RU2277274C1 - Method for converting chemical material energy into ac current energy - Google Patents
Method for converting chemical material energy into ac current energy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2277274C1 RU2277274C1 RU2004132797/09A RU2004132797A RU2277274C1 RU 2277274 C1 RU2277274 C1 RU 2277274C1 RU 2004132797/09 A RU2004132797/09 A RU 2004132797/09A RU 2004132797 A RU2004132797 A RU 2004132797A RU 2277274 C1 RU2277274 C1 RU 2277274C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- energy
- fuel
- oxidizer
- current
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области прямого преобразования химической энергии в электрическую и может быть использовано в источниках тока.The invention relates to the field of direct conversion of chemical energy into electrical energy and can be used in current sources.
Известен способ преобразования химической энергии вещества в электрическую (Н.В.Коровин "Электрохимические генераторы", Изд-во "Энергия", Москва, 1974, стр.5-12), при котором образуют пару химически активных электродов, разделенных слоем электролита, подают реагенты и отводят продукты реакции.A known method of converting chemical energy of a substance into electrical energy (N.V. Korovin "Electrochemical Generators", Publishing House "Energy", Moscow, 1974, pp. 5-12), in which they form a pair of chemically active electrodes separated by a layer of electrolyte, serves reagents and divert reaction products.
Недостатки известного способа заключаются в следующем.The disadvantages of this method are as follows.
Использование проводника с ионной проводимостью связано с переносом вещества электролита, его разрушением и поляризацией электродов. Другим, не менее существенным недостатком является использование окислителя и восстановителя высокой химической чистоты, так как даже незначительные примеси загрязняют топливный элемент, снижают КПД и сокращают срок его службы.The use of a conductor with ionic conductivity is associated with the transport of electrolyte material, its destruction and polarization of the electrodes. Another, no less significant drawback is the use of an oxidizing agent and a reducing agent of high chemical purity, since even minor impurities contaminate the fuel cell, reduce efficiency and shorten its service life.
В основу заявляемого изобретения положена задача создания способа преобразования энергии химического вещества в электрическую энергию, обеспечивающего повышение эффективности процесса.The basis of the claimed invention is the task of creating a method of converting the energy of a chemical substance into electrical energy, which provides an increase in the efficiency of the process.
Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого способа, состоит в повышении КПД процесса преобразования, значительном увеличении срока службы топливного элемента (ТЭ), снижении стоимости топлива и окислителя, в получении непосредственно в ТЭ переменного тока с возможностью его дальнейшей трансформации.The technical result that can be obtained by implementing the proposed method is to increase the efficiency of the conversion process, significantly increase the service life of the fuel cell (FC), reduce the cost of fuel and oxidizer, and obtain directly alternating current in the FC with the possibility of further transformation.
Сущность предлагаемого способа преобразования химической энергии топлива в электрическую заключается в следующем:The essence of the proposed method for converting chemical energy of fuel into electrical energy is as follows:
Образуют электрохимическую пару газопроницаемых инертных электродов, выполненных из материала с электронной проводимостью, разделенных слоем электролита, камеры окислителя и восстановителя, коммутационные соединения, систему функционального обеспечения и подают реагенты в зоны протекания электрохимических реакций, отводя продукты сгорания, поочередно меняя местами катод и анод, в результате чего поляризация электродов ускоряет ход электрохимического процесса, не оказывая на него отрицательного влияния, а ионы электролита совершают колебательные движения в объеме электролита, не сопровождающиеся переносом вещества электролита.They form an electrochemical pair of gas-permeable inert electrodes made of a material with electronic conductivity, separated by a layer of electrolyte, an oxidizer and a reducing agent chamber, switching connections, a functional support system and supplying reagents to the zones of electrochemical reactions, taking off the combustion products, alternating cathode and anode interchanges, in As a result, the polarization of the electrodes accelerates the course of the electrochemical process without exerting a negative effect on it, and the electrolyte ions make t oscillatory motion in the electrolyte volume of the electrolyte not accompanied by the transfer agent.
Способ поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена схема устройства для обеспечения смены полярности электродов, а на фиг.2 - график изменения тока.The method is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a diagram of a device for providing a change in the polarity of the electrodes, and figure 2 is a graph of the current.
Процессы адсорбции реагентов и реакции электрохимического горения на электродах ТЭ, выполненных из материала с электронной проводимостью, способного к разложению и ионизации как топлива, так и окислителя в равной мере, замкнутых электрической цепью на внешнюю нагрузку, ведут к появлению электрического тока в цепи, сопровождающегося снижением напряженности электрического поля между электродами. При смене реагентов на электродах (либо смене электродами камер) имеет место аналогичный процесс, но с изменением направления движения электрического тока на противоположный. Причем электролит работает бесконечно долго, так как ионы электролита совершают колебательные движения в объеме электролита, не сопровождающегося переносом вещества.The processes of adsorption of reagents and the reaction of electrochemical combustion on FC electrodes made of a material with electronic conductivity capable of decomposing and ionizing both fuel and oxidizer, equally closed by an electric circuit to an external load, lead to the appearance of an electric current in the circuit, accompanied by a decrease electric field strength between the electrodes. When changing the reagents on the electrodes (or changing the chambers by the electrodes), a similar process takes place, but with a change in the direction of the electric current in the opposite direction. Moreover, the electrolyte works indefinitely, since the electrolyte ions oscillate in the volume of the electrolyte, which is not accompanied by the transfer of matter.
Конструкцию и материалы симметричной электрохимической пары, включающей в себя два инертных газопроницаемых электрода, разделенных слоем электролита (ионообменной мембраной), коммутационные соединения, системы функционального обеспечения выбираются таким образом, чтобы отклонения максимального амплитудного значения тока в противофазах работы генератора были равны по величине либо отличались не более чем на 25%.The design and materials of a symmetric electrochemical pair, which includes two inert gas-permeable electrodes separated by an electrolyte layer (ion-exchange membrane), switching connections, and functional support systems are selected so that the deviations of the maximum amplitude current in the generator operation antiphases are equal in magnitude or do not differ more than 25%.
Схема устройства для обеспечения смены полярности электродов выполняется, например, на вращающемся роторе (фиг.1).A diagram of a device for providing a change in the polarity of the electrodes is performed, for example, on a rotating rotor (figure 1).
В качестве топлива может использоваться водород, метан и другие газообразные углеводороды, пары спиртов или жидкого углеводородного топлива, продукты неполного сгорания или газовой конверсии и т.п., а в качестве окислителя - кислород, воздух, перекись водорода и другие окислители.Hydrogen, methane and other gaseous hydrocarbons, vapors of alcohols or liquid hydrocarbon fuels, products of incomplete combustion or gas conversion, etc. can be used as fuel, and oxygen, air, hydrogen peroxide and other oxidizing agents can be used as an oxidizing agent.
Пример осуществления способа:An example implementation of the method:
Предлагаемый способ осуществляется с помощью устройства, изображенного на фиг.1.The proposed method is carried out using the device depicted in figure 1.
Ротор 1 электрохимического генератора (ЭХГ), изготовленный из диэлектрического материала и имеющий ось вращения, состоит из отдельных симметричных топливных элементов, объединенных в группы по количеству фаз коммутационными соединениями с возможностью токосъема в каждой группе, каждый из которых состоит из пластинки твердого электролита 2 с нанесенными токовыводами 3 и напыленными на нее с обеих сторон платиновыми электродами 4.The
Статор ЭХГ состоит из камер окислителя и восстановителя (в зонах по количеству фаз), зон стабилизации и системы функционального обеспечения.The ECG stator consists of oxidizer and reducing agent chambers (in zones according to the number of phases), stabilization zones, and a functional support system.
При подаче реагентов на электроды в зоне 1 протекает реакция электрохимического горения с токосъемом наиболее активной составляющей (фиг.2) (зона 1А) и со стабилизацией продуктов реакции при разомкнутой внешней цепи (зона 1Б). При входе этой группы электродов в зону 2 имеет место аналогичный процесс, но с изменением направления движения электрического тока на противоположный.When reagents are supplied to the electrodes in
Преимуществом заявляемого способа является возможность получения переменного электрического тока непосредственно в ТЭ, значительного увеличения срока службы и использование реагентов низкой химической чистоты.The advantage of the proposed method is the ability to obtain an alternating electric current directly in the fuel cell, a significant increase in the service life and the use of reagents of low chemical purity.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004132797/09A RU2277274C1 (en) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Method for converting chemical material energy into ac current energy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004132797/09A RU2277274C1 (en) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Method for converting chemical material energy into ac current energy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004132797A RU2004132797A (en) | 2006-04-20 |
RU2277274C1 true RU2277274C1 (en) | 2006-05-27 |
Family
ID=36607784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004132797/09A RU2277274C1 (en) | 2004-11-10 | 2004-11-10 | Method for converting chemical material energy into ac current energy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2277274C1 (en) |
-
2004
- 2004-11-10 RU RU2004132797/09A patent/RU2277274C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004132797A (en) | 2006-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ding et al. | Electrochemical neutralization energy: from concept to devices | |
Srinivasan | Fuel cells: from fundamentals to applications | |
SU676189A3 (en) | Device for using solar energy | |
US20040203166A1 (en) | Electrolysis apparatus and method utilizing at least one coiled electrode | |
US9096939B2 (en) | Electrolysis transistor | |
US9269968B2 (en) | Methods and devices for generating electricity from a fuel and an oxidant using a capacitor | |
Yan et al. | High-voltage aqueous redox flow batteries enabled by catalyzed water dissociation and acid–base neutralization in bipolar membranes | |
TWI226718B (en) | Fuel cells using plasma | |
RU2277274C1 (en) | Method for converting chemical material energy into ac current energy | |
US3337369A (en) | Non-porous diffusion membrane fuel cell | |
US3316167A (en) | Multi-cell reactor in series | |
JPH10208757A (en) | Fuel cell generating set | |
KR840004616A (en) | Improved dual layer energy storage | |
Mogensen et al. | Fuel cells-familiar principles for electricity generation | |
Rodríguez-Castellanos et al. | Solar-hydrogen-fuel cell prototype as a source of renewable energy generation | |
Pekhota et al. | Russian federal hydrogen energy program | |
RU2312431C1 (en) | Electrochemical generator converting chemical material energy into ac power | |
CN108199063A (en) | A kind of alkali anion membrane cell | |
RU2079934C1 (en) | Method of generation of electric power | |
CN109797401A (en) | A kind of electrolytic method | |
Singh et al. | Water as A Fuel | |
Lehman-Chong et al. | Improving the Selectivity of High Temperature Electrochemical Ammonia Synthesis Using Solid Oxide Proton Conducting Electrolytes | |
WO2023043302A1 (en) | Method of activating fuel cells | |
US20110236776A1 (en) | Fuel cell system suitable for organic fuels and a method of operation of the same | |
CN115243801A (en) | Steam concentration energy converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111111 |