JPS60243979A - 温度差電池 - Google Patents
温度差電池Info
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- JPS60243979A JPS60243979A JP9857284A JP9857284A JPS60243979A JP S60243979 A JPS60243979 A JP S60243979A JP 9857284 A JP9857284 A JP 9857284A JP 9857284 A JP9857284 A JP 9857284A JP S60243979 A JPS60243979 A JP S60243979A
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電極としてカリウムを含む炭素繊維を用い、電
解液として硝酸電解質溶液を用いた温度差電池に関する
ものである。更に詳しくは、特定量の残存窒素を含むア
クリロニトリル系炭素繊維にカリウムを含まじた電極と
硝酸電解質溶液の電解液とを組合せた温度差電池に関す
るものである。
解液として硝酸電解質溶液を用いた温度差電池に関する
ものである。更に詳しくは、特定量の残存窒素を含むア
クリロニトリル系炭素繊維にカリウムを含まじた電極と
硝酸電解質溶液の電解液とを組合せた温度差電池に関す
るものである。
従来、工場の温排水などの熱源を利用した温度差電池が
知られている（Ｃａｎ、 Ｊ 、 ＣＣ１１ｅ 。
知られている（Ｃａｎ、 Ｊ 、 ＣＣ１１ｅ 。
５４．３３４１ （１９７６） 、特開昭５５−８６０
７４号、同５５−１２１２７５号、同５８−１４５０７
２号公報）。これら既知の温度差電池にあっては、電極
材として、臭素−黒鉛層間化合物、ハロゲン−黒鉛繊維
層間化合物、硝酸−黒鉛層間化合物などが用いられ、ま
た電解質として硝酸電解質溶液、臭化カリウム水溶液な
どが用いられていた。しかし、これらの温度差電池の起
電力は充分満足Ｊ−へきものではなかった。
７４号、同５５−１２１２７５号、同５８−１４５０７
２号公報）。これら既知の温度差電池にあっては、電極
材として、臭素−黒鉛層間化合物、ハロゲン−黒鉛繊維
層間化合物、硝酸−黒鉛層間化合物などが用いられ、ま
た電解質として硝酸電解質溶液、臭化カリウム水溶液な
どが用いられていた。しかし、これらの温度差電池の起
電力は充分満足Ｊ−へきものではなかった。
そこで、本発明者は、一層高い起電ツノの１ｑられる温
度差電池を開発すべく、電極材と電解質溶液の組合せに
ついて検討の結果、本発明に至ったものである。
度差電池を開発すべく、電極材と電解質溶液の組合せに
ついて検討の結果、本発明に至ったものである。
すなわら、本発明は、窒素含有量１−６重量％のアクリ
ロニトリル系炭素繊維に５〜１５重量％のカリウムを含
ませた電極と硝酸電解質溶液の電解液とを組合せてなる
温度差電池であるヮこのような温度差電池は、黒鉛材系
を用いた従来の温度差電池よりも高い起電力を得ること
ができる。
ロニトリル系炭素繊維に５〜１５重量％のカリウムを含
ませた電極と硝酸電解質溶液の電解液とを組合せてなる
温度差電池であるヮこのような温度差電池は、黒鉛材系
を用いた従来の温度差電池よりも高い起電力を得ること
ができる。
本発明において用いられる炭素ｓａｇは窒素含有量１〜
６重石％のアクリロニトリル系炭素繊維である。
６重石％のアクリロニトリル系炭素繊維である。
解質溶液に対し安定でなくなる。
このような炭素繊維は、アクリロニトリル系繊維を通常
の方法によって耐炎化処理後１１００〜１８００℃の非
酸化性雰囲気中で炭化処理することによって得られる。
の方法によって耐炎化処理後１１００〜１８００℃の非
酸化性雰囲気中で炭化処理することによって得られる。
炭化処理の温度が更に高くなると窒素含有量は低下し、
２０００℃を超えると黒鉛化するが、このようなｌ１ｌ
ｉｌｆｆを用いた電池では、本発明のような高い起電力
は得られない。
２０００℃を超えると黒鉛化するが、このようなｌ１ｌ
ｉｌｆｆを用いた電池では、本発明のような高い起電力
は得られない。
炭素繊維としては、レーヨン系、その他の有機繊維を原
料としたもの、ビッヂ系などが知られているが、本発明
におレプる炭素繊維は、アクリロニトリル系繊維を原料
とした炭素繊維、ずなわちアクリロニトリル系炭素繊維
であって、しかもこの炭素繊維のうち、特に前記した通
りの窒素含有量のものである。
料としたもの、ビッヂ系などが知られているが、本発明
におレプる炭素繊維は、アクリロニトリル系繊維を原料
とした炭素繊維、ずなわちアクリロニトリル系炭素繊維
であって、しかもこの炭素繊維のうち、特に前記した通
りの窒素含有量のものである。
本発明における電極は、このようなアクリロニトリル系
炭素繊維に５〜１０重量％のカリウム難い。
炭素繊維に５〜１０重量％のカリウム難い。
このものの製造は、例えば次のようにして行われる。
（１）上記アクリロニトリル系炭素ｗ＆紺を密閉器中で
カリウム蒸気と２００−３５０℃にて２４時間以上反応
させ、次いでこれを系外に取出し約１２時間放置分解し
てカリウム含有量５〜１５重量％のアクリロニトリル系
炭素繊維どする。
カリウム蒸気と２００−３５０℃にて２４時間以上反応
させ、次いでこれを系外に取出し約１２時間放置分解し
てカリウム含有量５〜１５重量％のアクリロニトリル系
炭素繊維どする。
カリウム含有量の調整は、例えば繊維とカリウムの量を
調整することによって行われる。
調整することによって行われる。
＋
（２〉上記アクリロニトリル系炭素繊維をＫ −ナフタ
レン錯体のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶液に入れ、
室温にて及応さゼ、次いでこれを空気中で乾燥し、更に
約８００℃の電気炉に急激に投入し、カリウムを含むア
クリロ二１〜リル系炭素繊維とする。
レン錯体のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶液に入れ、
室温にて及応さゼ、次いでこれを空気中で乾燥し、更に
約８００℃の電気炉に急激に投入し、カリウムを含むア
クリロ二１〜リル系炭素繊維とする。
電解液としての硝Ｍ電解質溶液は、硝酸水溶液の他、亜
鉛、カリウムなどの金属ｌｌｌ′Ｉ酸塩類が用いられる
。この電解質溶液の濃度は２０〜４００〜４０重量であ
る。
鉛、カリウムなどの金属ｌｌｌ′Ｉ酸塩類が用いられる
。この電解質溶液の濃度は２０〜４００〜４０重量であ
る。
黒鉛の層間化合物を電極とした電池の電解液としては、
硝酸の外、過塩素酸リチウム、ハロゲン化リチウムなど
の電解質が知られているが、上記したカリウム含有アク
リロニトリル系炭素繊維電極においては、硝酸電解質、
特に硝酸を主成分とする電解液との組合せが高い起電力
が得られる。
硝酸の外、過塩素酸リチウム、ハロゲン化リチウムなど
の電解質が知られているが、上記したカリウム含有アク
リロニトリル系炭素繊維電極においては、硝酸電解質、
特に硝酸を主成分とする電解液との組合せが高い起電力
が得られる。
本発明温度差電池の概念図を示すと第１図の通りである
。
。
第１図において、セルＣＩ、及びＣ２を管の液相ブリッ
ヂを形成するように環状に連結された（）字管１の上部
に、セルＣＩ、Ｃ２に分解ガスが流通するよう管２を連
通して気相ブリッヂを形成したパイレックスガラス製セ
ルに電解質溶液３を注入する。セル０１、Ｃ２の開孔部
はキャップ４．４ ”で密封し、系を形成する。
ヂを形成するように環状に連結された（）字管１の上部
に、セルＣＩ、Ｃ２に分解ガスが流通するよう管２を連
通して気相ブリッヂを形成したパイレックスガラス製セ
ルに電解質溶液３を注入する。セル０１、Ｃ２の開孔部
はキャップ４．４ ”で密封し、系を形成する。
キャップ４．４−には、それぞれ白金電極［Ｉ、Ｅ２を
取イ（１け、各白金電極の下端部は電解液３に浸すよう
に配する。
取イ（１け、各白金電極の下端部は電解液３に浸すよう
に配する。
セルＣ＋ 、Ｃ２にはそれぞれ所定の温度の媒体が循環
するジャケット５，５′を有づる。
するジャケット５，５′を有づる。
セルＣ１のジャク゛ツ［・５には高温の媒体を循環させ
、高温側電極部とづ−る。またセルＣ２のジャケット５
′には低温のＷ、体を循環させる。
、高温側電極部とづ−る。またセルＣ２のジャケット５
′には低温のＷ、体を循環させる。
電極材となるカリウム含有アクリロニトリル系炭素繊維
６，６′は両極に固定され、両極Ｅ１、Ｅ２を導線で結
ぶことによって温度差電池が形成される。
６，６′は両極に固定され、両極Ｅ１、Ｅ２を導線で結
ぶことによって温度差電池が形成される。
高温りイドセルＣ１の温度は５０℃以上あれば充分電池
として働き、低温ナイドセルＣ２の温度は３０℃以下の
温度で有効に作用させることができる。
として働き、低温ナイドセルＣ２の温度は３０℃以下の
温度で有効に作用させることができる。
以下本発明を実施例により説明Ｊる。
実施例１
アクリロニトリル系繊維を通常の方法によって比重１，
４２となるまで耐炎化処理したのち１３０（℃窒素雰囲
気中で炭化処理し、窒素含有量４．（重量％のアクリロ
ニトリル系炭素繊維とした。
４２となるまで耐炎化処理したのち１３０（℃窒素雰囲
気中で炭化処理し、窒素含有量４．（重量％のアクリロ
ニトリル系炭素繊維とした。
この炭素繊維を密閉容器中２５０℃にて２４時間カリウ
ム蒸気と接触させ約４０重石％のカリウムを含むアクリ
ロニトリル系炭素繊維（ｍ茶〜金色）とした。
ム蒸気と接触させ約４０重石％のカリウムを含むアクリ
ロニトリル系炭素繊維（ｍ茶〜金色）とした。
次いでこのものを空気中に取出して放置分解しカリウム
含有量１０重量％のアクリロニトリル系炭素繊維とした
。
含有量１０重量％のアクリロニトリル系炭素繊維とした
。
次いで、このカリウム含有アクリロニトリル系繊維繊維
約０．５ｇを第１図に示したテスト用澗度差電池の両極
に取付は電極とした。
約０．５ｇを第１図に示したテスト用澗度差電池の両極
に取付は電極とした。
電解液は３０重量％硝酸水溶液を使用し、ジャケット温
度は高温側８０℃、低温側２０℃とした。
度は高温側８０℃、低温側２０℃とした。
Ｅ＋ 、Ｅ２両電極の間に電圧計を接続し、回銘電圧を
測定するとともに、１０Ωの抵抗を入れた場合の負荷電
流を測定しその結果を第１表に示す。
測定するとともに、１０Ωの抵抗を入れた場合の負荷電
流を測定しその結果を第１表に示す。
比較のため、前記実施例にて使用したカリウムを含ませ
る前のアクリロニトリル系炭素繊維を使用した場合（比
較例Ａ ） 、２５００℃で処理したアクリロニトリル
系黒鉛繊維（含窒素量θ％）とカリウムとの層間化合物
を使用した場合（比較例Ｂ）、及び３０００℃で処理し
たビッヂ系黒鉛ｓ１ｍとカリウムとの層間化合物を使用
した場合（比較例Ｃ）の起電力を調べた。その結果を第
１表に示Ｊ−６ 第１表 （注） ＯＣＶ：直流電圧
る前のアクリロニトリル系炭素繊維を使用した場合（比
較例Ａ ） 、２５００℃で処理したアクリロニトリル
系黒鉛繊維（含窒素量θ％）とカリウムとの層間化合物
を使用した場合（比較例Ｂ）、及び３０００℃で処理し
たビッヂ系黒鉛ｓ１ｍとカリウムとの層間化合物を使用
した場合（比較例Ｃ）の起電力を調べた。その結果を第
１表に示Ｊ−６ 第１表 （注） ＯＣＶ：直流電圧
第１図は本発明温度差電池の概念図を示す。
１：０字管、３：電解質溶液、４．４′：キャブ、５，
５−：ジャケット、６．６− ：電極材特許出願人 東
邦ベスロン林式会社 代理人弁理士 土 居 三 部 ツ
５−：ジャケット、６．６− ：電極材特許出願人 東
邦ベスロン林式会社 代理人弁理士 土 居 三 部 ツ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１〉窒素含有ｎ）１〜６重量％のアクリロニトリル系
炭素Ｉ！雑に５〜１５重量％のカリウムを含ませた電極
と硝酸電解質溶液の電解液とを組合せてなる温度差電池
。 （２）電解液の濃度が２０〜４０重量％Ｃある特許請求
の範囲（１〉の温度差電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9857284A JPS60243979A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 温度差電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9857284A JPS60243979A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 温度差電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60243979A true JPS60243979A (ja) | 1985-12-03 |
| JPH046263B2 JPH046263B2 (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=14223384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9857284A Granted JPS60243979A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 温度差電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60243979A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012140856A1 (ja) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | 国立大学法人 筑波大学 | 酸化還元反応を利用した熱電変換方法および熱電変換素子 |
| NL2008394C2 (nl) * | 2011-09-23 | 2013-03-26 | Stichting Wetsus Ct Excellence Sustainable Water Technology | Werkwijze en systeem voor directe thermische elektriciteitsopwekking. |
| EP3818585A4 (en) * | 2018-07-06 | 2022-03-30 | The Government of the United States of America, as represented by the Secretary of the Navy | INTERNAL BATTERY SHORT CIRCUIT TRIGGER AND METHOD FOR ENHANCED PERFORMANCE |
-
1984
- 1984-05-18 JP JP9857284A patent/JPS60243979A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012140856A1 (ja) * | 2011-04-12 | 2012-10-18 | 国立大学法人 筑波大学 | 酸化還元反応を利用した熱電変換方法および熱電変換素子 |
| JP5988172B2 (ja) * | 2011-04-12 | 2016-09-07 | 国立大学法人 筑波大学 | 酸化還元反応を利用した熱電変換方法および熱電変換素子 |
| NL2008394C2 (nl) * | 2011-09-23 | 2013-03-26 | Stichting Wetsus Ct Excellence Sustainable Water Technology | Werkwijze en systeem voor directe thermische elektriciteitsopwekking. |
| WO2013043053A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | Stichting Wetsus Centre Of Excellence For Sustainable Water Technology | Method and system for direct thermal electricity generation |
| EP3818585A4 (en) * | 2018-07-06 | 2022-03-30 | The Government of the United States of America, as represented by the Secretary of the Navy | INTERNAL BATTERY SHORT CIRCUIT TRIGGER AND METHOD FOR ENHANCED PERFORMANCE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH046263B2 (ja) | 1992-02-05 |
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