импульсный электрохимический преобразователь энергии ядерного синтеза и способ его эксплуатации

Классы МПК:H01M14/00 Электрохимические генераторы тока или напряжения, не предусмотренные в группах  6/00
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Товарищество с ограниченной ответственностью "Химэлектро"
Приоритеты:
подача заявки:
1992-11-24
публикация патента:

Использование: в преобразователях энергии ядерного синтеза. Сущность изобретения: преобразователь содержит два электрохимических элемента с платиновым и палладиевым электродами и водным раствором соли в качестве электролита. В одном элементе в качестве растворителя электролита берется обычная вода, в другом тяжелая вода. Элементы соединены по электролиту солевым мостиком. К электродам элементов подключены внешние источники постоянного тока. При эксплуатации производят одновременное электрохимическое насыщение палладиевых электронов водородом идейтерием, измеряют напряжение на палладиевых электродах, сравнивают с заданным, по достижении которого прекращают насыщение электродов газами путем отключения внешних источников постоянного тока и замыкают цепь внешней нагрузки между палладиевыми электродами. Устройство обеспечивает повышение эффективности преобразования и снижение тепловых потерь. 2 с. п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1

Формула изобретения

1. Импульсный электрохимический преобразователь энергии ядерного синтеза, содержащий электрохимический элемент с платиновым и палладиевым электродами, разделенными электролитом на основе тяжелой воды, и внешний источник постоянного тока, подключенный к электродам электрохимического элемента, отличающийся тем, что преобразователь энергии дополнительно содержит электрохимический элемент с платиновым и палладиевым электродами, разделенными водным электролитом, внешний источник постоянного тока, подключенный к электродам, и солевой мостик, объединяющий электрохимические элементы по электролиту.

2. Способ эксплуатации импульсного электрохимического преобразователя энергии ядерного синтеза, включающий электрохимическое насыщение палладиевого электрода дейтерием, отличающийся тем, что одновременно с насыщением палладиевого электрода дейтерием в одном элементе насыщают палладиевый электрод водородом во втором элементе, измеряют напряжение на палладиевых электродах и сравнивают с заданным, при достижении напряжением заданной величины прекращают насыщение электродов газами путем отключения внешних источников постоянного тока и замыкают цепь нагрузки между палладиевыми электродами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в производстве источников энергии.

Известен электрохимический преобразователь ядерной энергии в электрическую, использующий энергию ядерного излучения для радиолиза воды на водород и кислород, которые затем используются в топливном элементе для генерации электрической энергии [1]

Недостатками такого преобразователя энергии являются сложность конструкции и низкая эффективность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является преобразователь энергии ядерного синтеза, содержащий электрохимический элемент с платиновым и палладиевым электродами, разделенными электролитом на основе тяжелой воды. К электродам элемента подключен источник постоянного тока для электрохимического насыщения палладиевого электрода дейтерием [2]

В результате насыщения палладия дейтерием происходит слияние ядер дейтерия, сопровождающееся реакцией синтеза, например ядер гелия в соответствии с реакцией d+d __импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464 He3+n + 2MэВ

сопровождающейся выделением значительного количества энергии, которое примерно в 4 раза превышает количество подведенной энергии на проведение электролитического насыщения палладиевого электpода.

Недостатком этого преобразователя является реализация энергии ядерного синтеза в виде тепловой энергии.

Задачей изобретения является прямое преобразование энергии ядерного синтеза в электрическую энергию.

Техническое решение поставленной задачи может быть реализовано путем введения дополнительного электрохимического элемента с платиновым и палладиевым электродами, разделенными водным электролитом и подключенным к электродам внешнего источника постоянного тока. Электрохимические элементы по электролиту объединены солевым мостиком.

Оценка величины энергии может быть проведена аналогично [2] Изменение энергии в результате выравнивания уровней Ферми первого и второго катодов дается выражением

импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464E импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464 импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464Ni+ импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464 импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464qiимпульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464i

(1) где импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464i и импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464io электрические и химические потенциалы электронов в первом и втором катодах; qi eNi и Ni заряд и количество электронов, которыми обмениваются катоды при замыкании. Условие выравнивания электрохимического потенциала при замыкании катодов имеет вид

e (импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 20464641 импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 20464642) импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 20464642 импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 20464641 (2)

Из сохранения заряда следует

q1 -q2. (3)

Потенциалы импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 20464641 импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 20464642 линейно связаны с зарядами q1, q2.

импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464i сi-1qi, (4) где сi емкостный коэффициент.

Из системы уравнения (2-4) нетрудно получить

q1= импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464 e-1

Подстановка в формуле (1) дает искомую оценку

импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464 импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464 При импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464 импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 20464641В, с 104-103 Ф/см3 (электрохимические емкости имеют порядок 10-5 10-3 Ф/см2, удельные поверхности пористых электродов 104-106 см-1) импульсный электрохимический преобразователь энергии   ядерного синтеза и способ его эксплуатации, патент № 2046464Е может составить величину порядка 10-1-103 Дж/см3.

На чертеже представлен импульсный электрохимический преобразователь энергии ядерного синтезa.

Ячейка 1 заполнена электролитом 2 на основе тяжелой воды, ячейка 1" электролитом 2" на основе обычной воды, электроды 4, 4" выполнены из палладия, являются катодами электрических цепей 5 и 5", служащих для электрохимической накачки катодов водородом, 3, 3" платиновые электроды-аноды, 6 солевой мостик, 7 электрическая цепь катодов с ключом.

Преобразователь работает следующим образом.

Осуществляется электрохимическая накачка катодов 4 и 4" при включенных цепях 5 и 5" тяжелым водородом и легким изотопом соответственно. Затем цепи 5, 5" размыкаются и измеряется разность потенциалов между катодами. По истечении времени, необходимого для превращения части дейтерия в гелий, возникает разность потенциалов между катодами вследствие изменения уровня Ферми электронов в катоде 4. По достижении заданного уровня разности потенциалов запасенная в катоде 4 энергия может быть использована при замыкании цепи 7.

Класс H01M14/00 Электрохимические генераторы тока или напряжения, не предусмотренные в группах  6/00

энергоустановка на основе топливных элементов -  патент 2526851 (27.08.2014)
биогазовый барогальванический электротеплогенератор с тепловой регенерацией рабочего тела -  патент 2449429 (27.04.2012)
способ получения резервной электроэнергии из тепловой энергии солнца и/или биогаза -  патент 2446518 (27.03.2012)
способ получения электроэнергии из тепла атмосферы на поверхности планеты венера -  патент 2446517 (27.03.2012)
способ получения резервной электроэнергии из солнечного тепла на поверхности планеты луна -  патент 2446516 (27.03.2012)
способ получения электрической энергии путем ее электрохимической генерации и устройство для его реализации -  патент 2443041 (20.02.2012)
опреснительная установка и устройство для выработки электроэнергии (варианты) -  патент 2442719 (20.02.2012)

авиационная энергоустановка с генератором на топливных элементах -  патент 2440644 (20.01.2012)
электрохимический преобразователь -  патент 2409879 (20.01.2011)
фотоэлектрохимический способ разделения воды на водород и кислород с использованием меланинов, их аналогов, их предшественников или их производных в качестве главного электролизирующего элемента -  патент 2400872 (27.09.2010)
Наверх