RS61923B1 - Jonska elektrana - Google Patents

Jonska elektrana

Info

Publication number
RS61923B1
RS61923B1 RS20210684A RSP20210684A RS61923B1 RS 61923 B1 RS61923 B1 RS 61923B1 RS 20210684 A RS20210684 A RS 20210684A RS P20210684 A RSP20210684 A RS P20210684A RS 61923 B1 RS61923 B1 RS 61923B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
electrolyte
cells
power plant
water
energy
Prior art date
Application number
RS20210684A
Other languages
English (en)
Inventor
Ramirez Alberto Andres Santana
Original Assignee
Ramirez Alberto Andres Santana
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 Ramirez Alberto Andres Santana filed Critical Ramirez Alberto Andres Santana
Publication of RS61923B1 publication Critical patent/RS61923B1/sr

Links

Classifications

    • 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
    • H01M6/30—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
    • 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
    • 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
    • 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)

Description

Opis
PREDMET PRONALASKA
[0001] Jonska elektrana je modularna instalacija koja može biti povezana na bilo koju količinu električne energije. U njoj, jonske reakcije se izazivaju da generišu električnu energiju sa osnovnim elementima kao što su voda (H2O) rastvoreni natrijum-hlorid (NaCl), kao što se mogu naći u morima i okeanima u svom prirodnom stanju.
[0002] Pored natrijum-hlorida, koji je osnovni sastojak rastvora, drugi elektroliti mogu da se dodaju ovom tečnom rastvoru koji se ponaša kao izvor čiste električne energije, da bi mu se poboljšale performanse.
STANJE TEHNIKE
[0003] U pogledu proizvodnje i skladištenja električne energije, upoznati smo sa energijama koje generišu:
• Baterije i akumulatori koji rade sa redoks tipom procesa, redukcijom oksidacije.
[0004] Baterija je u osnovi posuda puna hemikalija koje proizvode elektrone. Hemijske reakcije su su sposobne da proizvedu elektrone i ovaj fenomen se naziva elektrohemijska reakcija, koja se završava kada se moguće hemijske reakcije istroše, i time se korisni život elementa završi; zagađujući okolinu ako je odbačen ili ukoliko je recikliranje neophodno da bi se izbegao ovaj efekat.
[0005] Kada se posmatra baterija, ona ima dva priključka. Jedan priključak je obeležen kao pozitivan (+), dok je drugi obeležen kao negativan (–). Kada je reč o AA ili C (najčešći tipovi baterija), priključci su na krajevima. Kod automobilskog akumulatora, postoje dve velike cevi koje se ponašaju kao priključci. Najčešće su:
- Cink baterije, takođe poznate i kao standardne ugljene baterije. Cink-ugljena hemija se koristi u bilo kojoj AA ili srodnoj bateriji. Elektrode su napravljene od cinka i ugljenika, sa kiselinom kao elektrolitom za vezu između njih.
- Alkalne baterije. Elektrode su od cinka i mangan-oksida sa alkalnim elektrolitom.
- Nikl-kadmijumske baterije. One koriste nikl-hidroksid i kadmijumske elektrode sa kalijum-hidorksidom kao elektrolitom. One su punjive.
- Nikl-metal hibridne. Punjive. Brzo su zamenile nikl-kadmijumske zato što nemaju probleme kao prethodno pomenute.
- Litijum-jonske. Punjive. Vrlo dobar stepen iskorišćenja i koriste se u najnovijim laptopovima i mobilnim telefonima.
- Srebro-cink. Koriste se u aeronautičkim primanama jer je dobar stepen iskorišćenja.
- Baterije sa slanom vodom. Koriste se u prslucima za spasavanje, radio odašiljačima i drugim primenama gde je mala količina energije potrebna na određeno vreme i gde elektroliti ne mogu da se koriste zbog trošenja. One su mali elementi koji su sastavljeni od dva metala sa različitim galvanskim parom povezanim na lampu ili radio odašiljač niske električne potrošnje, koji nisu hermetički zatvoreni u zaptivenu ćeliju, tako da kad dođu u kontakt sa morskom vodom, odigrava se elektrohemijska reakcija koja ostaje stabilna kratak vremenski period dok je element uronjen u otvorenu vodu, drugim rečima, u morsku vodu gde morske struje obnavljaju vodu i nivo rastvorenog kiseonika između dve elektrode.
• Električni termalni generatori za sagorevanje fosilnih goriva
• Elektrane koje se pogone radioaktivnim elementima.
• Obnovljive energije:
Obnovljive energije koje koriste izvor energije ili gorivo koje se smatra neiscrpnim, ili koje može da se regeneriše istom brzinom kojom se troši.
[0006] Klasifikacija obnovljivih energija zavisi od prirodnih resursa koji se koriste.
Solarna energija
[0007] Postoje dva načina za korišćenje solarne energije: termalna solarna energija i fotonaponska solarna energija.
[0008] Upotreba termalne solarne energije zasniva se na korišćenju termalne energije dobijene zračenjem Sunca za zagrevanje fluida koji se, u zavisnosti od svoje temperature, koristi da se proizvede topla voda, pa čak i para.
[0009] Korišćenje fotonaponske solarne energije se sprovodi kroz neposredno pretvaranje solarne energije u električnu energiju posredstvom takozvanog fotonaponskog efekta. Ovo pretvaranje se izvršava „solarnim ćelijama“ koje su napravljene od poluprovodničkih materijala (npr. silicijum) koji generišu električnu energiju kada ih obasja solarno zračenje.
Energija vetra
[0010] Sistemi energije vetra koriste kinetičku energiju sadržanu u vetru da proizvedu električnu energiju posredstvom takozvanih vetroturbina. Postoje dva tipa vetroturbina:
• Izolovane, za generisanje električne energijue u udaljenim mestima za sopstvenu potrošnju. Vrlo je uobičajeno da se ove instalacije kombiniju sa fotonaponskim panelima.
• Vetroparkovi, formirani od skupa vetroturbina, za prodaju generisane električne energije mreži.
[0011] Trenutni tehnološki razvoj, kao i veće poznavanje uslova vetra u različitim oblastima, omogućavaju implementaciju vetroparkova priključenih na električnu mrežu u mnogim regionima širom sveta.
Mini hidraulična energija
[0012] Iskorišćavanje potencijalne energije vode iz pada za proizvodnju električne energije poznato je kao hidraulična energija. Voda pomera turbinu čije se rotaciono kretanje prenosi preko osovine na generator električne energije. Ovaj tip energije se smatra obnovljivim kada je snaga manja od 10 MW (minihidro energija).
[0013] Postoje suštinski dva tipa hidroelektrana:
• Protočne hidroelektrane: one koje zahvataju deo toka koji teče rekom i odvode ga do elektrane da bi prošao kroz turbine i proizveo električnu energiju. Ovaj tok se zatim vraća u reku.
• Elektrane u podnožju brane: one koje se nalaze nizvodno od rezervoara za hirdoelektrične ili druge svrhe kao što su snabdevanje vodom za gradove ili navodnjavanje. One imaju prednost akumulisanja energije (vode) i mogućnosti da se koristi kada je to najpotrebnije.
Energija iz biomase
[0014] Biomasa je izvor energije zasnovan na upotrebi organske materije biljnog ili životinjskog porekla, uključujući i proizvode i nusproizvode koji su rezultat njene transformacije. Pojam biomasa koristi se za skup energetskih materijala različitih vrsta: šumskih ostataka, drvenastih i zeljastih poljoprivrednih odpadaka, ostataka različitih industrijskih procesa, energetskih useva, organskih materijala sadržanih u čvrstom gradskom otpadu, biogasa iz stočnog otpada ili biorazgradivog otpada iz industrijskih instalacija, od prečišćavanja gradskih otpadnih voda ili sa deponija itd. Biogoriva, koja se uglavnom primenjuju u transportu, takođe mogu biti podvedena pod pojam biomase.
[0015] Primena biomase se može podeliti u dve grupe:
• domaće i industrijske primene koje funkcionišu putem neposrednog sagorevanja biomase.
• primene povezane sa pojavom novih resursa i novih tehnika prerade, kao što su gasifikacija i piroliza biomase.
Energija plime i talasa
[0016] Mora i okeani su ogromni solarni kolektori iz kojih se energija može crpiti iz različitih izvora (talasi, plima i oseka i termički gradijenti).
[0017] Energija koju morska voda oslobađa ulaznim i silaznim plimnim pokretima (plima i oseka) koristi se u plimnim elektranama prolaskom vode kroz hidro-turbine.
[0018] Energiju talasa proizvode vetrovi i vrlo je neredovna. Ovo je dovelo do velikog broja vrsta mašina za njenu upotrebu.
[0019] Konačno, konverzija termalne energije okeana je metoda konverzije temperaturne razlike između površinske vode i vode na dubini od 100 m u korisnu energiju. Razlika od 20 ̊C je dovoljna za upotrebu. Prednosti ovog izvora energije povezane su sa činjenicom da je to trajan i po životnu sredinu bezopasan termalni skok.
Geotermalna energija
[0020] Geotermalna energija je manifestacija termalne energije akumulisane u stenama ili vodama koje se nalaze na visokim temperaturama unutar zemlje.
[0021] Za korišćenje u područjima sa posebnim termalnim uslovima, npr. vulkanskim područjima, cirkulisanjem fluida u tim oblastima se prenosi toplotna energiju na površinu u obliku toplote uskladištene u vrućim oblastima.
[0022] Energija koja se generiše u zavisnosti od njene temperature (visoke, srednje ili niske) koristi se ili za proizvodnju električne energije za zagrevanje vode ili za grejanje.
[0023] Glavna prednost geotermalne energije se ogleda u tome što je njen uticaj na okolinu minimalan i ima prinose koji joj omogućavaju da bude uporediva sa naftom. Ali njena glavna mana uključuje potrebu za velikim investicijama i to što su geotermalna polja relativno retka i vrlo često smeštena u nepovoljnim oblastima.
[0024] U prethodnom patentu [US 3941616 A HUHTA-KOWISTO ESKO ENSIO 1976] objavljena je jednokratna baterija sa morskom vodom, koja ima niz tečnih ćelija sa pločastim elektrodama, po mogućnosti od magnezijuma i srebro hlorida i koje obliva vodeni rastvor hemijskih proizvoda npr. natrijum-hlorid kao elektrolit, sa poboljšanjem po kom dovodna cev za rastvor vodenog elektrolita obuhvata injektor koji, kao rezultat protoka ovog rastvora kroz sebe, uvlači rastvor supstanci npr. magnezijuma (Mg) iz rezervoara, gde takve supstance povećavaju električnu provodnost elektrolita i smanjuju nagrizanje elektroda od strane rastvora i samim tim poboljšava efikasnost elektrolita.
[0025] U još jednom prethodnom patentu [US2013/316196 A1 MCCLUSKEY MICHAEL J ET AL 2013] objavljeno je da sistem za generisanje energije ima galvansku bateriju koja prima otpadni tok od uređaja za povratnu osmozu i daje energiju zasnovanu na reakciji oksidoredukcije koja se javlja između metala u galvanskoj bateriji i elektrolita prisutnog u otpadnom toku. Osim toga, u pomenutom patentu je objavljeno da sistem dalje sadrži uređaj za dodavanje soli podešen da po potrebi proizvodi fiziološki rastvor unapred određenog saliniteta.
OBJAŠNJENJE PRONALASKA
[0026] Funkcionisanje jonske elektrane se zasniva na upotrebi dva elementa koji se nalaze unutar ćelije za generisanje naelektrisanja, pri čemu sadrži bar metalnu anodu, od kojih su oba elementa uronjena u isti elektrolit bez membrana koje odvajaju ove elemente, od kojih se jedan ponaša kao aktivni ili anodni kraj i drugi kao plemeniti ili katodni kraj.
[0027] Istovremeno prisustvo vode (elektrolit) i kiseonika (oksidant) čini elektrohemijsku koroziju gotovo neizbežnom.
[0028] Rastvaranje soli (NaCl) u vodi proizvodi čestice koje se zovu pozitivno naelektrisani (Na<+>) i negativno naelektrisani (Cl<–>) joni koji se u dodiru sa metalima pretvaraju u elektrone, proizvodeći električnu struju, i gde elektrolit sadrži procenat sumporne kiseline (H2SO4).
[0029] Ove čestice su raspoređene između molekula vode, koje smeštamo u sistem ćelija sličan galvanskim, koje proizvode električnu energiju preko redukcionog efekta na katodi i oksidacionog efekta na anodi. Razlikuju se od uobičajenih galvanskih ćelija po tome što obe (anoda i katoda) dele isti rastvor u koji su potpopljene po procentu vode (963 promila), natrijum-hlorida (NaCl) (35 promila) i kiseonik može biti dodat elektrolitu posredstvom difuzora vazduha da bi se obogatio kiseonikom. To je dovoljno za dobijanje isplative struje, a jačina i napon se mogu povećati dodavanjem oksidativnih molekula elektrolitima prisutnih u ostalim hemijskim jedinjenjima u vrlo niskim razmerama, oko 2 promila.
[0030] Problem koji je rešen ovim izumom je korekcija Tafelovog ponašanja, zato što je slana voda moćan elektrolit. Stoga, kada se dva različita metala, koji imaju različite reaktivnosti, urone u isti provodni rastvor koji nazivamo elektrolitom i kada su električno povezani jedan sa drugim, imaćemo protok elektrona od najaktivnijeg ili najviše anodnog metala do najplemenitijeg ili najviše katodnog metala, ostavljajući anodni materijal sa nedostatkom elektrona. Anoda se sastoji od aktivnog metala i katoda od plemenitog metala. Negativna elektroda (anoda) je mesto gde se dešava korozija. Ova korozija teži da zaustavi oksidativni proces na anodi i kao rezultat opada proizvodnja elektrona.
[0031] Da bi se dobili čisti metali, mora se pribeći odvajanju od njihovih minerala, što je veliki izvor energije i neophodno je da metal upije i uskladišti određenu količinu energije, tako da ta energija omogući naknadni povratak metala do svog prvobitnog stanja kroz proces oksidacije.
[0032] Kao što je naznačeno u opisu crteža, u ćeliji za generisanje električne energije nalazi se žrtvena anoda od metala čija energija će biti povraćena kroz koroziju koja će se desiti unutar ćelije na kontrolisan način, polako izazivajući rastvaranje anode.
[0033] Postoje ponašanja koja značajno smanjuju ovu koroziju i posledično tome proizvodnju elektriciteta, čineći je neodrživom za iskorišćavanje ove energije bez korekcije ovog ponašanja.
[0034] Pomoću tehnike koja je razvijena i primenjena u ovom pronalasku, ova ponašanja su efikasno korigovana rešavanjem problema, čije rešenje omogućava optimalno generisanje elektriciteta.
[0035] Da bi ova korozija javljala na konstantan način i bez pada u proizvodnji električne struje, ovaj pronalazak pojačava kinetiku unutar ćelije za generisanje u zatvorenom kolu, stvarajući optimalne uslove za elektrohemijske procese da sakupe i obnove sve potrebne elemente elektrolita u ćeliji da bi se elektrohemijski proces održao konstantnim, posebno kontakt i obnova rastvorenih hemijskih elemenata sa metalima i time izbegne pad napona proizveden devijacijama u Tafelovom ponašanju, čije se devijacije javljaju kada je brzina procesa kontrolisana sporijim stadijumom u redosledu procesa zbog polarizacije koncentracije na katodnim i anodnim površinama koja proizvodi smanjenje proizvodnje protoka elektrona i posledični pad jačine električne struje i njenog napona. Ovaj efekat nastaje usled nedostatka u snabdevanju reagensima koji učestvuju u elektrohemijskoj reakciji koja se dešava unutar ćelije za generisanje, tako da bi brzina reakcije često bila ograničena kada se poveća, zbog spore brzine kojom reagensi dostižu površinu elektrode ili zbog brzine sa kojom se produkti reakcije difunduju u rastvoru, usled oskudice reagensa ili viška proizvoda.
[0036] Posledice polarizacije koncentracije za korodirajući sistem su veoma važne. Polarizacija koncentracije utiče na katodnu reakciju usled dovoda H<+>, rastvorenog kiseonika i drugih elemenata elektrolita kao što su joni natrijuma (Na<+>) i hlora (Cl<–>).
[0037] Stopa korozije i proizvodnja elektriciteta u potpunosti zavise od transporta katodnih reagenasa do metalnih površina. U potonjem slučaju, loše snabdevanje katodnim reagensom, bilo zbog niske koncentracije H<+>ili rastvorenog atmosferskog kiseonika u agresivnoj sredini (slanoj vodi), ili hidroksida akumuliranih u ćeliji, pomažu u smanjenju brzine procesa korodiranja kontrolisanjem situacije katodne reakcije.
[0038] Da bi se izbegli ovi neželjeni efekti, ćelije pripadaju zatvorenom kolu elektrolita tako da jonska elektrana automatski periodično recirkuliše tečni sadržaj ćelija da bi obnovila sadržaj njihovih komponentni i samim tim održi stabilan traženi napon, pojača ga ili smanji ispravljajući devijaciju nastalu Tafelovim ponašanjem.
[0039] Ćelije se povezuju redno ili paralelno sve dok se ne dostignu traženi napon i struja.
[0040] Ćelije mogu biti deo otvorenog kola u situacijama kada postoji direktan pristup morskoj vodi, u obalskim instalacijama ili na brodovima.
[0041] Glavna prednost jonske elektrane u odnosu na opisano stanje tehinke je:
To je modularan uređaj, koji se može povezati sa svakim krajnjim korisnikom i to sa brojem jedinica potrebnim za dobijanje tražene snage, od domaćinstva pa do industrije, hotela, transportne službe itd.
[0042] Koristi obnovljive energije za proizvodnju električne energije.
[0043] Autonoman je i ekonomičan izvor energije koji pruža nezavisnost i energetsku slobodu za korisnika, ograničavajući održavanje na recirkulaciju vode i soli, kao i zamenu električnih akumulatora na svakih pet godina, kao i anode ćelija na duge staze po niskoj ceni.
KRATKO OBJAŠNJENJE CRTEŽA
[0044]
Slika 1. Predstavlja pogled sa strane na ćeliju za generisanje.
Slika 2. Predstavlja pogled sa strane na jonsku elektranu
POŽELJNI POSTUPAK PRIMERA IZVOĐENJA
[0045] Prema slici 1 koja predstavlja pogled sa strane na ćeliju za generisanje, ovaj pronalazak se sastoji od mnoštva ćelija koje su priključene redno ili paralelno jedna sa drugom. Sastoji se od kanala (1) za ulaz elektrolita i izlaz gasa, anodnog priključka (2) sa negativnim znakom, poklopca (3) za otvaranje ćelije, posude (4) sa izolovanom ćelijom, katodnog priključka (5) sa pozitivnim znakom, katode (6), unutrašnjeg prostora koji zauzimaju elektrolit (7) i anoda (8), ventila (9) za ispuštanje elektrolita iz ćelije ili zadržavanje elektrolita i izlaznog voda (10) za elektrolit.
[0046] Prema slici 2, koja predstavlja pogled sa strane na jonsku elektranu, ona je sastavljena od skladišta (11) drugih elektrolita koji pojačavaju oksidaciju, skladišta (12) natrijum-hlorida (NaCl), dozatora (13) za elektrolite, vodene veze (14), rezervoara (15) za elektrolit, odvodne cevi (16) za vodu za čišćenje filtera i pražnjenje rezervoara, filtera (17) za elektrolit, pumpe (18) koja sprovodi elektrolit iz rezervoara do ćelija za generisanje, baterije (19) koje skladište proizvedeni višak elektrine energije, orman (20) za smeštanje odeljaka i drugih elemenata, elektronski modularni kontroler za punjenje baterija i prenos struje do priključaka i konvertor jednosmerne u naizmeničnu struju (21), uklonjivih nosača koji sadrže odeljke priključene redno i međusobno povezane paralelno (22), opšta diferencijalna električna zaštitna kutija koja može automatski ili daljinski da se resetuje, modula diferencijalne zaštite i termalnog magneta i osciloskopa koji uključuje relejne izlaze na/nc, programabilnog u svim svojim funkcijama, sa meračem potrošnje i svim ovim elementima povezanim na internet putem kabla ili Wi-Fi konekcije za daljinsko nadgledanje, i termalnog magneta i izlazne konekcije za električno snabdevanje (23).

Claims (6)

Patentni zahtevi
1. Jonska elektrana koja sadrži
• ćelije koje generišu električnu energiju koristeći morsku vodu ili slanu vodu kao elektrolit (7),
• skladište (15) van ćelije za elektrolit,
• uređaj (13) za merenje i doziranje elektrolita,
• ulaz (14) za vodu u ćeliji i u rezervoaru (16),
• cev za pražnjenje izlaza (10) za vodu u ćeliji i u rezervoaru (16),
• pumpa (18) za sprovođenje elektrolita (7) od rezervoara do ćelija za generisanje,
• pri čemu su ćelije priključene redno i međusobno priključene paralelno (22), naznačena time da dalje sadrži
• skladište (12) natrijum-hlorida (NaCl), tj. morske soli,
• filtera (17) za elektrolit;
• orman (20) za smeštanje ćelija i drugih elemenata, pri čemu uklonjivi nosači u ormanu sadrže ćelije;
• akumulatorske baterije (19) za višak proizvedene električne energije,
• elektronski modul za punjenje baterija i prenos struje do priključaka,
• modul konvertora (21) jednosmerne struje u naizmeničnu,
• opšti panel za diferencijalnu i termomagnetnu električnu zaštitu i
• izlazni priključak za napajanje (23);
i pri čemu elektrolit sadrži procenat sumporne kiseline (H2SO4)
2. Jonska elektrana prema patentnom zahtevu 1, naznačena time da ima mnoštvo ćelija za generisanje povezanih redno i paralelno, pri čemu se svaka od njih sastoji od ulaza i izlaza (1, 10) za elektrolit, priključnih krajeva (2 i 5) za vezu sa anodom i katodom, gde je anoda (8) zamenljiva otvaranjem poklopca (3).
3. Jonska elektrana prema patentnom zahtevu 2, naznačena time da je katoda (6), koja je od materijala koji se bira između nerđajućeg čelika, zlata, nikla, platine, bakra, grafita i mesinga, u formi cevi, glatke ploče, šipki ili mreže
4. Jonska elektrana prema patentnom zahtevu 3, naznačena time da se za katodu (6) od nerđajućeg čelika bira između tipova 316, 317, 329 i 330 UNS, brojeva S31600, S31700, S32900, NO8330 ili dupleks i super dupleks tipova.
5. Jonska elektrana prema patentnom zahtevu 2, naznačena time da je anoda (8), koja je od materijala koji se bira između cinka, magnezijuma, berilijuma, aluminijuma, kadmijuma u obliku izabranom između cevi, glatke ploče, šipki ili mreže.
6. Jonska elektrana prema patentnom zahtevu 1, naznačena time da sadrži opšta diferencijalnu električnu zaštitnu kutiju koja može automatski ili daljinski da se resetuje, modul diferencijalne zaštite i termalnog magneta i osciloskopa koji uključuje relejne izlaze na/nc, programabilnog u svim svojim funkcijama, sa meračem potrošnje i svim ovim elementima povezanim na internet putem kabla ili Wi-Fi konekcije za daljinsko nadgledanje (23).
RS20210684A 2016-04-05 2017-03-27 Jonska elektrana RS61923B1 (sr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201600237U ES1158584Y (es) 2016-04-05 2016-04-05 Central eléctrica iónica
EP17778712.4A EP3442090B1 (en) 2016-04-05 2017-03-27 Ionic electric power station
PCT/ES2017/000038 WO2017174836A1 (es) 2016-04-05 2017-03-27 Central electrica ionica

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS61923B1 true RS61923B1 (sr) 2021-06-30

Family

ID=56098515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20210684A RS61923B1 (sr) 2016-04-05 2017-03-27 Jonska elektrana

Country Status (17)

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

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

Family Cites Families (39)

* 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
US3470032A (en) * 1967-09-29 1969-09-30 Us Navy Sea water battery voltage control circuit
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
JPS5848034B2 (ja) * 1977-11-24 1983-10-26 三菱重工業株式会社 電極構造体
FR2469011A1 (fr) * 1979-11-05 1981-05-08 Thomson Csf Pile activee a l'eau de mer
JPS60125387A (ja) * 1983-12-09 1985-07-04 Kawasaki Steel Corp 塩水電解槽の自動制御方法
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
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
US5796636A (en) * 1996-07-12 1998-08-18 Andrews; Lowell B. Apparatus for and method of testing an electrical ground fault circuit interrupt device
JP3341817B2 (ja) * 1997-08-18 2002-11-05 エヌイーシートーキン株式会社 海水電源システム
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
RU2453016C1 (ru) * 2010-12-27 2012-06-10 Дмитрий Миланович Терещенко Устройство для накопления электрической энергии
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

Also Published As

Publication number Publication date
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 (sr) 2020-06-15
EP3442090A4 (en) 2019-10-30
RU2737002C2 (ru) 2020-11-24
LT3442090T (lt) 2021-06-25
PT3442090T (pt) 2021-05-28
HUE054396T2 (hu) 2021-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3442090B1 (en) Ionic electric power station
Serna et al. Offshore hydrogen production from wave energy
CN202586809U (zh) 一种横向进水叠加式盐差能反电渗析发电装置
KR101926780B1 (ko) 이산화탄소의 간헐적 전기화학적 환원 시스템
Uysal et al. Investigation of hydrogen production potential from different natural water sources in Turkey
CN115725981B (zh) 海水无淡化原位直接电解制氢方法、装置及系统
JP2017020053A (ja) 水電気分解装置およびそれを用いたエネルギー貯蔵・供給システム
CN107881526A (zh) 一种潮流能海水制取氢气氧气装置
WO2015101914A1 (en) Apparatus for producing hydrogen using sea water without evolution of chlorine and method thereof
Shedid et al. Hydrogen production from an alkali electrolyzer operating with Egypt natural resources
Abdel-hameed et al. Design, fabrication, and performance assessment for green hydrogen production unit
KR102048572B1 (ko) 염생 식물 기반 전지와 해수 전지를 이용한 친환경 에너지 생산/저장 시스템
CN106898805B (zh) 一种浓差电池
El-sharif Simulation model of solar-hydrogen generation system
KR20110056719A (ko) 분산형 담수화 플랜트
HK40003178B (en) Ionic electric power station
Siddique et al. Effective utilization of cow dung with distillery waste water as substrate in microbial fuel cell for electricity generation
HK40003178A (en) Ionic electric power station
Bani et al. Feasibility study of a low cost saltwater lamp for rural area
CN217104083U (zh) 一种基于可再生能源发电耦合海水淡化制氢系统
ES1200310U (es) Despolarizador catódico anódico
RU2224117C1 (ru) Морская экологическая станция
Badea et al. Hydrogen generation by electrolysis of seawater
Bani et al. Harvesting sustainable energy from salt water: part I–effect of types of electrodes
Singh et al. Benefits of floating photovoltaic technology