RU2737002C2 - Ионная электростанция - Google Patents

Ионная электростанция Download PDF

Info

Publication number
RU2737002C2
RU2737002C2 RU2018138636A RU2018138636A RU2737002C2 RU 2737002 C2 RU2737002 C2 RU 2737002C2 RU 2018138636 A RU2018138636 A RU 2018138636A RU 2018138636 A RU2018138636 A RU 2018138636A RU 2737002 C2 RU2737002 C2 RU 2737002C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power plant
plant according
electrolyte
anode
ionic
Prior art date
Application number
RU2018138636A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018138636A (ru
RU2018138636A3 (ru
Inventor
Альберто Андрес САНТАНА РАМИРЕЗ
Original Assignee
Альберто Андрес САНТАНА РАМИРЕЗ
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 Альберто Андрес САНТАНА РАМИРЕЗ filed Critical Альберто Андрес САНТАНА РАМИРЕЗ
Publication of RU2018138636A publication Critical patent/RU2018138636A/ru
Publication of RU2018138636A3 publication Critical patent/RU2018138636A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2737002C2 publication Critical patent/RU2737002C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/30—Deferred-action cells
    • H01M6/32—Deferred-action cells activated through external addition of electrolyte or of electrolyte components
    • H01M6/34—Immersion cells, e.g. sea-water cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/06—Electrodes for primary cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/70—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
    • H01M50/77—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte with external circulating path
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/045—Cells with aqueous electrolyte characterised by aqueous electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H01M6/5011—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature for several cells simultaneously or successively
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H01M6/5033—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature used as charging means for another battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
    • H01M6/5038—Heating or cooling of cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/18—Regenerative fuel cells, e.g. redox flow batteries or secondary fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/865—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight

Landscapes

  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники, а именно к ионной электростанции с расходуемыми коррозионностойкими анодами, погруженными в морскую воду или воду с обычной солью внутри элемента, без мембран для отделения катодной зоны от анодной, причем в элементе создаются кинетические условия путем циркуляции воды, перемещаемой насосом, в замкнутом контуре между элементами и резервуаром. Ионная электростанция содержит генерирующие постоянный ток элементы, соединенные последовательно и соединенные между собой параллельно, аккумуляторные батареи для излишка произведенной электрической энергии, электронный модуль для заряда аккумуляторных батарей и передачи тока в сеть, модуль преобразователя постоянного тока в переменный ток, общую панель для дифференциальной электрической защиты электростанции. Обеспечение стабильного напряжения и повышение электрической защиты ионной электростанции является техническим результатом изобретения. 18 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Ионная электростанция - это модульная установка без ограничения генерируемой электрической энергии. В этой установке вызываются ионные реакции для генерирования электрической энергии с использованием основных компонентов, таких как вода (H2O) и растворенный хлорид натрия (NaCl), встречающихся в морях и океанах в их естественных состояниях.
В дополнение к хлориду натрия, являющемуся основным компонентом, в этот жидкий раствор, действующий как топливо для экологически чистого генератора энергии, для улучшения характеристик могут добавляться другие электролиты.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
В области генерирования и накопления электрической энергии известны виды энергии, генерируемые следующими источниками:
• Гальванические элементы питания и аккумуляторы, в которых происходят окислительно-восстановительные процессы;
Гальванический элемент питания или аккумулятор - это по существу контейнер, наполненный химическими веществами, выделяющими электроны. Химические реакции способны выделять электроны, и это явление называется электрохимической реакцией, заканчивающейся, как только исчерпываются возможные химические реакции, и, таким образом, срок службы элемента заканчивается. При этом происходит загрязнение окружающей среды, если его выбрасывают, или во избежание этих последствий требуется рециклинг.
Если посмотреть на гальванический элемент питания или аккумулятор, он или она характеризуются наличием двух выводов. Один вывод является положительным (+), а другой является отрицательным (-). У гальванических элементов питания типа АА или С (наиболее распространенные элементы) выводы представляют собой торцы. Автомобильный аккумулятор содержит два больших цилиндрических выступа, действующих в качестве выводов. Наиболее распространенными являются следующие элементы и аккумуляторы:
- Цинковые (солевые) элементы, известные также как стандартные угольные элементы питания. Цинково-угольный химический состав используется в любом элементе типа АА или родственном элементе. Электроды изготовлены из цинка и углерода с кислотной связью между ними в качестве электролита;
- Щелочные элементы питания. Электроды - цинк и оксид марганца, щелочной электролит;
- Никель-кадмиевый аккумулятор. В аккумуляторах этого типа используются электроды из гидроксида никеля и кадмия с гидроксидом калия в качестве электролита;
- Никель-металлгидридный аккумулятор. Аккумуляторы этого типа быстро заменили никель-кадмиевые аккумуляторы, поскольку им не присущи недостатки последних;
- Литий-ионный аккумулятор. Очень хорошие характеристики, самый популярный тип аккумуляторов в самых современных ноутбуках и мобильных телефонах;
- Серебряно-цинковый аккумулятор. Используется в авиационно-космической технике благодаря высоким эксплуатационным характеристикам;
- Элементы питания на морской воде. Используются в спасательных жилетах, радиомаяках и в других случаях применения, где требуется небольшое количество энергии в течение ограниченного времени, и электролиты не могут использоваться по причинам их исчерпания. Они представляют собой небольшие элементы, состоящие из двух металлов с разной гальванической связью, соединенных с лампой или радиомаяком с низким потреблением энергии, герметично заключенной или заключенным внутри воздухонепроницаемой ячейки. Когда они вступают в контакт с морской водой, происходит электрохимическая реакция, остающаяся устойчивой в течение короткого времени, при этом элемент погружен в подвижную воду, иными словами, в морскую воду, где морское течение обновляет воду и уровень растворенного кислорода между двумя электродами.
• Теплоэлектрогенераторы, в которых сжигается ископаемое топливо;
• Электростанции, работающие на радиоактивных элементах;
• Энергия из возобновляемых источников:
Энергия из возобновляемых источников - это энергия, которую получают из источника энергии или топлива, который или которое считается неисчерпаемым, или который или которое можно регенерировать в такой же степени, в какой он или оно потребляется.
Классификация энергии из возобновляемых источников зависит от используемых естественных источников.
Солнечная энергия
Существуют два пути использования солнечной энергии: гелиотермальная энергия и фотоэлектрическая солнечная энергия.
Использование гелиотермальной энергии заключается в использовании тепловой энергии, полученной в результате излучения Солнца, для нагрева текучей среды, используемой в зависимости от ее температуры для получения горячей воды или даже пара.
Использование фотоэлектрической солнечной энергии происходит путем непосредственного преобразования солнечной энергии в электрическую энергию при помощи так называемого фотоэлектрического эффекта. Это преобразование осуществляется «солнечными элементами», изготовленными из полупроводниковых материалов (например, из кремния), которые при попадании на них солнечного излучения генерируют электрическую энергию.
Ветровая энергия
Системы ветровой энергии используют кинетическую энергию, содержащуюся в ветре, для генерирования электрической энергии посредством так называемых ветроэлектрических установок (ВЭУ) или ветрогенераторов. Существуют два типа ВЭУ:
• Отдельные ВЭУ для генерирования электрической энергии в удаленных местах для собственных нужд (потребления на месте). Очень часто эти установки используются в сочетании с фотоэлектрическими панелями;
• Ветряные электростанции («ветровые фермы»), образованные несколькими ВЭУ, для продажи генерированной электрической энергии в сеть.
Современное развитие технологии, а также более глубокое знание карты ветров в разных регионах позволяют устанавливать ветровые фермы, подключенные к энергосистеме, во многих регионах мира.
Мини-гидравлическая энергия
Использование потенциальной энергии падающей воды для генерирования электрической энергии - это то, что называется гидравлической энергией. Вода вращает турбину, вращательное движение которой передается валом на электрический генератор. Этот тип энергии считается возобновляемым, если мощность менее 10 МВт (мини-гидравлическая энергия).
Существуют, в основном, два типа гидроэнергетических установок (ГЭУ):
• Гидравлические электростанции (ГЭС): эти электростанции захватывают часть потока, протекающего в реке, и направляют ее на турбины для генерирования электрической энергии. Эта часть потока затем возвращается в русло реки.
• Электростанции в основании плотины (гидроаккумулирующие электростанции, ГАЭС): это электростанции после водохранилищ для гидроэлектрических или иных целей, таких водоснабжение городов или орошение. Их преимущество заключается в хранении энергии (воды) и способности использовать ее, когда она наиболее необходима.
Энергия из биомассы
Биомасса - это источник энергии, основанный на использовании органического вещества растительного или животного происхождения, включая продукты и побочные продукты их преобразования. Термин «биомасса» используется для совокупности энергетических материалов многих разных видов: лесосечные отходы, древесные и травяные отходы, остатки различных промышленных процессов, энергетические сельскохозяйственные культуры, органические материалы, содержащиеся в твердых бытовых отходах (ТБО), биогаз из отходов животноводческих хозяйств или биологически разлагающиеся отходы из промышленных установок, после обработки бытовых сточных вод или из мусорных свалок и т.д. Термин «биомасса» может также включать в себя биотоплива, используемые, главным образом, на транспорте.
Случаи применения биомассы можно разбить на две группы:
• Бытовое и промышленное применения путем непосредственного сжигания биомассы;
• Применения, связанные с появлением новых ресурсов и новых технологий переработки, например, газификация и пиролиз биомассы.
Энергия приливов и отливов и волн
Моря и океаны представляют собой огромные коллекторы солнечной энергии, из которых энергию можно извлекать разными способами (волны, приливы-отливы и температурные градиенты).
Энергия, высвобождаемая морской водой при ее приливно-отливных перемещениях вверх и вниз (прилив и отлив), используется в приливных электростанциях путем пропускания воды через гидравлические турбины.
Энергия волн создается ветрами и отличается значительной нерегулярностью. Этот факт обусловил наличие большого числа типов машин для ее использования.
Наконец, преобразование тепловой энергии океанов - это способ преобразования разности температур воды на поверхности и воды на глубине 100 м в полезную энергию. Для использования достаточна разница 20°С. Преимущества этого источника энергии связаны с тем фактом, что это постоянный и не оказывающий отрицательного воздействия на окружающую среду температурный градиент.
Геотермальная энергия
Геотермальная энергия - это проявление тепловой энергии, накопленной в горных породах или водах, которые находятся под высокими температурами, имеющими место внутри Земли.
Этот способ генерирования энергии используется в областях с особыми температурными условиями, например, в вулканических областях, при этом организуется циркуляция текучей среды, переносящей тепловую энергию на поверхность в виде тепла, которое хранилось в горячих зонах.
Генерируемая энергия в зависимости от температуры (высокая, средняя или низкая), используется для производства электрической энергии, для нагрева воды или для отопления.
Основное преимущество геотермальной энергии заключается в том, что она оказывает минимальное воздействие на окружающую среду, и что она имеет выход, позволяющий ей конкурировать с нефтью. Вместе с тем ее основные недостатки включают в себя требование больших инвестиций, а также тот факт, что геотермические поля встречаются относительно редко и зачастую находятся в неблагоприятных зонах.
Сущность изобретения
Принцип действия ионной электростанции основан на использовании двух компонентов, расположенных внутри гальванического элемента, предназначенного для генерирования электрической энергии, содержащих, по меньшей мере, металлический анод, оба из которых погружены в один электролит без мембран (диафрагм), разделяющих эти компоненты, один из которых действует как электрохимически активный или анодный конец, а другой - как электрохимически неактивный или катодный конец.
Одновременное присутствие воды (электролита) и кислорода (окислителя) делает электрохимическую коррозию практически неизбежной.
Растворение соли (NaCl) в воде продуцирует частицы, называемые положительно заряженными (NA+) и отрицательно заряженными (Cl-) ионами, которые при взаимодействии с металлами преобразуются в электроны, создавая электрический ток.
Эти частицы распределяются среди молекул воды, которые помещаются в систему элементов, подобных гальваническим элементам, создающих электрическую энергию посредством эффекта восстановления на катоде и окисления на аноде. Они отличаются от обычных гальванических элементов тем, что оба (анод и катод) совместно используют один и тот же раствор, в который они погружены, состоящий из воды (96,3%), хлорида натрия (NaCl) (3,5%), и с помощью воздушного диффузора в электролит может добавляться кислород для обогащения его кислородом. Этого достаточно для получения экономически эффективного тока, при этом его силу и напряжение можно повышать путем добавления в электролит окислительных молекул, присутствующих в других химических соединениях, в очень низких пропорциях - около 0,2%.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, является коррекцией тафелевского поведения, поскольку соленая вода - это сильный электролит. Следовательно, если два разных металла, имеющих разные реакционные способности, погрузить в один проводящий раствор, который называется электролитом, и электрически соединить между собой, возникнет поток электронов с более электрохимически активного или анодного металла на более электрохимически не активный или катодный металл, оставляющий анодный металл с недостатком электронов (дырками). Анод состоит из электрохимически активного металла, а катод - из электрохимически неактивного металла. Отрицательный электрод (анод) - это электрод, на котором происходит коррозия. Коррозия блокирует окислительный процесс анода, и, как следствие, производство электрической энергии падает.
Для того чтобы получить чистые металлы, необходимо отделять их от их руд, что является значительным источником энергии, и необходимо, чтобы металл поглощал и хранил определенное количество энергии с таким расчетом, чтобы эта энергия претерпела последующий возврат в свое первоначальное состояние посредством процесса окисления.
Как указано в описании фигур, внутри генерирующего электрическую энергию элемента есть расходуемый анод из металла, энергия которого будет рекуперироваться посредством коррозии, которая будет происходить внутри элемента управляемым образом, медленно осуществляя растворение анода.
Существуют условия, значительно снижающее указанную коррозию, а затем и производство электрической энергии, что делает невозможным использование этой энергии без коррекции этих условий.
Благодаря технологии, разработанной и использованной в настоящем изобретении, эти условия эффективно откорректированы путем решения задачи для оптимального генерирования электрической энергии.
Для того чтобы указанная коррозия происходила постоянно и без снижения производства электрического тока, настоящее изобретение усиливает кинетику внутри генерирующего элемента в замкнутом контуре, создавая оптимальные условия для электрохимического процесса для сбора и возобновления всех необходимых компонентов электролита внутри генерирующего элемента, чтобы поддерживать электрохимический процесс постоянным, в частности, контакт и возобновление растворенных химических элементов с металлами и, таким образом, предотвращать падение напряжения, продуцированное отклонениями от тафелевского поведения, которые (отклонения) происходят, если скорость реакции регулируется более медленной стадией в последовательности процесса из-за поляризации концентрацией на поверхностях катода и анода, которая вызывает снижение продуцирования потока электронов и последующее падение силы электрического тока и его напряжения. Этот эффект возникает из-за недостаточной подачи реагентов, участвующих в электрохимической реакции, происходящей в генерирующем элементе, так что скорость реакции часто будет ограничиваться при ее повышении из-за низкой скорости, с которой реагенты достигают поверхности электрода, или из-за скорости, с которой продукты реакции диффундируют в раствор, из-за нехватки реагентов или избытка продуктов.
Последствия концентрационной поляризации для коррозирующей системы очень значительны. Концентрационная поляризация влияет на катодную реакцию вследствие подачи Н+, растворенного кислорода и других компонентов электролита, таких как ионы натрия (Na+) и хлора (Cl-).
Скорость коррозии и производства электрической энергии полностью зависит от транспортировки катодных реагентов на металлические поверхности. В последнем случае плохая подача катодного реагента вследствие либо низкой концентрации Н+ или растворенного атмосферного кислорода в агрессивной среде (соленой воде), либо гидроксидов, скопившихся в элементе, способствует снижению скорости процесса коррозии путем влияния на катодную реакцию.
Для того чтобы избежать этих нежелательных эффектов, элементы являются частью замкнутого контура электролита, при этом ионная электростанция автоматически периодически рециркулирует жидкостное содержимое элементов для обновления содержания их компонентов и, таким образом, поддерживает требуемое напряжение стабильным, повышает или снижает его путем коррекции отклонений, обусловленных тафелевским поведением.
Элементы соединяются последовательно или параллельно, по крайней мере, пока не будут достигнуты требуемые напряжение и ток.
В случаях, когда имеется непосредственный доступ к морской воде, в прибрежных установках или на кораблях, элементы могут быть частью разомкнутого контура.
Основные преимущества ионной электростанции по сравнению с описанным известным уровнем техники заключаются в следующем.
Предлагаемая электростанция - это модульное устройство, которое может подключаться к каждому конечному пользователю с числом блоков, необходимым для получения требуемой мощности, из дома, промышленного объекта, отеля, транспортной службы и т.д.
Для производства электрической энергии она использует возобновляемую энергию.
Это автономный и экономичный источник энергии, который обеспечивает независимость и энергетическую свободу для пользователя, ограничивая техническое обслуживание рециркуляцией воды и соли, а также заменой электрических аккумуляторов каждые пять лет и анодов по прошествии длительного времени с низкими затратами.
Краткое описание фигур
На фиг. 1 представлен вид сбоку генерирующего элемента.
На фиг. 2 представлен вид сбоку ионной электростанции.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Как показано на фиг. 1, на которой представлен вид сбоку генерирующего элемента, настоящее изобретение содержит несколько элементов, соединенных последовательно и параллельно. Он состоит из канала (1) для впуска электролита и выпуска газов, отрицательного вывода (2) для подсоединения анода, крышки (3) для открытия элемента, контейнера (4) с изолированным элементом, положительного вывода (5) для подсоединения катода, катода (6), внутреннего пространства (7), занятого электролитом, анода (8), клапана (9) для удаления электролита из элемента и удерживания электролита и выпускной линии (10) электролита.
Как показано на фиг. 2, на которой представлен вид сбоку ионной электростанции, она содержит емкость (11) для других усиливающих окисление электролитов, емкость (12) хлорида натрия (NaCl), дозировочное устройство (13) для электролитов, подключение (14) воды, бак (15) электролита, выпускную трубу (16) для воды для очистки фильтра и опорожнения бака, фильтр (17) для электролита, насос (18), перекачивающий электролит из бака в генерирующие элементы, аккумуляторные батареи (19), накапливающие излишек произведенной электрической энергии, шкаф-контейнер (20) для указанных элементов и других компонентов, электронный модульный контроллер (21) для зарядки аккумуляторных батарей и передачи тока в сеть и преобразователь переменного тока в постоянный ток, извлекаемые лотки (22) в шкафу, содержащем указанные элементы, соединенные последовательно и соединенные между собой параллельно, общую панель (23) для дифференциальной электрической защиты, термомагнита и выходного соединения для подачи электрической энергии.

Claims (19)

1. Ионная электростанция, отличающаяся тем, что содержит элементы (7), генерирующие электрическую энергию, используя в качестве электролита (15) морскую воду или соленую воду, емкость снаружи элемента для электролита, емкость (12) хлорида натрия (NaCl) в виде морской соли, устройство (11 и 13) измерения и дозирования электролита, впускное отверстие воды в элементе и баке (1, 10 и 14), выпускную трубу для выпуска воды в элементе и баке (1, 10 и 16), фильтр (18) для электролита, насос (17) для перекачки электролита из бака в генерирующие элементы, шкаф-контейнер (20) для указанных элементов и других компонентов, извлекаемые лотки (22) в шкафу, содержащем указанные элементы, соединенные последовательно и соединенные между собой параллельно, аккумуляторные батареи (19) для излишка произведенной электрической энергии, электронный модуль (21) для заряда аккумуляторных батарей и передачи тока в сеть, модуль (21) преобразователя постоянного тока в переменный ток, общую панель (23) для дифференциальной электрической защиты и термомагнита, выходного соединения (23) для подачи электрической энергии.
2. Ионная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что имеет несколько генерирующих элементов, соединенных последовательно и параллельно, каждый из которых состоит из впускного и выпускного отверстий электролита (1, 10, 16 и 14), соединительных выводов (2 и 5) с анодом и катодом соответственно, причем анод (8) выполнен с возможностью замены путем открытия крышки (3).
3. Ионная электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что в указанных элементах используется катод (6) в виде трубки, гладкой пластины, стержней или сетки из нержавеющей стали.
4. Ионная электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что в указанных элементах используется катод (6) в виде трубки, гладкой пластины, стержней или сетки из золота или никеля.
5. Ионная электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что в указанных элементах используется катод (6) в виде трубки, гладкой пластины, стержней или сетки из платины или меди.
6. Ионная электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что в указанных элементах используется катод (6) в виде трубки, гладкой пластины, стержней или сетки из графита или латуни.
7. Ионная электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что в указанных элементах используется анод (8) в виде трубки, гладкой пластины, стержней или сетки из цинка.
8. Ионная электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что в указанных элементах используется анод (8) в виде трубки, гладкой пластины, стержней или сетки из магния.
9. Ионная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что в указанных элементах используется анод (8) в виде трубки, гладкой пластины, стержней или сетки из бериллия.
10. Ионная электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что в указанных элементах используется анод (8) в виде трубки, гладкой пластины, стержней или сетки из алюминиевого сплава.
11. Ионная электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что в указанных элементах используется анод (8) в виде трубки, гладкой пластины, стержней или сетки из кадмия.
12. Ионная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что допускается использование в электролите некоторой доли серной кислоты (H2SO4).
13. Ионная электростанция по п. 1, характеризующаяся возможностью использования в электролите гидроксида натрия (NaOH).
14. Ионная электростанция по п. 1, характеризующаяся возможностью использования в электролите пероксида водорода (Н2О2).
15. Ионная электростанция по п. 1, характеризующаяся возможностью использования в электролите хлорида калия (KCl).
16. Ионная электростанция по п. 1, характеризующаяся возможностью использования в электролите азотной кислоты (HNO).
17. Ионная электростанция по п. 1, характеризующаяся возможностью использования в электролите хлористоводородной кислоты (HCl).
18. Ионная электростанция по п. 1, характеризующаяся возможностью использования в электролите графена.
19. Ионная электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что в ней используются общая коробка электрозащиты, автоматически или дистанционно восстанавливаемая, модуль (23) дифференциальной защиты и термомагнита, и осциллоскопа, которые содержат релейные нормально замкнутые/нормально разомкнутые выходы, программируемый во всех его функциях, при этом измеритель потребления и все эти компоненты подключены к сети кабелем или через Wi-Fi для дистанционного контроля.
RU2018138636A 2016-04-05 2017-03-27 Ионная электростанция RU2737002C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201600237U ES1158584Y (es) 2016-04-05 2016-04-05 Central eléctrica iónica
ESU201600237 2016-04-05
PCT/ES2017/000038 WO2017174836A1 (es) 2016-04-05 2017-03-27 Central electrica ionica

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018138636A RU2018138636A (ru) 2020-05-12
RU2018138636A3 RU2018138636A3 (ru) 2020-06-15
RU2737002C2 true RU2737002C2 (ru) 2020-11-24

Family

ID=56098515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018138636A RU2737002C2 (ru) 2016-04-05 2017-03-27 Ионная электростанция

Country Status (17)

Country Link
US (1) US11018350B2 (ru)
EP (1) EP3442090B1 (ru)
CN (1) CN109417297B (ru)
CO (1) CO2018011973A2 (ru)
CY (1) CY1124326T1 (ru)
DK (1) DK3442090T3 (ru)
ES (2) ES1158584Y (ru)
HR (1) HRP20210904T1 (ru)
HU (1) HUE054396T2 (ru)
LT (1) LT3442090T (ru)
PL (1) PL3442090T3 (ru)
PT (1) PT3442090T (ru)
RS (1) RS61923B1 (ru)
RU (1) RU2737002C2 (ru)
SI (1) SI3442090T1 (ru)
SM (1) SMT202100328T1 (ru)
WO (1) WO2017174836A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230299618A1 (en) * 2017-05-16 2023-09-21 Wireless Electrical Grid Lan, Wigl Inc. Wireless communication device and method of using
DE102018100765A1 (de) * 2018-01-15 2019-07-18 Atlas Elektronik Gmbh Unterwasservorrichtung zum Einsatz unter Wasser mit einer Energieerzeugungseinrichtung
EP4525099A2 (en) 2022-05-12 2025-03-19 Santana Ramirez, Alberto Andres Electrochemical cell for ion power plant
EP4219939A1 (en) * 2023-01-16 2023-08-02 Vilair, S.L.U. Apparatus and method for generating electric energy from the extraction of electrons in the liquid-vapour phase change of an aqueous solution
CN119465290A (zh) * 2024-11-04 2025-02-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种海水电解装置性能恢复方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3470032A (en) * 1967-09-29 1969-09-30 Us Navy Sea water battery voltage control circuit
JPS5472775A (en) * 1977-11-24 1979-06-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electrode structural body
JPS60125387A (ja) * 1983-12-09 1985-07-04 Kawasaki Steel Corp 塩水電解槽の自動制御方法
US5006972A (en) * 1989-05-18 1991-04-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Sea water battery power converter
US6168882B1 (en) * 1997-08-18 2001-01-02 Nec Corporation Seawater electric power system
RU2453016C1 (ru) * 2010-12-27 2012-06-10 Дмитрий Миланович Терещенко Устройство для накопления электрической энергии

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO974905A (no) * 1997-10-23 1999-01-04 Statoil Asa Batterisystem
US3542598A (en) * 1969-02-05 1970-11-24 Us Navy Sea water battery employing electrolyte recirculation circuit
US3941616A (en) * 1971-11-25 1976-03-02 Puolustusministerio Sea water battery
US3907596A (en) * 1972-04-28 1975-09-23 Ocean Energy Inc Sea water battery
US3959023A (en) * 1975-06-23 1976-05-25 Sanders Associates, Inc. Flushing pump for sea water batteries
FR2469011A1 (fr) * 1979-11-05 1981-05-08 Thomson Csf Pile activee a l'eau de mer
NO159898C (no) * 1985-12-19 1989-02-15 Alcatel Stk As Stroemforsyning.
FR2605804B1 (fr) 1986-10-23 1989-05-05 Accumulateurs Fixes Pile amorcable
DK0464039T3 (da) * 1989-03-06 1994-05-02 Norske Stats Oljeselskap Fremgangsmåde til at hindre kalkdannelser på katoder af havvandsbatterier
US5796636A (en) * 1996-07-12 1998-08-18 Andrews; Lowell B. Apparatus for and method of testing an electrical ground fault circuit interrupt device
IT1302953B1 (it) * 1998-12-29 2000-10-10 Consiglio Nazionale Ricerche Batteria primaria attivata da acqua particolarmente adatta per unimpiego subacqueo anche ecologico.
AU7250600A (en) * 1999-12-22 2001-06-28 Phillip Anthony Hingston System for electrocatalytic purification and desalination of water
US7157171B2 (en) * 2003-05-09 2007-01-02 Nanotek Instruments, Inc. Metal-air battery with programmed-timing activation
US7326329B2 (en) * 2003-12-15 2008-02-05 Rodolfo Antonio M. Gomez Commercial production of hydrogen from water
TW200534491A (en) * 2004-04-14 2005-10-16 Easy Harvest Entpr Company Ltd Method of self-generating power, power accumulating, distributing, supplying by transforming solar energy and electric energy mutually and the system thereof
EP1756895A1 (en) * 2004-05-19 2007-02-28 Sri International Liquid anode electrochemical cell
CN202144772U (zh) * 2007-06-07 2012-02-15 韦福普泰有限公司 产生和储存电力的发电系统
WO2009143670A1 (zh) * 2008-05-27 2009-12-03 马士科技有限公司 海水电解液电池
CN101527359A (zh) * 2009-04-17 2009-09-09 中南大学 一种水激活电池用镁合金阳极材料及其制造方法
US8779726B2 (en) * 2010-03-19 2014-07-15 General Electric Company Control system and method for charging sealed batteries
PT105064A (pt) * 2010-04-22 2011-10-24 Univ Do Porto Catalisador compósito de plaquetas de grafeno-óxido metálico, método de preparação e respectivas aplicações
US8692517B2 (en) * 2010-04-30 2014-04-08 Rodolfo Antonio M. Gomez Non-diffusion liquid energy storage device
WO2012067338A2 (ko) * 2010-11-15 2012-05-24 Wy Soon Myung 레독스 흐름 전지용 전극, 그 전극의 제조방법, 레독스 흐름 전지용 전해액 제조장치, 그 제조방법, 전해액의 선택이온 농도계, 선택이온 농도 측정방법 및 자립용 전지 시스템
US20120305651A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Wisconsin Alumni Research Foundation Electrochemical capacitor battery hybrid energy storage device capable of self-recharging
US8137830B2 (en) * 2011-07-19 2012-03-20 Aquion Energy, Inc. High voltage battery composed of anode limited electrochemical cells
WO2013017901A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-07 Imk Greenpower Kft. System and method for producing electrical energy
US8968948B2 (en) * 2012-05-22 2015-03-03 Concurrent Technologies Corporation Energy generation system and related uses thereof
CN105324875A (zh) * 2013-06-07 2016-02-10 通用电气公司 能在电化学反应中操作的阴极和相关的电池、装置以及方法
CN103618096A (zh) * 2013-10-26 2014-03-05 新山胜广 一种便携式水电池元件及其组成的水电池装置
JP6414658B2 (ja) 2013-12-24 2018-10-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力変換システム
EP2913836A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-02 Siemens Aktiengesellschaft Thermal trip device of a thermal magnetic circuit breaker having a resistor element, thermal magnetic circuit breaker and switching device for interrupting a current flow and method for protecting an electrical circuit from damage
CN104630816B (zh) * 2015-02-15 2017-02-01 浙江工商大学 基于太阳能和海水电池协同驱动的光电降解有机污染物制氢的装置及工艺
US20170201077A1 (en) * 2016-01-08 2017-07-13 Nrg Energy, Inc. Containerized microgrid system and methods of use and distribution

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3470032A (en) * 1967-09-29 1969-09-30 Us Navy Sea water battery voltage control circuit
JPS5472775A (en) * 1977-11-24 1979-06-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Electrode structural body
JPS60125387A (ja) * 1983-12-09 1985-07-04 Kawasaki Steel Corp 塩水電解槽の自動制御方法
US5006972A (en) * 1989-05-18 1991-04-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Sea water battery power converter
US6168882B1 (en) * 1997-08-18 2001-01-02 Nec Corporation Seawater electric power system
RU2453016C1 (ru) * 2010-12-27 2012-06-10 Дмитрий Миланович Терещенко Устройство для накопления электрической энергии

Also Published As

Publication number Publication date
RS61923B1 (sr) 2021-06-30
US20190131631A1 (en) 2019-05-02
SI3442090T1 (sl) 2021-08-31
ES1158584U8 (es) 2017-05-22
CN109417297B (zh) 2022-09-23
RU2018138636A (ru) 2020-05-12
SMT202100328T1 (it) 2021-07-12
HRP20210904T1 (hr) 2021-09-03
WO2017174836A1 (es) 2017-10-12
EP3442090A1 (en) 2019-02-13
US11018350B2 (en) 2021-05-25
EP3442090B1 (en) 2021-03-10
CN109417297A (zh) 2019-03-01
ES1158584U (es) 2016-06-13
CY1124326T1 (el) 2022-07-22
ES1158584Y (es) 2016-09-09
CO2018011973A2 (es) 2018-11-13
PL3442090T3 (pl) 2021-10-25
DK3442090T3 (da) 2021-06-07
ES2877454T3 (es) 2021-11-16
RU2018138636A3 (ru) 2020-06-15
EP3442090A4 (en) 2019-10-30
LT3442090T (lt) 2021-06-25
PT3442090T (pt) 2021-05-28
HUE054396T2 (hu) 2021-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2737002C2 (ru) Ионная электростанция
Yu et al. Seawater-based electrolyte for zinc–air batteries
Licht Efficient solar‐driven synthesis, carbon capture, and desalinization, STEP: solar thermal electrochemical production of fuels, metals, bleach
Boudries et al. PV system design for powering an industrial unit for hydrogen production
Khan et al. Investigation on parameters performance of Zn/Cu electrodes of PKL, AVL, tomato and lemon juice based electrochemical cells: a comparative study
CN107881526A (zh) 一种潮流能海水制取氢气氧气装置
CN105617842A (zh) 用于二氧化碳分离和提纯的装置
CN112144071A (zh) 一种水电电解水制氢系统
CN213327859U (zh) 一种水电电解水用制氢设备
Shedid et al. Hydrogen production from an alkali electrolyzer operating with Egypt natural resources
KR102048572B1 (ko) 염생 식물 기반 전지와 해수 전지를 이용한 친환경 에너지 생산/저장 시스템
Fatouh et al. Effect of operating and geometric parameters on hydrogen production from an alkali electrolyzer
CN106898805A (zh) 一种浓差电池
HK40003178B (en) Ionic electric power station
HK40003178A (en) Ionic electric power station
JP2020005486A (ja) 深水を利用した循環型再生可能エネルギーの生産・貯蔵システムとそのシステムで得られる水素と水
Bani et al. Feasibility study of a low cost saltwater lamp for rural area
Pirotti et al. A preliminary analysis of the generation of hydrogen from a floating offshore wind system
CN217298031U (zh) 一种分布式海上氨储能系统
US9496564B2 (en) Method for fabricating metal electrode from seawater and generating electric power with metal electrode
Ganesh Importance of SLAPE solar panels, electrochemical CO2 reduction, alkaline electrolyzers and alkaline fuel cells development to achieve United Nations Sustainable Development Goals
Hadj-Taieb et al. Enhancing hydrogen gas production in electrolysis cells with ammonium chloride and solar PV integration
ES1200310U (es) Despolarizador catódico anódico
Pratama et al. The Potency of Seawater Battery with NiHCF+ C Cathode Paired to Wind Turbine for Generating Clean Electricity in Rural Area
Ganesh Overview of Global Energy Challenges and the Importance of Sustainable Energy, and the Possible Solutions Available Today