JPS596471B2 - 電気化学的発電法および発電装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気化学的反応を実施する発電法、ならびにこ
の方法を実施する発電装置に関するものである。

この種の発電装置は、少なくとも１個の負極チヤンバと
正極チヤンバとを持つ電池を備えている。更に詳しくは
、本発明は、固体粒子を含む液体電解質を収容したチヤ
ンバを備える前記の型の発電装置において、電解質と粒
子が運動する型の発電装置に関するものである。

前記のチヤンバは、そのチヤンバの中で行なわれる電気
化学的反応中に開放される電荷を捕集し、あるいはこの
反応に必要な電荷を放出する為の、導電性の、。電子コ
レクタ”と呼ばれる装置を備えている。この種の粒子は
、一方においては、活性物質と呼ばれる電気化学反応に
参加する物質によつて全フη 部構成される事ができる。

これは、例えば負極活性金属から成る燃料粒子の場合で
ある。他方においてこれらの粒子は部分的に活性とし、
また／あるいは少なくとも一種の、活性物質の担体とし
て役立つ事ができる。

これは特に、電気化学的に不活性のコアを固体、液体ま
たはガス体の少なくとも〒種の活性物質によつて被覆し
、その場合コアは不活性物質の、場合によつては触媒の
、和体の役割を果す様にした粒子の場合である。更に詳
しくは、本発明は、チャンバの少なくとも１個を通して
、前記の定義による固体粒子を含有する液体電解質の流
れを生じ、この粒子がコレクタと間欠的に接触して、活
性物質または電気化学的反応生成物の拡散を促進する様
にした発電装置に関するものである。この種の発電装置
の全体出力を増大させる為、出願人は、フランス特許第
２３６０９９９号６沈澱層を備えた電気化学的発電装置
”と題する他のフランス特許に｝いて、電解質密度より
高い密度を有する粒子がチヤンバ下面に隣接した沈澱層
を形成する如くチヤンバ内部に流れを生じ、前記チヤン
バ下面は、電解質側に配置された電子コレクタの間の全
部または一部によつて少なくとも部分的に構成される様
にする事を提案した。

このようにして、チヤンバ下面に隣接して６沈澱層７と
呼ばれるスペースの中にその自重によつて優先的に集中
する粒子は電解質によつて駆動される。

この様な沈澱層内部における粒子運動は、これら粒子の
拡散現象を容易にする事によつて大きな電流密度を保証
する。

この為、チヤンバの基面の上方に突出した要素をチヤン
バ下面に備える事が望ましい。その結果、チヤンバの０
下面１と言う用語は、この下面が突起要素を有しない場
合、この下面の実際の面を★味し、あるいは突起要素を
有する場合にはチヤンバの底の実際面を示す。この様な
沈澱層を適当に形成する為、前記フランス特許において
は、チヤンバ下面の電解質側のすべての法線が昇わ垂線
とゼロまたは小さい角度、いずれにせより『以下の角度
を成す事が提案された。また流れを容易にする為、チヤ
ンバの上面と下面は流れ方向において集中する角度を形
成し、この角度は好ましくは最高１０゛、更に望ましく
は最高１゜とする。

沈澱層の形成に介入する主パラメータは下記の通りであ
る。

ＤＯ＝粒子密度 ｄ１一電解質密度 Ｄ一電解質中の粒子の平均粒径 ｕ−チヤンバ中の平均流れ速度 即ち比： この平均断面積は、チヤンバのほぼ中央の一点において
平均流れ方向に対して直角に測定される。

μ＝電解質粘度ｅ＝チヤンバの下面と上面の平均距離 Ｌ＝チヤンバの平均長さ ｊ＝チヤンバの平均幅 Ｅ，Ｌ，ｊはそれぞれ、平均断面積と同じくチヤンバの
ほぼ中点において測定され、ｅの場合には下面に対して
直角に測定され、Ｌはチヤンバの中の平均流れ方向に対
して平行に測定され、′はこの方向に対して直角に測定
される。

ｖ 一て与えられた瞬間における、チヤンバ中の粒子Ｖの全
体積ｖと、電解質の全体数Ｖとの比。

好ましくはＤ。

は少なくとも２．５に等しく：ｄ１は最高１．６に等し
く；Ｄは少なくとも３０ミクロンに等しく；ｕは５ｍ／
分と６０ｍ／分の範囲内にあり；ｅは最高１ＣＴ！Ｌに
等しく；比ｌ／ｅは少なくとも１０に等しく；Ｌは１０
ＣＴｆＬ〜１ｍの範囲とＥａｕυμＣし、Ｌは比？ と
同一方向に変 （Ｄ．．−Ｒｌ，）Ｄ８２ｆ 動し、ここにＡ，ｂ．，ｃ，ｄ，２ｆは正の指数；Ｒは
最高４０００に等しく；ｖ／Ｖは最高０．３０に等しく
：μは最高０．０１オ功宿ユ（ＰＯｉｓｅｕｉｌｌｅ）
二０．１ポワーズ（ＰＯｉｓｅ）に等しい。

更に望ましくはＤ。

は少なくとも４に等しく；ｄ１は最高１．４に等しく；
Ｄは少なくとも４０ミクロンに等しく；ｕは１０〜３０
ｍ／分の範囲；ｅはｉｌ／５ｍ７！Ｌの範囲；２／ｅは
少なくとも２０に等しく；Ｌは２０ＣＴｎ／６０ｃｒＩ
Ｌの範囲；Ｒは最高３０００に等しく：ｖ／Ｖは最高０
．１５に等しく；μは最高０．００５ポワズイユ＝０．
０５ポワーズに等しい。チヤンバ下面の幅全体にわたる
粒子の均一な分布は下記の様にして確認される。

チヤンバ入口から与えられた任意の距離Ｘに位置する体
積部分をｗとする。

この距離Ｘはチヤンバ内部の平均流れ方向に対して平行
に測定される。この体積部分ｗはチヤンバの上面と下面
の間に含まれ、下面に対してほぼ直角の円筒によつて側
面を限られ、またこの下面の上に一定面積の小さい円形
部分Ｓを限つている。与えられた瞬間に卦いてこの体積
部分ｗの中に存在する粒子の数は前記円形部分Ｓが下面
前縁から一定距離Ｘでどの位置にあつてもほぼ一定であ
る。前述の如き、いわゆる゛沈澱層０型の発電装置が満
足ｋ作動する為には、チヤンバの中に入る粒子が下面の
幅全体にわたつてほぼ均一に分布される必要がある。

実際にもし、これらの粒子が不均一に分布されれば、こ
の不均一性はチヤンバ内部を移動する沈澱層の中にも残
存する。これは電解質の流れが殆ど乱流を示さないから
である。

乱流ｄ場合、沈澱層は粒子濃度が過度に低い部分を持ち
、これは発電装置の出力の大幅の損失をもたらし、また
他方に｝いて粒子濃度が過度に高い部分を持ち、これは
コレクタ表面に対する粒子の固着、従つてまたチヤンバ
の閉塞を生じ、そのチヤンバを使用不能とするに至る。
本発明の目的はこの様な欠点を除くにある。

この故に、入口と、出口と、上面と下面とを有する液体
電解質を収容した少なくとも１個のチヤンバを持つ少な
くとも１個の電池を備えた発電装置の中において電気化
学的反応を実施して発電する方法において、前記下面は
電解質側に配置された少なくとも１個の電子コレクタの
全部または一部によつて少なくとも部分的に構成され、
前記方法は少なくとも部分的に活性の固体粒子訃よひ／
または少なくとも活性物質を担持した固体粒子を含む電
解質の流れを前記チャンバを通して作る段階を含み、前
記粒子密度は電解質密度よねも高くし、本発明によれば
、チヤンバ入口において下面の幅全体に渡つて粒子のほ
ぼ均一な分布をうる様に、流れがチヤンバの中に入る以
前に流れの流線を拡大させる事、訃よび少なくともチヤ
ンバの一部において、粒子はチヤンバ下面に隣接しまた
下面の幅全体に渡つて均一な沈澱層を成して移動し、こ
の沈澱層の電解層によつて移動される事を特徴とする方
法が提供される。“流線゛とは、各点においてその点に
おける速度ベクトルに接する曲線を意味する。

また本発明は、前記方法を実施する電気化学的発電装置
に関するものである。

以下本発明を図面に示す実施例によつて詳細に説明する
。

第１図に卦いて、電池１００から成る本発明による発電
装置１を示す。

この電池１００は、下面１０１で限られたチヤンバ１０
を備え、この下面１０１は、電子コレクタ１０１１の導
電性上面から成る。またチヤンバ１０は、上面１０２と
、両側面１０３，１０４によつて限られている。

上面１０２は、発電装置１の他のチヤンバ（図示されず
）の下面から成る。下面１０１と上面１０２はほぼ平面
であつて、水平に配置され、また同等の長方形を有し、
側面１０３と１０４はほぼ平面、相互に平行、垂直、か
つ長方形である。

チヤンバ１０はその入口を成す開いた末端１０５によつ
て、供給装置１１に接続されている。またその出口を成
す他方の開いた末端１０６によつて、排出装置１２に接
続されている。供給装置１１は下面１１１と上面１１２
を有し、これらの面はほぼ平面であり、また水平である
。

供給装置１１は更に両側面１１３と１１４を有し、これ
らの側面はほぼ平面で垂直である。両側面１１３と１１
４は、チヤンバ１０の入口１０５に向かつて、角度αで
相互に離間している。角度αの二等分面は、下面１１１
に対してほぼ垂直な面であつて、この二等分面は角度α
を２つの等しい角度α１とＤ２に分割している。この二
等分面を上面を上面１１２に対するその軌跡Ｐ１によつ
て示す。この面はチヤンバ１０を供給装置１１に対して
対称面を成す。また供給装置１１の面、１１１１１２，
１１３，１１４はそれぞれチヤンバ１０の１０１，１０
２，１０３，１０４と接続している。供給導管１１５は
、開口と反対側の供給装置の入口を成し、この導管１１
５は、両側面１１３｝よび１１４が相互に最も近接した
場所に訃いてこれら側面に接続している。

矢印Ｆｌｌ５によつて示される導管１１５内部の平均流
れ方向は装置１１の下面１１１に対して平行である。

導管１１５の実際内径または平均内径Ｄｃはチヤンバ１
０の幅１に対して小さく、′比 は好ましくは、少な
くとも３、更に望ましＤＣ くは少なくとも５に等しくする。

供給導管１１５が回転円筒体でない場合、その平均直径
は式４Ｓ一によつて計算され、ここにＳはこの導管中の
Ｐ流れの平均方向Ｆｌｌ５に対して垂直に測定された断
面積であり、Ｐはこの断面の外周である。

この断面の最大線寸法と最小線寸法の比は最高５とする
のが好ましく、望ましくは最高３とする。この比１が円
形断面に対応するのは明らかである。供給装置１１の中
に、導管１１５から液体電解質２０を導入する。この電
解質の中に固体粒子２１が存在し、粒子の密度は電解質
２０の密度よりも高い。角度αは最高２『に選ぶ事が好
ましく、更に望ましくは最高１５゜とする。この様にし
て本発明の第１実施態様によれば、電解質２０と粒子２
１がチヤンバ１０の中に入る前に、流れの流線の規則的
な拡大を生じる。

この様な流線の拡大を矢印Ｆｌｌで図示してある。この
様にして第２図に図示の様に、チヤンバ１０の入口１０
５に訃いて、チヤンバ下面１０１の幅全体にわたつて粒
子２１を実際上均一に分布される事ができる。ＳＯは、
チヤンバの下面１０１の入口に対応する前縁線１０５１
から小距離Ｘ。

に位置する一定の小面積部分である。円筒Ｙｃは前記の
小面積部分Ｓ。を底面とする下面に対して垂直な円筒で
あつて、下面１０１と上面１０２の間に一定体積部分Ｗ
。を限つている。円筒の上面はチヤンバの上面部分Ｓ７
Ｏに対応している。゜与えられた任意の瞬間において、
前記の体積部分ＷＯの中に存在する粒子２１め数は、下
面１０１の前縁線１０５１から、流れ方向ＦＯに対して
平行に測定して距離Ｘ。

Ｋある線Ｘ。上の円筒底面ＳＯの位置いかんに拘わらず
一定である。即ちチャンバ１０の入口１０５の近傍Ｋシ
けるこの円筒形体積部分の位置のいかんに拘わらずほぼ
ヨポである。ｗは、粒子２１が沈澱するチヤンバ１０の
容積の一部であつて、この部分ｗは前記の体積部分ＷＯ
と同じく円筒Ｙと、この円筒の底面を成す１０１下面の
｛小面積部分Ｓと、上面１０２の部分Ｓ′とによつて限
られ、この体積部分ｗはチャンバ下面の前縁線１０５１
から距離Ｘに位置し、また線Ａは、体積部分ｗの中に訃
ける粒子２１の沈澱層の上水準を示している。

本発明によれば、チヤンバの入口における粒子分布の均
一性の故に、粒子の沈澱層はチヤンバの幅全体に亘って
均一である。即ち、体積部分ｗの中の粒子２１の数は、
下面１０１の前縁線１０５１から矢印ＦｌＯの方向に平
行に測定して距離Ｘに位置する横方向線Ｘ上の面積部分
Ｓの位置のいかんに拘わらずほぼ一定である。体積部分
Ｗ。

の中の粒子２１は沈澱させられていないが、この装置は
、他の実施態様として、供給装置１１の中で、少なくと
もチヤンバ入口１０５の近傍において、下面１１１の幅
全体に渡つて均一な沈澱層の形で粒子を沈澱させる事が
できると言う利点をもつている。その場合粒子２１は沈
澱層の形でチャンバ１０の中に入り、この事が更にこの
電池の出力を増大させる。本発明の更に他の実施態様に
よれば、供給装置１１の中において１個以上の拡大部を
備える事ができる。

例えば第３図に示す供給装置３１は、２面づつ対向配置
された４面の垂直側面を備え、対向面３１１と３１２は
相互に角度α３を成し、対向面３１３と３１４は相互に
角度ｄ′３を成し、角度α３とαへは好ましくは同等と
し、これら対向面はチヤンバの入口３０５に向かつて相
互に拡大している。

供給導管３１５は、対向面３１１と３１２が相互に最も
近接した場所においてこれらの側面に接続している。同
様に、供給導管３１５は、対向面３１３と３１４が相互
に最も近接した場所に｝いてこれらの側面に接続してい
る。この様な配置は、例えば発電装置がその作動中に横
領斜を受ける可能性のある場合に有効である。第４図は
本発明の他の実施態様に対応する他の供給装置４を示す
。

この供給装置４は対向２垂直面４１と４２を有し、これ
らの垂直面は相互に角度α４を成して、チヤンバ（図示
されず）の入口４０５の方向に相互に拡大している。供
給導管４３は、対向面４１と４２が相互に最も近接した
場所に訃いてこれらの面に接続している。この導管４３
は３直線部分から成り、これを流れ方向に４３１，４３
２，４３３とする。

最下流直線部４３３の中に訃ける矢印Ｆ４３３で示す平
均流れ方向は供給装置４の水平下面４１０に対してほぼ
平行であり、また角度α４の２等分面Ｐ４の中に存在す
る、直線部４３１と４３２は角度βの屈曲部を成し、ま
た直線部４３２と４３３は同様にして角度β５の屈曲部
を成し、これらの角度βとβ７は、それぞれこれらの屈
曲部に卦ける導管４３中の平均流れ方向の変更に対応し
ている。この様な構造は、発電装置の正中面におけるカ
サ張りを防止し、導管４３の最上流部４３１が電解質と
粒子を側面から導入させる。角度βとβ７は好ましくは
７『と９『の範囲にあり、これらはこれらの角度によつ
て、流れが角度α４の拡大部の中に開く以前に、電解質
（図示されず）中の粒子（図示されず）の均一な分布を
可能にするものである。第５図は本発明の他の実施態様
を示すものである。

発電装置５は第１図に図示されたチヤンバ１０を有し、
また供給装置５１を備えている。この供給装置は、チヤ
ンバ１０の入口１０５と反対側末端に導管５１５を備え
ている。装置５１の下面５１１と上面５１２は彎曲し、
それぞれチャンバ１０の下面１０１と上面１０２に接線
的に接続している。

チヤンバ１０の中の流れ平均方向ＦｌＯに対して平行で
またこのチヤンバの下面１０１に対して垂直な面をＰ５
ｌとする。この面Ｐ５ｌは第５図においては、供給装置
５１の下面５１１と上面５１２に対するそれぞれの蹟Ｐ
５ｌｌおよびＰ５ｌ２によつて示されている。Ｅ５は装
置５１の中に｝いて面Ｐ５ｌの任意の一点において上下
の蹟Ｐ５ｌｌとＰ５ｌ２の間隔を平均方向ＦｌＯに対し
て垂直に測定した距離である。供給装置５１の下面５１
１と上面５１２は、この装置の少なくとも一部に訃いて
、チヤンバ１０の入口１０５の方に向かつて前記の距離
Ｅ５が徐徐に減少する様に彎曲されている。

これらの面５１１と５１２が平面であつても同一の効果
が得られる。供給装置５１の対向側面５１３と５１４、
チャンバ１０の下面１０１の延長面に対して垂直な母線
から成る円筒の一部である。

これらの側面はそれぞれ彎曲形を有し、チヤンバ１０の
側面１０３および１０４とそれぞれ接線方向に接続して
いる。Ｐ５ｌ３は側面５１３に対する接平面であシ、ま
たＰ５ｌ４は反対側側面５１４に対する接平面であシ、
これらの面Ｐ５ｌ３とＰ５ｌ４は、対向側面５１３と５
１４の開口１０５方向における拡大角度に対応する最大
角α５を相互間に形成している。距離Ｅ５が徐々に減少
しているので、゛２０゜よりはるかに大きな拡大角度α
５が可能であり、この角度α５の値は９『または９０Ｉ
以上となる事もできる。

この様な拡大角α５の大きい値は、側面５１３と５１４
が彎曲しているのでなく、第１図の側面１１３と１１４
の様に平面である場合でも可能である。この様にして、
供給装置の長さを半分以上短縮させる事ができる。供給
装置５１の面５１１，５１２，５１３，５ｊ４とチャン
バ１０の面１０１，１０２，１０３，１０４がそれぞれ
チヤンバ１０の入口１０５の水準で接線的接続を成して
いるので、この入口１０５における乱流が減少され、ま
たこのチヤンバの中における沈澱層の均一性が更に改良
される。第６図〜第８図には、本発明における更に他の
電池６が図示されている。

この電池６はチヤンバ６０−｝゛、供給装置６１と、排
出装置６２を有し、これらの３要素６０，６１，６２は
、例えばプラスチツクで作られた剛性、且つ絶縁性のプ
ロツク６４の中にキヤビＪイ６３を形成している。チヤ
ンバ６０は、下面６０１と上面６０２を有し、これらの
面は平面であつて、水平に上下に配置され、同等の２個
の長方形Ｒの形状を有する。これらの面６０１と６０２
は、それぞれ半回転円筒の形状の両側面６０３と６０４
によつて接続され、これらの側面６０３と６０４の凹面
は電解質の方に向けられている。上面６０２は電池６の
他のチヤンバ６５の下面によつて構成される。下面６０
１は、電子コレクタ６０１１の電解質側の面の少なくと
も一部によつて構成され、このコレクタの例えば金属箔
から成る。チヤンバ６０はその入口６０５によつて供給
装置６１に接続され、また出口６０６によつて排出装置
６２に接続されている。供給装置６１はチヤンバ６０の
下面６０１から延長された平らな下面６１１と、同じく
チヤンバの上面６０２から延長された平らな上面６１２
とを有する。これらの面６１１と６１２は、それぞれ同
心の半円形Ｃによつて限られ、これら同心円の中心０１
と０２はチヤンバ６０の入口６０５に位置している。下
面６１１と上面６１２は半円環形側面６１３によつて相
互に接続され、この側面の凹面は電解質の方に向けられ
ている。そのほか、供給装置６１は、上面６１２の中に
、好ましくは半円環形側面６１３に近接して開く直線的
供給導管６１４を備えている。供給装置６１とチヤンバ
６０は、前記の下面６０１，６１１ならびにチヤンバ６
０の入口６０５と出口６０６を限る面に対して直交する
同一対称面Ｐ６を有し、この面Ｐ６は明らかに前記中心
０１と０２を通過している。装置６１の下面６１１の方
に下降し前記対称面Ｐ６の中に含まれる方向Ｆ６ｌに沿
つて前記導管６１４が配向される。この方向Ｆ６ｌは、
導管６１４の中の平均流れ方向を示し、この方向は、導
管が唯一の流れを有する場合にはこの導管の軸線と一致
するのは明らかである。方向Ｆ６ｌは、供給装置６１の
下面６１１に対する対称面Ｐ６の蹟Ｐ６ｌと角度γを成
し、この角度Ｌは２０Ｉ〜９０゜、好ましくは７５、〜
８５度の範囲とし、蹟Ｐ６ｌはチヤンバ入口６０５の方
に配向される。導管６１４の上端６１４１と供給装置６
１の下面６１１ととの距離ｈは少なくとも２Ｄｃに等し
くし、更に望ましくは少なくとも４Ｃｃに等しくする。
Ｄｃは、Ｆ６ｌの方向に対して直角に測定された導管６
１４の断面の実際内径または平均内ノ径である。平均直
径については先に述べた。固体粒子（図示されず）を含
有する液体電解質（図示されず）を供給導管６１４から
装置６１の中に導入する。前述の構造からして、第８図
において複数の矢印Ｆ６ｌ５で示すごとき急速な流線５
拡大が得られる。第１８図において各矢印の出発点とな
る点線で示す円形は、装置下面６１１に対する導管６１
４の内壁６１４２の延長軌跡である。この様な拡大によ
ジ、流路が下面６１１全体に拡散する事ができ、これに
よつて入口６０５におい９て粒子を均一に分布させ、ま
たチヤンバ６０の中に電解質によつて駆動される均一な
沈澱物層をうる事ができ、平均流れ方向は矢印Ｆ６Ｏで
示される。第１図〜第８図に示したすべての供給装置に
おいて、供給導管の実際内径または平均内径は、チヤン
バの入口における幅の最高１／３に等しくする事が好ま
しい。更に望ましくは、この内径は最高入口幅の１／５
に等しくする。また、本発明によるチヤンバの中におい
て、その下面は、電解質側のコレクタ面によつて部分的
にのみ構成される様にする事ができる。

例えば、この下面は、これを通じてイオン結合を成し得
る様に、所々電解質に対して透過性にする場合である。
また、電子交換を増大する為、チヤンバの側面の全部ま
たは一部を、電子伝導性物質、例えばコレクタ面と同一
の物質、を以て形成する事ができる。即ち、チヤンバ６
０の側面６０３と６０４の下半分をコレクタ６０１１の
表面の一部によつて構成する事ができる（第７図）。ま
たこの様な目的から、供給装置の面の全部または一部を
、電子伝導性物質、例えばコレクタ面と同一物質、を以
て形成する事ができる。チヤンバ中の沈澱層を擾乱する
事なく電解質と粒子をチヤンバ外部に排出する操作を容
易にする為、本発明による供給装置について前述したの
と類似の構造を排出装置に対して与える事が望ましい。

例えば、発電装置１の排出装置１２は下面１２１と上面
１２２を有し、これらの面はほぼ平面で水平であり、ま
た対向両側面１２３と１２４を備え、これらの面もほぼ
平面で、且つ垂直である。

両側面１２３と１２４は相互に角度α５を成して、チャ
ンバ１０の出口１０６から排出装置１２の排出導管１２
５に向かつて集中しており、この導管１２５は、発電装
置の中を通過する際に完全に消費されなかつた電解質と
粒子を発電装置から排出する事ができる。角度α５は好
ましくは最高２『更に望ましくは最高１５゜とする。こ
の様にして、排出装置１２の中に｝いてチヤンバ１０下
流の流線の規則的集中を生じる。この様な流線の集中は
複数の矢印Ｆ２ｌによつて示されている。チヤンバ１０
の入口１０５の近傍に｝いて沈澱層が得られる場合には
チヤンバ１０の大部分または全部において、このチヤン
バの両側面１０３と１０４を角度α５で集中させ、前記
の様な規則的な流線集中をチヤンバ１０の中においても
生じる事が望ましい。同様にして、排出装置６２は供給
装置６１と同様に形成する事ができる。

この排出装置６２は下面６２１と上面６２２を有し、こ
れらの面は、チヤンバ６０の出口６０６の上に中心をも
つ同形の半円形Ｃ′を成し、また排出装置は、半円環形
側面６２３と、排出導管６２４を備える。この排出導管
６２４は、下面６２１の中に、側面６２３に近接して開
いている。この場合にも、面Ｐ６は排出装置６２の対称
面を成す。電子交換を増大する為、本発明による発電装
置の排出装置の全面または一部は、電子伝導性物質、例
えば沈澱層チヤンバのコレクタの材料と同じ材料を以て
形成する事ができる。

チヤンバ６０は、例えば、少なくとも部分的に負極活性
金属から成る粒子の電気化学的酸化、更に詳しくはアル
カリ電解質中の酸化、の実施される負極チヤンバとして
使用される。

電解質側に配置されたコレクタ６０１１の面は例えば金
属物質から成る。

チヤンバ６０の上面は６０２は、薄い親水性の、電解質
透過性の、頷鉛粒子不透過性のセパレータ６６の下面か
ら成る。このセバレータ６６は、正極チヤンバ６５の中
に配置された空気拡散型または酸素拡散型の正極６５１
の下面６５１１の上に付着させられている。正極チャン
バのガス入口とガス出口はそれぞれ矢印Ｆ６５とＦ′６
５で示されている。この電極６５１は、例えば公知の様
に、主として炭素、銀、ポリテトラフルオルエチレンお
よびニツケルから成る。

負極チヤンバ６０と正極チヤ゛ンバ６５を含む電池６の
外部に、また第９図に矢印で示した供給装置６１と排出
装置６２の中間に、電解質ならびに匪鉛粒子のタンク９
２と、この岨鉛粒子を含ｂ電解質を導管９０によつて電
池６の中に循環させるポンプ９１とが配置されている。
発電装置６の作動条件は、例えば下記の通りである。４
〜１２Ｎ苛性カリ電解質（ｌ当り苛性カリ４〜１２モル
）、電解質１０の中に含まれる罷鉛粒子の平均粒径２０
ミクロン、電解質中の岨鉛重量％： 電解質重量の２０〜３０％、即ち先に定義しｖた比一は
０．０４と０．０６の範囲に含まれる＊Ｖ（この比率は
、例えばタンク９２の中に達する供給装置（図示せず）
によつて実際に、一定に保持される）、負極チヤンバ中
の平均流れ速度：１０ｍ／分〜３０ｍ／分、チャンバ６
０の下面６０１と上面６０２の間隔Ｅ６は１〜５７！ｔ
！の範囲、例えばほぼ２ｍ１に等しい、チヤンバ６０の
長さ１６は２０〜６０ｃｍの範囲、多６ チヤンバ６０の幅１６は５〜１５ｃｒ１Ｌ１比一ＥＢは
少なくとも２０に等しい。

推鉛の初期粒子の細かさにかかわらず沈澱が行なわれる
。

これはこれらの最初の細かな粒子が塩基性電解質の故に
相互に結合して、よね大きな粒子を形成し、その平均粒
径は一般に５０ミクロンまたはこれ以上となるからであ
る。この現象は一般に、初期粒子の起原のいかんに拘わ
らず生じる。テスト中、電解質中に亜鉛酸カリウムの形
で溶解した酸化岨鉛の濃度は、亜鉛粒子の表面に、また
はその近傍に、これらの反応生成物が堆積する事によつ
て亜鉛粒子が不活性とならない様にする為、所定値以下
に保持される。例えば、６Ｎ苛性カリとして約１２０ｇ
／ｌに保持される。電解質の亜鉛酸塩濃度が過大になつ
た時、その電解質を龍鉛酸塩を含まない新しい苛性カリ
溶液によつて置き換えるが、あるいは岨鉛酸塩を含む電
解質を図示されない装置の中で連続的に再生処理する事
によつて、亜鉛粒子の不活性化を防止する事ができる。
このようにして、正極６５１の下面６５１１のｄ当り約
１５０ｍＡの電流密度で、５０ワツトのオーダの電力で
連続的にうる事ができる。正極６５１はガス拡散型電極
として説明した。しかし他の型の電極をチヤンバ６０と
結合的に使用する事ができるのは明らかであつて、例え
ばチャンバ６０の中に使用される粒子が金属活性物質、
特に亜鉛を含有する場合、金属酸化物電極、特に酸化銀
電極を使用できる事は明らかである。もちろん、本発明
は前記の説明のみに限定されるものではなく前記の範囲
内において任意に変更実施ができる。従つて本発明は、
それぞれ複数の沈澱層チヤンバを含む複数の電池、また
それぞれ複数のコレクタを備えた複数の沈澱層チャンバ
にも拡大される。また、本発明による複数の電池を直列
または並列に組合わせる事もできる。また本発明は、電
解質および粒子の循環装置が、電解質／または粒子の処
理装置、特に電解質再生装置または化学処理装置を含む
様にした発電装置にも拡大される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による発電装置の説明図、第２図は下面
上の粒子分布を示す説明図、第３図は本発明による発電
装置の電池の供給装置の他の実施例を示す平面図、第４
図と第５図は供給装置の更に他の実施例をそれぞれ示す
平面図、第６図、第７図および第８図は本発明による電
池の他の実施例のそれぞれ縦断面図、横断面図および平
面図、また第９図は第６図乃至第８図の電池を備えた発
電装置の回路図である。 １０・・・・・・チヤンバ、１１・・・・・・供給装置
、１２・・・・・・排出装置、１０１・・・・・・下面
、１０２・・・・・・上面、１０３，１０４・・・・・
・側面、１０１１・・・・・・コレクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入口、出口、上面および下面を有し電解質を収容し
   た少なくとも１個のチャンバを備え、前記下面の表面は
   電解質側に配置された少なくとも１個の電子コレクタの
   上面の全部または一部によつて少なくとも部分的に構成
   される様にした少なくとも１個の電池を有する発電装置
   の中で電気化学的反応を実施する発電方法であり、前記
   方法は、電解質密度より高い密度を有する少なくとも部
   分的に活性の固体粒子および／または少なくとも１種の
   活性物質を搬送する固体粒子を含有する電解質の流れを
   前記チャンバを通して作る段階を含む方法において前記
   チャンバの入口において前記下面の幅全体に亘つて粒子
   のほぼ均一な分布状態を得る様に、電解質の流れがチャ
   ンバの中に入る以前にこの流れの流線の拡大を生じるこ
   と、およびチャンバの少なくとも一部において、前記粒
   子は下面に隣接しまた下面の幅全体においてほぼ均一な
   沈殿層の形で移動し、この沈殿層は電解質によつて駆動
   されることを特徴とする電気化学的発電法。 ２ 粒子の沈殿は流れがチャンバの中に入る以前に実施
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   電気化学的発電法。 ３ 液状電解質を収容し、入口、出口、両側面、上面な
   らびに下面を備えた少なくとも１個のチャンバを有する
   少なくとも１個の電池を備え、前記チャンバ下面は、電
   解質側に配置された電子コレクタの表面の全部または一
   部によつて少なくとも部分的に構成され、前記チャンバ
   は一方においてはその入口において供給装置に接続され
   、また他方においてはその出口によつて排出装置に接続
   され、前記の供給装置と排出装置は、電解質の密度より
   高い密度を有する少なくとも部分的に活性の固体粒子お
   よび／または少なくとも一種の活性物質を搬送する固体
   粒子を含む電解質の流れを前記チャンバを通して生じる
   ことができるようにした電気化学的発電装置において、
   チャンバの入口においてチャンバ下面の幅全体に亘つて
   粒子のほぼ均一な分布を生じ、またチャンバの少なくと
   も一部において、チャンバ下面に接触し、チャンバ下面
   の幅全体に亘つてほぼ均一な、また電解質によつて駆動
   される粒子沈殿層をうるように、前記供給装置はチャン
   バ入口の手前において、電解質流れの流線の拡大を生じ
   るための手段を備えていることを特徴とする電気化学的
   発電装置。 ４ 前記供給装置は、下面と、上面と、チャンバ入口に
   向かつて拡大して相互に角度αを成す対向両側面と、前
   記両側面が相互に最も近接した場所においてこれら両側
   面に接続する供給導管とを有することを特徴とする特許
   請求の範囲第３項に記載の電気化学的発電装置。 ５ 前記供給装置の上面と下面の間隔はほぼ一定である
   こと、および前記角度αは最高２０゜に等しいことを特
   徴とする特許請求の範囲第４項に記載の電気化学的発電
   装置。 ６ 角度αは最高１５゜に等しいことを特徴とする特許
   請求の範囲第５項に記載の電気化学的発電装置。 ７ 前記供給装置の上面と下面の間隔は、この供給装置
   の少なくとも一部分において、チャンバの入口に向かつ
   て徐々に減少していることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項に記載の電気化学的発電装置。 ８ 前記供給装置の下面は平面であることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項乃至第７項のいずれかに記載の電
   気化学的発電装置。 ９ 供給導管の中の流れ平均方向は、少なくともこの導
   管が供給装置の対向両側面と接続する場所において、供
   給装置の下面に対して平行であることを特徴とする特許
   請求の範囲第８項に記載の電気化学的発電装置。 １０ 供給装置の導管は少なくとも１個所に屈曲部を形
   成することを特徴とする特許請求の範囲第４項乃至第９
   項のいずれかに記載の電気化学的発電装置。 １１ 前記供給導管の屈曲部は、導管中の平均流れ方向
   の７０゜乃至９０゜の範囲の変更角度βを決定すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の電気化学
   的発電装置。 １２ 供給装置は、少なくともその両側面が相互に拡大
   角度αを成す部分において、装置下面に対して直角の対
   称面を有することを特徴とする特許請求の範囲第４項乃
   至第１１項のいずれかに記載の電気化学的発電装置。 １３ 前記供給装置は、一対ずつチャンバ入口に向かつ
   て拡大して相互に角度αを成す２以上の偶数の対向両側
   面と、前記の各対の拡大側面が相互に最も近接した場所
   においてこれに接続する偶数の供給導管とを備えること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項乃至第１２項のいず
   れかに記載の電気化学的発電装置。 １４ 前記供給装置は上面と、下面と、少なくとも一方
   の側面と、供給導管とを備え、前記導管は上面の中に開
   くことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の電気
   化学的発電装置。 １５ 前記供給導管はチャンバ入口に対向する側面部分
   の近傍に配置されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １４項に記載の電気化学的発電装置。 １６ 供給装置はこの装置の下面に対して直角を成す対
   称面を有すること、および前記導管中の平均流れ方向は
   、供給装置の下面に対する前記対称面の蹟に対して２０
   ゜乃至９０゜の範囲の角度γを成し、前記の蹟はチャン
   バ入口に向かつて配向されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１５項に記載の電気化学的発電装置。 １７ 前記の角度γは７５゜乃至８５゜の範囲にあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１６項に記載の電気化
   学的発電装置。 １８ 供給導管の上端と、供給装置の下面との間隔は、
   供給導管の実際内径または平均内径をＤ＿ｃとして少な
   くとも２Ｄ＿ｃに等しいことを特徴とする特許請求の範
   囲第１４項乃至第１７項のいずれかに記載の電気化学的
   発電装置。 １９ 供給導管の上端と供給装置の下面との間隔は少な
   くとも４Ｄ＿ｃに等しいことを特徴とする特許請求の範
   囲第１８項に記載の電気化学的発電装置。 ２０ 供給装置の下面と上面は、チャンバ入口に中心を
   有する半円形によつて限定されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１４項乃至第１９項のいずれかに記載の電
   気化学的発電装置。 ２１ 供給装置の上面と下面は平面で相互に平行である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１４項乃至第２０項
   のいずれかに記載の電気化学的発電装置。 ２２ 供給装置の下面と上面は、チャンバのそれぞれ対
   応の下面と上面に接線的に接続すること、供給装置の側
   面はチャンバの入口に達し、チャンバの対応側面と接線
   的に接続していることを特徴とする特許請求の範囲第３
   項乃至第２１項のいずれかに記載の電気化学的装置。 ２３ 供給導管の実際内径または平均内径はチャンバ入
   口におけるチャンバの幅の１／３またはこれ以下である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項乃至第２２項の
   いずれかに記載の電気化学的発電装置。 ２４ 前記供給導管の内径は、最高、前記チャンバ幅の
   １／５に等しいことを特徴とする特許請求の範囲第２３
   項に記載の電気化学的発電装置。 ２５ 前記対称面はチャンバにとつても対称面であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１２項、または第１６
   項、または第１７項乃至第２４項のいずれかに記載の電
   気化学的発電装置。 ２６ 排出装置は多数の面を備え、これらの面は流線の
   集中を生じるように配置されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項乃至第２５項のいずれかに記載の電
   気化学的発電装置。 ２７ チャンバの側面の少なくとも一部は電子伝導性物
   質で作られること、および／または供給装置および／ま
   たは排出装置の面の少なくとも一部は電子伝導性物質に
   よつて作られることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   乃至第２６項のいずれかに記載の電気化学的発電装置。 ２８ 排出装置を供給装置に接続する循環手段を備える
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項乃至第２７項の
   いずれかに記載の電気化学的発電装置。 ２９ チャンバは負極チャンバであり、粒子は全部また
   は部分的に、負極活性金属から成り、前記チャンバはそ
   の上面および／または下面によつて、活性物質を含む正
   極を有する少なくとも１つの正極チャンバとイオン接続
   している事を特徴とする特許請求の範囲第３項乃至第２
   ８項のいずれかに記載の電気化学的発電装置。 ３０ 負極活性金属は亜鉛であり、正極活性物質は酸素
   または少なくとも１種の酸素化合物であり、電解質はア
   ルカリ電解質であることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２９項に記載の電気化学的発電装置。