JP2001176536A - 発電器 - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 廃棄されてしまうエネルギーあるいは自然界
に放出されている無駄なエネルギー、いわゆる無効エネ
ルギーを有効利用して永続的に発電する発電器を提供す
る。 【解決手段】 陽極および陰極と、陽極と陰極とに挟持
された固体電解質３とを有する発電素子１を備え、陽極
の電極２面の水蒸気分圧と陰極の電極２面の水蒸気分圧
との水蒸気分圧差に起因する起電力を得るものである。
に放出されている無駄なエネルギー、いわゆる無効エネ
ルギーを有効利用して永続的に発電する発電器を提供す
る。 【解決手段】 陽極および陰極と、陽極と陰極とに挟持
された固体電解質３とを有する発電素子１を備え、陽極
の電極２面の水蒸気分圧と陰極の電極２面の水蒸気分圧
との水蒸気分圧差に起因する起電力を得るものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気化学的な反応
を利用した発電器に関し、特に利用されずに廃棄され
る、いわゆる無効エネルギーを有効に利用して発電する
発電器に関するものである。
を利用した発電器に関し、特に利用されずに廃棄され
る、いわゆる無効エネルギーを有効に利用して発電する
発電器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、エネルギーを有効利用する発電方
法として、特開昭６２−３５４６３号公報に記載された
発電方法があった。図８は同公報の発電方法を説明する
ための、発電器の構成図であり、図において、５は負
荷、１１および１２はガスの供給口、１３および１４は
ガスの排出口、１５は固体電解質、１６は電極、１７は
直流電源である。図８（ａ）は夜間電力などの余剰電力
を利用して、水を電気分解し、エネルギーを水素と酸素
の形で貯蔵する装置で、ガス供給口１１からＨ2Ｏを供
給し、直流電源によって、供給したＨ2Ｏを電気分解
し、ガス排出口１３からＨ2を、またガス排出口１４か
らＯ2を取り出しそれぞれ貯蔵する。図８（ｂ）は、図
８（ａ）と同一の装置で、貯蔵されたＨ2とＯ2を利用し
て発電する状態を示しており、ガス供給口１１および１
２からそれぞれＨ2とＯ2を供給すると、Ｈ 2の酸化電位
とＯ2の還元電位との電位差に基づく起電力が発生す
る。
法として、特開昭６２−３５４６３号公報に記載された
発電方法があった。図８は同公報の発電方法を説明する
ための、発電器の構成図であり、図において、５は負
荷、１１および１２はガスの供給口、１３および１４は
ガスの排出口、１５は固体電解質、１６は電極、１７は
直流電源である。図８（ａ）は夜間電力などの余剰電力
を利用して、水を電気分解し、エネルギーを水素と酸素
の形で貯蔵する装置で、ガス供給口１１からＨ2Ｏを供
給し、直流電源によって、供給したＨ2Ｏを電気分解
し、ガス排出口１３からＨ2を、またガス排出口１４か
らＯ2を取り出しそれぞれ貯蔵する。図８（ｂ）は、図
８（ａ）と同一の装置で、貯蔵されたＨ2とＯ2を利用し
て発電する状態を示しており、ガス供給口１１および１
２からそれぞれＨ2とＯ2を供給すると、Ｈ 2の酸化電位
とＯ2の還元電位との電位差に基づく起電力が発生す
る。
【０００３】図８に示した発電方法は、エネルギーの有
効利用とはいえ、最初に水を電気分解するための電源装
置を必要とし、また、電気エネルギーも必要とする。さ
らに、夜間電力などの余剰電力を利用してエネルギーを
蓄積するものであり、余剰のエネルギーがないと有効利
用ができないものであるので、エネルギーの有効利用を
永続的（連続的）にはできない。
効利用とはいえ、最初に水を電気分解するための電源装
置を必要とし、また、電気エネルギーも必要とする。さ
らに、夜間電力などの余剰電力を利用してエネルギーを
蓄積するものであり、余剰のエネルギーがないと有効利
用ができないものであるので、エネルギーの有効利用を
永続的（連続的）にはできない。
【０００４】エネルギーの有効利用のシステムとして、
夜間電力を用いてオゾンを生成し、貯蓄し、使用時に短
時間に脱着させて高濃度で復水器などの冷却水系に注入
することによって、微生物スライムが熱交換器表面へ付
着するのを防止するシステムがある（三菱電機技報 ｐ
２９．ｖｏｌ．７３ Ｎｏ．４ １９９９）。この方法
もまた、オゾンの生成、蓄積、注入に電力を必要とし、
またエネルギーの有効利用を永続的（連続的）に行うも
のではなかった。
夜間電力を用いてオゾンを生成し、貯蓄し、使用時に短
時間に脱着させて高濃度で復水器などの冷却水系に注入
することによって、微生物スライムが熱交換器表面へ付
着するのを防止するシステムがある（三菱電機技報 ｐ
２９．ｖｏｌ．７３ Ｎｏ．４ １９９９）。この方法
もまた、オゾンの生成、蓄積、注入に電力を必要とし、
またエネルギーの有効利用を永続的（連続的）に行うも
のではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、エネル
ギーの有効利用とはいえ、水を電気分解する電源装置を
必要とし、電気エネルギも必要とし、さらにエネルギー
の有効利用が永続的ではないという問題があった。
ギーの有効利用とはいえ、水を電気分解する電源装置を
必要とし、電気エネルギも必要とし、さらにエネルギー
の有効利用が永続的ではないという問題があった。
【０００６】また、オゾンを生成、蓄積して冷却水系の
維持・管理を行うシステムもやはり電力を必要とし、省
エネルギーの観点から問題があった。
維持・管理を行うシステムもやはり電力を必要とし、省
エネルギーの観点から問題があった。
【０００７】この発明は、廃棄されてしまうエネルギー
あるいは自然界に放出されている無駄なエネルギー、い
わゆる無効エネルギーを有効利用して永続的に発電する
発電器を提供するものである。
あるいは自然界に放出されている無駄なエネルギー、い
わゆる無効エネルギーを有効利用して永続的に発電する
発電器を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の発電
器は、陽極、陰極及び上記陽極と陰極とに挟持された固
体電解質を有する素子を備え、上記陽極の電極面の水蒸
気分圧と陰極の電極面の水蒸気分圧との水蒸気分圧差に
起因する起電力を得るものである。
器は、陽極、陰極及び上記陽極と陰極とに挟持された固
体電解質を有する素子を備え、上記陽極の電極面の水蒸
気分圧と陰極の電極面の水蒸気分圧との水蒸気分圧差に
起因する起電力を得るものである。
【０００９】本発明に係る第２の発電器は、陽極、陰極
及び上記陽極と陰極とに挟持された固体電解質を有する
素子を備え、上記陽極の電極面及び上記陰極の電極面の
いずれか一方の電極面が高水蒸気分圧の空間に接し、他
方の電極面が低水蒸気分圧の空間に接して上記高水蒸気
分圧と上記低水蒸気圧との水蒸気分圧差に起因する起電
力を得るものである。
及び上記陽極と陰極とに挟持された固体電解質を有する
素子を備え、上記陽極の電極面及び上記陰極の電極面の
いずれか一方の電極面が高水蒸気分圧の空間に接し、他
方の電極面が低水蒸気分圧の空間に接して上記高水蒸気
分圧と上記低水蒸気圧との水蒸気分圧差に起因する起電
力を得るものである。
【００１０】本発明に係る第３の発電器は、上記第２の
発電器において、高水蒸気分圧の空間が水蒸気発生機器
の蒸気部であり、低水蒸気分圧の空間が大気であるもの
である。
発電器において、高水蒸気分圧の空間が水蒸気発生機器
の蒸気部であり、低水蒸気分圧の空間が大気であるもの
である。
【００１１】本発明に係る第４の発電器は、上記第２の
発電器において、高水蒸気分圧の空間が水蒸気発生源の
水蒸気を供給して得られた空間であり、低水蒸気分圧の
空間が大気であるものである。
発電器において、高水蒸気分圧の空間が水蒸気発生源の
水蒸気を供給して得られた空間であり、低水蒸気分圧の
空間が大気であるものである。
【００１２】本発明に係る第５の発電器は、上記第１ま
たは第２の発電器において、固体電解質が、常温型また
は高温型水素イオン導電体であるものである。
たは第２の発電器において、固体電解質が、常温型また
は高温型水素イオン導電体であるものである。
【００１３】本発明に係る第６の発電器は、上記第１ま
たは第２の発電器において、固体電解質が、酸素イオン
導電体であるものである。
たは第２の発電器において、固体電解質が、酸素イオン
導電体であるものである。
【００１４】本発明に係る第７の発電器は、上記第１ま
たは第２の発電器において、固体電解質が、水酸イオン
導電体であるものである。
たは第２の発電器において、固体電解質が、水酸イオン
導電体であるものである。
【００１５】本発明に係る第８の発電器は、上記第１な
いし第７の発電器のいずれかにおいて、複数の素子を直
列に接続したものである。
いし第７の発電器のいずれかにおいて、複数の素子を直
列に接続したものである。
【００１６】本発明に係る第９の発電器は、上記第１な
いし第８の発電器のいずれかにおいて、直流電源と、こ
の直流電源を素子に切り替えて接続する接続切り替え手
段を設けたものである。
いし第８の発電器のいずれかにおいて、直流電源と、こ
の直流電源を素子に切り替えて接続する接続切り替え手
段を設けたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１における発電器の構成を示す断面図である。
図において、１は発電素子で、発電素子１は２つの電極
（陽極および陰極）２と電極２の間に挟持された固体電
解質３を有する構造である。４は隔壁で、発電素子１を
支持するとともに、発電素子１の電極２の一方の側に高
水蒸気分圧を形成し、電極２の他方の側に低水蒸気分圧
を形成し、両電極２，２間に水蒸気分圧差を発生させ
る。５は電極２，２間に接続された負荷、６は高水蒸気
分圧の空間、７は低水蒸気分圧の空間である。
施の形態１における発電器の構成を示す断面図である。
図において、１は発電素子で、発電素子１は２つの電極
（陽極および陰極）２と電極２の間に挟持された固体電
解質３を有する構造である。４は隔壁で、発電素子１を
支持するとともに、発電素子１の電極２の一方の側に高
水蒸気分圧を形成し、電極２の他方の側に低水蒸気分圧
を形成し、両電極２，２間に水蒸気分圧差を発生させ
る。５は電極２，２間に接続された負荷、６は高水蒸気
分圧の空間、７は低水蒸気分圧の空間である。
【００１８】電極２には、多孔性基材に触媒を担持した
ものを用いる。電極２が陽極の場合、多孔性基材には、
エキスパンドメタル、発泡金属、金属繊維などを用い、
電極２が陰極の場合、多孔性基材には、陽極に用いる材
料の他、カーボンペーパを用いることができる。触媒に
は白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、イリジウム（Ｉｒ）などの貴金属を用いることが
でき、これらの貴金属を多孔性基材にめっきする、ある
いはこれらの貴金属の硝酸水溶液を多孔性基材に含浸さ
せ、乾燥・焼成するといった一般に知られた化学的な方
法などによって担持する。
ものを用いる。電極２が陽極の場合、多孔性基材には、
エキスパンドメタル、発泡金属、金属繊維などを用い、
電極２が陰極の場合、多孔性基材には、陽極に用いる材
料の他、カーボンペーパを用いることができる。触媒に
は白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、イリジウム（Ｉｒ）などの貴金属を用いることが
でき、これらの貴金属を多孔性基材にめっきする、ある
いはこれらの貴金属の硝酸水溶液を多孔性基材に含浸さ
せ、乾燥・焼成するといった一般に知られた化学的な方
法などによって担持する。
【００１９】固体電解質３として、比較的常温に近い温
度において固体高分子膜のような常温型水素イオン導電
体、例えばナフィオン１１７（デュポン社製、商品
名）、数百度といった高温において高温型水素イオン導
電体、例えばＳｒＣｅＯ3などを用いることができる。
度において固体高分子膜のような常温型水素イオン導電
体、例えばナフィオン１１７（デュポン社製、商品
名）、数百度といった高温において高温型水素イオン導
電体、例えばＳｒＣｅＯ3などを用いることができる。
【００２０】本実施の形態１においては、高水蒸気分圧
の空間６と低水蒸気分圧の空間７との水蒸気分圧差を推
進力として、下記式（１）および（２）の電気化学反応
によって生ずる下記式（３）の起電力を発生する。
の空間６と低水蒸気分圧の空間７との水蒸気分圧差を推
進力として、下記式（１）および（２）の電気化学反応
によって生ずる下記式（３）の起電力を発生する。
【００２１】
【数１】
【００２２】発電素子の起電力は、高水蒸気分圧の空間
６および低水蒸気分圧の空間７の酸素濃度、固体電解質
３内の水素イオン濃度が一定と仮定すれば、空間６と空
間７の水蒸気分圧比が１：１０の時、５９ｍＶの起電力
を発生する。また、空間６および空間７の酸素濃度、空
間６側と空間７側の水素イオン濃度に応じて上記式
（３）に基づく起電力を発生する。
６および低水蒸気分圧の空間７の酸素濃度、固体電解質
３内の水素イオン濃度が一定と仮定すれば、空間６と空
間７の水蒸気分圧比が１：１０の時、５９ｍＶの起電力
を発生する。また、空間６および空間７の酸素濃度、空
間６側と空間７側の水素イオン濃度に応じて上記式
（３）に基づく起電力を発生する。
【００２３】実施の形態２．上記実施の形態１は、図１
に示した固体電解質３として、水素イオン導電体を用い
たが、本実施の形態２は固体電解質３として、図２に示
すように、水酸イオン導電体を用いるものである。
に示した固体電解質３として、水素イオン導電体を用い
たが、本実施の形態２は固体電解質３として、図２に示
すように、水酸イオン導電体を用いるものである。
【００２４】水酸イオン導電体として、常温で動作す
る、例えばアミノ基のついたフッ素樹脂系の膜（陰イオ
ン交換樹脂）を用いることができる。
る、例えばアミノ基のついたフッ素樹脂系の膜（陰イオ
ン交換樹脂）を用いることができる。
【００２５】本実施の形態２においては、高水蒸気分圧
の空間６と低水蒸気分圧の空間７との水蒸気分圧差を推
進力として、下記式（４）および（５）の電気化学反応
によって生ずる下記式（６）の起電力を発生する。
の空間６と低水蒸気分圧の空間７との水蒸気分圧差を推
進力として、下記式（４）および（５）の電気化学反応
によって生ずる下記式（６）の起電力を発生する。
【００２６】
【数２】
【００２７】発電素子の起電力は、高水蒸気分圧の空間
６および低水蒸気分圧の空間７の酸素濃度、固体電解質
３内の水酸イオン濃度が一定と仮定すれば、空間６と空
間７の水蒸気分圧比が１：１０の時、５９ｍＶの起電力
を発生する。また、空間６および空間７の酸素濃度、空
間６側と空間７側の水酸イオン濃度に応じて上記式
（６）に基づく起電力を発生する。
６および低水蒸気分圧の空間７の酸素濃度、固体電解質
３内の水酸イオン濃度が一定と仮定すれば、空間６と空
間７の水蒸気分圧比が１：１０の時、５９ｍＶの起電力
を発生する。また、空間６および空間７の酸素濃度、空
間６側と空間７側の水酸イオン濃度に応じて上記式
（６）に基づく起電力を発生する。
【００２８】実施の形態３．上記実施の形態１は、図１
に示した固体電解質３として、水素イオン導電体を用い
たが、本実施の形態３は固体電解質３として、図３に示
すように、酸素イオン導電体を用いるものである。
に示した固体電解質３として、水素イオン導電体を用い
たが、本実施の形態３は固体電解質３として、図３に示
すように、酸素イオン導電体を用いるものである。
【００２９】酸素イオン導電体として、数百度以上の温
度で動作する、例えばＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ2を用いることが
できる。
度で動作する、例えばＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ2を用いることが
できる。
【００３０】本実施の形態３においては、高水蒸気分圧
の空間６と低水蒸気分圧の空間７との水蒸気分圧差を推
進力として、下記式（７）および（８）の電気化学反応
によって生ずる下記式（９）の起電力を発生する。
の空間６と低水蒸気分圧の空間７との水蒸気分圧差を推
進力として、下記式（７）および（８）の電気化学反応
によって生ずる下記式（９）の起電力を発生する。
【００３１】
【数３】
【００３２】発電素子の起電力は、高水蒸気分圧の空間
６および低水蒸気分圧の空間７の酸素濃度、固体電解質
３内の酸素イオン濃度が一定と仮定すれば、空間６と空
間７の水蒸気分圧比が１：１０の時、５９ｍＶの起電力
を発生する。また、空間６および空間７の酸素濃度、空
間６側と空間７側の酸素イオン濃度に応じて上記式
（９）に基づく起電力を発生する。
６および低水蒸気分圧の空間７の酸素濃度、固体電解質
３内の酸素イオン濃度が一定と仮定すれば、空間６と空
間７の水蒸気分圧比が１：１０の時、５９ｍＶの起電力
を発生する。また、空間６および空間７の酸素濃度、空
間６側と空間７側の酸素イオン濃度に応じて上記式
（９）に基づく起電力を発生する。
【００３３】実施の形態４．図４は、本実施の形態４の
発電器の構成を示す断面図であり、上記実施の形態１な
いし３と同一部分または相当部分には同じ符号を付して
いる。本実施の形態は、上記実施の形態１ないし３の発
電素子１を復水器配管に設置して発電器を構成したもの
であり、図において、８は発電素子１と隔壁４との絶縁
のための絶縁材である。
発電器の構成を示す断面図であり、上記実施の形態１な
いし３と同一部分または相当部分には同じ符号を付して
いる。本実施の形態は、上記実施の形態１ないし３の発
電素子１を復水器配管に設置して発電器を構成したもの
であり、図において、８は発電素子１と隔壁４との絶縁
のための絶縁材である。
【００３４】図４に示したように、隔壁４は復水器配管
の管壁であり、高水蒸気分圧の空間６は復水器配管の内
部、低水蒸気分圧の空間７は復水器配管の外部である。
の管壁であり、高水蒸気分圧の空間６は復水器配管の内
部、低水蒸気分圧の空間７は復水器配管の外部である。
【００３５】復水器配管に設置する発電素子１の種類
は、配管内部の水蒸気の温度に対応して、適宜選択する
ことができる。
は、配管内部の水蒸気の温度に対応して、適宜選択する
ことができる。
【００３６】また、本実施の形態４では、発電素子を復
水器配管に設置する例を示したが、タービン発電器など
蒸気を発生する機器に設置して発電器を構成することが
できる。
水器配管に設置する例を示したが、タービン発電器など
蒸気を発生する機器に設置して発電器を構成することが
できる。
【００３７】実施の形態５．図５は、本実施の形態５の
発電器の構成を示す断面図であり、上記実施の形態１な
いし３と同一部分または相当部分には同じ符号を付して
いる。本実施の形態は、上記実施の形態４と同様に、発
電素子１を復水器配管の管壁に設置して発電器を構成し
たものであるが、発電素子１を複数個設置し、複数の発
電素子１を直列に接続することによって、図６に示すよ
うな発電素子の数に比例した出力電圧が得られる。
発電器の構成を示す断面図であり、上記実施の形態１な
いし３と同一部分または相当部分には同じ符号を付して
いる。本実施の形態は、上記実施の形態４と同様に、発
電素子１を復水器配管の管壁に設置して発電器を構成し
たものであるが、発電素子１を複数個設置し、複数の発
電素子１を直列に接続することによって、図６に示すよ
うな発電素子の数に比例した出力電圧が得られる。
【００３８】複数個の発電素子１を直列に接続して用い
ることによって、防食に必要な起電力、あるいはオゾン
発生に必要な起電力など、使用目的に対応した起電力を
得ることができる。
ることによって、防食に必要な起電力、あるいはオゾン
発生に必要な起電力など、使用目的に対応した起電力を
得ることができる。
【００３９】復水器配管に設置する発電素子１の種類
は、配管内部の水蒸気の温度に対応して、適宜選択する
ことができる。
は、配管内部の水蒸気の温度に対応して、適宜選択する
ことができる。
【００４０】また、本実施の形態５では、発電素子を復
水器配管に設置する例を示したが、タービン発電器など
蒸気を発生する機器に設置して発電器を構成することが
できる。
水器配管に設置する例を示したが、タービン発電器など
蒸気を発生する機器に設置して発電器を構成することが
できる。
【００４１】実施の形態６．図７は、本実施の形態６の
発電器の構成を示す断面図であり、上記実施の形態１な
いし４と同一部分または相当部分には同一符号を付して
いる。図７に示したように、本実施の形態においては、
隔壁４と、隔壁４に設置された発電素子よって囲まれた
空間６に、水蒸気を供給する供給口９と、水蒸気を排出
する排出１０とを備え、空間６を形成する隔壁４と発電
素子１の外側の空間７は大気である。
発電器の構成を示す断面図であり、上記実施の形態１な
いし４と同一部分または相当部分には同一符号を付して
いる。図７に示したように、本実施の形態においては、
隔壁４と、隔壁４に設置された発電素子よって囲まれた
空間６に、水蒸気を供給する供給口９と、水蒸気を排出
する排出１０とを備え、空間６を形成する隔壁４と発電
素子１の外側の空間７は大気である。
【００４２】図７の構成の発電器に、例えば図示してい
ないポンプ等の水蒸気供給手段を用いて、水蒸気発生機
器が発生した水蒸気を、供給口９から空間６に導入して
排出口１０から排出することによって起電力を発生する
ことができる。
ないポンプ等の水蒸気供給手段を用いて、水蒸気発生機
器が発生した水蒸気を、供給口９から空間６に導入して
排出口１０から排出することによって起電力を発生する
ことができる。
【００４３】このような構成は、特に、温泉の蒸気、火
山の噴出蒸気など放置すれば拡散してしまうような水蒸
気を利用する場合に有効である。
山の噴出蒸気など放置すれば拡散してしまうような水蒸
気を利用する場合に有効である。
【００４４】なお、上記実施の形態１ないし６に示した
発電器は、負荷に換えて直流電源に切り替えて接続する
ことによって電解器として利用でき、例えば、復水器配
管内部に酸素あるいは水素が過剰に蓄積されたような場
合に、電気化学的に除去することができる。
発電器は、負荷に換えて直流電源に切り替えて接続する
ことによって電解器として利用でき、例えば、復水器配
管内部に酸素あるいは水素が過剰に蓄積されたような場
合に、電気化学的に除去することができる。
【００４５】
【発明の効果】本発明に係る第１の発電器によれば、陽
極、陰極及び上記陽極と陰極とに挟持された固体電解質
を有する素子を備え、上記陽極の電極面の水蒸気分圧と
陰極の電極面の水蒸気分圧との水蒸気分圧差に起因する
起電力を得ることによって、従来無効エネルギとして廃
棄されていた水蒸気を有効利用して永続的に発電するこ
とができる。
極、陰極及び上記陽極と陰極とに挟持された固体電解質
を有する素子を備え、上記陽極の電極面の水蒸気分圧と
陰極の電極面の水蒸気分圧との水蒸気分圧差に起因する
起電力を得ることによって、従来無効エネルギとして廃
棄されていた水蒸気を有効利用して永続的に発電するこ
とができる。
【００４６】本発明に係る第２の発電器によれば、陽
極、陰極及び上記陽極と陰極とに挟持された固体電解質
を有する素子を備え、上記陽極の電極面及び上記陰極の
電極面のいずれか一方の電極面が高水蒸気分圧の空間に
接し、他方の電極面が低水蒸気分圧の空間に接して上記
高水蒸気分圧と上記低水蒸気圧との水蒸気分圧差に起因
する起電力を得ることによって、従来無効エネルギとし
て廃棄されていた水蒸気を有効利用して永続的に発電す
ることができる。
極、陰極及び上記陽極と陰極とに挟持された固体電解質
を有する素子を備え、上記陽極の電極面及び上記陰極の
電極面のいずれか一方の電極面が高水蒸気分圧の空間に
接し、他方の電極面が低水蒸気分圧の空間に接して上記
高水蒸気分圧と上記低水蒸気圧との水蒸気分圧差に起因
する起電力を得ることによって、従来無効エネルギとし
て廃棄されていた水蒸気を有効利用して永続的に発電す
ることができる。
【００４７】本発明に係る第３の発電器によれば、高水
蒸気分圧の空間が水蒸気発生機器の蒸気部であり、低水
蒸気分圧の空間が大気であるので、従来無効エネルギと
して廃棄されていた水蒸気発生機器の水蒸気を有効利用
して永続的に発電することができる。
蒸気分圧の空間が水蒸気発生機器の蒸気部であり、低水
蒸気分圧の空間が大気であるので、従来無効エネルギと
して廃棄されていた水蒸気発生機器の水蒸気を有効利用
して永続的に発電することができる。
【００４８】本発明に係る第４の発電器は、高水蒸気分
圧の空間が水蒸気発生源の水蒸気を供給して得られた空
間であり、低水蒸気分圧の空間が大気であるので、従来
無効エネルギとして大気中等に拡散されていた水蒸気を
有効利用して永続的に発電することができる。
圧の空間が水蒸気発生源の水蒸気を供給して得られた空
間であり、低水蒸気分圧の空間が大気であるので、従来
無効エネルギとして大気中等に拡散されていた水蒸気を
有効利用して永続的に発電することができる。
【００４９】本発明に係る第５の発電器によれば、固体
電解質が、常温型または高温型水素イオン導電体である
ので、利用する水蒸気の温度に対応して水蒸気を有効利
用し、永続的に発電することができる。
電解質が、常温型または高温型水素イオン導電体である
ので、利用する水蒸気の温度に対応して水蒸気を有効利
用し、永続的に発電することができる。
【００５０】本発明に係る第６の発電によれば、固体電
解質が、酸素イオン導電体であるので、数百度以上の高
温の水蒸気を有効利用して、永続的に発電することがで
きる。
解質が、酸素イオン導電体であるので、数百度以上の高
温の水蒸気を有効利用して、永続的に発電することがで
きる。
【００５１】本発明に係る第７の発電器によれば、固体
電解質が、水酸イオン導電体であるので、常温に近い温
度の水蒸気を有効利用して、永続的に発電することがで
きる。
電解質が、水酸イオン導電体であるので、常温に近い温
度の水蒸気を有効利用して、永続的に発電することがで
きる。
【００５２】本発明に係る第８の発電器によれば、複数
の素子を直列に接続したものであるので、利用の目的に
応じた起電力を得ることができる。
の素子を直列に接続したものであるので、利用の目的に
応じた起電力を得ることができる。
【００５３】本発明に係る第９の発電器によれば、直流
電源と、この直流電源を素子に切り替えて接続する接続
切り替え手段を設けたので、過剰に蓄積された水素ある
いは酸素を、電気化学的に取り除くことができる。
電源と、この直流電源を素子に切り替えて接続する接続
切り替え手段を設けたので、過剰に蓄積された水素ある
いは酸素を、電気化学的に取り除くことができる。
【図１】 本発明の実施の形態１における、発電器の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態２における、発電器の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態３における、発電器の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態４における、発電器の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態５における、発電器の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態５における、発電素子の
数と出力電圧との関係を示す図である。
数と出力電圧との関係を示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態６における、発電器の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図８】 従来のエネルギの有効利用における発電を説
明するための模式図である。
明するための模式図である。
１ 発電素子、２，１６ 電極、３，１５ 固体電解
質、４ 隔壁、５ 負荷、６ 高水蒸気分圧の空間、７
低水蒸気分圧の空間、８ 絶縁材、９，１１，１２
供給口、１０，１３，１４ 排出口、１７ 直流電源。
質、４ 隔壁、５ 負荷、６ 高水蒸気分圧の空間、７
低水蒸気分圧の空間、８ 絶縁材、９，１１，１２
供給口、１０，１３，１４ 排出口、１７ 直流電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 秀 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 石郷岡 猛 東京都武蔵野市吉祥寺北町３−３−１ 成 蹊大学内 Ｆターム(参考） 5H026 AA06 CX01 CX03 CX05 CX09 EE02 EE05 EE13 EE19 RR03
Claims (9)
- 【請求項１】 陽極、陰極及び上記陽極と陰極とに挟持
された固体電解質を有する素子を備え、上記陽極の電極
面の水蒸気分圧と陰極の電極面の水蒸気分圧との水蒸気
分圧差に起因する起電力を得ることを特徴とする発電
器。 - 【請求項２】 陽極、陰極及び上記陽極と陰極とに挟持
された固体電解質を有する素子を備え、上記陽極の電極
面及び上記陰極の電極面のいずれか一方の電極面が高水
蒸気分圧の空間に接し、他方の電極面が低水蒸気分圧の
空間に接して上記高水蒸気分圧と上記低水蒸気圧との水
蒸気分圧差に起因する起電力を得ることを特徴とする発
電器。 - 【請求項３】 高水蒸気分圧の空間が水蒸気発生機器の
蒸気部であり、低水蒸気分圧の空間が大気であることを
特徴とする請求項２記載の発電器。 - 【請求項４】 高水蒸気分圧の空間が水蒸気発生源の水
蒸気を供給して得られた空間であり、低水蒸気分圧の空
間が大気であることを特徴とする請求項２記載の発電
器。 - 【請求項５】 固体電解質が、常温型または高温型水素
イオン導電体であることを特徴とする請求項１または２
記載の発電器。 - 【請求項６】 固体電解質が、酸素イオン導電体である
ことを特徴とする請求項１または２記載の発電器。 - 【請求項７】 固体電解質が、水酸イオン導電体である
ことを特徴とする請求項１または２記載の発電器。 - 【請求項８】 複数の素子を直列に接続したことを特徴
とする請求項１ないし７のいずれかに記載の発電器。 - 【請求項９】 直流電源と、この直流電源を素子に切り
替えて接続する接続切り替え手段を設けたことを特徴と
する請求項１ないし８のいずれかに記載の発電器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35391199A JP2001176536A (ja) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | 発電器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35391199A JP2001176536A (ja) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | 発電器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001176536A true JP2001176536A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18434064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35391199A Pending JP2001176536A (ja) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | 発電器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001176536A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1284154A2 (en) * | 2001-08-16 | 2003-02-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electrochemical element and electrochemical element apparatus |
| KR101137377B1 (ko) * | 2010-06-10 | 2012-04-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 단위 열전환 발전기 및 열전환 발전 시스템 |
| CN115243801A (zh) * | 2020-03-06 | 2022-10-25 | Jtec能源有限公司 | 蒸汽浓差能量转换器 |
-
1999
- 1999-12-14 JP JP35391199A patent/JP2001176536A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1284154A2 (en) * | 2001-08-16 | 2003-02-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electrochemical element and electrochemical element apparatus |
| US7074515B2 (en) | 2001-08-16 | 2006-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electrochemical element and electrochemical element apparatus |
| EP1284154A3 (en) * | 2001-08-16 | 2007-12-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electrochemical element and electrochemical element apparatus |
| KR101137377B1 (ko) * | 2010-06-10 | 2012-04-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 단위 열전환 발전기 및 열전환 발전 시스템 |
| US9023495B2 (en) | 2010-06-10 | 2015-05-05 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Unit thermionic electric converter and thermoelectric converter system |
| CN115243801A (zh) * | 2020-03-06 | 2022-10-25 | Jtec能源有限公司 | 蒸汽浓差能量转换器 |
| JP2023516444A (ja) * | 2020-03-06 | 2023-04-19 | ジェイテック・エナジー・インコーポレーテッド | 蒸気濃度エネルギー変換器 |
| JP7462784B2 (ja) | 2020-03-06 | 2024-04-05 | ジェイテック・エナジー・インコーポレーテッド | 蒸気濃度エネルギー変換器 |
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