltin jännite ja 9 minuutin jälkeen oli jännite 2,129 volttia. Kymmenen minuuttia varausvirran katkaisemisen jälkeen, kytkettiin kahden ampeerin purkausvirta.

"inuutin jälkeen purkauksen alkamisesta huomattiin jännitteen molempien levyjen välillä olevan 1,305 volttia ja 1/2 tunnin jälkeen l,l9u volttia. Tämän ajan jälkeen kennojännite putosi nopeasti, niin että se kolmen tunnin jälkeen oli 9,853 volttia virran ollessa 2 ampeeria.

7 e n jälkeen virta ja jännite pienenivät, niin että virta oli 2,23 ampeeria kannojännitteessä 0,0G0 volttia 3 1/9 tunnin 13 60622 jälkeen. Sen jälkeen paristo purettiin. Purkauksen aikana järjestelmän pumput kytkettiin, järjestelmän k 2 o o r i hy v iναa11i-osa lämmitettiin (kuvio 3) ja siten klooria ja vettä muodostui ri0o-rihydraatin lämmössä hajoamisen tuotteena. Kun tänä tapahtu\t nousi Pintakorkeus 136 kloorihydraatin muodostuslai ttoessn aikrs-,.· ... j sen, että sinkkikloridiliuosta palasi putken 132 kautta k' _ divarastoon 72 putken 101 kautta. Tämä prosessi esiintyy lievänä ja kloorihydraatin havaittiin häviävän suodinyksiköstä. Toimianan yksinkertaistamiseksi ja sen varmistamiseksi , että si rikki·:· 1 ·..·ktr0, «; sääti paristoa k o kon a i s var au s t a, syötettiin kloori . aasua nyli;.-.eristä (ci esitetty) järjestelmän kloorihydraattiosa^n outk . n 10· kautta purkauksen aikana. Tätä ei tehty jatkuvasti vaari jaksotta 1 s·„*.iti, sillä osan kioorihydraatista havaittiin hävinneen sued ίη·-1 -·π<'atistä.

Paristosta poistettiin purkauksen aikana kokonaisuuden o a;.. n u ,2 67 ampeerituntia, niin että kokonaishyötysuhde oli 7<*,;> ·’.

Järjestelmän erilaisten toiminnallisten näkökohtien vuorovaikutus on otettava huomioon järjestelmää käytettäessä. Varausnopeudet ovat esimerkkinä tällaisesta. Varausnopeuksia voidaan vaihdena laajoissa rajoissa. Seuraavat tekijät on otettava ’tuomioon Varaus -nopeutta määrättäessä. Jos varausnopeus on liian alhainen, tulee pariston kokonaisvarausaika epäkäytännöllisen pitkäksi. Jos varaus-nopeus on liian suuri, tulee kuumuuden kehittymisnopeus pariston sisäpuolella epätyydyttäväksi joko lämpövahinkojen vuoksi tai koska syntynyt kuumuus ylittää sen lämmön, joka on siirrettävissä jäähdytys j är j estelmäs tä , ja jos varausnopeus on liian suuri tulee sinkin elektrolyyttinen sähkösaostuminen epätyydyttäväksi tarttumuttomuuden tai liiallisen dendriitin muodostuksen johdosta. Varausriope-udet ovat - 5 . p edullisesti välillä noin 10 ja noin 10 ampeeria cm" kohti, edulli- .2 .... . . . _p sesti 13 ^ - 0,5 ampeeria cm kohti ja kaikkein edullisimmin lo -0,2 ampeeria cm2 kohti.

Liuoksen virtausnopeus on toinen esimerkki järjestelmän parametristä. Esimerkissä 2 käytetty virtausnopeus eroaa olennaisesti esimerkissä 1 käytetystä. Esimerkissä 1 liuoksen mukana kulkeva kloorikaasu siirrettiin suoraan elektrodivyöhykkeeItä erotus- ja va-rastointivyöhykkeisiin. Sellaisen aineen määrän vähentämiseksi , jota ei tarvitse jäähdyttää, erotetaan kaasu esimerkissä 2 toisaalta elektrolyytistä erotuslaitteen 77 kautta ja esijäähdytetään kloorihydraatin rnuodostuslaitteessa putkessa 184. Kloorihydraattia muodostuu ja kohtaa 3en jälkeen ylimääräisen sinkkikloridiliuoksen kloorihydraatin erotuslaitteesta pallolauhdui.timessa 139. Virtausnopeuden suuruus riippuu elektrodien koosta ja niiden välisestä etäisyydestä. Kriteeri 111 60622 sopivan virtausnopeuden määrittämiseksi voi olla seuraava: Varauk sen aikana on virtausnopeus sellainen, että mitään kaasutaskuja ei muodostu klooriosastoon 71. Varauksen aikana liuoksen virtausnopeus on sellainen, että dendriitin muodostuminen pysyy huilittavissa rajoissa. Elektrolyytin vakiovirtaus vähentää dendriitin muodostusta. Purkauksen aikana on liuoksen virtausnopeuden kiooripuololla oltava riittävän suuri elektrodin polarisoinnin pitämiseksi käytännöllisien rajojen sisäpuolella. Purkauksen aikana liuoksen virtaus -nopeus ei saa olla niin suuri, että liian suuria määri'; energiaa on käytettävä pumppaukseen ja varauksen ja purkauksen aikana tämän liuoksen virtausnopeus ei saa olla niin suuri, että se aiheuttaisi kloorJ n liian suurta siirtymistä klooripuolelta sinkkipuolelle.

Elektrodilla, joka on noin 10 cm leveä ja Id en korkea (noin 3 120 c:n ), on edullinen virtausnopeus elektrodisivua kohti noin 30-500 Ml/min varauksen ja purkauksen aikana. Voidaan kuitenkin käyttää myös virtausnopeuksia, jotka ovat suurin piirtein noin 1-500'' ml/min/cm" eioktrodinintaa. Koska virtaus on pääasiallisesti tilavuuden määrittämä, so. otetaan huomioon liuoksen virtaus koko e le,: tr o-dikammiofi läpi, on sen vuoksi otettava huomioon toisen elektroJipin-nan etäisyys toiseen elektrodipintaan tai niiden väliseen diafragnaan, jos tällaista käytetään.

Johtuen purkaukseen ja varaukseen liittyvistä parametreista Halutaan ehkä vaihdella elektrodien muotoa. Tekijät, jotka liittyvät kuhunkin vaiheeseen (varaus ja purkaus) on korjattava kokonais-tehoon nähden. Purkauksen aikana voi pitkä elektrodi olla kannattava, koska n .lataan aikaansaada tasainen elektrolyyttivaikutus metal-lipinnalle. Varauksen aikana pitkä elektrodi voi kuitenkin olla epäsuotuisa, Acska elektrodipinnalta on poistettava kaasumaista kloori a mainitun pinnan passivoinnin ehkäisemiseksi. Kaasun poistamiseksi tarvitaan korkeampia virtausnopeuksia, jotka lisäävät punppausvaati-nuksia. Käin ollen, joskin virtausnopeudet määräytyvät pääasiallisesti elektrodipinnan koon mukaan, on myös muut tekijät otettava huomioon.

Pinta-alaltaan suurempia tai pienempiä elektrodeja voidaan lisäksi käyttää riippuen pariston erityisestä käyttötarkoituksesta.

Tämän lisäksi /oidaan elektrodit sovittaa joko kauemmaksi tai lähemmäksi toisiaan. Toistettakoon, että tämä riippuu pariston käyttötarkoituksesta. useita kennoja voidaan myös yhdistää halutun udditii-visen teho:: aikaansaamiseksi koko paristojärjesteinkin voimakkuuden lisäämiseksi. - ' .1 15 60622

Esimerkki 3

Kolmesta kennosta muodostuvan pariston läpi, jossa oli bipo-laarisen elektrodit hiilipitoisesta aineesta, joiden pinta-ala. oli n. l60 cm ja joiden välinen etäisyys oli n. 1,3 mm, saatettiin virtaamaan 25 paino-$:nen sinkkikloridielektrolyytti nopeudella 1,2 litraa minuutissa. Sinkkimetalli kerrostui negatiiviselle elektrodipinnalle, kun taas klooria kehittyi positiivisen elektrodin pinnalla. Kloori poistettiin elektrodista elektrolyyttiä kierrättämällä. Paristo varatiin seuraavilla nopeuksilla ja varaaminen lopetettiin kun saavutettiin 600 amppeeriminuuttia (Taulukko I).

600 amppeeriminuutin varauksen jälkeen oli avoimen kennon jännite 6,30-6,27 volttia, mikä hyvin vastaa teoreettista sähkömoto-rista voimaa 6,36 V.

Kenno purettiin sen jälkeen saattamalla elektrolyytti virtaamaan edellä mainitulla nopeudella ja päästämällä tarpeeksi klooria kennojen sisään kloorisäiliöstä elektrolyytin pitämiseksi kyllästettynä kloorilla. Jos kloorihydraattia käytetään kloorilähteenä on nopeus sovitettava niin, että saadaan kyllästetty sinkkikloridielektrolyytti. (ks. taulukko II).

Kokeen tarkoituksena oli varata ja purkaa kennot niin, että saataisiin selville sinkkikloridipariston kyky kestää erilaisia varauksia ja purkausnopeuksia.

Esimerkki ^

Suoritettiin kokeita yksinkertaisilla kennoilla, joissa oli . . . 2 erilaisia metallisia anodeja. Koekenno käsitti 75 cm elektrodi- pinta-alan elektrodia kohti ja elektrodien välimatka oli 3,2 mm ja elektrolyyttinä oli 5 %:nen NaCl-vesiliuos. Elektrolyytti virtasi kennon läpi nopeudella noin 200 cm^ minuutissa. Katodina oli huokoinen grafiittielektrodi, jonka materiaalina oli Union graphite grade 60, (tuotemerkintä Union Carbide Corp. valmistamasta tuotteesta). Elektrolyytti pakotettiin lukuisten soiden sisään, jotka muodostuivat huokoisen grafiitin kiinnityksen kautta urilla läpäisemättömään kantalevyyn. Klooria lisättiin virtaavaan elektrolyyttiin hajottamalla kloorihydraatia. Liuos oli koko ajan kyllästetty kloorilla. Klooria ja vettä hajotetusta kloorihydraa-tista (joka varastoitiin varastointialueessa) syötettiin elektrolyyttiin, joka kierrätettiin 16 60622 elektrodialueen läpi. Kun kyseessä oli alumiini, magnesiumi ja kupari, käytettiin metallilevyjä purkausta varten. Kun kyseessä oli nikkeli ja tina, oli metalli sähköisesti kerrostettu grafiitti-substraatille. Taulukko III näyttää metallin kulutuksen eri metalleille kun sähköparisto purettiin kloorin reagoidessa sähkö-kemiallisesti eri metallien kanssa. Taulukko IV näyttää purkaus- Λ jännitteen arvoja, jossa V on jännite ja J on virrantiheys mA/cm'".

Tulokset ovat yllättäen huonoja alumiinin osalta. Ilmeisesti alumiinihydroksidien muodostuminen heikentää alumiinielektrodin tehokkuutta.

Taulukko I

Varausvirta (amp;) Amppeeri-minuutteja Jännite kolmen kennon yli 10 103 7,93 10 280 3 ,1*» 12 250 8,14 12 273 3,30 12 295 3.32 14 300 8,45 14 400 3,42 14 500 8,33 14 580 3,23

Taulukko II

Purkaus (amp.) Ampperi-minuutteja Jännite 1 2 5,84 2 6 5,63 4 7 5,31 “ 14 5,32 6 15 5,06 3 26 5,09 δ 44 4,35 1° 66 il,53 12 90 ij,27 !4 118 3,93 17 60622 1 5,95 40 120-123 1,37 8 124 6,02 3 125 5,10 8 134 3,03 137 6,Id

Taulukko III

Metalli Purettu Ah-määrä -Painonmenetys (g) g/Ah alumiini 1,17 1,00 0,85 magnesium! 1,42 1,43 1,01 tina 0,15 0,4 2,67 nikkeli 0,5 1,45 2,90 kupari 1,03 3,86 3,75

Taulukko IV

Jännite (V) ja virrantiheys (J, virran tiheyden yksikkö) purkauksessa eri metalleille V Zn Mg AI 3n Mi Cu 0 2,1 2,7 1,85 1,6 1,12 1,2 10 1,85 2,28 1,45 1,15 0,8 9,87 20 1,77 2,15 1,35 0,95 0,65 0,65 30 1,6 1,98 1,17 0,81 ......

40 1,55 1,87 1,05 50 1,45 1,75 0,95 60 1,4 1,65 0,9 70 1,32 1,55 80 1,25 1,45 ---

Esimerkki 5

Rakennettiin paristo, jossa oli hiilipitoiset bipolaariset elektrodit, jolloin huokoinen uritettu hiilikatodi kiinnitettiin läpäisemättömään grafiittianodiin. Kiinnityksessä muodostui solia niin, että elektrolyytti virtasi näiden läpi ja huokoisen katodin läpi kenno-alueeseen. Paristo käsitti viisi modulia, joissa jokaisessa oli f 13 60622 12 sarjaan kytkettyä alirnodulia. Jokaisessa alimodulissa oli 2b kennoa, jolloin haluttu avoimen piirin jännite oli noin 50 V. Elektrolyytti (20 paino-# sinkkikloridi) kierrätettiin jokaisen alimodulin läpi rinnakkain virtausnopeuden ollessa 600 ml kenno. Paristoa varattiin 3 tuntia. Kloorihydraattia muodostettiin erikseen laskemalla klooria j cäähdytettyyn vesiliuokseen ja varastoimalla varastoalueessa. Kloorihydraatissa oli 27 paino-# klooria. Purkauksen aikana... elektrolyyttiä kierrätettiin elektrodialueen läpi (nopeudella A00 r.il/kenno) jolloin varastoalueessa tapahtui kioorihydraatin najoaminen ja kloorin erotus. Kloori oli sitten käytettävissä purkausta varten sinkin kanssa. Viisi modulia sijoitettiin sähkökäyttöiseen autoon (jonka paino kahdella matkustajalla oli noin lyCG kg), joko ajettiin noin 240 km tasaisella nopeudella noin 3C kui/t. Jokainen moduli luovutti sähköenergiaa noin 3,10 k..;h:ta.

On ymmärrettävä, että keksinnön mukaista paristoa voidaan käyttää paitsi s ähkä kä y et *5 isiin ajoneuvoihin myös apu voit :.?.n lähteenä , s"· käenerisn Vulj ettaniseksi kuljettamalle vain } ia lo j ^ e n i. h y d r aa t -t: a, ja sentapaisiin sovellutuksiin. Häiogoen.ihydraatt i- varasto-laitetta voidaan varata pienen kulutuksen aikana (iltaisin ) ja r urkua Imp pu 1: u c r~ i t u k s e n aikana (päivällä). Erilaiset s ä h k ö J< e s ku k r. o t voivat edullisesti pitää oman laajan varastointilaitteensa, tai laite voi ällä pienemmän mittakaavan laite, jota käyttää yksityinen kuluttaja, esimerkiksi toimistorakennuksien ja yksityisten rakennuksien ilmastointilaitteita varten. Halogeenihydraatti voidaan muodostaa sähköisesti laitteen varaamisen yhteydessä, tai sitä. voidaan valmistaa kemiallisesti. Joka tapauksessa materiaali voidaan sitten kuljettaa paikkaan, jossa sähköenergiaa tarvitaan. Vaihtoehtoisesti voidaan halogeenia (kuten nestemäistä klooria) kuljettaa, käyttää kemiallisesti halogeenihydraatin muodostamiseksi ja sitten saattaa reagoimaan metallipintaisen anodin kanssa sähköenergian kehittämiseksi. On selvää, että metallielektrodien metallia voidaan myö3 kuljettaa halutulle varastointilaitteen paikalle. Todennäköisesti selitetty laite olisi primäärityyppinen, ts. sitä ei varattaisi uudelleen sähköisesti.

Claims (12)

60622 19

1. Sekundääriparisto sähköenergian varastoimiseksi, jossa paristossa voidaan varastoida halogeenia, käsittäen elektrodivyöhykkeen ainakin yhdellä positiivisella ja yhdellä negatiivisella elektrodilla, varastoimisvyöhykkeen ja yhdyselimet näiden välillä, ja elektrolyytin, tunnettu siitä, että halogeenia varastoidaan kiinteänä halogeenihydraattina ja että paristossa on halogeeni-hydraatin muodostusvyöhyke, sekä yhdyselimet tämän vyöhykkeen ja elektrodi- ja varastoimisvyöhykkeen välillä, ja jossa paristossa on halogeenihydraattia sen ollessa varatussa tilassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paristo, tunnettu siitä, että elektrolyyttinä on metallihaloidin vesiliuos.

3- Patenttivaatimuksen 2 mukainen paristo, tunnettu siitä, että käytetty metallihaloidi on ryhmän IIB metallihaloidi.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen paristo, tunnettu siitä, että elektrolyyttinä on sinkkikloridi.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paristo, tunnettu siitä, että varastoimisvyöhykettä pidetään lämpötilassa, joka on korkeintaan sama kuin halogeenihydraatin kriittinen lämpötila.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen paristo, tunnettu siitä, että varastoimisvyöhyke pidetään lämpötilassa, joka on välillä -5°C ja halogeenihydraattinen kriittinen lämpötila.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paristo, tunnettu laitteista halogeenihydraatin johtamiseksi varastoimisvyöhykkeestä yhdyselimien kautta elektrodivyöhykkeeseen.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paristo, tunnettu siitä, että halogeenihydraattina on kloorihydraatti.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paristo, tunnettu siitä, että varastoimisvyöhykkeessä on elektrolyyttivarasto.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paristo, tunnettu siitä, että halogeenihydraatin muodostusvyöhyke on yhteydessä elektro-divyöhykkeessä olevaan elektrolyytin varastoon.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen paristo, tunnettu siitä, että elektrodivyöhykkeessä ei ole halogeenihydraattia.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen paristo, tunnettu siitä, että halogeenihydraatin muodostusvyöhyke on varastoimisvyöhykkeessä .