RU2050647C1 - Electrochemical energy converter - Google Patents
Electrochemical energy converter Download PDFInfo
- 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
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
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 M
(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(φ1-φ2) M2 M1 (3)
Из сохранения заряда следует
q1= q2. (4)
Потенциалы φ1,φ2 линейно связаны с зарядами q1, q2:
φi ci -1qi, (5) где ci емкостный коэффициент. Из системы уравнений (3-5) нетрудно получить
q1= e-1
Подстановка в формулу (2) дает исходную оценку:
ΔE
При 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 M
(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 1 -φ 2 ) 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 = e -1
Substitution in formula (2) gives the initial estimate:
ΔE
At 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)
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) |
-
1992
- 1992-09-08 RU SU5061793 patent/RU2050647C1/en active
Non-Patent Citations (2)
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 |