JPH06150983A - 発電装置 - Google Patents
発電装置Info
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- JPH06150983A JPH06150983A JP4278623A JP27862392A JPH06150983A JP H06150983 A JPH06150983 A JP H06150983A JP 4278623 A JP4278623 A JP 4278623A JP 27862392 A JP27862392 A JP 27862392A JP H06150983 A JPH06150983 A JP H06150983A
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- JP
- Japan
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- polyethylene glycol
- glycol solution
- liquid pool
- pool unit
- liquid reservoir
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M14/00—Electrochemical current or voltage generators not provided for in groups H01M6/00 - H01M12/00; Manufacture thereof
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温度の熱エネルギーを効率良く電気エネル
ギーに変換する。 【構成】 液溜器１１内にポリエチレングリコール溶液
１２を貯溜し、このポリエチレングリコール溶液１２に
塩類を加える。液溜器１１の内周には、銅製円筒状の負
極１３を取り付ける。液溜器１１の上面を塞ぐカバー１
４の下面中心にグラファイト製棒状の正極１５を吊り下
げ、この正極１５をセパレータ１６で包み込む。液溜器
１１の外周に吸熱フィン１７を取り付け、この吸熱フィ
ン１７で外部から吸収した熱をポリエチレングリコール
溶液１２に伝え、電極反応を起こさせて発電する。液溜
器１１の下部側を上部側よりも低温に維持して銅粒子の
沈殿を促進し、ポリエチレングリコール溶液１２を再生
する。液溜器１１の底部に撹拌羽根１８を設け、この撹
拌羽根１８を定期的に回転させて、液溜器１１の底部に
沈殿する銅粒子を上方へ分散させ、発電能力を回復・持
続させる。
ギーに変換する。 【構成】 液溜器１１内にポリエチレングリコール溶液
１２を貯溜し、このポリエチレングリコール溶液１２に
塩類を加える。液溜器１１の内周には、銅製円筒状の負
極１３を取り付ける。液溜器１１の上面を塞ぐカバー１
４の下面中心にグラファイト製棒状の正極１５を吊り下
げ、この正極１５をセパレータ１６で包み込む。液溜器
１１の外周に吸熱フィン１７を取り付け、この吸熱フィ
ン１７で外部から吸収した熱をポリエチレングリコール
溶液１２に伝え、電極反応を起こさせて発電する。液溜
器１１の下部側を上部側よりも低温に維持して銅粒子の
沈殿を促進し、ポリエチレングリコール溶液１２を再生
する。液溜器１１の底部に撹拌羽根１８を設け、この撹
拌羽根１８を定期的に回転させて、液溜器１１の底部に
沈殿する銅粒子を上方へ分散させ、発電能力を回復・持
続させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低温度の熱エネルギー
を効率良く電気エネルギーに変換できる発電装置に関す
るものである。
を効率良く電気エネルギーに変換できる発電装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エネルギー資源の多様化・地球環
境保護等の要請から、小規模発電に、ゼーベック効果を
利用した熱電発電素子による熱電発電を利用することが
考えられている。この熱電発電は、例えば、プロパン等
の化石燃料をバーナーで燃焼させて得られた〜８２０Ｋ
の熱源によりＰｂＴｅ系の熱電発電素子を加熱して、ゼ
ーベック効果により熱起電力を発生させたり、或は、化
石燃料を白金触媒によって徐燃させて得られた〜６００
Ｋの熱源によりＢｉＴｅ系の熱電発電素子を加熱するよ
うにしたものもある。その他、化石燃料の補給が困難な
場合には、原子炉や放射性同位元素を熱源としてＳｉＧ
ｅ系の熱電発電素子により熱電発電することが考えられ
ている。
境保護等の要請から、小規模発電に、ゼーベック効果を
利用した熱電発電素子による熱電発電を利用することが
考えられている。この熱電発電は、例えば、プロパン等
の化石燃料をバーナーで燃焼させて得られた〜８２０Ｋ
の熱源によりＰｂＴｅ系の熱電発電素子を加熱して、ゼ
ーベック効果により熱起電力を発生させたり、或は、化
石燃料を白金触媒によって徐燃させて得られた〜６００
Ｋの熱源によりＢｉＴｅ系の熱電発電素子を加熱するよ
うにしたものもある。その他、化石燃料の補給が困難な
場合には、原子炉や放射性同位元素を熱源としてＳｉＧ
ｅ系の熱電発電素子により熱電発電することが考えられ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の熱電発電素
子を用いた熱電発電では、高温度の熱源を必要として、
熱電変換効率が低いという欠点がある。しかも、高温度
の熱源を得るために、化石燃料や原子炉、放射性同位元
素を必要とするため、装置全体が大掛かりとなって、コ
ンパクト化・低コスト化の要請に反するばかりか、ラン
ニングコストも高くつき、省エネ効果もあまり期待でき
ない。
子を用いた熱電発電では、高温度の熱源を必要として、
熱電変換効率が低いという欠点がある。しかも、高温度
の熱源を得るために、化石燃料や原子炉、放射性同位元
素を必要とするため、装置全体が大掛かりとなって、コ
ンパクト化・低コスト化の要請に反するばかりか、ラン
ニングコストも高くつき、省エネ効果もあまり期待でき
ない。
【０００４】この他、太陽光エネルギーを光起電力効果
により電気エネルギーに変換する太陽電池もあるが、こ
の太陽電池は高価であると共に、太陽光線の当たるとこ
ろでしか使用できず、光以外の熱エネルギーを電気エネ
ルギーに変換できない致命的な欠点がある。しかも、太
陽光線を受けるために広い面積を必要とし、コンパクト
化・低コスト化の要請にも反する。
により電気エネルギーに変換する太陽電池もあるが、こ
の太陽電池は高価であると共に、太陽光線の当たるとこ
ろでしか使用できず、光以外の熱エネルギーを電気エネ
ルギーに変換できない致命的な欠点がある。しかも、太
陽光線を受けるために広い面積を必要とし、コンパクト
化・低コスト化の要請にも反する。
【０００５】本発明はこの様な事情を考慮してなされた
もので、その目的は、熱源として排熱等の低温度の熱エ
ネルギーを利用できて、その低温度の熱エネルギーを効
率良く電気エネルギーに変換でき、発電を経済的なもの
にして、十分な省エネ効果を得ることができると共に、
地球環境保護にも貢献でき、しかも、装置全体のコンパ
クト化・低コスト化も実現できる発電素子を提供するこ
とにある。
もので、その目的は、熱源として排熱等の低温度の熱エ
ネルギーを利用できて、その低温度の熱エネルギーを効
率良く電気エネルギーに変換でき、発電を経済的なもの
にして、十分な省エネ効果を得ることができると共に、
地球環境保護にも貢献でき、しかも、装置全体のコンパ
クト化・低コスト化も実現できる発電素子を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の発電装置は、グラファイトにより形成され
た正極と、負極と、これら正負両極を浸すポリエチレン
グリコール溶液と、このポリエチレングリコール溶液を
貯溜すると共に外部から与えられる熱をポリエチレング
リコール溶液に伝える熱良導性の液溜器と、この液溜器
の底部に沈殿する導電性粒子を上方へ分散させる手段と
を備えた構成となっている。
に、本発明の発電装置は、グラファイトにより形成され
た正極と、負極と、これら正負両極を浸すポリエチレン
グリコール溶液と、このポリエチレングリコール溶液を
貯溜すると共に外部から与えられる熱をポリエチレング
リコール溶液に伝える熱良導性の液溜器と、この液溜器
の底部に沈殿する導電性粒子を上方へ分散させる手段と
を備えた構成となっている。
【０００７】この場合、前記液溜器の下部側を上部側よ
りも低温に維持するように外部から熱を加えるようにす
れば良い。更に、前記ポリエチレングリコール溶液に
は、イオン導電性を与える塩類を加えることが好まし
い。また、前記負極を、イオン化傾向が銅と同等かそれ
よりも大きい金属で形成することが好ましい。
りも低温に維持するように外部から熱を加えるようにす
れば良い。更に、前記ポリエチレングリコール溶液に
は、イオン導電性を与える塩類を加えることが好まし
い。また、前記負極を、イオン化傾向が銅と同等かそれ
よりも大きい金属で形成することが好ましい。
【０００８】
【作用】本発明者は、自己温度調節面状発熱体としての
ポリエチレングリコール−グラファイト系（以下「ＰＧ
−ＧＣ系」と略称する）の研究を続け、その研究成果が
特許第１６４７６９６号（特公平３−１０２０３号）等
として特許されている。その後、このＰＧ−ＧＣ系の導
電機構を解明する過程で、グラファイト（ＧＣ）からポ
リエチレングリコール（ＰＧ）への電子移動の存在を仮
定すると、この系のスイッチングや電流−電圧の関係を
説明することができた。この事から、ＰＧ−ＧＣ系は、
発電装置として機能するかもしれないとの発想が生ま
れ、実験を行ったところ、予想以上の起電力・短絡電流
を発生する発電装置を発明するに至った。
ポリエチレングリコール−グラファイト系（以下「ＰＧ
−ＧＣ系」と略称する）の研究を続け、その研究成果が
特許第１６４７６９６号（特公平３−１０２０３号）等
として特許されている。その後、このＰＧ−ＧＣ系の導
電機構を解明する過程で、グラファイト（ＧＣ）からポ
リエチレングリコール（ＰＧ）への電子移動の存在を仮
定すると、この系のスイッチングや電流−電圧の関係を
説明することができた。この事から、ＰＧ−ＧＣ系は、
発電装置として機能するかもしれないとの発想が生ま
れ、実験を行ったところ、予想以上の起電力・短絡電流
を発生する発電装置を発明するに至った。
【０００９】本発明の発電装置の構成は、液溜器に貯溜
したポリエチレングリコール溶液中に正負両極を浸し、
前記液溜器を通して熱エネルギーをポリエチレングリコ
ールに伝えることにより、電極反応を起こさせて発電す
るようにしたものであり、正極をグラファイトで形成し
ている。
したポリエチレングリコール溶液中に正負両極を浸し、
前記液溜器を通して熱エネルギーをポリエチレングリコ
ールに伝えることにより、電極反応を起こさせて発電す
るようにしたものであり、正極をグラファイトで形成し
ている。
【００１０】従来の化学電池においては、正極側で還元
反応が起こり、負極側で酸化反応が起こる。これに対
し、本発明の発電装置によれば、負極側では電極が酸化
され、金属イオンとなってポリエチレングリコール溶液
中に溶出するが、正極側ではグラファイトからポリエチ
レングリコールへの電子移動が起こるのみである（この
原理については特願平４−２０１２８１号の明細書に詳
述されている）。正極のグラファイトには、この電子移
動に伴いホールが形成されるが、負極側で発生した電子
が外部回路を流れて正極に到達してホールを埋めるの
で、正極のグラファイトは、見掛上、何の変化も見られ
ない。この点が従来の化学電池と大きく異なっている。
反応が起こり、負極側で酸化反応が起こる。これに対
し、本発明の発電装置によれば、負極側では電極が酸化
され、金属イオンとなってポリエチレングリコール溶液
中に溶出するが、正極側ではグラファイトからポリエチ
レングリコールへの電子移動が起こるのみである（この
原理については特願平４−２０１２８１号の明細書に詳
述されている）。正極のグラファイトには、この電子移
動に伴いホールが形成されるが、負極側で発生した電子
が外部回路を流れて正極に到達してホールを埋めるの
で、正極のグラファイトは、見掛上、何の変化も見られ
ない。この点が従来の化学電池と大きく異なっている。
【００１１】以上の電極反応を式で示すと次のようにな
る（以下、負極が銅電極の場合を例にして説明する）。
る（以下、負極が銅電極の場合を例にして説明する）。
【００１２】 負極： Ｃｕ → Ｃｕ２＋ ＋ ２ｅ− ……（１） 正極： ＧＣ →ＧＣ＋ ＋ｅ−（ｓｏｌ） ……（２） （ＧＣ：グラファイト） 従来、この様な反応は知られていなかったが、ポリエチ
レングリコールへの電荷移動を示す実験結果が得られて
いる。上記（２）式で、グラファイトからポリエチレン
グリコールへ移動した電子は溶媒和され、ポリエチレン
グリコール溶液中を拡散する。一方、（１）式で発生し
たＣｕ２＋は、最終的には、２ｅ−とポリエチレングリ
コール溶液中で中和するようになる。
レングリコールへの電荷移動を示す実験結果が得られて
いる。上記（２）式で、グラファイトからポリエチレン
グリコールへ移動した電子は溶媒和され、ポリエチレン
グリコール溶液中を拡散する。一方、（１）式で発生し
たＣｕ２＋は、最終的には、２ｅ−とポリエチレングリ
コール溶液中で中和するようになる。
【００１３】 Ｃｕ２＋ ＋ ２ｅ− → Ｃｕ ……（３） この（３）式で発生した銅粒子は、濃度が低い場合はポ
リエチレングリコール溶液中に溶解（分散）している
が、濃度が高くなると、沈殿するようになる。
リエチレングリコール溶液中に溶解（分散）している
が、濃度が高くなると、沈殿するようになる。
【００１４】また、（１）式で発生した銅イオンの濃度
が高くなると、電極反応が徐々に妨げられてくる。更
に、負極の銅は（１）式の反応により減少してくる。こ
れらの原因により、発電能力が徐々に低下してくる。
が高くなると、電極反応が徐々に妨げられてくる。更
に、負極の銅は（１）式の反応により減少してくる。こ
れらの原因により、発電能力が徐々に低下してくる。
【００１５】そこで、本発明は、発電能力を回復・持続
させるために、液溜器の底部に沈殿する導電性粒子（銅
粒子）を上方へ分散させる手段を備えている。これによ
り、液溜器の底部に沈殿する導電性粒子（銅粒子）が再
度（１）式の反応に有効に利用され、発電能力の回復・
持続に費やされる。
させるために、液溜器の底部に沈殿する導電性粒子（銅
粒子）を上方へ分散させる手段を備えている。これによ
り、液溜器の底部に沈殿する導電性粒子（銅粒子）が再
度（１）式の反応に有効に利用され、発電能力の回復・
持続に費やされる。
【００１６】更に、液溜器の下部側を上部側よりも低温
に維持することにより、（３）式で発生した銅粒子の沈
殿を促進して、銅イオン溶媒和電子を含まないクリーン
なポリエチレングリコールを再生する。これにより、
（１）式及び（２）式の反応を活性化させて、発電能力
を持続させる。
に維持することにより、（３）式で発生した銅粒子の沈
殿を促進して、銅イオン溶媒和電子を含まないクリーン
なポリエチレングリコールを再生する。これにより、
（１）式及び（２）式の反応を活性化させて、発電能力
を持続させる。
【００１７】また、後述する実施例で詳細に説明する
が、ポリエチレングリコール溶液に、イオン導電性を与
える塩類を加えたり、負極をイオン化傾向が銅と同等か
それよりも大きい金属で形成すれば、電極反応を促進し
て、起電力を効率良く高めることができる。
が、ポリエチレングリコール溶液に、イオン導電性を与
える塩類を加えたり、負極をイオン化傾向が銅と同等か
それよりも大きい金属で形成すれば、電極反応を促進し
て、起電力を効率良く高めることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。液溜器
１１は、熱良導性の絶縁材料で円筒状に形成され、その
内部にポリエチレングリコール溶液１２（第一工業製薬
＃２００）が貯溜されている。このポリエチレングリコ
ール溶液１２には、イオン導電性を与える塩類として、
例えば塩化リチウムが加えられている。
１１は、熱良導性の絶縁材料で円筒状に形成され、その
内部にポリエチレングリコール溶液１２（第一工業製薬
＃２００）が貯溜されている。このポリエチレングリコ
ール溶液１２には、イオン導電性を与える塩類として、
例えば塩化リチウムが加えられている。
【００１９】また、液溜器１１の内周面には、銅により
円筒状に形成された負極１３が取り付けられている。こ
の液溜器１１の上面には、絶縁材料製のカバー１４が被
せられ、このカバー１４の下面中心に、グラファイトで
形成された棒状の正極１５が吊り下げられている。この
正極１５は、クラフト紙で形成されたセパレータ１６に
より包み込まれている。
円筒状に形成された負極１３が取り付けられている。こ
の液溜器１１の上面には、絶縁材料製のカバー１４が被
せられ、このカバー１４の下面中心に、グラファイトで
形成された棒状の正極１５が吊り下げられている。この
正極１５は、クラフト紙で形成されたセパレータ１６に
より包み込まれている。
【００２０】一方、液溜器１１の外周囲には吸熱フィン
１７が取り付けられ、この吸熱フィン１７で外部から熱
を吸収してこの熱を液溜器１１内のポリエチレングリコ
ール溶液１２に伝えることにより、電極反応を起こさせ
て発電するようになっている。この場合、液溜器１１の
下部側には、吸熱フィン１７が設けられておらず、液溜
器１１の下部側が上部側よりも低温に維持されるように
なっている。
１７が取り付けられ、この吸熱フィン１７で外部から熱
を吸収してこの熱を液溜器１１内のポリエチレングリコ
ール溶液１２に伝えることにより、電極反応を起こさせ
て発電するようになっている。この場合、液溜器１１の
下部側には、吸熱フィン１７が設けられておらず、液溜
器１１の下部側が上部側よりも低温に維持されるように
なっている。
【００２１】更に、液溜器１１の底部には撹拌羽根１８
が設けられ、この撹拌羽根１８がモータ１９によって回
転駆動されるようになっている。この撹拌羽根１８の回
転により、ポリエチレングリコール溶液１２が撹拌され
ると同時に、底部のポリエチレングリコール溶液１２が
循環パイプ２０を通して液溜器１１の上部に押し上げら
れるようになっている。この場合、撹拌羽根１８の回転
は、例えば１時間毎に数１０秒若しくは数分程度行われ
るように設定されている。
が設けられ、この撹拌羽根１８がモータ１９によって回
転駆動されるようになっている。この撹拌羽根１８の回
転により、ポリエチレングリコール溶液１２が撹拌され
ると同時に、底部のポリエチレングリコール溶液１２が
循環パイプ２０を通して液溜器１１の上部に押し上げら
れるようになっている。この場合、撹拌羽根１８の回転
は、例えば１時間毎に数１０秒若しくは数分程度行われ
るように設定されている。
【００２２】以上のように構成された発電装置によれ
ば、吸熱フィン１７で外部から吸収した熱を液溜器１１
内のポリエチレングリコール溶液１２に加えると、その
熱エネルギーにより負極１３の銅原子や正極１５のグラ
ファイトが活性化され、負極１３側では、銅が酸化され
て、銅イオンとなってポリエチレングリコール溶液１２
中に溶出するが、正極１５側ではグラファイトからポリ
エチレングリコール溶液１２への電子移動が起こるのみ
である。正極１５のグラファイトには、この電子移動に
伴いホールが形成されるが、負極１３側で発生した電子
が外部回路を流れて正極１５に到達してホールを埋める
ので、正極１５のグラファイトは、見掛上、何の変化も
見られない。この点が従来の化学電池と大きく異なって
いる。
ば、吸熱フィン１７で外部から吸収した熱を液溜器１１
内のポリエチレングリコール溶液１２に加えると、その
熱エネルギーにより負極１３の銅原子や正極１５のグラ
ファイトが活性化され、負極１３側では、銅が酸化され
て、銅イオンとなってポリエチレングリコール溶液１２
中に溶出するが、正極１５側ではグラファイトからポリ
エチレングリコール溶液１２への電子移動が起こるのみ
である。正極１５のグラファイトには、この電子移動に
伴いホールが形成されるが、負極１３側で発生した電子
が外部回路を流れて正極１５に到達してホールを埋める
ので、正極１５のグラファイトは、見掛上、何の変化も
見られない。この点が従来の化学電池と大きく異なって
いる。
【００２３】以上の電極反応を式で示すと次のようにな
る。
る。
【００２４】 負極： Ｃｕ → Ｃｕ２＋ ＋ ２ｅ− ……（１） 正極： ＧＣ →ＧＣ＋ ＋ｅ−（ｓｏｌ） ……（２） （ＧＣ：グラファイト） 従来、この様な反応は知られていなかったが、ポリエチ
レングリコール溶液１２への電荷移動を示す実験結果が
得られている。上記（２）式で、グラファイト（正極１
５）からポリエチレングリコール溶液１２へ移動した電
子は溶媒和されて、ポリエチレングリコール溶液１２中
を拡散する。一方、（１）式で発生したＣｕ２＋は、最
終的には、２ｅ−とポリエチレングリコール溶液１２中
で中和するようになる。
レングリコール溶液１２への電荷移動を示す実験結果が
得られている。上記（２）式で、グラファイト（正極１
５）からポリエチレングリコール溶液１２へ移動した電
子は溶媒和されて、ポリエチレングリコール溶液１２中
を拡散する。一方、（１）式で発生したＣｕ２＋は、最
終的には、２ｅ−とポリエチレングリコール溶液１２中
で中和するようになる。
【００２５】 Ｃｕ２＋ ＋ ２ｅ− → Ｃｕ ……（３） この（３）式で発生した銅粒子は、濃度が低い場合はポ
リエチレングリコール溶液１２中に溶解（分散）してい
るが、濃度が高くなると、ポリエチレングリコール溶液
１２中を沈殿するようになる。
リエチレングリコール溶液１２中に溶解（分散）してい
るが、濃度が高くなると、ポリエチレングリコール溶液
１２中を沈殿するようになる。
【００２６】また、（１）式で発生した銅イオンの濃度
が高くなると、電極反応が徐々に妨げられてくる。更
に、負極の銅は（１）式の反応により減少してくる。こ
れらの原因により、発電能力が徐々に低下してくる。
が高くなると、電極反応が徐々に妨げられてくる。更
に、負極の銅は（１）式の反応により減少してくる。こ
れらの原因により、発電能力が徐々に低下してくる。
【００２７】本発明者の実験結果によれば、発電開始後
（加熱開始後）に発生する電圧・電極間の短絡電流は下
記の表１のように変化する。尚、この実験に用いた発電
装置のサイズは、液溜器１１の直径が２cmで、その高さ
が１０cmである。
（加熱開始後）に発生する電圧・電極間の短絡電流は下
記の表１のように変化する。尚、この実験に用いた発電
装置のサイズは、液溜器１１の直径が２cmで、その高さ
が１０cmである。
【００２８】
【表１】 この表１から明らかなように、低温度の熱エネルギーを
効率良く電気エネルギーに変換できることが実証されて
いるが、発電開始後（加熱開始後）、１時間ぐらい経過
すると、電圧・電流が低下する傾向にある。この原因
は、時間の経過に伴って、銅イオンの濃度が高くなっ
て、電極反応が徐々に妨げられることと、負極の銅が
（１）式の反応により減少してくるためと考えられる。
効率良く電気エネルギーに変換できることが実証されて
いるが、発電開始後（加熱開始後）、１時間ぐらい経過
すると、電圧・電流が低下する傾向にある。この原因
は、時間の経過に伴って、銅イオンの濃度が高くなっ
て、電極反応が徐々に妨げられることと、負極の銅が
（１）式の反応により減少してくるためと考えられる。
【００２９】そこで、本実施例では、発電能力を回復・
持続させるために、例えば１時間毎に、モータ１９に通
電して、撹拌羽根１８を数１０秒若しくは数分程度回転
させることにより、ポリエチレングリコール溶液１２を
撹拌すると同時に、底部のポリエチレングリコール溶液
１２を循環パイプ２０を通して液溜器１１の上部に押し
上げる。これにより、液溜器１１の底部に沈殿している
銅粒子を、例えば１時間毎に上方へ分散させる。この結
果、液溜器１１の底部に沈殿する銅粒子が再度（１）式
の反応に有効に利用され、発電能力の回復・維持に費や
される。
持続させるために、例えば１時間毎に、モータ１９に通
電して、撹拌羽根１８を数１０秒若しくは数分程度回転
させることにより、ポリエチレングリコール溶液１２を
撹拌すると同時に、底部のポリエチレングリコール溶液
１２を循環パイプ２０を通して液溜器１１の上部に押し
上げる。これにより、液溜器１１の底部に沈殿している
銅粒子を、例えば１時間毎に上方へ分散させる。この結
果、液溜器１１の底部に沈殿する銅粒子が再度（１）式
の反応に有効に利用され、発電能力の回復・維持に費や
される。
【００３０】更に、液溜器１１の下部側を上部側よりも
低温に維持することにより、下部側と上部側との間に溶
解度差を生じさせ、（３）式で発生した銅粒子の沈殿を
促進して、銅イオン溶媒和電子を含まないクリーンなポ
リエチレングリコール溶液１２を再生する。これによ
り、（１）式及び（２）式の反応を活性化させて、発電
能力を持続させる。
低温に維持することにより、下部側と上部側との間に溶
解度差を生じさせ、（３）式で発生した銅粒子の沈殿を
促進して、銅イオン溶媒和電子を含まないクリーンなポ
リエチレングリコール溶液１２を再生する。これによ
り、（１）式及び（２）式の反応を活性化させて、発電
能力を持続させる。
【００３１】また、本実施例では、ポリエチレングリコ
ール溶液１２にイオン導電性を与える塩類（塩化リチウ
ム）を加えている。本発明者は、種々の塩化リチウム濃
度の系の短絡電流と温度との関係を測定したので、その
測定結果を図３に示す。
ール溶液１２にイオン導電性を与える塩類（塩化リチウ
ム）を加えている。本発明者は、種々の塩化リチウム濃
度の系の短絡電流と温度との関係を測定したので、その
測定結果を図３に示す。
【００３２】この図３から明らかなように、塩化リチウ
ムが含まれていない純ポリエチレングリコール系の短絡
電流は、○印で２点しか示していないが非常に小さいこ
とが解る。また、この短絡電流と塩濃度との関係は複雑
ではなく、短絡電流は、温度と塩濃度に依存しているこ
とが解る。これは、短絡電流が電極反応と内部抵抗に依
存しているためと考えられる。
ムが含まれていない純ポリエチレングリコール系の短絡
電流は、○印で２点しか示していないが非常に小さいこ
とが解る。また、この短絡電流と塩濃度との関係は複雑
ではなく、短絡電流は、温度と塩濃度に依存しているこ
とが解る。これは、短絡電流が電極反応と内部抵抗に依
存しているためと考えられる。
【００３３】更に、本発明者は、ポリエチレングリコー
ル溶液１２に対して、塩化リチウム、塩化ナトリウム、
塩化カリウムを添加した系の起電力と短絡電流を種々の
温度で測定したので、その測定結果を図４及び図５に示
す。この測定では、各塩のモル濃度がほぼ同一になるよ
うにしている。これら図４及び図５から解ることは、三
つの塩の系の間に、起電力、短絡電流の差はほとんど無
いことである。この事はこれらの塩の役割は系に導電性
を付与することであり、希望する濃度が維持できれば、
用いる塩は種類を問わないことを意味する。従って、イ
オン導電性を与える塩類としては、金属ハロゲン化物
（ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ）に限らず、無機酸の金属塩（Ｎ
ａ2 ＳＯ4 、Ｋ3 ＰＯ4 、ＮａＮＯ3 ）や過塩素酸金属
塩（ＬｉＣｌＯ4 、ＮａＣｌＯ4 ）、或はシュウ酸塩、
ギ酸塩、カルボン酸塩等の有機酸塩類であっても良い。
但し、溶解度の大きな塩ほど有利である。
ル溶液１２に対して、塩化リチウム、塩化ナトリウム、
塩化カリウムを添加した系の起電力と短絡電流を種々の
温度で測定したので、その測定結果を図４及び図５に示
す。この測定では、各塩のモル濃度がほぼ同一になるよ
うにしている。これら図４及び図５から解ることは、三
つの塩の系の間に、起電力、短絡電流の差はほとんど無
いことである。この事はこれらの塩の役割は系に導電性
を付与することであり、希望する濃度が維持できれば、
用いる塩は種類を問わないことを意味する。従って、イ
オン導電性を与える塩類としては、金属ハロゲン化物
（ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ）に限らず、無機酸の金属塩（Ｎ
ａ2 ＳＯ4 、Ｋ3 ＰＯ4 、ＮａＮＯ3 ）や過塩素酸金属
塩（ＬｉＣｌＯ4 、ＮａＣｌＯ4 ）、或はシュウ酸塩、
ギ酸塩、カルボン酸塩等の有機酸塩類であっても良い。
但し、溶解度の大きな塩ほど有利である。
【００３４】また、ポリエチレングリコール溶液１２に
二酸化マンガン等の賦活剤を添加するようにしても良
い。この賦活剤は、電極反応を促進して起電力を高める
効果を期待できる。
二酸化マンガン等の賦活剤を添加するようにしても良
い。この賦活剤は、電極反応を促進して起電力を高める
効果を期待できる。
【００３５】尚、本実施例では、負極１３を銅により形
成したが、これに限定されず、負極１３をイオン化傾向
が銅と同等かそれよりも大きい金属（例えばアルミ，亜
鉛，リチウム等）で形成すれば、起電力を効率良く高め
ることができる。
成したが、これに限定されず、負極１３をイオン化傾向
が銅と同等かそれよりも大きい金属（例えばアルミ，亜
鉛，リチウム等）で形成すれば、起電力を効率良く高め
ることができる。
【００３６】その他、本発明は、液溜器１１の底部に沈
殿している銅粒子を上方へ分散させる手段として、ポン
プ等の他の手段を利用しても良く、また、その動力源と
してモータ１８に代えて、風力・水力等の自然力を利用
するようにしても良く、また液溜器１１の形状や電極１
３，１５の形状を適宜変更しても良い等、種々変更して
実施できることは言うまでもない。
殿している銅粒子を上方へ分散させる手段として、ポン
プ等の他の手段を利用しても良く、また、その動力源と
してモータ１８に代えて、風力・水力等の自然力を利用
するようにしても良く、また液溜器１１の形状や電極１
３，１５の形状を適宜変更しても良い等、種々変更して
実施できることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の発電装置によれば、ゼーベック効果を利用した熱電発
電素子と比較して、低温度の熱エネルギーを効率良く電
気エネルギーに変換できると共に、太陽電池とは異な
り、光の無い場所でも発電可能である。このため、熱源
として排熱や、太陽熱、地熱、温泉熱等の低温度の熱エ
ネルギーを有効に利用できて、発電を経済的なものにし
て、十分な省エネ効果を得ることができると共に、地球
環境保護にも貢献できる。更に、本発明の発電装置は組
成物の原材料コストが安価であり、熱電発電素子や太陽
電池と比較して、大幅な低コスト化が可能であると共
に、組成物も人体に無害の有機化合物であり、従来の化
学電池と比較して、人体に対する安全性も高い。
の発電装置によれば、ゼーベック効果を利用した熱電発
電素子と比較して、低温度の熱エネルギーを効率良く電
気エネルギーに変換できると共に、太陽電池とは異な
り、光の無い場所でも発電可能である。このため、熱源
として排熱や、太陽熱、地熱、温泉熱等の低温度の熱エ
ネルギーを有効に利用できて、発電を経済的なものにし
て、十分な省エネ効果を得ることができると共に、地球
環境保護にも貢献できる。更に、本発明の発電装置は組
成物の原材料コストが安価であり、熱電発電素子や太陽
電池と比較して、大幅な低コスト化が可能であると共
に、組成物も人体に無害の有機化合物であり、従来の化
学電池と比較して、人体に対する安全性も高い。
【００３８】しかも、液溜器の底部に沈殿する導電性粒
子（銅粒子）を上方へ分散させることができるので、液
溜器の底部に沈殿する導電性粒子（銅粒子）を電極反応
に有効に利用でき、発電能力の回復・持続を図ることが
できる。
子（銅粒子）を上方へ分散させることができるので、液
溜器の底部に沈殿する導電性粒子（銅粒子）を電極反応
に有効に利用でき、発電能力の回復・持続を図ることが
できる。
【００３９】更に、液溜器の下部側を上部側よりも低温
に維持することにより、ポリエチレングリコール溶液中
の導電性粒子（銅粒子）の沈殿を促進して、金属イオン
溶媒和電子を含まないクリーンなポリエチレングリコー
ルを再生することができ、電極反応を活性化させて、発
電能力を持続させることができる。
に維持することにより、ポリエチレングリコール溶液中
の導電性粒子（銅粒子）の沈殿を促進して、金属イオン
溶媒和電子を含まないクリーンなポリエチレングリコー
ルを再生することができ、電極反応を活性化させて、発
電能力を持続させることができる。
【００４０】また、ポリエチレングリコール溶液にイオ
ン導電性を与える塩類を加えたり、負極をイオン化傾向
が銅と同等かそれよりも大きい金属で形成すれば、電極
反応を促進して起電力を高めることができる。
ン導電性を与える塩類を加えたり、負極をイオン化傾向
が銅と同等かそれよりも大きい金属で形成すれば、電極
反応を促進して起電力を高めることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す発電装置の縦断面図
【図２】発電装置の横断面図
【図３】短絡電流と温度の関係を示すグラフ
【図４】ポリエチレングリコール溶液にほぼ等モル濃度
の塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムを添加
した三つの系の起電力と温度の関係を示すグラフ
の塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムを添加
した三つの系の起電力と温度の関係を示すグラフ
【図５】ポリエチレングリコール溶液にほぼ等モル濃度
の塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムを添加
した三つの系の短絡電流と温度の関係を示すグラフ
の塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムを添加
した三つの系の短絡電流と温度の関係を示すグラフ
１１…液溜器、１２…ポリエチレングリコール溶液、１
３…負極（銅電極）、１４…カバー、１５…正極（グラ
ファイト電極）、１６…セパレータ、１７…吸熱フィ
ン、１８…撹拌羽根、１９…モータ、２０…循環パイ
プ。
３…負極（銅電極）、１４…カバー、１５…正極（グラ
ファイト電極）、１６…セパレータ、１７…吸熱フィ
ン、１８…撹拌羽根、１９…モータ、２０…循環パイ
プ。
Claims (4)
- 【請求項１】 熱エネルギーを電気エネルギーに変換す
るものにおいて、 グラファイトにより形成された正極と、 負極と、 これら正負両極を浸すポリエチレングリコール溶液と、 このポリエチレングリコール溶液を貯溜すると共に外部
から与えられる熱をポリエチレングリコール溶液に伝え
る熱良導性の液溜器と、 この液溜器の底部に沈殿する導電性粒子を上方へ分散さ
せる手段とを備えたことを特徴とする発電装置。 - 【請求項２】 前記液溜器の下部側が上部側よりも低温
に維持されるように外部から熱が加えられることを特徴
とする請求項１記載の発電装置。 - 【請求項３】 前記ポリエチレングリコール溶液中に
は、イオン導電性を与える塩類が含まれていることを特
徴とする請求項１又は２記載の発電装置。 - 【請求項４】 前記負極は、イオン化傾向が銅と同等か
それよりも大きい金属で形成されていることを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれかに記載の発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4278623A JPH06150983A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4278623A JPH06150983A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06150983A true JPH06150983A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=17599864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4278623A Pending JPH06150983A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06150983A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112547791A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-26 | 江苏大地益源环境修复有限公司 | 一种使用塞贝克效应强化微生物燃料电池的污染物修复方法与装置 |
-
1992
- 1992-10-16 JP JP4278623A patent/JPH06150983A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112547791A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-26 | 江苏大地益源环境修复有限公司 | 一种使用塞贝克效应强化微生物燃料电池的污染物修复方法与装置 |
| CN112547791B (zh) * | 2020-11-12 | 2022-04-12 | 江苏大地益源环境修复有限公司 | 一种使用塞贝克效应强化微生物燃料电池的污染物修复方法与装置 |
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