ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ


RU (11) 2050647 (13) C1

(51) 6 H01M14/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5061793/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.09.08 
(45) Опубликовано: 1995.12.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Фильштих В. Топливные элементы. М.: Мир, 1968, с.15. 2. Патент США N 4677038, кл. H 01M 14/00, 1987. 
(71) Заявитель(и): Товарищество с ограниченной ответственностью "Химэлектро" 
(72) Автор(ы): Аршинов А.Н.; Бурцев А.Б.; Григорьева Л.К.; Куклин Р.Н.; Лисицын А.Л.; Чижик С.П. 
(73) Патентообладатель(и): Товарищество с ограниченной ответственностью "Химэлектро" 

(54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ 

Использование: в устройствах преобразования энергии ядерного синтеза. Сущность изобретения: электрохимический преобразователь энергии содержит два палладиевых электрода, разделенных электролитом, и газовые камеры для подачи реагентов. На аноде в качестве реагента используется водород, на катоде изотоп водорода, например дейтерий. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при производстве источников тока.

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.

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.

Задачей изобретения является повышение эффективности преобразования энергии за счет прямого преобразования энергии ядерного синтеза в электрическую.

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.

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.

d+d ___3He+n __ 3MэB.

(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.

Между водородным и дейтериевым электродами возникает разность потенциалов, определяемая изотопическим эффектом и разностью уровней Ферми. При замыкании электродов во внешней цепи течет электрический ток.

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

E MoiNi+ rii

(2) где i и Miо 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(1-2) M2 M1 (3)

Из сохранения заряда следует

q1= q2. (4)

Потенциалы 1,2 линейно связаны с зарядами q1, q2:

i ci-1qi, (5) где ci емкостный коэффициент. Из системы уравнений (3-5) нетрудно получить

q1= e-1

Подстановка в формулу (2) дает исходную оценку:



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) Е может составлять величину порядка 10-1-103 Дж/см3.

Таким образом, в предлагаемом ЭПЭ можно преобразовать до 103 Дж/см3 энергии ядерного синтеза. Это существенно повышает эффективность ЭПЭ и его удельные характеристики. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



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.