початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2204183

Воднево-КИСНЕВИЙ (ПОВІТРЯНИЙ) ПАЛИВНИЙ елемент-АКУМУЛЯТОР

Ім'я винахідника: Карич Зія Рамізовіч
Ім'я патентовласника: Карич Зія Рамізовіч
Адреса для листування: 129626, Москва, Кучин пер., 12, кв. 1, З.Р.Карічеву
Дата початку дії патенту: 2001.11.30

Винахід відноситься до області електротехніки, зокрема до паливних елементів (ПЕ), використовуваним в енергоустановках різного призначення, наприклад на транспортних засобах. Згідно винаходу воднево-кисневий (повітряний) паливний елемент-акумулятор (ВКТЕА) містить водневий газодифузійний електрод з водневою камерою, кисневий (повітряний) газодифузійний електрод з кисневою (повітряної) камерою і електроліт, розташований між водневим і кисневим (повітряним) електродами. При цьому водневий електрод містить металогідридний сплав, між водневим і кисневим (повітряним) електродами розташований окисно-нікелевий електрод, а в якості електроліту взято лужної електроліт. Окисно-нікелевий електрод може бути відділений від водневого і кисневого (повітряного) електродів сепараторами. Окисно-нікелевий електрод може бути виконаний з можливістю електричного підключення до кисневого (повітряного) електроду допомогою перемикача. Окисно-нікелевий електрод може мати пористість в діапазоні від 60 до 80% при відносному опорі по електроліту від 1,5 до 8. металогідридної сплав розташований на поверхні водневого електрода, зверненої до водневої камері, а зарядна ємність окисно-нікелевого електрода узгоджена з зарядної ємністю за воднем металогідридного сплаву. Технічним результатом винаходу є створення ВКТЕА, що володіє високими питомими характеристиками і ресурсом роботи.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області електротехніки, зокрема до паливних елементів (ПЕ), використовуваним в енергоустановках різного призначення, наприклад на транспортних засобах.

Відомі воднево-кисневі (повітряні) ТЕ, використовувані на транспортних засобах в якості джерела енергії. Однак ТЕ не можуть забезпечити пікову потужність, споживану транспортним засобом при маневрах, і рекуперацію енергії при гальмуванні. Для забезпечення зазначених вимог використовується накопичувач енергії, наприклад акумулятор, що підключається паралельно з ПЕ (див. Патент США 5929594, кл. H 02 J 7/00, 1999). Наявність додаткового акумулятора погіршує питомі характеристики установки.

Відомий воднево-кисневий ТЕ - акумулятор (ВКТЕА), що представляє собою ТЕ, поєднаний в одному корпусі з електролізером. ВКТЕА містить водневий газодифузійний електрод з водневою камерою, кисневий електрод з кисневою камерою, електроліт, розташований між електродами, і ємності для зберігання водню і кисню (див. Патент США 4839247, Н 01 М 8/18, 1989). Недоліком відомого ВКТЕА є низькі удельние електричні характеристики через наявність ємностей для зберігання реагентів. Крім того, зазначений ВКТЕА володіє обмеженим ресурсом через погану оборотності кисневого електрода при циклировании (див. В.С.Багоцкій і ін. Хімічні джерела струму. М .: Енергоіздат, 1981, с.255).

Відомий ВКТЕА, що містить водневу і кисневу камери з відповідними електродами, розділеними електролітом. Для забезпечення тривалої працездатності ВКТЕА містить два типи електродів, одні з яких використовуються при заряді, а інші при розряді ВКТЕА (див. Патент США 4074018, кл. Н 01 М 4/86, 1978). Недоліком даного ВКТЕА є складність конструкції через наявність двох типів електродів, розміщених в одному корпусі.

З відомих ВКТЕА найбільш близьким за сукупністю суттєвих ознак і досягається технічного результату є ВКТЕА, що містить водневий газодифузійний електрод з водневою камерою, повітряний газодифузійний електрод з повітряною камерою, електроліт, розташований між водневим і повітряним електродами, і ємність для зберігання водню, заповнена металогідридним сплавом ( см. патент США 5510202, Н 01 М 8/06, 1996). Використання повітря в якості окислювача і металогідриди як накопичувач водню дозволяє істотно підвищити питомі характеристики ВКТЕА за рахунок виключення кисневої ємності і зниження робочого тиску в водневої ємності. Недолік зазначеного відомого ВКТЕА пов'язаний з низькою оборотністю повітряного електрода при циклировании, що призводить до зниження ресурсу.

Завданням винаходу є створення ВКТЕА, що володіє високими питомими характеристиками і ресурсом роботи.

Зазначений технічний результат досягається тим, що ВКТЕА містить водневий газодифузійний електрод з водневою камерою, кисневий (повітряний) газодифузійний електрод з кисневою (повітряної) камерою і електроліт, розташований між водневим і кисневим (повітряним) електродами. При цьому водневий електрод містить металогідридний сплав, між водневим і кисневим (повітряним) електродами розташований окисно-нікелевий електрод, а в якості електроліту взято лужної електроліт. Описане вище конструктивне виконання ВКТЕА дозволяє функціонально об'єднати і розмістити в одному корпусі ТЕ і нікель-металогідридний акумулятор. При цьому через високу оборотності водневого електрода, він є загальним для ТЕ і акумулятора. Поєднання акумулятора і ТЕ дозволяє істотно підвищити удільні показники і ресурс ВКТЕА.

Доцільно, щоб окисно-нікелевий електрод був відділений від водневого і кисневого (повітряного) електродів сепараторами. Наявність сепараторів запобігає можливості замикання зазначених електродів. Доцільно, щоб окисно-нікелевий електрод був виконаний з можливістю електричного підключення до кисневого (повітряного) електроду, наприклад, за допомогою перемикача. Можливість такого підключення за допомогою вказаного переключателя дозволяє відключати кисневий (повітряний) електрод при заряді акумулятора і підключати його паралельно окисно-нікелевому електроду при одночасному розряді ТЕ і акумулятора.

Доцільно, щоб окисно-нікелевий електрод мав пористість в діапазоні 60 - 80%, а його відносне опір по електроліту становить 1,5 - 8. Висока пористість і мале відносне опір по електроліту окисного нікелевого електрода, розташованого між водневим і кисневим (повітряним) електродами ВКТЕА, не приведуть до значного збільшення внутрішнього опору ВКТЕА.

Доцільно, щоб металогідридний сплав був розташований на поверхні водневого електрода, зверненої до водневої камері, а зарядна ємність окисно-нікелевого електрода була узгоджена з зарядної ємністю за воднем метталлогідрідного сплаву. Розміщення сплаву на поверхні електрода, зверненої до водневої камері, полегшує сорбцію водню, що виділяється при заряді акумулятора і десорбції водню при розряді акумулятора. Узгодження зазначених ємностей забезпечує оптимальність конструкції акумулятора і ВКТЕА в цілому.

Проведений аналіз рівня техніки показав, що заявлена ​​сукупність істотних ознак, викладена у формулі винаходу, невідома. Це дозволяє зробити висновок про її відповідність критерію "новизна".

Для перевірки відповідності заявленого винаходу критерію "винахідницький рівень" проведено додатковий пошук відомих технічних рішень з метою виявлення ознак, що збігаються з відмінними від прототипу ознаками заявленого технічного рішення. Встановлено, що заявлене технічне рішення не слід явно з відомого рівня техніки. Отже, заявлений винахід відповідає критерію "винахідницький рівень".

Суть винаходу пояснюється кресленням і описом конструкції заявленого ВКТЕА

На кресленні в розрізі представлений ВКТЕА. ВКТЕА включає водневий газодифузійний електрод 1 з водневої камерою 2, кисневий (повітряний) газодифузійний електрод 3 з кисневою (повітряної) камерою 4. Водневий електрод 1 на поверхні, зверненої до водневої камері, містить металогідридний сплав 5. Окисно-нікелевий електрод 6 відділений від водневого 1 і кисневого (повітряного) 3 електродів сепараторами 8. Водневий електрод 1 і кисневий (повітряний) електрод 3 розділені лужним електролітом 7. кисневий (повітряний) електрод 3 через перемикач 9 з'єднаний з окисно-нікелевим електродом 6. При заряді (розряді) ВКТЕА зовнішній джерело електричної енергії (навантаження) підключений до електричних виводів 10. При заряді переключатель 9 розімкнений, і відбувається заряд акумулятора з електродами 1 і 6. При розряді переключатель 9 замкнутий, і відбувається розряд акумулятора з електродами 1, 6 і робота ПЕ з електродами 1, 3. Відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу Заявлений ВКТЕА працює наступним чином. В водневу порожнину 2 подають водень, в кисневу (повітряну) порожнину 4 подають кисень (повітря), перемикач 9 замкнутий і ВКТЕА готовий працювати в режимі ТЕ. При необхідності заряду ВКТЕА перемикач 9 розмикається, до електричних виводів 10 підключається зовнішнє джерело електроенергії. В процесі заряду на водневому електроді 1 виділяється водень, який поглинається металогідридним сплавом 5, на окисно-нікелевому електроді протікає реакція заряду у відповідності з рівнянням реакції: Ni (OH) 2 + OH - -> NiOOH + Н 2 О + е. При розряді ВКТЕА відбувається паралельна робота ТЕ і акумулятора. При повному розряді акумулятора генерування електроенергії забезпечує ТЕ. Таким чином, в заявленому ВКТЕА в єдиному корпусі функціонально суміщені ТЕ і металогідридний акумулятор, причому водневий електрод є загальним і для ТЕ і для акумулятора. На підставі вищевикладеного можна зробити висновок, що заявлений ВКТЕА може бути реалізований на практиці з досягненням заявленого технічного результату, тобто він відповідає критерію "промислова придатність".

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Воднево-кисневий (повітряний) паливний елемент-акумулятор (ВКТЕА), що містить водневий газодифузійний електрод з водневою камерою, кисневий (повітряний) газодифузійний електрод з кисневою (повітряної) камерою і електроліт, розташований між водневим і кисневим (повітряним) електродами, відрізняється тим, що водневий електрод містить металогідридний сплав, між водневим і кисневим (повітряним) електродами розташований окисно-нікелевий електрод, а в якості електроліту взято лужної електроліт.

2. ВКТЕА по п. 1, який відрізняється тим, що окисно-нікелевий електрод відділений від водневого і кисневого (повітряного) електродів сепараторами.

3. ВКТЕА по п. 1, який відрізняється тим, що окисно-нікелевий електрод виконаний з можливістю електричного підключення до кисневого (повітряного) електроду.

4. ВКТЕА по п. 3, який відрізняється тим, що окисно-нікелевий електрод електрично підключений до кисневого (повітряного) електроду допомогою перемикача.

5. ВКТЕА по п. 1, який відрізняється тим, що окисно-нікелевий електрод має пористість в діапазоні 60-80%.

6. ВКТЕА по п. 1, який відрізняється тим, що відносне опір окисно-нікелевого електрода по електроліту становить від 1,5 до 8.

7. ВКТЕА по п. 1, який відрізняється тим, що металогідридний сплав розташований на поверхні водневого електрода, зверненої до водневої камері.

8. ВКТЕА по п. 1, який відрізняється тим, що зарядна ємність окисно-нікелевого електрода узгоджена з зарядної ємністю за воднем металогідридного сплаву.

Версія для друку
Дата публікації 13.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів