KR890003046B1

KR890003046B1 - K/k2s battery

Info

Publication number: KR890003046B1
Application number: KR1019860010166A
Authority: KR
Inventors: 박종욱
Original assignee: 주식회사 금성사; 구자학
Priority date: 1986-11-29
Filing date: 1986-11-29
Publication date: 1989-08-19
Also published as: KR880006799A

Abstract

The battery consists of (i) stainless steel wire (1) as an electrode in the center of mullite tube (2) contg. K soln., (ii) K2S/S (5:95 wt. ratio) mixt. (3) placed around the mullite tube (2), and (iii) stainless steel tube (4) as another electrode. The battery provides the electromotive force of 2.5V with a single structure.

Description

Potassium (K) / Potassium Sulfide (K2S) Storage Battery

제1도는 본 발명 칼륨(K)/황화 칼륨(K₂S)축전지의 구성도.1 is a block diagram of a potassium (K) / potassium sulfide (K ₂ S) battery of the present invention.

제2도는 본 발명 칼륨(K)/황화 칼륨(K₂S)의 작동 원리를 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining the principle of operation of the present invention potassium (K) / potassium sulfide (K ₂ S).

제3a도, 제3b도는 본 발명칼륨(K)/황화 칼륨(K₂S)의 특성을 설명하기 위한 도면.3A and 3B are views for explaining the properties of the present invention potassium (K) / potassium sulfide (K ₂ S).

제4a도, 제4b도는 종래 축전지를 설명하기 위한 단면도.4A and 4B are cross-sectional views for explaining a conventional storage battery.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 스텐레스 강선 2 : 물레이트관1: stainless steel wire 2: water rate pipe

3 : 혼합물 4 : 스텐레스관3: mixture 4: stainless steel tube

본 발명은 칼륨(K)/황화 칼륨(K₂S)을 이용한 축전지에 관한 것으로서 특히 높은 전압을 단구조로 얻을 수 있는 K/K₂S축전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a storage battery using potassium (K) / potassium sulfide (K ₂ S), and more particularly to a K / K ₂ S storage battery capable of obtaining a high voltage in a single structure.

종래에는 여러가지 종류의 축전지가 개발되어 있으나 대표적인 것으로서 제4(a)도에서 도시된 바와같이 탄산나트륨(Na₂Co₃)과 탄소가루의 혼합물에 탄소붕을 +극으로 하고 금(Au)전극을 -극으로 한 건전지(축전지)가 있고 이때의 작용은 탄소붕에서 탄산나트륨과 함께 섞인 탄소(C)와 반응하고 금 전극은 탄산나트륨(Na₂Co₃)과 반응하므로서 기전력을 갖게 한 것이 있으나 탄산나트룸과 탄소의 반응시 전위가 1.5V이하로 되며 제4(b)도에서와 같이 저급 휘발류나 연료를 태워서 발생되는 일산화탄소(Co)/탄산가스(Co₂)를 이용한 연료전지(Fuel Cell)가 있으나 이 역시 기전력이 1.5V정도의 낮은 전압의 기전력을 발생하므로 150V정도의 직류전압을 얻기 위해서는 100개의 축전지를 직렬로 연결하고 전류 용량이 크게 되는 경우에는 축전지의 부피가 기하 급수적으로 커지게 되므로 통상발전소에서 발전된 전력을 피크 시간이 아닌 유휴시간에 유휴전력을 촉진하기 위한 적당한 매체가 없다. 그러나 현사회의 실정으로 보아 점점 전력의 최대 소비치와 최소소비차의 격차가 심화되고 있어 높은 기전력을 갖는 축전지의 개량이 시급하다.Various types of storage batteries have been developed in the related art, but as a representative example, as shown in FIG. 4 (a), a mixture of sodium carbonate (Na ₂ Co ₃ ) and carbon powder is used as the carbon bar as the positive electrode and There is one battery (battery) as a pole, and its action is that it reacts with carbon (C) mixed with sodium carbonate in the carbon shelf and the gold electrode reacts with sodium carbonate (Na ₂ Co ₃ ) to give an electromotive force. There is a fuel cell using carbon monoxide (Co) / carbon dioxide (Co ₂ ) generated by lower gasoline or burning fuel as shown in FIG. 4 (b). In addition, since electromotive force generates an electromotive force with a low voltage of about 1.5V, in order to obtain a DC voltage of about 150V, 100 batteries are connected in series, and when the current capacity becomes large, the volume of the battery is exponential. Be greater, so it is not suitable for medium to facilitate the idle power of electric power generated in a conventional power station in an idle time, not the peak time. However, in view of the current situation, the gap between the maximum consumption value and the minimum consumption difference of electric power is deepening, and it is urgent to improve the battery having high electromotive force.

본 발명은 이러한 추세에 발 맞추어 종래의 단점을 해결하기 위하여 기전력이 높은 축전지를 제공하는 것을 목적으로 하여 이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 제1도를 참조하면 본 발명에 따른 축전지는 중심에 위치된 스텐레스 강선(1)을 칼륨(K)용액이 담긴 물레이트관(2)의 칼륨용액 중심부에 위치시키고 물레이트 관(2)의 주위는 황화 칼륨(K₂S)과 유황(S)이 5:95의 중량비로 혼합된 환합물(3)로 둘러 쌓고 혼합물(3)의 주위에는 스텐레스 관(4)을 위치시킨 다음 스텐레스 강선(1)과 스텐레스관(4)을 전극으로 하여된 구성으로서 이러한 본 발명의 작용을 설명하면 우선 칼륨(K)용액은 물레이트 관(2)내벽에서 다음과 같은 반응을 발생한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings for the purpose of providing a high electromotive force storage battery in order to solve the conventional disadvantage in accordance with this trend is as follows. First, referring to FIG. 1, the storage battery according to the present invention is a stainless steel wire (1) located in the center of the potassium solution (2) containing the potassium (K) solution in the center of the potassium solution of the potassiumlate (2) Surrounding is surrounded by a mixture (3) containing potassium sulfide (K ₂ S) and sulfur (S) in a weight ratio of 5:95, and a stainless steel tube (4) is placed around the mixture (3), and then the stainless steel wire ( Referring to the operation of the present invention as a configuration consisting of 1) and the stainless steel tube (4) as an electrode, firstly the potassium (K) solution generates the following reaction in the inner wall of the hydrate tube (2).

K─→K⁺+e^-…… (가)K─ → K ^{+ +} e ^- ... … (end)

이렇게 생성된 칼륨 이온(K⁺)은 물레이트 관(2)을 통과하여 외부의 유황(S)과 다음과 같은 반응을 일으킨다.The potassium ions (K ⁺ ) thus produced pass through the water ate tube (2) to cause the following reaction with the external sulfur (S).

2K⁺+S+2e^-─→K₂S…… (나)2K ⁺ + S + 2e ^-- > K ₂ S... … (I)

반응(가, 나)에서 발생된 전자(e^-,2e₂)는 스텐레스 강선(1)과 스텐레스 관(4)의 전극을 통해 흐르게 된다. 여기에 부하를 연결하면 에너지를 얻을 수 있게 된다. 여기에 부하를 연결하면 에너지를 얻을 수 있게 된다. 이론상 본 발명의 개방 전위은 2.5V로서 제3(a)도의 전압때 전류 특성을 나타내며 또한 제3(b)도와같이 시간에 따른 전류 밀도와 전압의 변화를 일으킨다. 여기에서 알 수 있는 바와같이 5시간 동안 거의 같은 전류밀도를 유지하므로 장 시간 사용시에도 별다른 무리가 없음을 알 수 있다. 또한 제3(a)도에서 알 수 있는 바와 같이 전압을 상승 시켜도 전류가 전압에 따라 정비례적으로 증가되므로 통상 전극에 생기는 비 활성(Passivation)문제도 없음을 알 수 있다. 그런데 칼륨(K)과 물레이트 관(2)의 반응은 즉 칼륨 이온(K⁺)이 물레이트 관(2)을통과하는 전도는 대략 600℃이상이되어야 하므로 전지의 작동 조건은 600℃이상 전지의 가열상태에서 이루어진다. 여기에서 물레이트(mullite)의 재질은 산화 알루미늄(Al₂O₃)과 산화 규소(SiO₂)가 3:2의 관계로 즉 3Al₂O₃2SiO₂로 된 것임은 공지이므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.Generated in the reaction (A, B) electron (e ^-, 2e ₂₎ is caused to flow through the electrodes of a stainless steel wire (1) and the stainless steel tube (4). Connect the load here to get energy. Connect the load here to get energy. Theoretically, the open potential of the present invention is 2.5V, which shows the current characteristics at the voltage of FIG. 3 (a), and also causes the current density and voltage to change with time as shown in FIG. 3 (b). As can be seen here, since the current density is maintained almost for 5 hours, it can be seen that there is no problem even when used for a long time. In addition, as can be seen in FIG. 3 (a), even if the voltage is increased, the current increases directly in proportion to the voltage, and thus there is no problem of passivation of the electrode. However, the reaction of potassium (K) and hydrate rate tube (2), that is, conduction of potassium ions (K ⁺ ) through the hydrate rate tube (2) should be about 600 ° C or higher, so the operating conditions of the battery should be at least 600 ° C. It is done under heating. Herein, the material of mullite is aluminum oxide (Al ₂ O ₃ ) and silicon oxide (SiO ₂ ) in a 3: 2 relationship, that is, 3Al ₂ O ₃ 2SiO ₂ . Omit.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 의하면 단일구조의 기전력이 2.5V로 높으며 전극의 비활성화 문제가 없고 산업용 에너지 축적에 적당한 축전지가 제공되는 것이다.As described above, according to the present invention, an electromotive force of a single structure is high as 2.5V, and there is provided a storage battery suitable for accumulating industrial energy without an electrode deactivation problem.

Claims

Around the position of the stem-less steel wire (1) located at the center in a solution of potassium central portion of the potassium (K) is filled with water-rate tube (2) solution and water rates tube (2) is sulfurized potassium (K ₂ S) and sulfur ( S) is surrounded by a mixture (3) mixed in a weight ratio of 5:95, and a stainless steel tube (4) is placed around the mixture (3), and the stainless steel wire (1) and the stainless steel tube (4) are used as electrodes. Potassium (S) / Potassium Sulfide (K ₂ S) batteries.