RU2050647C1 - Electrochemical energy converter - Google Patents

Electrochemical energy converter Download PDF

Info

Publication number
RU2050647C1
RU2050647C1 SU5061793A RU2050647C1 RU 2050647 C1 RU2050647 C1 RU 2050647C1 SU 5061793 A SU5061793 A SU 5061793A RU 2050647 C1 RU2050647 C1 RU 2050647C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
energy converter
electrochemical energy
energy
epe
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Н. Аршинов
А.Б. Бурцев
Л.К. Григорьева
Р.Н. Куклин
А.Л. Лисицын
С.П. Чижик
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью "Химэлектро"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Товарищество с ограниченной ответственностью "Химэлектро" filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью "Химэлектро"
Priority to SU5061793 priority Critical patent/RU2050647C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2050647C1 publication Critical patent/RU2050647C1/en

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

FIELD: nuclear synthesis energy conversion devices. SUBSTANCE: electrochemical energy converter has two palladium electrodes, which are separated by electrolyte, and gas chambers for supplying reagents. Hydrogen is used reagent onto anode, and hydrogen isotope, for example, deuterium, is used onto cathode. EFFECT: improved efficiency.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве источников тока. The invention relates to electrical engineering and can be used in the manufacture of current sources.

Известен электрохимический преобразователь энергии (ЭПЭ), в котором химическая энергия реагентов, водорода и кислорода, в результате электрохимической реакции непосредственно преобразуется в электрическую. Он содержит электроды, разделенные ионопроводящим электролитом, и газовые камеры для подачи реагентов [1]
Недостатком этого ЭПЭ является недостаточная эффективность преобразования.
Known electrochemical energy converter (EPE), in which the chemical energy of the reactants, hydrogen and oxygen, as a result of the electrochemical reaction is directly converted into electrical energy. It contains electrodes separated by an ion-conducting electrolyte, and gas chambers for supplying reagents [1]
The disadvantage of this EPE is the lack of conversion efficiency.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ЭПЭ, содержащий положительный и отрицательный электроды, разделенные электролитом. К электродам с тыльной стороны примыкают газовые камеры для подачи реагентов. В качестве реагентов в обеих камерах используется водород, но при разных давлениях. В рассматриваемом ЭПЭ электрохимическим методом преобразуется энергия сжатого газа в электрическую энергию. При разряде этого ЭПЭ происходит перенос водорода из камеры высокого давления в камеру низкого давления. После выравнивания давлений ЭПЭ прекращает функционировать. Для обеспечения непрерывного функционирования необходимо постоянно поддерживать заданный перепад давлений, что связано с необходимостью затраты энергии [2] Такой ЭПЭ имеет недостаточную эффективность и невысокие удельные характеристики. The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is EPE containing positive and negative electrodes separated by an electrolyte. Gas chambers for supplying reagents are adjacent to the electrodes on the back side. Hydrogen is used as reagents in both chambers, but at different pressures. In the EPE under consideration, the energy of compressed gas is converted into electrical energy by the electrochemical method. When this EPE is discharged, hydrogen is transferred from the high-pressure chamber to the low-pressure chamber. After equalization of pressure EPE ceases to function. To ensure continuous operation, it is necessary to constantly maintain a given pressure drop, which is associated with the need for energy costs [2] This EPE has insufficient efficiency and low specific characteristics.

Задачей изобретения является повышение эффективности преобразования энергии за счет прямого преобразования энергии ядерного синтеза в электрическую. The objective of the invention is to increase the efficiency of energy conversion through direct conversion of nuclear fusion energy into electrical energy.

Техническое решение задачи может быть реализовано в ЭПЭ, содержащем положительный и отрицательный палладиевые электроды, разделенные электролитом, и газовые камеры для подачи газообразных реагентов. Одним из реагентов является водород, другим изотоп водорода, например действий. The technical solution of the problem can be implemented in an EPE containing positive and negative palladium electrodes separated by an electrolyte and gas chambers for supplying gaseous reagents. One of the reagents is hydrogen, the other is an isotope of hydrogen, for example, action.

Известно, что в металлоподобной среде, насыщенной растворенным в ней изотопом водорода, дейтерием, происходит слияние ядер дейтерия, завершающееся синтезом, например ядер гелия, в соответствии с реакцией. It is known that in a metal-like medium saturated with hydrogen isotope dissolved in it, deuterium, fusion of deuterium nuclei occurs, culminating in the synthesis of, for example, helium nuclei in accordance with the reaction.

d+d ___→3He+n __→ 3MэB.d + d ___ → 3 He + n __ → 3MeB.

(1)
Результатом этого, в частности, является изменение локального характера распределения положительного заряда в среде. Это вызывает перераспределение электронной плотности валентных электронов. В ходе реакции ядерного синтеза по мере накопления гелия происходит самопроизвольное смещение уровня Ферми дейтериевого электрода, уровень Ферми водородного электрода остается неизменным. Появление разности в положениях уровней Ферми свидетельствует об их различном энергосодержании. Указанная разность энергий может быть реализована в ЭПЭ в виде электроэнергии.
(1)
The result of this, in particular, is a change in the local nature of the distribution of the positive charge in the medium. This causes a redistribution of the electron density of valence electrons. During the nuclear fusion reaction, as helium accumulates, a spontaneous shift of the Fermi level of the deuterium electrode occurs, the Fermi level of the hydrogen electrode remains unchanged. The appearance of a difference in the positions of the Fermi levels indicates their different energy contents. The indicated energy difference can be realized in EPE in the form of electricity.

Между водородным и дейтериевым электродами возникает разность потенциалов, определяемая изотопическим эффектом и разностью уровней Ферми. При замыкании электродов во внешней цепи течет электрический ток. A potential difference arises between the hydrogen and deuterium electrodes, which is determined by the isotopic effect and the difference in the Fermi levels. When the electrodes are shorted, an electric current flows in the external circuit.

Проведем оценку величины преобразуемой энергии. Изменение энергии в результате выравнивания уровней Ферми описывается выражением
ΔE

Figure 00000001
Figure 00000002
M o i Ni+
Figure 00000003
Figure 00000004
riφi
(2) где φi и Mi о электрические и химические потенциалы электронов в электродах; qi=eNi,Ni заряд и количество электронов, которыми обмениваются катоды при замыкании. Условие выравнивания электрохимического потенциала при замыкании катодов имеет вид
e(φ12) M2 M1 (3)
Из сохранения заряда следует
q1= q2. (4)
Потенциалы φ12 линейно связаны с зарядами q1, q2:
φi ci -1qi, (5) где ci емкостный коэффициент. Из системы уравнений (3-5) нетрудно получить
q1=
Figure 00000005
e-1
Подстановка в формулу (2) дает исходную оценку:
ΔE
Figure 00000006

При
Figure 00000007
Figure 00000008
1В c ≈ 10-1-103 Ф/с м3 (элек- трохимические емкости имеют порядок 10-5-10-3 Ф/см2, удельные поверхности пористых электродов 104-106 см-1) Δ Е может составлять величину порядка 10-1-103 Дж/см3.Let us estimate the value of the converted energy. The change in energy as a result of equalization of the Fermi levels is described by the expression
ΔE
Figure 00000001
Figure 00000002
M o i N i +
Figure 00000003
Figure 00000004
r i φ i
(2) where φ i and M i are the electrical and chemical potentials of electrons in the electrodes; q i = eN i , N i the charge and the number of electrons exchanged by the cathodes during closure The condition for equalizing the electrochemical potential when the cathodes are closed has the form
e (φ 12 ) M 2 M 1 (3)
From conservation of charge follows
q 1 = q 2 . (4)
The potentials φ 1 , φ 2 are linearly related to charges q 1 , q 2 :
φ i c i -1 q i , (5) where c i is the capacitive coefficient. From the system of equations (3-5) it is easy to obtain
q 1 =
Figure 00000005
e -1
Substitution in formula (2) gives the initial estimate:
ΔE
Figure 00000006

At
Figure 00000007
Figure 00000008
1V c ≈ 10 -1 -10 3 F / s m 3 (electrochemical capacities are of the order of 10 -5 -10 -3 F / cm 2 , specific surfaces of porous electrodes are 10 4 -10 6 cm -1 ) Δ E can be a value of the order of 10 -1 -10 3 J / cm 3 .

Таким образом, в предлагаемом ЭПЭ можно преобразовать до 103 Дж/см3 энергии ядерного синтеза. Это существенно повышает эффективность ЭПЭ и его удельные характеристики.Thus, in the proposed EPE it is possible to convert up to 10 3 J / cm 3 nuclear fusion energy. This significantly increases the efficiency of EPE and its specific characteristics.

Claims (1)

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ, содержащий положительный и отрицательный электроды, разделенные электролитом, и газовые камеры с водородом в качестве реагентов, отличающийся тем, что положительный и отрицательный электроды выполнены из палладия, а в качестве реагента на положительном электроде взят изотоп водорода, например дейтерий. An ELECTROCHEMICAL ENERGY CONVERTER containing positive and negative electrodes separated by an electrolyte and gas chambers with hydrogen as reagents, characterized in that the positive and negative electrodes are made of palladium, and a hydrogen isotope, for example, deuterium, is taken as a reagent on the positive electrode.
SU5061793 1992-09-08 1992-09-08 Electrochemical energy converter RU2050647C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5061793 RU2050647C1 (en) 1992-09-08 1992-09-08 Electrochemical energy converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5061793 RU2050647C1 (en) 1992-09-08 1992-09-08 Electrochemical energy converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2050647C1 true RU2050647C1 (en) 1995-12-20

Family

ID=21613087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5061793 RU2050647C1 (en) 1992-09-08 1992-09-08 Electrochemical energy converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2050647C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Фильштих В. Топливные элементы. М.: Мир, 1968, с.15. *
2. Патент США N 4677038, кл. H 01M 14/00, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dotan et al. Decoupled hydrogen and oxygen evolution by a two-step electrochemical–chemical cycle for efficient overall water splitting
Iwahara et al. Proton conduction in sintered oxides and its application to steam electrolysis for hydrogen production
US3133837A (en) Fuel cell system
US4648955A (en) Planar multi-junction electrochemical cell
US3294588A (en) Method of operating fuel cell with electrolyte containing quinones or dyes
EP0043647A1 (en) Energy conversion and storage process
US3877989A (en) Power system and an electrochemical control device therefor
US2693499A (en) Storage battery cell
US3839091A (en) Regenerative fuel cell
US3192070A (en) Fuel cell
JPH06502272A (en) Hollow electrode for an electrochemical cell with at least one inlet and one outlet opening for a gas and an electrochemical cell comprising such an electrode
RU2050647C1 (en) Electrochemical energy converter
Giner et al. The Sealed Nickel‐Hydrogen Secondary Cell
IL152222A0 (en) Electrochemical conversion system using hydrogen storage materials
Wu et al. Self‐Discharge Model of a Nickel‐Hydrogen Cell
US3445292A (en) Thermally regenerable hydrogen halide fuel cell
JPS5975569A (en) Storing method of fuel cell
US3544378A (en) Fuel cell comprising a metal tungstate anode
US9472812B2 (en) Electric energy cell
GB1286173A (en) Rechargeable electrochemical generator arranged to operate with an alkaline electrolyte
US3546020A (en) Regenerable fuel cell
US6042964A (en) Thermally regenerative battery with intercalatable electrodes and selective heating means
Roy et al. ‘‘HYTEC’’—A thermally regenerative fuel cell
Wen et al. Electrocatalysis on solid oxide electrolytes
Kordesch Hydrogen-oxygen fuel cells with carbon electrodes