Claims (20)
1. Разрядная система, включающая в себя:1. The discharge system, including:
- одну или более форму окислительного флюида, включающего одну или более форму водного многоэлектронного окислителя;- one or more forms of oxidizing fluid, including one or more forms of an aqueous multielectronic oxidizing agent;
- одну или более форм восстановительного флюида включающего одну или более форм восстановителя;- one or more forms of a reducing fluid comprising one or more forms of a reducing agent;
- разрядную единицу, включающую стэк, состоящий из множества электролитических ячеек, где каждая указанная электролитическая ячейка включает сборку электролит-электрод;- a discharge unit including a stack consisting of a plurality of electrolytic cells, where each said electrolytic cell includes an electrolyte-electrode assembly;
- реактор подкисления, операционно соединенный с указанной разрядной единицей, так что указанный реактор подкисления сконструирован для понижения pH нейтрального окислительного флюида, производя кислый окислительный флюид, и указанную разрядную единицу, сконструированную для генерации указанной электрической мощности из указанного кислого окислительного флюида и из указанного восстановительного флюида: перенося электроны от положительного электрода указанной сборки электролит-электрод к указанному водному многоэлектронному окислителю в указанном кислом окислительном флюиде; и перенося электроны от указанного восстановительного флюида к отрицательному электроду указанной сборки электролит-электрод производя указанную электрическую мощность во внешней цепи, операционно соединенной с терминалами указанной разрядной единицы, и генерируя кислый разрядный флюид при потреблении указанного кислого окислительного флюида и указанного восстановительного флюида.an acidification reactor operably coupled to said discharge unit so that said acidification reactor is designed to lower the pH of the neutral oxidizing fluid to produce an acidic oxidizing fluid and said discharge unit designed to generate said electrical power from said acidic oxidizing fluid and from said reducing fluid : transferring electrons from the positive electrode of the specified assembly of the electrolyte electrode to the specified aqueous multielectron oxide Ithel acid oxidation in said fluid; and transferring electrons from said reducing fluid to a negative electrode of said assembly, the electrolyte electrode producing said electrical power in an external circuit operatively connected to the terminals of said discharge unit, and generating an acidic discharge fluid when said acidic oxidizing fluid and said reducing fluid are consumed.
2. Разрядная система по п. 1, дополнительно включающая реактор нейтрализации, сконструированный для нейтрализации указанного кислого разрядного флюида в нейтральный разряженный флюид.2. The discharge system according to claim 1, further comprising a neutralization reactor designed to neutralize said acidic discharge fluid into a neutral discharged fluid.
3. Разрядная система по п. 2, где указанный реактор подкисления и указанный реактор нейтрализации функционально комбинированы как реактор ортогональной миграции ионов через ламинарный поток.3. The discharge system according to claim 2, wherein said acidification reactor and said neutralization reactor are functionally combined as a reactor for orthogonal ion migration through a laminar flow.
4. Разрядная система по п. 3, где указанный реактор ортогональной миграции ионов через ламинарный поток включает в себя сборки проточных ячеек, концевые платы и, в некоторых случаях, биполярные платы, где каждая из указанных сборок проточных ячеек указанного реактора ортогональной миграции ионов через ламинарный поток включает:4. The discharge system according to claim 3, wherein said orthogonal ion migration reactor through a laminar flow includes flow cell assemblies, end plates and, in some cases, bipolar plates, where each of said flow cell assemblies of said orthogonal ion migration reactor through a laminar flow The stream includes:
- ионообменные мембраны, состоящие из положительной ионообменной мембраны и отрицательной ионообменной мембраны, расположенных параллельно друг другу, положительный электродный слой и отрицательный электродный слой на внешних сторонах указанных ионообменных мембран, где указанный положительный электродный слой сконурирован для электроокисления водорода и указанный отрицательный электродный слой сконурирован для электровыделения водорода, межмембранное проточное поле включающее множество проточных каналов, причем указанное проточное поле расположено между указанными ионнообменными мембранами; и пористые диффузионные слои на внешних сторонах указанных ионообменных мембран и находящихся в электрическом контакте или с одной из указанных биполярных плат или указанных концевых плат.- ion-exchange membranes consisting of a positive ion-exchange membrane and a negative ion-exchange membrane parallel to each other, a positive electrode layer and a negative electrode layer on the outer sides of said ion-exchange membranes, where said positive electrode layer is contoured for hydrogen electrooxidation and said negative electrode layer is contoured for electrowinning hydrogen, an intermembrane flow field including a plurality of flow channels, and the indicated full-time field is disposed between said ion exchange membrane; and porous diffusion layers on the outer sides of said ion exchange membranes and in electrical contact with or from one of said bipolar boards or said end boards.
5. Разрядная система по п. 1, сконурированная для работы в режиме частичного заряда для содействия рекуперативному торможению, когда указанная разрядная система питает электромобиль, где указанный восстановитель производится на указанном отрицательном электроде указанной сборки электролит-электрод во время указанного режима частичного заряда.5. The discharge system according to claim 1, configured to operate in a partial charge mode to facilitate regenerative braking when said discharge system powers an electric vehicle, wherein said reducing agent is produced on said negative electrode of said electrolyte-electrode assembly during said partial charge mode.
6. Система регенерации, включающая: реактор расщепления-диспропорционирования, сконурированный для перевода нейтрального разряженного флюида в щелочной разряженный флюид, используя одно или более основание либо поставляемое извне, либо получаемое в указанном реакторе расщепления-диспропорционирования; причем указанный реактор расщепления-диспропорционирования сконфигурирован для расщепления указанного щелочного разряженного флюида в востановитель и в промежуточный окислитель, где указанное расщепление освобождает стехиометрическое количество указанного восстановителя и указанного основания в указанном реакторе расщепления-диспропорционирования; причем указанный реактор расщепления-диспропорционирования сконурирован для перевода указанного промежуточного окислителя в одну или более форм водного многоэлектронного окислителя путем диспропорционирования указанного промежуточного окислителя с указанным основанием; и причем указанный реактор окисления-диспропорционирования дополнительно сконурирован для проведения указанного расщепления и указанного диспропорционирования в одной из следущих режимом работы: периодическом, циклическим проточным, каскадным проточным, и их любой комбинации, до тех пор пока не достигнута желаемая степень конверсии продукта разряда указанного водного многоэлектронного окислителя в указанные одну или более форм указанного водного многоэлектронного окислителя.6. A regeneration system comprising: a cleavage-disproportionation reactor configured to convert a neutral discharged fluid into an alkaline discharged fluid using one or more of the base, either supplied externally or obtained in said cleavage-disproportionation reactor; wherein said cleavage-disproportionation reactor is configured to cleave said alkaline discharged fluid into a reducing agent and an intermediate oxidizing agent, wherein said cleavage releases a stoichiometric amount of said reducing agent and said base in said cleavage-disproportionation reactor; wherein said cleavage-disproportionation reactor is configured to convert said intermediate oxidizing agent into one or more forms of an aqueous multi-electron oxidizing agent by disproportioning said intermediate oxidizing agent with said base; and wherein said oxidation-disproportionation reactor is further configured to carry out said cleavage and said disproportionation in one of the following operating modes: batch, cyclic flow, cascade flow, and any combination thereof, until the desired degree of conversion of the discharge product of said aqueous multi-electron an oxidizing agent in said one or more forms of said aqueous multielectronic oxidizing agent.
7. Система регенерации по п. 6, дополнительно включающая реактор концентрирования сконфигурированный для производства концентрированного нейтрального окислительного флюида включающего хотя бы одну солевую форму указанного водного многоэлектронного окислителя.7. The regeneration system according to claim 6, further comprising a concentration reactor configured to produce a concentrated neutral oxidizing fluid comprising at least one salt form of said aqueous multielectronic oxidizing agent.
8. Система регенерации по п. 6, дополнительно включающая один или более реактор разделения сконфигурированных для разделения газов от жидкостей во время процесса регенерации.8. The regeneration system of claim 6, further comprising one or more separation reactors configured to separate gases from liquids during the regeneration process.
9. Система регенерации по п. 6, в которой указанный реактор расщепления-диспропорционирования дополнительно сконфигурирован для способа работы с водным многоэлектронным окислителем, на отрицательном электроде используя многослойную структуру на строне отрицательного электрода указанного реактора расщепления-диспропорционирования.9. The regeneration system of claim 6, wherein said cleavage-disproportionation reactor is further configured for a method of operating with an aqueous multi-electron oxidizer using a negative electrode using a multilayer structure on the negative side of the said cleavage-disproportionation reactor.
10. Система регенерации по п. 6, в которой указанная многослойная структура на указанной стороне отрицательного электрода указанного реактора расщепления-диспропорционирования сконфигурирована так, чтобы минимизировать восстановление регенерируемого водного многоэлектронного окислителя на указанном отрицательном электроде, в то же время содействуя выделению водорода и росту pH указанного регенерируемого окислительного флюида.10. The regeneration system according to claim 6, in which the specified multilayer structure on the specified side of the negative electrode of the specified splitting-disproportionation reactor is configured to minimize the recovery of the regenerated aqueous multi-electron oxidizer on the specified negative electrode, while at the same time promoting the evolution of hydrogen and an increase in pH of the specified regenerative oxidizing fluid.
11. Система регенерации по п. 6, в которой указанный реактор расщепления-диспропорционирования также сконфигурирован для способа работы без водного многоэлектронного окислетеля на отрицательном электроде путем переноса основания производимого на одном или более электродах указанного реактора расщепления-диспропорционирования к регенерируемому окислительному флюиду, производимому на одном или более отрицательных электродах указанного реактора расшепления-диспропорционирования к регенерируемому окислительному флюиду, производимому на одном или более электродах указанного реактора расщепления-диспропорционирования и включающего указанные одну или более форм указанного водного многоэлектронного окислителя и указанного промежуточного окислителя.11. The regeneration system of claim 6, wherein said cleavage-disproportionation reactor is also configured to operate without an aqueous multi-electron oxidizer on a negative electrode by transferring a base produced on one or more electrodes of said cleavage-disproportionation reactor to a regenerative oxidizing fluid produced on one or more negative electrodes of said disintegration-disproportionation reactor to a regenerative oxidizing fluid produced mu on one or more electrodes of the specified reactor splitting-disproportionation and including the specified one or more forms of the specified aqueous multielectron oxidizer and the specified intermediate oxidizing agent.
12. Окислительный флюид, включающий один или более анион, один или более катион и один или более буфер, где12. An oxidizing fluid comprising one or more anions, one or more cations, and one or more buffers, where
указанный один или более анион выбирается из списка: перхлорат, пербромат, хлорат, бромат, хлорит, бромит, гипохлорит, гипобромит, хлорид, бромид;the specified one or more anions is selected from the list: perchlorate, perbromate, chlorate, bromate, chlorite, bromite, hypochlorite, hypobromite, chloride, bromide;
указанный один или более катион выбирается из списка: катион гидроксония, лития, натрия, магния, кальция; иthe specified one or more cations is selected from the list: cation hydroxonium, lithium, sodium, magnesium, calcium; and
указанный один или более буфер выбирается из списка: фосфат, гидрофосфат, дигидрофосфат, 3-(N-морфолино)пропансульфонат, 2-(N-морфолино)этансульфонат, другой ω-(N-морфолино) алкансульфонат, метансульфонат, трифторметансульфонат, замещенные сульфонаты, замещенные фосфонаты, алкилфосфонаты, арилфосфонаты, производные фосфорной кислоты, молекула включающая по крайней мере одну сульфоновую и одну фосфоновую группу, амины, азотные гетероциклы, и другие основания с константой диссоциации pKa между 4 и 9.the specified one or more buffers is selected from the list: phosphate, hydrogen phosphate, dihydrogen phosphate, 3- (N-morpholino) propanesulfonate, 2- (N-morpholino) ethanesulfonate, another ω- (N-morpholino) alkanesulfonate, methanesulfonate, trifluoromethanesulfonate, substituted sulfonates, substituted phosphonates, alkylphosphonates, arylphosphonates, phosphoric acid derivatives, a molecule comprising at least one sulfonic and one phosphonic group, amines, nitrogen heterocycles, and other bases with a pKa dissociation constant between 4 and 9.