JPH06318470A - 電力発生用の酸・塩基濃度セル - Google Patents
電力発生用の酸・塩基濃度セルInfo
- Publication number
- JPH06318470A JPH06318470A JP6024548A JP2454894A JPH06318470A JP H06318470 A JPH06318470 A JP H06318470A JP 6024548 A JP6024548 A JP 6024548A JP 2454894 A JP2454894 A JP 2454894A JP H06318470 A JPH06318470 A JP H06318470A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- base
- electrolyte
- container
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/22—Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising carbon or oxygen or hydrogen and other elements; Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising only elements other than carbon, oxygen or hydrogen
- H01M8/227—Dialytic cells or batteries; Reverse electrodialysis cells or batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/64—Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
- H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、電気自動車に使用できる高電力の
電池システムを提供することを目的とする。 【構成】 酸電解質を含む酸電解質容器10と、塩基電解
質を含む塩基電解質容器12と、水素イオン濃度電池14と
より構成され、電池14は、水素消費陽極を有し塩基電解
質を含む陽極室と、水素イオン反応陰極を有し酸電解質
を含む陰極室と、陽極室と陰極室との間に配置されたイ
オン交換隔膜とを備え、さらに電池に対して酸電解質容
器10から酸電解質を、塩基電解質容器12から塩基電解質
を移送するポンプ16, 22と、陰極室から酸溶液容器に消
費された酸溶液を移送し、陽極室から塩基溶液容器に消
費された塩基溶液を移送する手段26, 20と、陰極から陽
極に水素ガスを移送する手段と、発生された電力を外部
システムに供給する手段とを備えている。
電池システムを提供することを目的とする。 【構成】 酸電解質を含む酸電解質容器10と、塩基電解
質を含む塩基電解質容器12と、水素イオン濃度電池14と
より構成され、電池14は、水素消費陽極を有し塩基電解
質を含む陽極室と、水素イオン反応陰極を有し酸電解質
を含む陰極室と、陽極室と陰極室との間に配置されたイ
オン交換隔膜とを備え、さらに電池に対して酸電解質容
器10から酸電解質を、塩基電解質容器12から塩基電解質
を移送するポンプ16, 22と、陰極室から酸溶液容器に消
費された酸溶液を移送し、陽極室から塩基溶液容器に消
費された塩基溶液を移送する手段26, 20と、陰極から陽
極に水素ガスを移送する手段と、発生された電力を外部
システムに供給する手段とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に特に電気自動車
用の電力発生およびこのような自動車中に存在する電気
モータに給電するために使用される再充電可能な電力シ
ステムに関する。特に、本発明は電気自動車その他の乗
物等の外部システムに給電する時に使用するための酸・
塩基濃度電池に関するものであって、電池用の酸および
塩基電解質は外部タンクに蓄積され、必要に応じて電池
に循環される。本発明はまた高いエネルギ密度、高い電
力密度、再充電可能なまたは燃料補給可能な電力源が要
求される任意の適用に関する。
用の電力発生およびこのような自動車中に存在する電気
モータに給電するために使用される再充電可能な電力シ
ステムに関する。特に、本発明は電気自動車その他の乗
物等の外部システムに給電する時に使用するための酸・
塩基濃度電池に関するものであって、電池用の酸および
塩基電解質は外部タンクに蓄積され、必要に応じて電池
に循環される。本発明はまた高いエネルギ密度、高い電
力密度、再充電可能なまたは燃料補給可能な電力源が要
求される任意の適用に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車の設計において主に考えられ
るのは、バッテリィまたは燃料電池である。電気自動車
が実際に有効であるためには、十分なエネルギ密度およ
び電力密度を有するバッテリィまたは燃料電池が開発さ
れることが重要である。バッテリィのエネルギ密度は自
動車が再充電の間に駆動されることができる範囲または
距離を決定する。他方において、電力密度は加速および
高速駆動に利用可能な電力を決定する。電気自動車中の
駆動連結モータに給電するために使用されるバッテリィ
または燃料電池は高いエネルギ密度および電力密度の両
方を有していることが重要である。
るのは、バッテリィまたは燃料電池である。電気自動車
が実際に有効であるためには、十分なエネルギ密度およ
び電力密度を有するバッテリィまたは燃料電池が開発さ
れることが重要である。バッテリィのエネルギ密度は自
動車が再充電の間に駆動されることができる範囲または
距離を決定する。他方において、電力密度は加速および
高速駆動に利用可能な電力を決定する。電気自動車中の
駆動連結モータに給電するために使用されるバッテリィ
または燃料電池は高いエネルギ密度および電力密度の両
方を有していることが重要である。
【０００３】電気自動車は一般に鉛・酸バッテリィによ
って給電される。このようなバッテリィは重く、電気自
動車に大部分の範囲を提供するために要求される放電の
高い深さで使用された場合、比較的制限されたサイクル
寿命を有する。放電の高い深さにおいてでも、鉛・酸バ
ッテリィの低いエネルギ密度は小型のバンに約50マイル
の範囲しか提供しない。さらに、鉛・酸バッテリィの再
充電は、電源に接続されなければならないバッテリィ充
電装置を要求する比較的緩慢なプロセスである。ナトリ
ウム−硫黄バッテリィ等の別の可能性のある電力源が提
案されている。しかしながら、このようなバッテリィに
おいて使用される材料には、それら自身およびナトリウ
ム−硫黄バッテリィが高温で動作されなければならない
という問題がある。
って給電される。このようなバッテリィは重く、電気自
動車に大部分の範囲を提供するために要求される放電の
高い深さで使用された場合、比較的制限されたサイクル
寿命を有する。放電の高い深さにおいてでも、鉛・酸バ
ッテリィの低いエネルギ密度は小型のバンに約50マイル
の範囲しか提供しない。さらに、鉛・酸バッテリィの再
充電は、電源に接続されなければならないバッテリィ充
電装置を要求する比較的緩慢なプロセスである。ナトリ
ウム−硫黄バッテリィ等の別の可能性のある電力源が提
案されている。しかしながら、このようなバッテリィに
おいて使用される材料には、それら自身およびナトリウ
ム−硫黄バッテリィが高温で動作されなければならない
という問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常通り再充電される
か、或いは通常のバッテリィ再充電システムに依存せず
に迅速に燃料補給されることができるバッテリィまたは
燃料電池を提供することが望ましい。また、安価で、一
般的であり、時代に即し、汚染の恐れがなく、非爆発
性、不燃性で化学的に安定した液体を使用して燃料補給
することが望ましい。さらに、エネルギ密度および電力
密度の両者が、現在の自動車規格によって許容可能な動
作特性、すなわち加速、最高速度および範囲を達成する
ために電気自動車の駆動連結モータに給電するのに十分
に高い電力システムを提供することが望ましい。
か、或いは通常のバッテリィ再充電システムに依存せず
に迅速に燃料補給されることができるバッテリィまたは
燃料電池を提供することが望ましい。また、安価で、一
般的であり、時代に即し、汚染の恐れがなく、非爆発
性、不燃性で化学的に安定した液体を使用して燃料補給
することが望ましい。さらに、エネルギ密度および電力
密度の両者が、現在の自動車規格によって許容可能な動
作特性、すなわち加速、最高速度および範囲を達成する
ために電気自動車の駆動連結モータに給電するのに十分
に高い電力システムを提供することが望ましい。
【０００５】本発明のその他の可能な利用方法は、電気
自動車の他に２次電池または燃料電池が使用されること
ができる全ての適用を含んでいる。いくつかのこのよう
な利用方法は遠隔地電源、航空機バッテリィ、軍用バッ
テリィおよび利用ピーク電力用の蓄電である。
自動車の他に２次電池または燃料電池が使用されること
ができる全ての適用を含んでいる。いくつかのこのよう
な利用方法は遠隔地電源、航空機バッテリィ、軍用バッ
テリィおよび利用ピーク電力用の蓄電である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によると、バッテ
リィ状の燃料電池のエネルギ密度および電力密度が電気
自動車に対して許容可能な加速、速度、寿命および範囲
を達成するのに十分である電気自動車中にある１以上の
電気モータ等の外部システムに給電する電力システムが
提供される。
リィ状の燃料電池のエネルギ密度および電力密度が電気
自動車に対して許容可能な加速、速度、寿命および範囲
を達成するのに十分である電気自動車中にある１以上の
電気モータ等の外部システムに給電する電力システムが
提供される。
【０００７】本発明は、酸および塩基を使用することに
よってバッテリィまたは燃料電池用の電力を提供するも
のであり、これまで実施されていない。本発明は、酸お
よび塩基が外部容器の蓄積装置中にパワーセルから分離
して蓄積される酸・塩基減極水素イオン濃度パワーセル
に基づいている。電解質は、電気の発生を行うために必
要に応じてパワーセルに移動される。パワーセルにおい
て発生された部分的に消費される酸溶液および部分的に
消費される塩基溶液は、容器を分離するように除去され
移動される。すなわち部分的に消費された溶液（以降、
消費溶液と呼ぶ）はそれらの各電解質容器に再循環され
ることが好ましい。全ての酸および塩基電解質が消費さ
れると、パワーセルは新しい電解質で容器を充填するこ
とによって補充される。これは２つの方法で実行される
ことができる。（１）消費溶液が電解質容器に再循環し
て戻されたとき、補充プロセスは最初に容器から消費さ
れた溶液を除去し、新しい酸・塩基電解質で蓄積容器を
再充填する；（２）パワーセルはバッテリィが外部充電
装置によって充電されるのと同じ方法で再充電されるこ
とができる。消費された溶液は、それらの元の濃度が回
復されるまでパワーセルを通して循環される。
よってバッテリィまたは燃料電池用の電力を提供するも
のであり、これまで実施されていない。本発明は、酸お
よび塩基が外部容器の蓄積装置中にパワーセルから分離
して蓄積される酸・塩基減極水素イオン濃度パワーセル
に基づいている。電解質は、電気の発生を行うために必
要に応じてパワーセルに移動される。パワーセルにおい
て発生された部分的に消費される酸溶液および部分的に
消費される塩基溶液は、容器を分離するように除去され
移動される。すなわち部分的に消費された溶液（以降、
消費溶液と呼ぶ）はそれらの各電解質容器に再循環され
ることが好ましい。全ての酸および塩基電解質が消費さ
れると、パワーセルは新しい電解質で容器を充填するこ
とによって補充される。これは２つの方法で実行される
ことができる。（１）消費溶液が電解質容器に再循環し
て戻されたとき、補充プロセスは最初に容器から消費さ
れた溶液を除去し、新しい酸・塩基電解質で蓄積容器を
再充填する；（２）パワーセルはバッテリィが外部充電
装置によって充電されるのと同じ方法で再充電されるこ
とができる。消費された溶液は、それらの元の濃度が回
復されるまでパワーセルを通して循環される。
【０００８】本発明の特徴として、酸・塩基蓄積システ
ム容器の寸法は、自動車に対して所望されるどのような
範囲でも提供するように選択されることができる。電気
自動車の範囲に対する唯一の制限は電解質容器の寸法で
ある。本発明の別の特徴として、外部電解質容器を備え
たパワーセルは、単に容器を補充することによって容易
に再充電されることができる。容器の補充は、それらの
各消費された酸および塩基溶液からシステム内の電解質
を電気的に再充電することによって達成されることがで
きる。すなわち消費された酸および塩基溶液はシステム
から排出され、容器は新しい電解質で充填されることが
できる。
ム容器の寸法は、自動車に対して所望されるどのような
範囲でも提供するように選択されることができる。電気
自動車の範囲に対する唯一の制限は電解質容器の寸法で
ある。本発明の別の特徴として、外部電解質容器を備え
たパワーセルは、単に容器を補充することによって容易
に再充電されることができる。容器の補充は、それらの
各消費された酸および塩基溶液からシステム内の電解質
を電気的に再充電することによって達成されることがで
きる。すなわち消費された酸および塩基溶液はシステム
から排出され、容器は新しい電解質で充填されることが
できる。
【０００９】消費された溶液がシステムから排出され、
容器が新しい電解質で充填されたとき、これらの電解質
はいくつかの方法で生成されることができる。最初に、
ある安価で現在大量に生産される酸、塩基および塩は非
常に大量に化学工業において使用されている。リン酸お
よび水酸化ナトリウムは安価であり、大量生産される好
ましい酸、塩基対の例である。以下の式（３）に示され
ているようにシステムから排出される結果的な消費され
た溶液であるリン酸ナトリウムはまた安価な大量生産さ
れる塩である。これら３つの化学物質は現在の化学工業
において多くの種々の目的に非常に大量に使用されてい
る。各化学物質は低いバルク価格で販売されている。し
たがって、新しいおよび消費された電解質は基本的な化
学工場の現在市場で取り引きされることが可能である。
容器が新しい電解質で充填されたとき、これらの電解質
はいくつかの方法で生成されることができる。最初に、
ある安価で現在大量に生産される酸、塩基および塩は非
常に大量に化学工業において使用されている。リン酸お
よび水酸化ナトリウムは安価であり、大量生産される好
ましい酸、塩基対の例である。以下の式（３）に示され
ているようにシステムから排出される結果的な消費され
た溶液であるリン酸ナトリウムはまた安価な大量生産さ
れる塩である。これら３つの化学物質は現在の化学工業
において多くの種々の目的に非常に大量に使用されてい
る。各化学物質は低いバルク価格で販売されている。し
たがって、新しいおよび消費された電解質は基本的な化
学工場の現在市場で取り引きされることが可能である。
【００１０】新しい電解質の第２のソースは、電気的な
有用グリッドの非ピーク時間での固定パワーセルにおけ
る新しい酸および塩基への消費塩の電気的な再充電であ
る。これらの固定パワーセルは電気自動車セルに非常に
類似している。しかしながら、１つの利点は２つの電力
システムが使用された場合、電気自動車パワーセルは電
力の放電に対して設計および費用において最適化される
ことが可能であり、固定パワーセルは再充電に対して設
計および費用において最適化されることができることで
ある。
有用グリッドの非ピーク時間での固定パワーセルにおけ
る新しい酸および塩基への消費塩の電気的な再充電であ
る。これらの固定パワーセルは電気自動車セルに非常に
類似している。しかしながら、１つの利点は２つの電力
システムが使用された場合、電気自動車パワーセルは電
力の放電に対して設計および費用において最適化される
ことが可能であり、固定パワーセルは再充電に対して設
計および費用において最適化されることができることで
ある。
【００１１】本発明の上記および多数の別の特徴および
付加的な利点は以下の詳細な説明および添付図面を参照
することによってさらに良く理解されるであろう。
付加的な利点は以下の詳細な説明および添付図面を参照
することによってさらに良く理解されるであろう。
【００１２】
【実施例】図１において、本発明による好ましい実施例
の電力システムが概略的に示されている。電力システム
は特に電気自動車の駆動連結部で使用される電気モータ
に給電するための使用に良好に適する。パワーセルの電
力密度は自動車に十分な加速を与えるのに十分であり、
本発明による外部電解質容器の使用は自動車に十分な範
囲を提供するのに必要なエネルギ密度を提供する。
の電力システムが概略的に示されている。電力システム
は特に電気自動車の駆動連結部で使用される電気モータ
に給電するための使用に良好に適する。パワーセルの電
力密度は自動車に十分な加速を与えるのに十分であり、
本発明による外部電解質容器の使用は自動車に十分な範
囲を提供するのに必要なエネルギ密度を提供する。
【００１３】本発明による電力システムは特に電気自動
車の給電時の使用に対して設計されているが、当業者は
比較的高い電力密度および比較的高いエネルギ密度を有
する再充電可能な電力システムが必要とされる任意の状
況においてこの電力システムが有効なことを理解するで
あろう。したがって、電力システムは電気自動車駆動連
結部の一部分として使用される電気モータに関連した使
用に限定されず、それはまた高い電力出力が長時間にわ
たって要求される広範囲の適用において使用されてもよ
い。
車の給電時の使用に対して設計されているが、当業者は
比較的高い電力密度および比較的高いエネルギ密度を有
する再充電可能な電力システムが必要とされる任意の状
況においてこの電力システムが有効なことを理解するで
あろう。したがって、電力システムは電気自動車駆動連
結部の一部分として使用される電気モータに関連した使
用に限定されず、それはまた高い電力出力が長時間にわ
たって要求される広範囲の適用において使用されてもよ
い。
【００１４】図１を参照すると、電力システムは酸電解
質容器10および塩基電解質容器12を含む。酸電解質容器
10および塩基電解質容器12の両者はパワーセル14の外側
に配置されている。それらの各容器10および12に蓄積さ
れた酸電解質および塩基電解質は、電解質対とそれらの
共通した塩との濃縮された水溶液が約 0乃至 100℃付近
の融点を有し、約１ボルトのセル電圧を供給するのに十
分な酸および塩基強度を有する任意の電解質対であるこ
とができる。この電圧は、通常約 100℃の温度で13の付
近のＰｈ差に対して得られることが可能である。本発明
によると、約 8乃至26のｐＨ差を持つ酸および塩基が使
用される。一般に、酸電解質はブロンステッド（Bronst
ed）酸であり、塩基電解質はブロンステッド塩基であ
る。“ブロンステッド酸”という用語はここにおいて陽
子を放出する傾向を特徴とする酸を意味し、“ブロンス
テッド塩基”という用語は陽子を受取る傾向を特徴とす
る塩基を意味する。このような酸電解質・塩基電解質対
はそれに限定されるものではないが、以下に示されたも
のを含む： １．リン酸−水酸化ナトリウム、カリウムまたはリチウ
ム ２．硫酸−水酸化ナトリウム、カリウムまたはリチウム ３．メタンスルホン酸−水酸化ナトリウムまたはカリウ
ム ４．トリフルオラメタンスルホン酸−二塩基性アンムニ
ウムオルソリン酸塩 ５．弗化硼素酸−水酸化ナトリウム ６．トリフルオロメタンスルホン酸−水酸化ナトリウ
ム、リチウムまたはカリウム ７．メタンスルホン酸−第３オルソリン酸ナトリウム ８．トリフルオロメタンスルホン酸−エチルアミン ９．トリフルオロメタンスルホン酸−アンモニア いくつかの場合において、酸の混合物および、または塩
基の混合物を使用することが有効である。例えば、酸電
解質を形成するためにリン酸および硫酸を混合すること
によって、或いは塩基電解質を形成するために水酸化ナ
トリウムおよび水酸化カリウムを混合することによって
利点が得られる。ここで使用されている用語“酸電解
質”および“塩基電解質”にはこのような混合物が含ま
れる。
質容器10および塩基電解質容器12を含む。酸電解質容器
10および塩基電解質容器12の両者はパワーセル14の外側
に配置されている。それらの各容器10および12に蓄積さ
れた酸電解質および塩基電解質は、電解質対とそれらの
共通した塩との濃縮された水溶液が約 0乃至 100℃付近
の融点を有し、約１ボルトのセル電圧を供給するのに十
分な酸および塩基強度を有する任意の電解質対であるこ
とができる。この電圧は、通常約 100℃の温度で13の付
近のＰｈ差に対して得られることが可能である。本発明
によると、約 8乃至26のｐＨ差を持つ酸および塩基が使
用される。一般に、酸電解質はブロンステッド（Bronst
ed）酸であり、塩基電解質はブロンステッド塩基であ
る。“ブロンステッド酸”という用語はここにおいて陽
子を放出する傾向を特徴とする酸を意味し、“ブロンス
テッド塩基”という用語は陽子を受取る傾向を特徴とす
る塩基を意味する。このような酸電解質・塩基電解質対
はそれに限定されるものではないが、以下に示されたも
のを含む： １．リン酸−水酸化ナトリウム、カリウムまたはリチウ
ム ２．硫酸−水酸化ナトリウム、カリウムまたはリチウム ３．メタンスルホン酸−水酸化ナトリウムまたはカリウ
ム ４．トリフルオラメタンスルホン酸−二塩基性アンムニ
ウムオルソリン酸塩 ５．弗化硼素酸−水酸化ナトリウム ６．トリフルオロメタンスルホン酸−水酸化ナトリウ
ム、リチウムまたはカリウム ７．メタンスルホン酸−第３オルソリン酸ナトリウム ８．トリフルオロメタンスルホン酸−エチルアミン ９．トリフルオロメタンスルホン酸−アンモニア いくつかの場合において、酸の混合物および、または塩
基の混合物を使用することが有効である。例えば、酸電
解質を形成するためにリン酸および硫酸を混合すること
によって、或いは塩基電解質を形成するために水酸化ナ
トリウムおよび水酸化カリウムを混合することによって
利点が得られる。ここで使用されている用語“酸電解
質”および“塩基電解質”にはこのような混合物が含ま
れる。
【００１５】これらの対は、酸および塩基反応生成物の
微分ｐＨおよび熱再生能力において熱電気化学システム
の動作に対する酸・塩基対と異なっている。これらの酸
・塩基対は約８より上の微分ｐＨを有し、実際に動作さ
れる上限再生温度および条件下において熱的に再生不可
能である。上記のリストの対のいくつかは低い温度での
み安定している。例えば、水素は50℃より上の温度で硫
酸を還元すると予測される。
微分ｐＨおよび熱再生能力において熱電気化学システム
の動作に対する酸・塩基対と異なっている。これらの酸
・塩基対は約８より上の微分ｐＨを有し、実際に動作さ
れる上限再生温度および条件下において熱的に再生不可
能である。上記のリストの対のいくつかは低い温度での
み安定している。例えば、水素は50℃より上の温度で硫
酸を還元すると予測される。
【００１６】一般に酸および塩基電解質が電気を発生す
るために使用される熱電気化学システムの動作は、米国
特許第4,738,904 号明細書および第4,810,596 号明細書
に詳細に記載されており、両特許は本出願人によって所
有されている。これら２つの特許明細書の内容はこの明
細書において他の特許および参考文献と共に参照されて
いる。
るために使用される熱電気化学システムの動作は、米国
特許第4,738,904 号明細書および第4,810,596 号明細書
に詳細に記載されており、両特許は本出願人によって所
有されている。これら２つの特許明細書の内容はこの明
細書において他の特許および参考文献と共に参照されて
いる。
【００１７】全ての酸・塩基対の反応は、リン酸−水酸
化ナトリウムの例によって代表される。電極における電
気化学反応は、以下の式（１）および（２）で示され
る。陰極において： Ｈ3 ＰＯ4 ＋Ｎａ+ ＋Ｈ2 Ｏ＋ｅ- → １／２Ｈ2 ＋ＮａＨ2 ＰＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ （１） 陰極で生成されたＨ2 は、それが消費される陽極に循環
される。陽極では： ＯＨ- ＋１／２Ｈ2 → Ｈ2 Ｏ＋ｅ- （２） 以下の式（３）に示された純粋な反応は酸および塩基が
反応して塩を生成することを示す： Ｈ3 ＰＯ4 ＋ＮａＯＨ → ＮａＨ2 ＰＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ （３） したがって、一般に陰極において水素イオンは消費さ
れ、水素ガスまたはその他の還元された粒子が生成され
る。一方陽極において水素イオンまたはその他の酸化さ
れた粒子が生成される。
化ナトリウムの例によって代表される。電極における電
気化学反応は、以下の式（１）および（２）で示され
る。陰極において： Ｈ3 ＰＯ4 ＋Ｎａ+ ＋Ｈ2 Ｏ＋ｅ- → １／２Ｈ2 ＋ＮａＨ2 ＰＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ （１） 陰極で生成されたＨ2 は、それが消費される陽極に循環
される。陽極では： ＯＨ- ＋１／２Ｈ2 → Ｈ2 Ｏ＋ｅ- （２） 以下の式（３）に示された純粋な反応は酸および塩基が
反応して塩を生成することを示す： Ｈ3 ＰＯ4 ＋ＮａＯＨ → ＮａＨ2 ＰＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ （３） したがって、一般に陰極において水素イオンは消費さ
れ、水素ガスまたはその他の還元された粒子が生成され
る。一方陽極において水素イオンまたはその他の酸化さ
れた粒子が生成される。
【００１８】酸は電極において高いＨ+ 濃度を提供す
る。陽極で生成されたＨ+ は、高濃度のＯＨ- と直ぐに
反応して水を形成することによって低く維持される。Ｈ
+ 濃度の差は２つの水素電極からセル電圧を提供する。
液体接合電位からの電圧損失は僅かである。これらの水
素電極は、典型的な燃料電池において使用されるものと
同じタイプである。このような電極は、例えばマサチュ
ーセッツ州、ウォルサムのＧＩＮＥＲ社等の種々の会社
から入手可能である。２つの電極間の分離装置は、デラ
ウェア州ウィルミントンのデュポン社によって提供され
るナフィオン（Nafion）またはニューヨーク州Ｈauppau
geのＲＡＩリサーチ社によって提供されるレイパー（Ra
ipore ）隔膜等の陽イオン交換隔膜であることが好まし
い。陽イオン隔膜は、塩基側でなく酸側に塩を集中さ
せ、ここにおいてそれはかなり溶解困難である。十分な
リン酸陰イオンが隔膜を通って浸透して塩基側に沈殿す
る前に閉システムが約２年間再充電可能であったことを
示すデータが得られている。もちろん、それが再充電さ
れる代りに補給される時に、水溶液は完全に排出され、
新しい液体と置換され、塩基側の塩の堆積は僅かであ
る。本発明における使用に適した別の電極は、それらの
反応の一部分として水素イオンを含む電極を含む。
る。陽極で生成されたＨ+ は、高濃度のＯＨ- と直ぐに
反応して水を形成することによって低く維持される。Ｈ
+ 濃度の差は２つの水素電極からセル電圧を提供する。
液体接合電位からの電圧損失は僅かである。これらの水
素電極は、典型的な燃料電池において使用されるものと
同じタイプである。このような電極は、例えばマサチュ
ーセッツ州、ウォルサムのＧＩＮＥＲ社等の種々の会社
から入手可能である。２つの電極間の分離装置は、デラ
ウェア州ウィルミントンのデュポン社によって提供され
るナフィオン（Nafion）またはニューヨーク州Ｈauppau
geのＲＡＩリサーチ社によって提供されるレイパー（Ra
ipore ）隔膜等の陽イオン交換隔膜であることが好まし
い。陽イオン隔膜は、塩基側でなく酸側に塩を集中さ
せ、ここにおいてそれはかなり溶解困難である。十分な
リン酸陰イオンが隔膜を通って浸透して塩基側に沈殿す
る前に閉システムが約２年間再充電可能であったことを
示すデータが得られている。もちろん、それが再充電さ
れる代りに補給される時に、水溶液は完全に排出され、
新しい液体と置換され、塩基側の塩の堆積は僅かであ
る。本発明における使用に適した別の電極は、それらの
反応の一部分として水素イオンを含む電極を含む。
【００１９】本発明と同様のモードで使用される燃料電
池タイプの水素電極は、14年来知られており、特性を劣
化させずに10,000以上の深い放電サイクルを達成してい
る。システムの他の部分は２つの通常のタイプのポンプ
を除いて受動的であるため、このシステムはまた電気自
動車寿命に対して考えられる別のバッテリィの短い寿命
に比較して長い寿命を有すると考えられる。２つの液体
の差圧力は１平方インチ当り数ポンド（ｐｓｉ）に維持
されることができなければならない。計算上ではポンプ
圧力降下が約２ｐｓｉ（14キロパスカル）に過ぎないこ
とが示されている。燃料電池電極の疎水性の孔構造中へ
の液体の浸透圧は、計算された圧力降下より十分に上の
13ｐｓｉ（190kPa）で測定されている。
池タイプの水素電極は、14年来知られており、特性を劣
化させずに10,000以上の深い放電サイクルを達成してい
る。システムの他の部分は２つの通常のタイプのポンプ
を除いて受動的であるため、このシステムはまた電気自
動車寿命に対して考えられる別のバッテリィの短い寿命
に比較して長い寿命を有すると考えられる。２つの液体
の差圧力は１平方インチ当り数ポンド（ｐｓｉ）に維持
されることができなければならない。計算上ではポンプ
圧力降下が約２ｐｓｉ（14キロパスカル）に過ぎないこ
とが示されている。燃料電池電極の疎水性の孔構造中へ
の液体の浸透圧は、計算された圧力降下より十分に上の
13ｐｓｉ（190kPa）で測定されている。
【００２０】パワーシステムの動作中、容器10中の酸電
解質はポンプ16によってライン18を通して濃度パワーセ
ル14中にポンプで送られる。同時に、容器12からの塩基
電解質はセル14中にライン28を介してポンプ22によって
ポンプで送られる。酸および塩基は、電気自動車モータ
24に供給される電力を形成するためにセル14を多数の通
過している各期間中に部分的に消費される。水素ガスは
酸側で発生され、ライン26、30、34および39を通ってそ
れが消費される塩基側に再循環される。部分的に消費さ
れた酸溶液はセルからライン26を通って除去される。部
分的に消費された塩基溶液は濃度流動セルからライン20
を通って除去される。溶液レベル11および13より上のス
ペースおよびライン30乃至40は全て水素で充填される。
ライン26中の酸溶液および水素は、酸電解質容器におい
て互いに容易に分離される。
解質はポンプ16によってライン18を通して濃度パワーセ
ル14中にポンプで送られる。同時に、容器12からの塩基
電解質はセル14中にライン28を介してポンプ22によって
ポンプで送られる。酸および塩基は、電気自動車モータ
24に供給される電力を形成するためにセル14を多数の通
過している各期間中に部分的に消費される。水素ガスは
酸側で発生され、ライン26、30、34および39を通ってそ
れが消費される塩基側に再循環される。部分的に消費さ
れた酸溶液はセルからライン26を通って除去される。部
分的に消費された塩基溶液は濃度流動セルからライン20
を通って除去される。溶液レベル11および13より上のス
ペースおよびライン30乃至40は全て水素で充填される。
ライン26中の酸溶液および水素は、酸電解質容器におい
て互いに容易に分離される。
【００２１】酸および水素ガスのこの混合物は図２に示
されたセル設計に対して特有であり、以下において説明
する。バルブ41はライン30乃至40内における水素の最初
の付加のために設けられている。圧力ゲージ44は、酸、
塩基および水素ラインにおいて等しい圧力を監視するた
めに設けられている。
されたセル設計に対して特有であり、以下において説明
する。バルブ41はライン30乃至40内における水素の最初
の付加のために設けられている。圧力ゲージ44は、酸、
塩基および水素ラインにおいて等しい圧力を監視するた
めに設けられている。
【００２２】バルブ70および72は、酸および塩基容器を
充填または空にするために使用される。バルブ42は、シ
ステム内を最初に真空に排気するために使用される。酸
および塩基ライン26および20は、上記の式（３）によっ
て定められたように溶液が完全に消費されるまで連続的
な循環のためにそれらの各容器に部分的に消費された酸
および塩基を戻す。ライン39は図２中のチャンネル50へ
の水素アクセスラインであり、ライン39はまた陽極チャ
ンネル80へのアクセスラインとして機能し、一方ライン
40は図４に示されたセル設計における酸陰極チャンネル
81への水素アクセスラインとして機能する。アクセスラ
イン40は、図２および３に示されたセル設計において不
要である。図３のセル設計に対して、チャンネル58およ
び56への各ライン39およびライン40は、以下説明するよ
うに水素が隔膜を通って直接移動されるため任意選択的
である。
充填または空にするために使用される。バルブ42は、シ
ステム内を最初に真空に排気するために使用される。酸
および塩基ライン26および20は、上記の式（３）によっ
て定められたように溶液が完全に消費されるまで連続的
な循環のためにそれらの各容器に部分的に消費された酸
および塩基を戻す。ライン39は図２中のチャンネル50へ
の水素アクセスラインであり、ライン39はまた陽極チャ
ンネル80へのアクセスラインとして機能し、一方ライン
40は図４に示されたセル設計における酸陰極チャンネル
81への水素アクセスラインとして機能する。アクセスラ
イン40は、図２および３に示されたセル設計において不
要である。図３のセル設計に対して、チャンネル58およ
び56への各ライン39およびライン40は、以下説明するよ
うに水素が隔膜を通って直接移動されるため任意選択的
である。
【００２３】図２に示されたセル設計は、水素が充電時
にセルの酸側に供給されなければならないため放電セル
としてのみ使用される。しかしながら、流れが切替えら
れて、ポンプ22がライン18を通して塩基をポンプで送
り、ポンプ16がライン28を通して酸をポンプで送る場
合、充電および放電の両者に対して図２の設計が使用さ
れることができる。酸および塩基の混合物が過度の熱を
生成するため、流れを切替える前にセルを完全に排出す
るのに注意が払われなければならない。この問題は図３
および４に示されたセル設計にはなく、充電装置を結合
するだけで何等システム機能を変えずに再充電が行なわ
れることができる。これは、通常のバッテリィシステム
の単なる充電に類似している。
にセルの酸側に供給されなければならないため放電セル
としてのみ使用される。しかしながら、流れが切替えら
れて、ポンプ22がライン18を通して塩基をポンプで送
り、ポンプ16がライン28を通して酸をポンプで送る場
合、充電および放電の両者に対して図２の設計が使用さ
れることができる。酸および塩基の混合物が過度の熱を
生成するため、流れを切替える前にセルを完全に排出す
るのに注意が払われなければならない。この問題は図３
および４に示されたセル設計にはなく、充電装置を結合
するだけで何等システム機能を変えずに再充電が行なわ
れることができる。これは、通常のバッテリィシステム
の単なる充電に類似している。
【００２４】図４のセル設計に対して、パイポーラスタ
ック中に多数のセルを配置した場合、陰極電極84および
電流収集スクリーン91は次のセルの陽極82上に接触し、
水素はガス間隔81を横切って陽極に移動されることが重
要である。厳密に述べると、スタック中の２つの端部セ
ルだけがライン39、34および40に接続するために必要と
される。しかしながら、全てのチャンネル80および81を
同じ水素圧に平衡状態に維持しておくために小さい単一
のマニフォールドを通して接続された全ての水素ガスチ
ャンネルを残すことが有効である。セルスタックの各セ
ルにおいて水素チャンネルを共通のマニフォールドに接
続する代わりの方法は以下の通りである：時々消費され
た電解質を再充電するかまたは排出する前に、パワーセ
ルは排出され、非常に小さい水素蓄積シリンダから水素
で再充填される。システムからの遅い水素漏洩は避けら
れず、このような水素の補給は時々必要である。このよ
うな水素補給方法は、図３および図４に示された両セル
設計に適用可能である。大きいシステムにおいて、多数
の酸および塩基蓄積タンクが使用されると考えられる。
このような放電中、隔膜を通る水およびＮａ+ の移動の
ために塩基溶液量は減少し、消費された酸溶液量は増加
すし、３つの選択が有効である： ａ．予備のタンクは消費された酸のために設けられる； ｂ．多数の酸および塩基タンクが使用され、塩基タンク
が空になると、それは酸循環ライン中に自動的にバルブ
で供給される； ｃ．蓄積タンクは、水が酸から塩基にライン34を通って
蒸留されるように温度差に維持されるか、或いは温度差
によってその隔膜移動を遅くされる。
ック中に多数のセルを配置した場合、陰極電極84および
電流収集スクリーン91は次のセルの陽極82上に接触し、
水素はガス間隔81を横切って陽極に移動されることが重
要である。厳密に述べると、スタック中の２つの端部セ
ルだけがライン39、34および40に接続するために必要と
される。しかしながら、全てのチャンネル80および81を
同じ水素圧に平衡状態に維持しておくために小さい単一
のマニフォールドを通して接続された全ての水素ガスチ
ャンネルを残すことが有効である。セルスタックの各セ
ルにおいて水素チャンネルを共通のマニフォールドに接
続する代わりの方法は以下の通りである：時々消費され
た電解質を再充電するかまたは排出する前に、パワーセ
ルは排出され、非常に小さい水素蓄積シリンダから水素
で再充填される。システムからの遅い水素漏洩は避けら
れず、このような水素の補給は時々必要である。このよ
うな水素補給方法は、図３および図４に示された両セル
設計に適用可能である。大きいシステムにおいて、多数
の酸および塩基蓄積タンクが使用されると考えられる。
このような放電中、隔膜を通る水およびＮａ+ の移動の
ために塩基溶液量は減少し、消費された酸溶液量は増加
すし、３つの選択が有効である： ａ．予備のタンクは消費された酸のために設けられる； ｂ．多数の酸および塩基タンクが使用され、塩基タンク
が空になると、それは酸循環ライン中に自動的にバルブ
で供給される； ｃ．蓄積タンクは、水が酸から塩基にライン34を通って
蒸留されるように温度差に維持されるか、或いは温度差
によってその隔膜移動を遅くされる。
【００２５】別の方法（ｃ）は、本発明の別の有効な特
徴がこのシステムに対する簡単化された熱管理であるた
め好ましい。緊密にスタックされた高電力密度のバッテ
リィの熱管理は重大な問題である。流体がパワーセルと
の間でポンプで移送され、パワーセルが約 110乃至120
℃で最も効率的に動作されることは特に有効である。流
体はパワーセルスタックから容器蓄積タンクへ熱を移動
する。これらのタンクの外側領域は、タンク表面の空気
冷却を与える等によって熱放散のために使用されること
ができる。したがって、塩基タンクにおける水の保存を
促進するために酸タンクを塩基タンクよりも少し高い温
度に維持することが可能になる。充電時、温度差は、ナ
トリウムイオンおよび水が酸から塩基に移動したときに
反転されることができる。隔膜を通って移動する水の相
対的な量は、使用される隔膜のタイプおよびその他の物
理的な要因に高度に依存している。したがって、上記の
両方法（ｂ）および（ｃ）がシステム特性を最大にし、
余分の蓄積タンク量を最小にするために一緒に使用され
ることは好ましい例示的条件である。
徴がこのシステムに対する簡単化された熱管理であるた
め好ましい。緊密にスタックされた高電力密度のバッテ
リィの熱管理は重大な問題である。流体がパワーセルと
の間でポンプで移送され、パワーセルが約 110乃至120
℃で最も効率的に動作されることは特に有効である。流
体はパワーセルスタックから容器蓄積タンクへ熱を移動
する。これらのタンクの外側領域は、タンク表面の空気
冷却を与える等によって熱放散のために使用されること
ができる。したがって、塩基タンクにおける水の保存を
促進するために酸タンクを塩基タンクよりも少し高い温
度に維持することが可能になる。充電時、温度差は、ナ
トリウムイオンおよび水が酸から塩基に移動したときに
反転されることができる。隔膜を通って移動する水の相
対的な量は、使用される隔膜のタイプおよびその他の物
理的な要因に高度に依存している。したがって、上記の
両方法（ｂ）および（ｃ）がシステム特性を最大にし、
余分の蓄積タンク量を最小にするために一緒に使用され
ることは好ましい例示的条件である。
【００２６】図２を参照すると、セル14のさらに詳細な
概略図が与えられている。セル14は図１中のライン18か
らの酸電解質が導入される酸電解質チャンネル46を含
む。塩基電解質がライン28から導入されるチャンネルは
48で示されている。ライン34で再循環される水素がセル
中に通過する水素チャンネルは50で示されている。水素
チャンネル50および塩基チャンネル48はセル陽極52によ
って分離されている。セル用の陰極は54に配置されてい
る。陰極は、陽イオン交換隔膜56によって塩基電解質か
ら分離されている。セルの端部プレートおよび電流導体
は、58および60で示されている。電流収集スクリーン59
および61は、端部プレート58および60から外部電流導線
に陽極52および陰極54を電気的に接続する。
概略図が与えられている。セル14は図１中のライン18か
らの酸電解質が導入される酸電解質チャンネル46を含
む。塩基電解質がライン28から導入されるチャンネルは
48で示されている。ライン34で再循環される水素がセル
中に通過する水素チャンネルは50で示されている。水素
チャンネル50および塩基チャンネル48はセル陽極52によ
って分離されている。セル用の陰極は54に配置されてい
る。陰極は、陽イオン交換隔膜56によって塩基電解質か
ら分離されている。セルの端部プレートおよび電流導体
は、58および60で示されている。電流収集スクリーン59
および61は、端部プレート58および60から外部電流導線
に陽極52および陰極54を電気的に接続する。
【００２７】塩基電解質および酸電解質が陽イオン交換
隔膜56を介して結合する純粋なセル反応の詳細は、上記
の式（１）、（２）および（３）によって説明される。
酸電解質と塩基電解質との間の電気化学反応の結果は、
システムから外部回路を通って電気モータ24に除去され
る陽極52と陰極54との間における電力の発生である。
隔膜56を介して結合する純粋なセル反応の詳細は、上記
の式（１）、（２）および（３）によって説明される。
酸電解質と塩基電解質との間の電気化学反応の結果は、
システムから外部回路を通って電気モータ24に除去され
る陽極52と陰極54との間における電力の発生である。
【００２８】チャンネル48中の消費された塩基電解質溶
液は除去され、矢印62によって示されたように塩基容器
に再循環される。セル反応中に発生された消費された酸
電解質溶液は、矢印64によって示されたようにチャンネ
ル46から除去される。それは酸容器にライン26を通して
復帰される。チャンネル46において発生された水素ガス
はまたライン26を通る水素循環ライン34への移動のため
に矢印64によって示されるようにセルから除去される。
液は除去され、矢印62によって示されたように塩基容器
に再循環される。セル反応中に発生された消費された酸
電解質溶液は、矢印64によって示されたようにチャンネ
ル46から除去される。それは酸容器にライン26を通して
復帰される。チャンネル46において発生された水素ガス
はまたライン26を通る水素循環ライン34への移動のため
に矢印64によって示されるようにセルから除去される。
【００２９】本発明の特定の特徴として、セル14は酸お
よび塩基電解質がセル中に導入される限り電気を発生す
るように動作される。したがって、システムのエネルギ
密度はセルの寸法に比較して酸容器10および塩基容器12
の寸法によって支配される。酸および塩基容器10および
12は、特定の自動車に対して要求される制限内において
できるだけ大きく形成されることが好ましい。リン酸等
の45ガロン程度の酸電解質の酸容器は、小さいバンに対
して水酸化ナトリウム等の塩基電解質の45ガロン程度の
容量を有する塩基電解質容器と組合わせられて使用され
てもよい。このようなバンに対して、全体的なエネルギ
密度は１キログラム当り約95ワット・時間（ｗｈ／ｋ
ｇ）であり、約 200マイルの走行距離を有していなけれ
ばならない。
よび塩基電解質がセル中に導入される限り電気を発生す
るように動作される。したがって、システムのエネルギ
密度はセルの寸法に比較して酸容器10および塩基容器12
の寸法によって支配される。酸および塩基容器10および
12は、特定の自動車に対して要求される制限内において
できるだけ大きく形成されることが好ましい。リン酸等
の45ガロン程度の酸電解質の酸容器は、小さいバンに対
して水酸化ナトリウム等の塩基電解質の45ガロン程度の
容量を有する塩基電解質容器と組合わせられて使用され
てもよい。このようなバンに対して、全体的なエネルギ
密度は１キログラム当り約95ワット・時間（ｗｈ／ｋ
ｇ）であり、約 200マイルの走行距離を有していなけれ
ばならない。
【００３０】実験において、酸および塩基溶液は図１に
示されたようなそれらの各酸および塩基電解質容器に再
循環することによってＮａＨ2 ＰＯ4 への91％の放電の
深さを通してそれらのエネルギの91％を保存することが
証明されている。これは最大開始酸および塩基電解質負
荷を自動車に提供する。全ての電解質が完全に使用され
たとき、酸および塩基容器はそれらの各消費された溶液
で満たされている。この時点でシステムは再充電されな
ければならない。酸容器10に関して、バルブ70は容器10
から消費された酸溶液を排出するために設けられてい
る。消費された酸溶液の除去後、容器10はバルブ70を通
して新しい酸電解質で充填される。塩基容器に対する過
程は同じである。消費された塩基溶液はバルブ72を通し
て容器12から除去され、続いて容器12が同じバルブ72を
通って新しい塩基電解質で充填される。好ましい酸電解
質・塩基電解質の組合せは、開始液体が約 200ドルに過
ぎない費用のためにリン酸および水酸化ナトリウムであ
る。
示されたようなそれらの各酸および塩基電解質容器に再
循環することによってＮａＨ2 ＰＯ4 への91％の放電の
深さを通してそれらのエネルギの91％を保存することが
証明されている。これは最大開始酸および塩基電解質負
荷を自動車に提供する。全ての電解質が完全に使用され
たとき、酸および塩基容器はそれらの各消費された溶液
で満たされている。この時点でシステムは再充電されな
ければならない。酸容器10に関して、バルブ70は容器10
から消費された酸溶液を排出するために設けられてい
る。消費された酸溶液の除去後、容器10はバルブ70を通
して新しい酸電解質で充填される。塩基容器に対する過
程は同じである。消費された塩基溶液はバルブ72を通し
て容器12から除去され、続いて容器12が同じバルブ72を
通って新しい塩基電解質で充填される。好ましい酸電解
質・塩基電解質の組合せは、開始液体が約 200ドルに過
ぎない費用のためにリン酸および水酸化ナトリウムであ
る。
【００３１】好ましい１実施例において、消費された酸
および塩基溶液はシステムから除去され、パワーシステ
ムにおいて再利用されることができる酸および塩基電解
質にそれらを変換して戻すように分離した充電装置にお
いて後で再充電される。この実施例において、外部タン
クから排出し、排出が生じている間でも新しい電解質で
それを充填することによってシステムを迅速に補給する
ことが可能である。その代わりとして、元の位置でパワ
ーシステムを再充電することができる。この再充電シス
テムは電極反応を反転し、元の酸および塩基電解質を再
生する。
および塩基溶液はシステムから除去され、パワーシステ
ムにおいて再利用されることができる酸および塩基電解
質にそれらを変換して戻すように分離した充電装置にお
いて後で再充電される。この実施例において、外部タン
クから排出し、排出が生じている間でも新しい電解質で
それを充填することによってシステムを迅速に補給する
ことが可能である。その代わりとして、元の位置でパワ
ーシステムを再充電することができる。この再充電シス
テムは電極反応を反転し、元の酸および塩基電解質を再
生する。
【００３２】前に論じられたように、元の位置で再充電
可能ないくつかのセル設計が存在しているが、放電およ
び再充電の両者に最適な設計は図３に示されている。放
電時、酸電解質はチャンネル56においてタンク10からパ
ワーセルに入り、チャンネル74でタンク10に戻る。同様
に、塩基電解質は58でタンク12からセルに入り、セル出
口73からタンク12に戻る。燃料電池電極52または82およ
び84の分離構造は避けられる。その代わりとして、電極
63および64はすでに開発された技術の固体ポリマー電解
質燃料電池において使用されたものと本質的に同じ構造
を生成するように陽イオン隔膜66に直接結合され、例え
ばバラードパワーシステム社（North Vancouver ，Brit
ish Columbia，Canada）から販売されている。主な差
は、非常に小さい疎水性の孔62が陽イオン隔膜中に意図
的に導入されることである。このようにして陰極で生成
された水素ガスは、出口ライン26および34並びに分離燃
料電池電極構造52を必要とせずに直接陽極に送られるこ
とができる。この設計は安価であり、セルインピーダン
スが低く、したがってその他の設計より電力密度が高
い。それが米国特許第 4,865,925号明細書において展開
され詳細に記載された設計であり、この特許は本出願人
によって所有されている。水素圧力における１ｐｓｉ
（７ｋＰａ）の降下は、 800ｍＡ／ｃｍ2 の電流に等し
い約 0.1ミクロンの孔を通るＨ2 の流れを生じさせる。
隔膜における約１％のボイド率の孔密度はこのような電
流密度を維持するのに十分である。この電流密度は、最
初に説明された95ｗｈ／ｋｇのエネルギを提供するのに
必要とされるものを越えて電力密度を生成するのに十分
である。
可能ないくつかのセル設計が存在しているが、放電およ
び再充電の両者に最適な設計は図３に示されている。放
電時、酸電解質はチャンネル56においてタンク10からパ
ワーセルに入り、チャンネル74でタンク10に戻る。同様
に、塩基電解質は58でタンク12からセルに入り、セル出
口73からタンク12に戻る。燃料電池電極52または82およ
び84の分離構造は避けられる。その代わりとして、電極
63および64はすでに開発された技術の固体ポリマー電解
質燃料電池において使用されたものと本質的に同じ構造
を生成するように陽イオン隔膜66に直接結合され、例え
ばバラードパワーシステム社（North Vancouver ，Brit
ish Columbia，Canada）から販売されている。主な差
は、非常に小さい疎水性の孔62が陽イオン隔膜中に意図
的に導入されることである。このようにして陰極で生成
された水素ガスは、出口ライン26および34並びに分離燃
料電池電極構造52を必要とせずに直接陽極に送られるこ
とができる。この設計は安価であり、セルインピーダン
スが低く、したがってその他の設計より電力密度が高
い。それが米国特許第 4,865,925号明細書において展開
され詳細に記載された設計であり、この特許は本出願人
によって所有されている。水素圧力における１ｐｓｉ
（７ｋＰａ）の降下は、 800ｍＡ／ｃｍ2 の電流に等し
い約 0.1ミクロンの孔を通るＨ2 の流れを生じさせる。
隔膜における約１％のボイド率の孔密度はこのような電
流密度を維持するのに十分である。この電流密度は、最
初に説明された95ｗｈ／ｋｇのエネルギを提供するのに
必要とされるものを越えて電力密度を生成するのに十分
である。
【００３３】再充電は任意のバッテリィに対して同じで
ある。すなわちセル中の電流が反転される。電極63およ
び64は、Ｈ2 が電極63，64から孔62を通って流れ、それ
によって式（１）および（２）の反応を逆にすることに
より各酸および塩基電解質容器10および12を補給するよ
うに端部プレート68および71並びに電流収集スクリーン
69および72を通して充電装置の負および正の端子にそれ
ぞれそれぞれ接続される。ポンプ16および22は前と同じ
方向において動作し、酸および塩基が補給されて元の強
度および組成になるまで循環が連続する。
ある。すなわちセル中の電流が反転される。電極63およ
び64は、Ｈ2 が電極63，64から孔62を通って流れ、それ
によって式（１）および（２）の反応を逆にすることに
より各酸および塩基電解質容器10および12を補給するよ
うに端部プレート68および71並びに電流収集スクリーン
69および72を通して充電装置の負および正の端子にそれ
ぞれそれぞれ接続される。ポンプ16および22は前と同じ
方向において動作し、酸および塩基が補給されて元の強
度および組成になるまで循環が連続する。
【００３４】上記のように、図４の設計は特にセルのパ
イポーラスタックに適切である。端部プレート88および
90の代りとして、反復した陰極84は反復した導電スクリ
ーン89および反復した陽極によって結合されている水素
チャンネル80に対して突出している。塩基入口78および
出口92は隔膜86、酸入口76および出口94と同様に反復し
ている。水素チャンネル81および導電スクリーン91はそ
れぞれ隣接したセル中の水素チャンネル80および導電ス
クリーン89の反復したユニットである。このセルは最も
高いｉＲ降下を有しているが、金属プレートがなく、電
流収集スクリーン数が減少されているため最小の重量を
持つ。
イポーラスタックに適切である。端部プレート88および
90の代りとして、反復した陰極84は反復した導電スクリ
ーン89および反復した陽極によって結合されている水素
チャンネル80に対して突出している。塩基入口78および
出口92は隔膜86、酸入口76および出口94と同様に反復し
ている。水素チャンネル81および導電スクリーン91はそ
れぞれ隣接したセル中の水素チャンネル80および導電ス
クリーン89の反復したユニットである。このセルは最も
高いｉＲ降下を有しているが、金属プレートがなく、電
流収集スクリーン数が減少されているため最小の重量を
持つ。
【００３５】リン酸・水酸化ナトリウムシステムを一例
として使用すると、充電実験は１モルのＮａＯＨに対し
て２モルの水の補給された塩基溶液の濃度率を提供し、
一方補給された酸に対して得られた組成率は１モルのＮ
ａＨ2 ＰＯ4 および１モルのＨ2 Ｏに対して３モルのＨ
3 ＰＯ4 であった。２層陽イオン交換隔膜、例えばデュ
ポン社（Wilmington,Delaware ）のナフィオン906 また
はＲＡＩ社（Hauppauge ，New York）のＲ1010／ＣＲＰ
-7が使用された。また特別な例の２層隔膜は、弱酸で高
濃度および、または高度に交差結合された陽イオン交換
隔膜ＣＲＰ-7等の隔膜を強酸のナフィオン陽イオン交換
隔膜材料の非常に薄い膜で被覆することによって形成さ
れることができる。
として使用すると、充電実験は１モルのＮａＯＨに対し
て２モルの水の補給された塩基溶液の濃度率を提供し、
一方補給された酸に対して得られた組成率は１モルのＮ
ａＨ2 ＰＯ4 および１モルのＨ2 Ｏに対して３モルのＨ
3 ＰＯ4 であった。２層陽イオン交換隔膜、例えばデュ
ポン社（Wilmington,Delaware ）のナフィオン906 また
はＲＡＩ社（Hauppauge ，New York）のＲ1010／ＣＲＰ
-7が使用された。また特別な例の２層隔膜は、弱酸で高
濃度および、または高度に交差結合された陽イオン交換
隔膜ＣＲＰ-7等の隔膜を強酸のナフィオン陽イオン交換
隔膜材料の非常に薄い膜で被覆することによって形成さ
れることができる。
【００３６】これらの同じ再生された溶液組成は、小さ
いバンに対する95ｗｈ／ｋｇの放電エネルギ密度を計算
する時に使用された。
いバンに対する95ｗｈ／ｋｇの放電エネルギ密度を計算
する時に使用された。
【００３７】図２のセルの陰極および図３のセル用の陰
極および陽極の場合のように自立した燃料電池電極構造
が使用されない場合、電極は固体ポリマー電解質燃料電
池技術に精通した者に良く知られている方法によって隔
膜に直接結合されている。しかしながら、特に図２およ
び３に示されたタイプのセル中の陰極特性を最適化する
ために、特別な二重多孔性の電極構造が使用され、それ
は隔膜のプラズマエッチングおよび後に濾過される陰極
中での亜鉛塵の使用を含んでいる。これらの技術は、米
国特許第07/839,521号明細書（1992年 2月21日出願）に
記載されている。
極および陽極の場合のように自立した燃料電池電極構造
が使用されない場合、電極は固体ポリマー電解質燃料電
池技術に精通した者に良く知られている方法によって隔
膜に直接結合されている。しかしながら、特に図２およ
び３に示されたタイプのセル中の陰極特性を最適化する
ために、特別な二重多孔性の電極構造が使用され、それ
は隔膜のプラズマエッチングおよび後に濾過される陰極
中での亜鉛塵の使用を含んでいる。これらの技術は、米
国特許第07/839,521号明細書（1992年 2月21日出願）に
記載されている。
【００３８】説明されてきた種々のセル設計は、全て同
じ温度および圧力条件下で動作する。最初に説明された
リン酸・水酸化ナトリウムシステムに対して、動作の温
度範囲はほぼ−20℃乃至＋120 ℃であり、電気自動車に
とって非常に好ましい範囲である。上記に説明された濃
縮溶液は少なくとも−20℃まで部分的に液体で残ってい
る。この液体範囲は、熱放散またはシステム冷却面とし
ての電解質容器蓄積タンクの一方または他方の使用に基
づく熱管理システムの別の重要な特性を生じさせる。シ
ステムの残りのものは、蓄積タンクだけが熱除去のため
に使用されるように熱的に分離されている。システムが
ある期間動作を停止された場合、それはゆっくり冷却
し、塩の部分的な沈澱が発生する。パワーセル中の液体
通路およびパワーセルと容器蓄積タンクとを接続するラ
インの詰まりを阻止するために、フィルタが冷却に使用
される任意のタンクに含まれている。システムが停止さ
れた場合、ポンプは凝固した塩が全てフィルタによって
捕捉されるようにある期間中遅い速度で動作し続ける。
残りの液体は実際にはエネルギを高められる。システム
が再度スタートされたとき、開始がシステムを放電する
か或は再充電するのためであっても、システムは加熱
し、塩が再度溶解する。
じ温度および圧力条件下で動作する。最初に説明された
リン酸・水酸化ナトリウムシステムに対して、動作の温
度範囲はほぼ−20℃乃至＋120 ℃であり、電気自動車に
とって非常に好ましい範囲である。上記に説明された濃
縮溶液は少なくとも−20℃まで部分的に液体で残ってい
る。この液体範囲は、熱放散またはシステム冷却面とし
ての電解質容器蓄積タンクの一方または他方の使用に基
づく熱管理システムの別の重要な特性を生じさせる。シ
ステムの残りのものは、蓄積タンクだけが熱除去のため
に使用されるように熱的に分離されている。システムが
ある期間動作を停止された場合、それはゆっくり冷却
し、塩の部分的な沈澱が発生する。パワーセル中の液体
通路およびパワーセルと容器蓄積タンクとを接続するラ
インの詰まりを阻止するために、フィルタが冷却に使用
される任意のタンクに含まれている。システムが停止さ
れた場合、ポンプは凝固した塩が全てフィルタによって
捕捉されるようにある期間中遅い速度で動作し続ける。
残りの液体は実際にはエネルギを高められる。システム
が再度スタートされたとき、開始がシステムを放電する
か或は再充電するのためであっても、システムは加熱
し、塩が再度溶解する。
【００３９】システム圧力は、水素圧力によって決定さ
れることが好ましい。この圧力は周辺圧力の少し上すな
わち15ｐｓｉａ（ 100ｋＰａ）乃至約50ｐｓｉａ（ 350
ｋＰａ）の範囲にわたって設定されることができる。
れることが好ましい。この圧力は周辺圧力の少し上すな
わち15ｐｓｉａ（ 100ｋＰａ）乃至約50ｐｓｉａ（ 350
ｋＰａ）の範囲にわたって設定されることができる。
【００４０】本発明の実施例を以下に示す。 ［例１］二重多孔性の陰極構造は、上記に示された方法
によってプラズマエッチングされたＲＡＩ社のＲ1010隔
膜に結合された。陽極はマサチューセッツ州ウォルサム
のＧＩＮＥＲ社によって提供される有孔性のテフロンを
後部に設けられた燃料電池電極から構成された。この電
極装置は、水素に陽極の後部がさらされ、塩基溶液に陽
極の前部がさらされる図２に概略的に示されているセル
を提供する電流収集スクリーンおよびマニフォールドを
取付けられた。その後、セルは図１に示されたセル試験
ループ中に取付けられた。このシステムは蓄積タンク、
循環ポンプおよび陰極から陽極に水素を移送する手段を
含んでいた。
によってプラズマエッチングされたＲＡＩ社のＲ1010隔
膜に結合された。陽極はマサチューセッツ州ウォルサム
のＧＩＮＥＲ社によって提供される有孔性のテフロンを
後部に設けられた燃料電池電極から構成された。この電
極装置は、水素に陽極の後部がさらされ、塩基溶液に陽
極の前部がさらされる図２に概略的に示されているセル
を提供する電流収集スクリーンおよびマニフォールドを
取付けられた。その後、セルは図１に示されたセル試験
ループ中に取付けられた。このシステムは蓄積タンク、
循環ポンプおよび陰極から陽極に水素を移送する手段を
含んでいた。
【００４１】放電試験を始めるために、真空ポンプによ
って電気化学装置はライン32を通して排出された。その
後、バルブ42は閉じられ、真空ポンプが85重量％のリン
酸を酸タンク10中に吸引するために使用され、20モルの
水酸化ナトリウムは塩基蓄積タンク12中に吸引された。
次に、水素はバルブ41を通してシステム中に導入され35
乃至40ｐｓｉａ（ 242乃至272 ｋＰａ）の圧力にされ
た。セルは75℃に加熱され、ポンプ16および22がスター
トされた。
って電気化学装置はライン32を通して排出された。その
後、バルブ42は閉じられ、真空ポンプが85重量％のリン
酸を酸タンク10中に吸引するために使用され、20モルの
水酸化ナトリウムは塩基蓄積タンク12中に吸引された。
次に、水素はバルブ41を通してシステム中に導入され35
乃至40ｐｓｉａ（ 242乃至272 ｋＰａ）の圧力にされ
た。セルは75℃に加熱され、ポンプ16および22がスター
トされた。
【００４２】その後、極性測定（電流対電圧）が電気化
学セルに関して行われた。結果は図５に示されている。
１平方センチメートル当り 140ミリワット（ｍｗ／ｃｍ
2 ）の最大電力密度が75℃で得られた。20℃において最
大電力密度は95ｍｗ／ｃｍ2であった。 140ｍｗ／ｃｍ
2 の最大電力は 580ワット／ｋｇのセル電力密度に等し
い。この変換は、 250ボルトの電気自動車用のバイポー
ラスタックに対するマニフォールド、端部プレート、オ
ーミック接触損失、並びに計算されたポンプおよびシャ
ント損失を考慮することに基づいている。
学セルに関して行われた。結果は図５に示されている。
１平方センチメートル当り 140ミリワット（ｍｗ／ｃｍ
2 ）の最大電力密度が75℃で得られた。20℃において最
大電力密度は95ｍｗ／ｃｍ2であった。 140ｍｗ／ｃｍ
2 の最大電力は 580ワット／ｋｇのセル電力密度に等し
い。この変換は、 250ボルトの電気自動車用のバイポー
ラスタックに対するマニフォールド、端部プレート、オ
ーミック接触損失、並びに計算されたポンプおよびシャ
ント損失を考慮することに基づいている。
【００４３】放電の深さ（ＤＯＤ）の結果は、表１に示
されている。 100％のＤＯＤは、全ての酸の純粋な塩
（ＮａＨ2 ＰＯ4 ）への変換に等しい。酸および塩基の
電気自動車設計ポイントの組成が使用された。これらは
３：１：１の酸：塩：水の最初の酸組成比および１：２
の塩基：水の塩基組成比である。
されている。 100％のＤＯＤは、全ての酸の純粋な塩
（ＮａＨ2 ＰＯ4 ）への変換に等しい。酸および塩基の
電気自動車設計ポイントの組成が使用された。これらは
３：１：１の酸：塩：水の最初の酸組成比および１：２
の塩基：水の塩基組成比である。
【００４４】 表１ 75℃における放電の深さと開回路電圧の関係 ＤＯＤ 電圧 ０ ０．９４ ９１ ０．８６ これらの両電圧は、酸および塩基の希釈溶液に対するＨ
3 ＰＯ4 ：ＮａＯＨ組成対ｐＨ曲線から予測される理論
的な電圧と良好に一致する。濃縮溶液活動効果は希釈活
動に類似しているという事実は偶発的と考えられるが、
完全なデバイ（Debye ）すなわち濃縮電解質に対するヒ
ュッケル処理およびその延長から特に予測されないもの
ではない。
3 ＰＯ4 ：ＮａＯＨ組成対ｐＨ曲線から予測される理論
的な電圧と良好に一致する。濃縮溶液活動効果は希釈活
動に類似しているという事実は偶発的と考えられるが、
完全なデバイ（Debye ）すなわち濃縮電解質に対するヒ
ュッケル処理およびその延長から特に予測されないもの
ではない。
【００４５】その後、システムを再充電する能力を確認
するために充電試験が行われた。充電試験を始めるため
に、リン酸および水酸化ナトリウムは排出され、混合さ
れて十分に放電されたセル生成物であるリン酸ナトリウ
ム溶液ＮａＨ2 ＰＯ4 を形成した。リン酸ナトリウムは
塩基電極タンク12に戻された。酸電解質タンク10は空の
状態であった。セルは75℃に加熱された。その後、セル
を充電するために電流が供給された。生成された塩基液
は、空のタンクに収集された。生成された酸の液は、リ
ン酸ナトリウム溶液中に累積するように与えられた。試
験後、塩基液は排出されて熱量滴定によって解析され
た。
するために充電試験が行われた。充電試験を始めるため
に、リン酸および水酸化ナトリウムは排出され、混合さ
れて十分に放電されたセル生成物であるリン酸ナトリウ
ム溶液ＮａＨ2 ＰＯ4 を形成した。リン酸ナトリウムは
塩基電極タンク12に戻された。酸電解質タンク10は空の
状態であった。セルは75℃に加熱された。その後、セル
を充電するために電流が供給された。生成された塩基液
は、空のタンクに収集された。生成された酸の液は、リ
ン酸ナトリウム溶液中に累積するように与えられた。試
験後、塩基液は排出されて熱量滴定によって解析され
た。
【００４６】セル充電試験の結果は表２に示されてい
る。 表２ セル充電試験 隔膜の形式 開始クーロン効率 塩に対する酸の ３：１比における 最終的効果 ナフィオン906 ９１ ７６ ２層 ＲＡＩ Ｒ1010 ７９ …… ／ＣＲＰ−７ ２層 電圧効率は充電時において図５に与えられた放電データ
に類似している。再充電は純粋なＮａＨ2 ＰＯ4 の溶液
から得られ、３：１のＨ3 ＰＯ4 ：ＮａＨ2 ＰＯ4 の比
にされ、これは前に述べられたエネルギ密度が基本とす
る電気自動車設計ポイントである。水酸化ナトリウム再
構成は、20モル溶液または１モルの水酸化ナトリウム当
り２モルの水であった。それはまた上記の電気自動車の
設計ポイントである。充電が２／３終了したときのクー
ロン効率は、ナフィオン906 隔膜に対して89％であっ
た。
る。 表２ セル充電試験 隔膜の形式 開始クーロン効率 塩に対する酸の ３：１比における 最終的効果 ナフィオン906 ９１ ７６ ２層 ＲＡＩ Ｒ1010 ７９ …… ／ＣＲＰ−７ ２層 電圧効率は充電時において図５に与えられた放電データ
に類似している。再充電は純粋なＮａＨ2 ＰＯ4 の溶液
から得られ、３：１のＨ3 ＰＯ4 ：ＮａＨ2 ＰＯ4 の比
にされ、これは前に述べられたエネルギ密度が基本とす
る電気自動車設計ポイントである。水酸化ナトリウム再
構成は、20モル溶液または１モルの水酸化ナトリウム当
り２モルの水であった。それはまた上記の電気自動車の
設計ポイントである。充電が２／３終了したときのクー
ロン効率は、ナフィオン906 隔膜に対して89％であっ
た。
【００４７】放電試験の結果は、実質的な電力量がセル
から得られることができることを示す。さらに、開回路
電圧は酸・塩基中和反応に対して予測された熱ダイナミ
ック値に近い。充電試験は、電流がセルに供給されたと
き水酸化ナトリウムおよびリン酸が生成されたことを示
す。再充電するために、２層隔膜はナトリウムイオンを
選択し、水酸基群を除去するために使用されることが好
ましい。イオン交換隔膜に対するこの要求は、特に元の
位置で再充電が予測されないパワーシステムにおいて必
ずしも必要ではなく、再充電は容器を空にし、新しい電
解質でそれらを満たすことによって実行される。
から得られることができることを示す。さらに、開回路
電圧は酸・塩基中和反応に対して予測された熱ダイナミ
ック値に近い。充電試験は、電流がセルに供給されたと
き水酸化ナトリウムおよびリン酸が生成されたことを示
す。再充電するために、２層隔膜はナトリウムイオンを
選択し、水酸基群を除去するために使用されることが好
ましい。イオン交換隔膜に対するこの要求は、特に元の
位置で再充電が予測されないパワーシステムにおいて必
ずしも必要ではなく、再充電は容器を空にし、新しい電
解質でそれらを満たすことによって実行される。
【００４８】しかしながら、充電および放電の両者に対
して同じ隔膜を備えた同じパワーセルを使用して、充電
および放電の両者に最適化される再充電可能なシステム
を有していることも望ましい。２層隔膜は充電時にのみ
必要とされ、それが２つの層から構成され、その一方が
放電だけに使用される隔膜より高密度であるているため
にある程度セル抵抗を付加する。この効果は、低い抵抗
であるが高密度のＲＡＩ ＣＲＰ−７隔膜を使用し、薄
いナフィオンフィルムキャストで直接ＣＲＰ−７面上に
おいてそれを被覆することによって軽減されることがで
きる。この場合、２層隔膜の抵抗はＲＡＩ Ｒ1010隔膜
に対して少しだけ増加され、放電特性は最小で妥協され
る。
して同じ隔膜を備えた同じパワーセルを使用して、充電
および放電の両者に最適化される再充電可能なシステム
を有していることも望ましい。２層隔膜は充電時にのみ
必要とされ、それが２つの層から構成され、その一方が
放電だけに使用される隔膜より高密度であるているため
にある程度セル抵抗を付加する。この効果は、低い抵抗
であるが高密度のＲＡＩ ＣＲＰ−７隔膜を使用し、薄
いナフィオンフィルムキャストで直接ＣＲＰ−７面上に
おいてそれを被覆することによって軽減されることがで
きる。この場合、２層隔膜の抵抗はＲＡＩ Ｒ1010隔膜
に対して少しだけ増加され、放電特性は最小で妥協され
る。
【００４９】［例２］いくつか酸の開回路電圧が20℃で
セル中で比較された。例１において報告されたデータに
比較された20℃の低い電圧の効果は、セル電圧が絶対温
度の比にほぼ比例しなければならないことにより考慮さ
れることができる。また水内容の効果は、酸側に塩を付
加した効果として酸および塩基の両者において測定され
た。表３に結果が示されている。使用されたただ１つの
塩基は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）である。唯一の塩
データは単塩基リン酸ナトリウム（ＮａＨ2 ＰＯ4 ）に
対して得られた。
セル中で比較された。例１において報告されたデータに
比較された20℃の低い電圧の効果は、セル電圧が絶対温
度の比にほぼ比例しなければならないことにより考慮さ
れることができる。また水内容の効果は、酸側に塩を付
加した効果として酸および塩基の両者において測定され
た。表３に結果が示されている。使用されたただ１つの
塩基は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）である。唯一の塩
データは単塩基リン酸ナトリウム（ＮａＨ2 ＰＯ4 ）に
対して得られた。
【００５０】 表３ 室温電圧 酸： 水： 塩基 開回路（電圧） 酸 塩（モル） （モル／リッタ） 96％硫酸 １：０：０ １０ １．７０ １：１：０ １０ １．３５ １：２：０ １０ １．２６ 99％トリフルオロ １：０：０ ２０ １．６０ メタンスルホン酸 １：０：０ １０ １．４１ １：０：５：０ ２０ １．４３ １：１：０ １０ １．２０ 85％オルソリン酸 １：０：０ １０ ０．７７ １：０：0.2 １０ ０．７７ １：２：0.2 １０ ０．７７ 驚くべきことに、硫酸はトリフルオロメタンスルホン
（トリフリック）酸より高い電圧を提供する。水のレベ
リング効果は明らかであり、電圧は1.26ボルトに減少す
る。電気自動車設計ポイントレベルおよび例１において
再充電で達成されたレベル（20モル／リッタ）に塩基を
濃縮しておく利点はトリフリックおよびリン酸セルの両
者に関して明らかである。純粋のトリフィックセルでは
電圧は塩基濃度の増加されるとき 0.2ボルト増加され
た。酸側への水の付加は再度0.2 ボルトだけこの電圧を
低下させるが、さらに水を付加することは何等効果がな
い（20モル塩基での0.2 ボルトの電圧降下と、２倍の水
が酸側に付加された10モル塩基での0.2 ボルトの電圧降
下と比較して）。リン酸セルにおいて、酸側に水を付加
し、塩基側からそれをなくすることは、トリフリック酸
と同じ濃度効果を有する。
（トリフリック）酸より高い電圧を提供する。水のレベ
リング効果は明らかであり、電圧は1.26ボルトに減少す
る。電気自動車設計ポイントレベルおよび例１において
再充電で達成されたレベル（20モル／リッタ）に塩基を
濃縮しておく利点はトリフリックおよびリン酸セルの両
者に関して明らかである。純粋のトリフィックセルでは
電圧は塩基濃度の増加されるとき 0.2ボルト増加され
た。酸側への水の付加は再度0.2 ボルトだけこの電圧を
低下させるが、さらに水を付加することは何等効果がな
い（20モル塩基での0.2 ボルトの電圧降下と、２倍の水
が酸側に付加された10モル塩基での0.2 ボルトの電圧降
下と比較して）。リン酸セルにおいて、酸側に水を付加
し、塩基側からそれをなくすることは、トリフリック酸
と同じ濃度効果を有する。
【００５１】リン酸側に小量の塩を付加することは電圧
を低下させないことが認められ、これは濃縮溶液中での
塩沈澱効果によって発生させられた活動の増加のデバイ
・ヒュッケル理論によって恐らく説明されることができ
る。
を低下させないことが認められ、これは濃縮溶液中での
塩沈澱効果によって発生させられた活動の増加のデバイ
・ヒュッケル理論によって恐らく説明されることができ
る。
【００５２】本発明は好ましい電解質対に関して説明さ
れてきたが、当業者は動作電解質およびセル幾何学形状
が広範囲にわたって選択可能であることを認識するであ
ろう。例えば、高度に可溶性の塩を形成することが可能
であり、水素に対して安定している任意の高度に可溶性
の酸または塩基が電解質として使用されることができ
る。また、イオン交換隔膜が米国特許第 4,865,925号明
細書に記載された隔膜のように水素および陽イオンに対
して透過性であるならば、さらにコンバクトな燃料電池
幾何学形状が使用されることができる。本発明の種々の
セル設計は全て多数セルの“バイポーラ”スタックに形
成され易いことにも留意すべきである。パワーシステム
の効率は恐らく低下し、隔膜は補給モードでのみ有効で
あるが、非選択性隔膜のようなその他の隔膜も使用可能
である。
れてきたが、当業者は動作電解質およびセル幾何学形状
が広範囲にわたって選択可能であることを認識するであ
ろう。例えば、高度に可溶性の塩を形成することが可能
であり、水素に対して安定している任意の高度に可溶性
の酸または塩基が電解質として使用されることができ
る。また、イオン交換隔膜が米国特許第 4,865,925号明
細書に記載された隔膜のように水素および陽イオンに対
して透過性であるならば、さらにコンバクトな燃料電池
幾何学形状が使用されることができる。本発明の種々の
セル設計は全て多数セルの“バイポーラ”スタックに形
成され易いことにも留意すべきである。パワーシステム
の効率は恐らく低下し、隔膜は補給モードでのみ有効で
あるが、非選択性隔膜のようなその他の隔膜も使用可能
である。
【００５３】本発明の実施例を説明してきたが、当業者
はこれらが単なる例示に過ぎす、本発明の技術的範囲を
逸脱することなくその他種々の変更、適用および修正が
行われることができることを認識すべきである。したが
って、本発明はここに示された特定の実施例に制限され
るものではなく、添付された特許請求の範囲にのみ限定
される。
はこれらが単なる例示に過ぎす、本発明の技術的範囲を
逸脱することなくその他種々の変更、適用および修正が
行われることができることを認識すべきである。したが
って、本発明はここに示された特定の実施例に制限され
るものではなく、添付された特許請求の範囲にのみ限定
される。
【図１】本発明による好ましい実施例の電力システムの
概略図。
概略図。
【図２】本発明の電力システムにおいて使用されるパワ
ーセルの１実施例概略図。
ーセルの１実施例概略図。
【図３】本発明において使用される好ましい実施例のパ
ワーセルの概略図。
ワーセルの概略図。
【図４】本発明において使用される別の好ましい実施例
のパワーセルの概略図。
のパワーセルの概略図。
【図５】図２および図４に示されたパワーセルに対する
実験的な電圧対電流密度のグラフ。
実験的な電圧対電流密度のグラフ。
Claims (29)
- 【請求項１】 （ａ）第１のｐＨを有する酸電解質を含
む酸電解質容器と、 （ｂ）第２のｐＨを有する塩基電解質を含む塩基電解質
容器であって、第１のｐＨと第２のｐＨとの差がセル電
圧を生成するのに十分である塩基電解質容器と、 （ｃ）酸・塩基減極された水素イオン濃度パワーセルで
あって、（ｉ）前記塩基電解質を含む陽極室と、（ii）
前記酸電解質を含む陰極室と、(iii)水素イオンが消費
され、水素ガスまたはその他の還元された粒子および消
費された酸溶液が前記電力の発生中に前記陰極で生成さ
れる前記陰極室内に配置された水素イオン反応陰極と、
（iv）前記陽極室内に配置された水素消費陽極であっ
て、水素イオンまたはその他の酸化された粒子および消
費された塩基溶液が前記電力の発生中に前記陽極で生成
され、前記陰極および陽極がそれらの間における電流の
発生のために前記セルから外部的に接続可能である水素
消費陽極と、（ｖ）前記陽極室と前記陰極室との間に配
置されたイオン交換隔膜と、（vi）前記酸電解質が前記
酸電解質容器から前記陰極室中に導入される酸電解質入
口と、(vii)前記塩基電解質が前記塩基電解質容器から
前記陽極室中に導入される塩基電解質入口とを含む濃度
パワーセルと、 （ｄ）前記酸電解質容器から前記酸電解質入口に酸電解
質を移送する手段と、 （ｅ）前記塩基電解質容器から前記塩基電解質入口に塩
基電解質を移送する手段と、 （ｆ）前記陰極室から前記酸溶液容器に消費された酸溶
液を移送する手段と、 （ｇ）前記陽極室から前記塩基溶液容器に消費された塩
基溶液を移送する手段と、 （ｈ）前記陰極から前記陽極に前記水素ガスを移送する
手段と、 （ｉ）前記セルの中で発生された電力を外部システムに
供給する手段とを含んでいる電力発生システム。 - 【請求項２】 第１のｐＨと第２のｐＨとの間の前記差
は約８乃至26である請求項１記載の電力発生システム。 - 【請求項３】 前記酸電解質の濃縮された水性溶液、前
記塩基電解質およびその共通の塩は約０乃至 100℃の融
点を有する請求項１記載の電力発生システム。 - 【請求項４】 前記イオン交換隔膜は弱酸、高濃度また
は高度に交差リンクされた陽イオン交換隔膜および強酸
陽イオン交換隔膜より構成された２層陽イオン隔膜から
なる請求項１記載の電力発生システム。 - 【請求項５】 前記塩基電解質が１モルの水酸化ナトリ
ウムに対する２モルの水の比で供給され、前記酸電解質
が１モルのＮａＨ2 ＰＯ4 および１モルの水に対する３
モルのリン酸の比で供給される請求項１記載の電力発生
システム。 - 【請求項６】 さらに前記酸電解質および前記塩基電解
質を再生するように前記パワーセルを再充電する手段を
含む請求項１記載の電力発生システム。 - 【請求項７】 前記消費された酸溶液容器は前記酸電解
質容器中に配置され、前記消費された酸溶液は前記パワ
ーセルから酸電解質容器に再循環される請求項１記載の
電力発生システム。 - 【請求項８】 前記消費された塩基溶液容器は前記塩基
電解質容器中に配置され、前記消費された塩基溶液は前
記パワーセルから塩基電解質容器に再循環される請求項
７記載の電力発生システム。 - 【請求項９】 前記酸電解質容器は前記酸電解質容器中
に新しい酸電解質を導入する手段を含んでいる請求項１
記載の電力発生システム。 - 【請求項１０】 前記塩基電解質容器は前記塩基電解質
容器中に新しい塩基電解質を導入する手段を含んでいる
請求項９記載の電力発生システム。 - 【請求項１１】 前記酸電解質容器は前記容器が消費さ
れた酸溶液で満たされたときに前記酸電解質容器から消
費された酸溶液を除去し、新しい酸電解質を導入する手
段を含んでいる請求項７記載の電力発生システム。 - 【請求項１２】 前記塩基電解質容器は前記容器が消費
された塩基溶液で満たされたときに前記塩基電解質容器
から消費された塩基溶液を除去し、新しい塩基電解質を
導入する手段を含んでいる請求項８記載の電力発生シス
テム。 - 【請求項１３】 前記酸電解質容器は前記容器が消費さ
れた酸溶液で満たされたときに前記酸電解質容器から消
費された酸溶液を除去し、新しい酸電解質を導入する手
段を含んでいる請求項１２記載の電力発生システム。 - 【請求項１４】 さらに前記酸電解質容器および前記塩
基電解質容器を冷却シ、それによって前記システムの温
度を制御する手段を含んでいる請求項１記載の電力発生
システム。 - 【請求項１５】 前記外部システムは電気自動車中に存
在する１以上の電気モータを含んでいる請求項１記載の
電力発生システム。 - 【請求項１６】 （ａ）酸・塩基減極水素イオン濃度パ
ワーセルを設け、このパワーセルは、（ｉ）塩基電解質
を含む陽極室と、（ii）酸電解質を含む陰極室と、(ii
i)前記陰極室内に配置された水素イオン反応陰極であっ
て、水素イオンが消費され、水素ガスまたはその他の還
元された粒子および消費された酸溶液が電力の発生中に
前記陰極で生成される水素イオン反応陰極と、（iv）前
記陽極室内に配置された水素消費陽極であって、水素イ
オンまたはその他の酸化された粒子および消費された塩
基溶液が前記電力の発生中に前記陽極で生成され、前記
陰極および陽極はそれらの間における電流の発生のため
に前記セルから外部的に接続可能である水素消費陽極
と、（ｖ）前記陽極室と前記陰極室との間に配置された
イオン交換隔膜と、（vi）前記酸電解質が前記酸電解質
容器から前記陰極室中に導入される酸電解質入口と、(v
ii)前記塩基電解質が前記塩基電解質容器から前記陽極
室中に導入される塩基電解質入口とを備えており、 （ｂ）前記酸電解質容器から前記パワーセルに酸電解質
を導入し、 （ｃ）前記塩基電解質容器から前記パワーセルに塩基電
解質を導入し、 （ｄ）電力、消費された酸溶液および消費された塩基溶
液を生成するように前記パワーセル中で前記酸および塩
基電解質を反応させ、 （ｅ）前記パワーセルから消費された酸溶液を除去し、 （ｆ）前記パワーセルから消費された塩基溶液を除去
し、 （ｇ）前記陰極から前記陽極に水素ガスを移動し、 （ｈ）前記パワーセルから前記外部システムに電力を供
給するステップを含んでいる外部システムに電力を供給
する方法。 - 【請求項１７】 前記消費された酸溶液は前記酸電解質
容器に再循環される請求項１６記載の電力供給方法。 - 【請求項１８】 前記消費された塩基溶液は塩基電解質
容器に再循環される請求項１７記載の電力供給方法。 - 【請求項１９】 前記酸電解質容器が消費された酸溶液
で満たされたとき、前記消費された酸溶液は前記酸電解
質容器から除去され、新しい酸電解質と置換される請求
項１７記載の電力供給方法。 - 【請求項２０】 前記除去された消費酸溶液は前記新し
い酸電解質および新しい塩基電解質を形成するために電
気的に処理される請求項１９記載の電力供給方法。 - 【請求項２１】 前記塩基電解質容器が消費された塩基
溶液で満たされたとき、前記消費された塩基溶液は前記
塩基電解質容器から除去され、新しい塩基電解質と置換
される請求項１８記載の電力供給方法。 - 【請求項２２】 前記除去された消費された塩基溶液は
前記新しい塩基電解質を形成するために電気的に処理さ
れる請求項２１記載の電力供給方法。 - 【請求項２３】 前記酸電解質容器が消費された酸溶液
で満たされたたとき、前記消費された酸溶液は前記酸電
解質容器から除去され、新しい酸電解質と置換される請
求項２１記載の電力供給方法。 - 【請求項２４】 前記外部システムは電気自動車中の１
以上のモータを含んでいる請求項１６記載の電力供給方
法。 - 【請求項２５】 前記パワーセルは−20℃乃至＋120 ℃
の範囲内の温度で動作する請求項１６記載の電力供給方
法。 - 【請求項２６】 さらに前記酸電解質および塩基電解質
を再生するように前記パワーセルを再充電する請求項１
６記載の電力供給方法。 - 【請求項２７】 前記濃度パワーセルは陰極室から水素
ガスを除去する手段および前記陽極室中に前記水素ガス
を導入する手段を含んでいる請求項１記載の電力発生シ
ステム。 - 【請求項２８】 前記濃度パワーセルは複数の積層され
た水素イオン反応陽極および陰極を含んでいる請求項１
記載の電力発生システム。 - 【請求項２９】 前記イオン交換隔膜は前記陰極で生成
された水素ガスが前記陰極室から前記隔膜を通って前記
陽極室に通過することを可能にする請求項１記載の電力
発生システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US021417 | 1993-02-22 | ||
| US08/021,417 US5304430A (en) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | Acid-base concentration cell for electric power generation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06318470A true JPH06318470A (ja) | 1994-11-15 |
Family
ID=21804099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6024548A Pending JPH06318470A (ja) | 1993-02-22 | 1994-02-22 | 電力発生用の酸・塩基濃度セル |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5304430A (ja) |
| EP (1) | EP0613199A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06318470A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005053078A1 (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-09 | Fuji Xerox Co. Ltd. | 電池及び発電方法 |
| JP2005332590A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Fuji Xerox Co Ltd | 二次電池及び発電方法 |
| JP2009179321A (ja) * | 2000-04-03 | 2009-08-13 | Aerovironment Inc | 液体水素成層圏航空機 |
| WO2010032332A1 (ja) * | 2008-09-22 | 2010-03-25 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU7326096A (en) * | 1996-10-16 | 1998-05-11 | Kinga Paczolay | Electric vehicle |
| HU221405B1 (en) * | 1996-10-16 | 2002-09-28 | Gyoergy Pintz | Electric currentless arrangement and method for charging accumulators |
| US6030718A (en) | 1997-11-20 | 2000-02-29 | Avista Corporation | Proton exchange membrane fuel cell power system |
| US6387556B1 (en) | 1997-11-20 | 2002-05-14 | Avista Laboratories, Inc. | Fuel cell power systems and methods of controlling a fuel cell power system |
| US6096449A (en) | 1997-11-20 | 2000-08-01 | Avista Labs | Fuel cell and method for controlling same |
| US6756094B1 (en) * | 2000-02-28 | 2004-06-29 | Scimed Life Systems, Inc. | Balloon structure with PTFE component |
| US6428918B1 (en) | 2000-04-07 | 2002-08-06 | Avista Laboratories, Inc. | Fuel cell power systems, direct current voltage converters, fuel cell power generation methods, power conditioning methods and direct current power conditioning methods |
| US7326480B2 (en) * | 2000-05-17 | 2008-02-05 | Relion, Inc. | Fuel cell power system and method of controlling a fuel cell power system |
| US6468682B1 (en) | 2000-05-17 | 2002-10-22 | Avista Laboratories, Inc. | Ion exchange membrane fuel cell |
| FR2818939A1 (fr) * | 2001-01-03 | 2002-07-05 | Julien Yann Diperi | Generateur electrique pour vehicules |
| KR100647328B1 (ko) * | 2005-06-21 | 2006-11-23 | 삼성전자주식회사 | 미세유동 장치 내의 유체의 ｐＨ를 전기적으로 조절하기위한 미세유동 장치 및 그를 이용하여 ｐＨ를 조절하는방법 |
| US8026020B2 (en) | 2007-05-08 | 2011-09-27 | Relion, Inc. | Proton exchange membrane fuel cell stack and fuel cell stack module |
| US9293778B2 (en) | 2007-06-11 | 2016-03-22 | Emergent Power Inc. | Proton exchange membrane fuel cell |
| US8003274B2 (en) | 2007-10-25 | 2011-08-23 | Relion, Inc. | Direct liquid fuel cell |
| US20100241470A1 (en) * | 2009-03-18 | 2010-09-23 | Smith Christopher W | System and apparatus for rapid recharging of electric batteries |
| EP3103158B1 (en) * | 2014-02-03 | 2020-05-13 | Phinergy Ltd. | Thermal battery for heating vehicles |
| KR102618933B1 (ko) * | 2018-07-27 | 2023-12-29 | 더블유. 엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드 | 연속 이오노머상을 갖는 일체형 복합막 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2700063A (en) * | 1952-01-25 | 1955-01-18 | Manecke George | Source of current |
| FR1378073A (fr) * | 1963-07-24 | 1964-11-13 | Convertisseur direct de l'énergie de neutralisation d'un acide par une base en énergie électrique | |
| EP0013113A1 (en) * | 1978-12-21 | 1980-07-09 | Allied Corporation | A process and apparatus for the production of electrical energy from the neutralization of acid and base in a bipolar membrane cell |
| LU84017A1 (de) * | 1982-03-17 | 1983-11-17 | Nicolas Gath | Akkumulator zum speichern von elektrischer energie,verfahren und einrichtung zum speichern von sonnenenergie und zu deren umwandlung in elektrische energie |
| NL8500017A (nl) * | 1985-01-04 | 1986-08-01 | Henricus Gerhardus Jozef Bergm | Werkwijze voor electrodialyseren en electrodialyse-inrichting. |
| BE901696A (nl) * | 1985-02-11 | 1985-05-29 | Van Den Bogaert Joannes | Elektrochemisch energiekonversiesysteem. |
| US4810596A (en) * | 1985-10-18 | 1989-03-07 | Hughes Aircraft Company | Sulfuric acid thermoelectrochemical system and method |
| US4738904A (en) * | 1986-10-14 | 1988-04-19 | Hughes Aircraft Company | Low temperature thermoelectrochemical system and method |
| US4865925A (en) * | 1987-12-14 | 1989-09-12 | Hughes Aircraft Company | Gas permeable electrode for electrochemical system |
| BR8807357A (pt) * | 1987-12-14 | 1990-05-22 | Hughes Aircraft Co | Aparelho de eletrodos |
| DE4015317A1 (de) * | 1990-05-12 | 1992-02-20 | Baumann Hans Peter | Akkumulator-system mit bewegten aktiven substanzen |
| US5208112A (en) * | 1991-11-08 | 1993-05-04 | Hughes Aircraft Company | Thermally regenerated fuel cell |
| US5304432A (en) * | 1992-10-13 | 1994-04-19 | Hughes Aircraft Company | Membrane flow cell battery |
-
1993
- 1993-02-22 US US08/021,417 patent/US5304430A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-02-04 EP EP94101725A patent/EP0613199A1/en not_active Withdrawn
- 1994-02-22 JP JP6024548A patent/JPH06318470A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009179321A (ja) * | 2000-04-03 | 2009-08-13 | Aerovironment Inc | 液体水素成層圏航空機 |
| WO2005053078A1 (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-09 | Fuji Xerox Co. Ltd. | 電池及び発電方法 |
| JP2005158398A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Fuji Xerox Co Ltd | 電池及び発電方法 |
| JP2005332590A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Fuji Xerox Co Ltd | 二次電池及び発電方法 |
| WO2010032332A1 (ja) * | 2008-09-22 | 2010-03-25 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| JP5218561B2 (ja) * | 2008-09-22 | 2013-06-26 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5304430A (en) | 1994-04-19 |
| EP0613199A1 (en) | 1994-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH06318470A (ja) | 電力発生用の酸・塩基濃度セル | |
| KR970005464B1 (ko) | 막 유동 셀 배터리 | |
| JP6225200B2 (ja) | レドックスフロー電池を使用した燃料システム | |
| EP2514066B1 (en) | Zinc-air battery | |
| US5804329A (en) | Electroconversion cell | |
| JP6549572B2 (ja) | レドックスフロー電池及びフロー電池の充電状態を平衡させるための方法 | |
| KR100292450B1 (ko) | 공기 전극을 사용하는 전력전달용 전기화학 장치 | |
| CN107431223B (zh) | 具有双极膜的液流电池平衡电池单元及其使用方法 | |
| US20100003586A1 (en) | Redox flow cell | |
| JP2019517710A (ja) | 密度勾配のある電極を有するフロー電池及びこれを製造及び使用する方法 | |
| US8773072B2 (en) | Refuelable storage battery | |
| US9608264B2 (en) | Air cathode battery using zinc slurry anode with carbon additive | |
| WO2016031201A1 (en) | Air cathode battery using zinc slurry anode with carbon additives | |
| EA025178B1 (ru) | Проточный аккумулятор и способ преобразования электрической энергии с его использованием | |
| EP3331086B1 (en) | Acid-based electrochemical flow battery | |
| JPH0676850A (ja) | 亜鉛硝酸燃料電池 |