RU2046464C1 - Импульсный электрохимический преобразователь энергии ядерного синтеза и способ его эксплуатации - Google Patents
Импульсный электрохимический преобразователь энергии ядерного синтеза и способ его эксплуатации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2046464C1 RU2046464C1 RU92007728A RU92007728A RU2046464C1 RU 2046464 C1 RU2046464 C1 RU 2046464C1 RU 92007728 A RU92007728 A RU 92007728A RU 92007728 A RU92007728 A RU 92007728A RU 2046464 C1 RU2046464 C1 RU 2046464C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- palladium
- electrochemical
- saturation
- electrolyte
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Использование: в преобразователях энергии ядерного синтеза. Сущность изобретения: преобразователь содержит два электрохимических элемента с платиновым и палладиевым электродами и водным раствором соли в качестве электролита. В одном элементе в качестве растворителя электролита берется обычная вода, в другом тяжелая вода. Элементы соединены по электролиту солевым мостиком. К электродам элементов подключены внешние источники постоянного тока. При эксплуатации производят одновременное электрохимическое насыщение палладиевых электронов водородом идейтерием, измеряют напряжение на палладиевых электродах, сравнивают с заданным, по достижении которого прекращают насыщение электродов газами путем отключения внешних источников постоянного тока и замыкают цепь внешней нагрузки между палладиевыми электродами. Устройство обеспечивает повышение эффективности преобразования и снижение тепловых потерь. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производстве источников энергии.
Известен электрохимический преобразователь ядерной энергии в электрическую, использующий энергию ядерного излучения для радиолиза воды на водород и кислород, которые затем используются в топливном элементе для генерации электрической энергии [1]
Недостатками такого преобразователя энергии являются сложность конструкции и низкая эффективность.
Недостатками такого преобразователя энергии являются сложность конструкции и низкая эффективность.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является преобразователь энергии ядерного синтеза, содержащий электрохимический элемент с платиновым и палладиевым электродами, разделенными электролитом на основе тяжелой воды. К электродам элемента подключен источник постоянного тока для электрохимического насыщения палладиевого электрода дейтерием [2]
В результате насыщения палладия дейтерием происходит слияние ядер дейтерия, сопровождающееся реакцией синтеза, например ядер гелия в соответствии с реакцией d+d __→ He3+n + 2MэВ
сопровождающейся выделением значительного количества энергии, которое примерно в 4 раза превышает количество подведенной энергии на проведение электролитического насыщения палладиевого электpода.
В результате насыщения палладия дейтерием происходит слияние ядер дейтерия, сопровождающееся реакцией синтеза, например ядер гелия в соответствии с реакцией d+d __→ He3+n + 2MэВ
сопровождающейся выделением значительного количества энергии, которое примерно в 4 раза превышает количество подведенной энергии на проведение электролитического насыщения палладиевого электpода.
Недостатком этого преобразователя является реализация энергии ядерного синтеза в виде тепловой энергии.
Задачей изобретения является прямое преобразование энергии ядерного синтеза в электрическую энергию.
Техническое решение поставленной задачи может быть реализовано путем введения дополнительного электрохимического элемента с платиновым и палладиевым электродами, разделенными водным электролитом и подключенным к электродам внешнего источника постоянного тока. Электрохимические элементы по электролиту объединены солевым мостиком.
Оценка величины энергии может быть проведена аналогично [2] Изменение энергии в результате выравнивания уровней Ферми первого и второго катодов дается выражением
ΔE Ni+ qiφi
(1) где φi и μi o электрические и химические потенциалы электронов в первом и втором катодах; qi eNi и Ni заряд и количество электронов, которыми обмениваются катоды при замыкании. Условие выравнивания электрохимического потенциала при замыкании катодов имеет вид
e (φ1 φ2) μ2 μ1 (2)
Из сохранения заряда следует
q1 -q2. (3)
Потенциалы φ1 φ2 линейно связаны с зарядами q1, q2.
ΔE Ni+ qiφi
(1) где φi и μi o электрические и химические потенциалы электронов в первом и втором катодах; qi eNi и Ni заряд и количество электронов, которыми обмениваются катоды при замыкании. Условие выравнивания электрохимического потенциала при замыкании катодов имеет вид
e (φ1 φ2) μ2 μ1 (2)
Из сохранения заряда следует
q1 -q2. (3)
Потенциалы φ1 φ2 линейно связаны с зарядами q1, q2.
φi сi -1qi, (4) где сi емкостный коэффициент.
Из системы уравнения (2-4) нетрудно получить
q1= e-1
Подстановка в формуле (1) дает искомую оценку
ΔΕ При ≈1В, с 104-103 Ф/см3 (электрохимические емкости имеют порядок 10-5 10-3 Ф/см2, удельные поверхности пористых электродов 104-106 см-1) ΔЕ может составить величину порядка 10-1-103 Дж/см3.
q1= e-1
Подстановка в формуле (1) дает искомую оценку
ΔΕ При ≈1В, с 104-103 Ф/см3 (электрохимические емкости имеют порядок 10-5 10-3 Ф/см2, удельные поверхности пористых электродов 104-106 см-1) ΔЕ может составить величину порядка 10-1-103 Дж/см3.
На чертеже представлен импульсный электрохимический преобразователь энергии ядерного синтезa.
Ячейка 1 заполнена электролитом 2 на основе тяжелой воды, ячейка 1' электролитом 2' на основе обычной воды, электроды 4, 4' выполнены из палладия, являются катодами электрических цепей 5 и 5', служащих для электрохимической накачки катодов водородом, 3, 3' платиновые электроды-аноды, 6 солевой мостик, 7 электрическая цепь катодов с ключом.
Преобразователь работает следующим образом.
Осуществляется электрохимическая накачка катодов 4 и 4' при включенных цепях 5 и 5' тяжелым водородом и легким изотопом соответственно. Затем цепи 5, 5' размыкаются и измеряется разность потенциалов между катодами. По истечении времени, необходимого для превращения части дейтерия в гелий, возникает разность потенциалов между катодами вследствие изменения уровня Ферми электронов в катоде 4. По достижении заданного уровня разности потенциалов запасенная в катоде 4 энергия может быть использована при замыкании цепи 7.
Claims (2)
1. Импульсный электрохимический преобразователь энергии ядерного синтеза, содержащий электрохимический элемент с платиновым и палладиевым электродами, разделенными электролитом на основе тяжелой воды, и внешний источник постоянного тока, подключенный к электродам электрохимического элемента, отличающийся тем, что преобразователь энергии дополнительно содержит электрохимический элемент с платиновым и палладиевым электродами, разделенными водным электролитом, внешний источник постоянного тока, подключенный к электродам, и солевой мостик, объединяющий электрохимические элементы по электролиту.
2. Способ эксплуатации импульсного электрохимического преобразователя энергии ядерного синтеза, включающий электрохимическое насыщение палладиевого электрода дейтерием, отличающийся тем, что одновременно с насыщением палладиевого электрода дейтерием в одном элементе насыщают палладиевый электрод водородом во втором элементе, измеряют напряжение на палладиевых электродах и сравнивают с заданным, при достижении напряжением заданной величины прекращают насыщение электродов газами путем отключения внешних источников постоянного тока и замыкают цепь нагрузки между палладиевыми электродами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92007728A RU2046464C1 (ru) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Импульсный электрохимический преобразователь энергии ядерного синтеза и способ его эксплуатации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92007728A RU2046464C1 (ru) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Импульсный электрохимический преобразователь энергии ядерного синтеза и способ его эксплуатации |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92007728A RU92007728A (ru) | 1995-03-10 |
RU2046464C1 true RU2046464C1 (ru) | 1995-10-20 |
Family
ID=20132447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92007728A RU2046464C1 (ru) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Импульсный электрохимический преобразователь энергии ядерного синтеза и способ его эксплуатации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2046464C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109444594A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-08 | 佛山科学技术学院 | 一种光电化学体系电参数检测装置 |
-
1992
- 1992-11-24 RU RU92007728A patent/RU2046464C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Фильштих В. Топливные элементы. М.: Мир, 1968, с.347. * |
2. Царев В.А. Низкотемпературный ядерный синтез. УФН, 1960, т.16, N 11, с.1-53. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109444594A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-08 | 佛山科学技术学院 | 一种光电化学体系电参数检测装置 |
CN109444594B (zh) * | 2018-11-26 | 2023-12-26 | 佛山科学技术学院 | 一种光电化学体系电参数检测装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Watanabe et al. | Photoelectrochemical reactions at SrTiO3 single crystal electrode. | |
Tributsch | Reaction of excited chlorophyll molecules at electrodes and in photosynthesis | |
Matthews et al. | Calculation of the photocurrent-potential characteristic for regenerative, sensitized semiconductor electrodes | |
Goldberg et al. | Simultaneous electrochemical-electron spin resonance measurements. I. Cell design and preliminary results | |
Zhang et al. | Chromic mechanism in amorphous WO 3 films | |
Smotkin et al. | Bipolar titanium dioxide/platinum semiconductor photoelectrodes and multielectrode arrays for unassisted photolytic water splitting | |
US3279949A (en) | Fuel cell half-cell containing vanadium redox couple | |
US4144147A (en) | Photolysis of water using rhodate semiconductive electrodes | |
US20220411938A1 (en) | Method and device for the electrolysis of water | |
Madou et al. | Impedance measurements and photoeffects on Ni electrodes | |
TWI314785B (en) | Solar cell | |
US4128704A (en) | Photoelectrochemical energy storage system | |
RU2046464C1 (ru) | Импульсный электрохимический преобразователь энергии ядерного синтеза и способ его эксплуатации | |
Aizawa et al. | Photoelectrochemical energy conversion system modeled on the photosynthetic process | |
US3544378A (en) | Fuel cell comprising a metal tungstate anode | |
Beni et al. | Matrix‐addressable electrochromic display cell | |
WO1990013127A1 (en) | Electrolytic apparatus for disassociation of compounds containing hydrogen isotopes | |
US20060226001A1 (en) | Heat and electromagnetic wave generator | |
US3492160A (en) | Self regenerating storage battery | |
Binder et al. | Electrodeposition of zinc using a multi-component pulse current | |
Celani et al. | Reproducible D/Pd Ratio> 1 and Excess Heat Correlation by 1-µ s-Pulse, High-Current Electrolysis | |
RU2050647C1 (ru) | Электрохимический преобразователь энергии | |
QIAo et al. | Electrochemical behavior of hydride ion in a LiF-NaF-KF eutectic melt | |
Guilinger et al. | Investigation of fusion reactions in palladium and titanium tritide using galvanostatic, coulometric, and hydrogen permeation techniques | |
Dvorak et al. | Photoprocesses at the liquid-liquid interface. 3. Charge transfer details for photoactive metal complexes |