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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2142066

METHODE Stromspeicher

METHODE Stromspeicher

Name des Erfinders: Gennady Kuznetsov
Der Name des Patentinhabers: Gennady Kuznetsov
Korrespondenzanschrift: 410041, Saratow, und / I 723, Gennady Kuznetsov
Startdatum des Patents: 1997.06.25

Verfahren zur Speicherung von überschüssigem Strom in Strom und kann durch die Elektrolyse von einer wasserstoffhaltigen Verbindungen für die Herstellung und Speicherung von Wasserstoff verwendet werden. Letztere dient in Kraftwerken Notstromgeneratoren eingegeben in Betrieb in clock "spike" in Strom als Brennstoff verwendet werden. Die Elektrolyseverfahren wird bei einem anodischen elektrochemischen Auflösungsmaterial Substituieren Wasserstoff in der Wasserstoffverbindung mit Unterdruck Wasserstoff-Kationen an der Kathode und Ausfällung von chemischen Verbindungen durchgeführt. Die resultierende Verbindung wird hydrolysiert, um die anfängliche Menge an Wasserstoff enthaltenden Verbindung und einem Feststoff zu erhalten. Die wässrige Lösung wird fester elektrolysiert mit umgekehrter Polarität die ursprüngliche Menge der Substanz wiederherzustellen ausgeführt wird, während zusätzliche Wasserstoff zu erhalten. Das Verfahren erlaubt es, den Prozess und reduzieren die Kosten für die Wasserstoffproduktion zu intensivieren und gleichzeitig die Umweltsicherheit zu gewährleisten.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft das Gebiet der elektrischen Leistung.

Es ist bekannt, dass Atom- und Wärmekraftwerke mit großen Blöcken, für hohe Dampfparameter ausgelegt, haben in einem stabilen Zustand, so viel wie möglich zu arbeiten, da die Start- und ihre Einheiten zu stoppen dauert Stunden oder sogar Tage. Stromerzeuger verwenden, um eine Vielzahl von Methoden, die Verbraucher zu einer gleichförmigeren Empfang von elektrischer Energie zu induzieren. Zum Beispiel kann der Strom in der Zeit vom 11. bis 12 Stunden des Tages verbraucht im Vereinigten Königreich in der Winterzeit wird als in der Nacht aufgeladen bis zu fünf Mal mehr Ladung werden.

Allerdings zeigen die Statistiken, dass in vielen Kraftgesamtnachfrage nach Strom in bestimmten Zeiten des Tages erheblich variieren - von einem Minimum von energieintensive Ausfallzeiten Stunden auf maximal um die Uhr "peak", wenn der Strombedarf um etwa ein Drittel höher als seine Produktionskapazitäten. Periodisches Entladeeinrichtungen und Bremskraft führen zu erhöhtem Verschleiß und Verlust an Effizienz und Zuverlässigkeit und, als Folge, zu häufigeren Reparaturen. Mehrausgaben von Kraftstoff mit nur zum Beispiel in-System "Mosenergo" erreicht für die kalte Jahreszeit hunderttausend Tonnen Treibstoff-Äquivalent.

Experten auf dem Gebiet der elektrischen Leistung sehen nur zwei Möglichkeiten, das Problem auf die Bedürfnisse der Stromverbraucher zu lösen. Die erste Methode beruht auf der Tatsache beruht, dass die Erhöhung der Leistungskapazität Überlappung "peak" Lasten zu vervollständigen. Das zweite Verfahren beinhaltet die Konstruktion von Sonderstationen die erforderliche Menge an zusätzlicher Strom in der sehr clock "peak" zu erzeugen. Es ist offensichtlich, dass die erste Lösung für das Problem nicht wirtschaftlich ist. Um das Problem der zweiten Ausführungsform in der Welt zu lösen verwendet zwei Arten von Macht - Pumpspeicher (PSP) und Turbinenanlagen.

Und diese und andere "Abroller" in Minuten und kann eine erhebliche Menge an zusätzlicher Energie erzeugen. Allerdings müssen wir tragen eine Reihe von ernsten Problemen bei der Umsetzung von Projekten Bau Manövrieren Kapazitäten im Auge behalten. Trotz der attraktiven Vorteil von Pumpspeicherkraftwerken, in der Lage zu produzieren billiger Energie durch Reset in die Uhr "rush" durch ihre Turbinen aus dem oberen Reservoir zu dem Grund eines Sees Wasser, das wieder in das obere Reservoir in Zeiten der minimalen Stromverbrauch in Leistung gepumpt wird, für den Bau von PSP erfordert eine spezielle Website, die oft unmöglich ist, ein ebenem Gelände zu finden in, wo ein Großteil der Energieverbraucher. Gasturbinenwerk in seinem Werk zerstören unwiederbringlich den Kraftstoff, die Atmosphäre von schädlichen Verbrennungsprodukte zu verschmutzen.

Spezialisten in der Heizungstechnik kennen so eine wunderbare Art von Kraftstoff, der nicht in die Erdatmosphäre nicht verschmutzen. Wasserstoff ist. Das Produkt der Wasserstoffverbrennung in Kraftwerken, in denen Sauerstoff als Oxidationsmittel verwendet wird, ist reiner Wasserdampf.

verschiedene Methoden der Energiespeicherung beschreibt in dem Buch von John Tvaydell A.Ueyr "Renewable Energy" (.. Moskau "Energoatomisdat" 1990). chemischen, thermischen, elektrischen, in Form von potentieller oder kinetische Energie. Eine Art von chemischer Speicher Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser zu erhalten, jede der Stromquelle verwendet wird. In der Form von Wasserstoffgas angesammelt werden können, auf eine Entfernung übertragen und gebrannt Wärmeenergie zu erzeugen. Die meisten Abfälle Verfahren reinem Wasserstoff produzieren - Elektrolyse von Wasser, aber die Wirksamkeit dieses Verfahrens beträgt etwa 60 Prozent. Einige Verluste im Zusammenhang mit dem Auftreten von Gasblasen in der Nähe der Elektroden, die Bewegung von Ionen in dem Elektrolyten verhindern und den Gesamtwiderstand der Schaltung zu erhöhen.

Um den Prozess und reduzieren die Kosten für die Herstellung von Wasserstoff im industriellen Maßstab den Komplex von Verarbeitungsmethoden speziell für die elektrochemische und rein chemischen Reaktionsvorrichtungen und bietet ökologische Sicherheit und erfordert nicht die Zerstörung von nicht erneuerbaren Brennstoffen zu intensivieren.

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung für die Dehydrierung des Wasserstoff enthaltenden Verbindung. Der Behälter 1, die Wand einen elektrischen Kontakt mit dem Reifen 2, in dem Verfahren zur Herstellung der Anodenstrom eine Wasserstoff gefüllt Verbindung 3, beispielsweise Ethanol entworfen. An den Innenwänden des Gefäßes 1 4 elektroekstrakt Substanz, Ersatz des Wasserstoffs in dem Wasserstoff enthaltenden Verbindung, wie Natrium gegeben. In der Mitte des Behälters 1 unterhalb gedämpft Stahlrohr mit Löchern 5, 6, ausgelegt in dem Verfahren zur Entfernung von Wasserstoff aus dem Behälter 1 angeordnet. Das Rohr 5 aus Wasserstoff enthaltende Verbindung 3 7 Membran aus porösem Material mit guter elektrischer Leitfähigkeit, eine ausreichende Dichte, mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit, wie Asbestgewebe Metallgewebe isoliert. Für die Herstellung von Asbestgewebe geeignet alkalibeständige langfaserige weiß Chrysotil Asbest. Das Rohr 5 weist einen elektrischen Kontakt mit den Schienen 8, die Kathodenstrom für die Dehydrierung des Wasserstoff enthaltenden Verbindung vorgesehen. In der Mitte des Bodens des Rohres 5 anechoic Isolierung von Rohr 9 es platziert wird, soll der Behälter 1 3 hydrogenous Verbindung eingeben werden dehydriert. Die Abdeckung 10 ist elektrisch von dem Behälter isoliert 1 weist einen Hohlraum 11 der Innenwand 12 der Kappe 10 hat 13 Klappen, wobei der innere Hohlraum des Behälters 1 von den Wasserversorgungsleitungen zu trennen. Metallwand 12 der Kappe 10 ist ein Leiter von elektrischem Strom von dem DC-Bus 8 an die Metallwände der Rohrleitung 5, wodurch Leistung an die Kathode, das die Rolle Rohr 5 in die Dehydrierung des Wasserstoff enthaltenden Verbindung durchführt 3. Die beschriebene Ausführungsform der Vorrichtung für die Dehydrierung des Wasserstoff enthaltenden Verbindungen geeignet für zwei zusätzliche Prozesse : Hydrolyse des bei der Dehydrierung des Wasserstoff enthaltenden Verbindung gebildeten Produkts und für die Elektrolyse einer wässrigen Lösung des Feststoff Hydrolyseprodukt.

METHODE Stromspeicher METHODE Stromspeicher METHODE Stromspeicher

Fig. 2 zeigt einen Behälter 1 bei Beendigung der Hydrolyseprodukte bei der Dehydrierung des Wasserstoff enthaltenden Verbindung gebildet wird. Am Boden des Behälters 1 wird mit Natriumhydroxid 14 und platziert auf es Ethylalkohol 3 ausgefällt.

Fig. 3 zeigt einen Behälter 1 in der letzten Stufe der Elektrolyse von wässrigem Natriumhydroxid 15 14. Reifen 2 in diesem Verfahren ist eine kathodische Stromleiter, und die Reifen 8 sind so ausgelegt, den Anodenstrom zu versorgen. Das Rohr 5 wird bei diesem Verfahren für die Gewinnung von Sauerstoff bestimmt und Wasserstoff aus dem inneren Hohlraum des Behälters 1 durch die Reduzierstücke 16 zurückgezogen wird.

Komplex für die Herstellung von Wasserstoff arbeitet wie folgt

In Behälter 1, der an den Wänden des Natriums elektroekstrakt platziert 4 eingeführt Ethylalkohol 3. An der Grenze zwischen dem Ethanol und Natrium elektroekstraktom 3 4 (siehe. Fig. 1) beginnt, um eine chemische Reaktion in Ersatz jedes Alkoholmolekül eine alkoholische Hydroxylgruppe mit einem Wasserstoffatom Natrium, was zur Bildung von Natriumethoxid und gasförmigem Wasserstoff freigesetzt. Natriumethoxid in Ethylalkohol gelöst und die resultierende Lösung wird Leitfähigkeits förderlich oberen anodische Auflösung elektroekstrakta 4. getrennt von Natrium elektroekstrakta Schicht 4 wird mit Natrium Ethylalkohol während seiner gesamten Masse reagiert, wobei die chemische Reaktionsrate der Substitution von Wasserstoffatomen in der alkoholischen Hydroxylgruppe Ethylalkohol Moleküle erhöht Natriumatome im Vergleich mit der heterogenen Natur der Reaktion in der Anfangsphase. Wasserstoffkationen sind auf dem Metallrohr 5 abgegeben, die die Kathode in dem Verfahren ist, und die molekularen Wasserstoff fällt durch die Löcher 6 in die Leitung 5 und wird abgeleitet von einem Behälter für die Verwendung durch die Verbraucher. Nach Beendigung der Substitutionsreaktion der Wasserstoffatome in dem Molekül, ist die letztere an Ethanol in dem Behälter 1 fest - Natriumethoxid. Die Dehydrierungs 92 Gewichtsteile Ethanol mit 46 Gewichtsteilen Natrium 136 Gewichtsteilen Natriumethylat gebildet und 2 Gewichtsteilen Wasserstoff.

Zur Wiederherstellung der ursprünglichen Menge an Ethanol in den Behälter 1 muss der nächste Verfahrensschritt durchzuführen - die Hydrolyse des Natriumethoxid. Die erforderliche Menge an Wasser zur Hydrolyse in den Behälter 1 durch das Ventil 13 des Deckels 10. Das Zusammenwirken von 136 Gewichtsteilen Natriumethylat mit 36 ​​Gew.-Teilen Wasser 92 Gew.-Teilen eingeführt wird, Ethylalkohol gebildet und 80 Gewichtsteile Natriumhydroxid (s. Abb. 2). Nach dem Rückzug des Schiffes 1 von Ethylalkohol in es ist fest - Natriumhydroxid 14.

Zur Isolierung des Natrium Natriumhydroxid nächsten Verfahrensschritt durchgeführt - die Elektrolyse von wässrigem Natriumhydroxid 15 (siehe 3 ..). dvadtsatipyatiprotsentnogo Natriumhydroxid-Lösung zu bilden, eine maximale elektrische Leitfähigkeit, der Behälter 1 durch den Raum 11 mit der Abdeckung 10 240 Gew.-Teile Wasser eingeführt wird 80 Gewichtsteile Natriumhydroxid. Lösen von Natriumhydroxid in Wasser ist mit der Freisetzung von großen Wärmemengen durchgeführt, die in der Temperatur der Lösung 15 von Natrium elektroekstrakta Elektrolysegefäß 1 Natronlauge zu einem starken Anstieg führt an den Wänden Zum Schreiben erforderlich, den Anodenstrom zu erhalten, wenn über einen Bus 8 und Kathodenstromsammel 2 verbunden. an der Kathode, deren Aufgabe es ist der Elektrolysebehälter 1 Metallwänden durchzuführen, Einleiten von Wasserstoffkationen. Molekularer Wasserstoff erzeugt eine Schutzatmosphäre für elektroekstrakta Natrium und überschüssigem Wasserstoff aus dem Behälter 1 ausgegeben durch die Getriebe 16. Die Anionen von Sauerstoff an das Metallrohr entladen 5 und dem molekularen Sauerstoff durch die Löcher 6 in die Leitung 5 fällt und dann durch die Rohrleitung von einem Behälter an Verbraucher abgegeben wird, . Nach Beendigung der Elektrolyse, 80 Gew.-Teilen Natriumhydroxid in 240 Gewichtsteilen Wasser, an den Innenwänden des Behälters 1 46 Gewichtsteile von ausgefälltem Natrium elektroekstrakta durch die Ausgangsleitung 5 246 Gewichtsteile Sauerstoff gelöst und Untersetzungszahnräder 16 bis 28 Gewichtsteile abgeleitet Wasserstoff. Zu Beginn eines neuen Zyklus muss das Gefäß 1 durch die Leitung 5, die anfängliche Menge an Ethanol ein, die durch Hydrolyse von Natriumethoxid in einem anderen Behälter zurückgewonnen.

Somit wird nach Beendigung der oben genannten drei Verfahrensschritte wiederhergestellt ursprünglichen Menge Ethanol und Natrium. Die einzige Verbrauchs Substanz ist Wasser. Gewicht von Wasserstoff erzeugt wird, 1/9 des Gewichts der Wasser verbraucht wird, und die verbleibenden 8/9 Gewichtsteile Wasser wird Sauerstoff verbraucht. Um die notwendige Menge an Wasserstoff und Sauerstoff, die pro Zeiteinheit in der Produktivität Gefäßen angeschlossene Batterie zu erhalten, wird durch die Anzahl der Batterien multipliziert.

INFORMATIONSQUELLE

1. J .. Tvaydell A. Weir. "Erneuerbare Energien", Moskau, "Energoatomisdat", 1990, Seiten. 360-361, 364-365.

FORDERUNGEN

Verfahren Leistungsspeicher in Leistung durch die Elektrolyse einer Wasserstoff enthaltenden Verbindungen zur Herstellung und Anreicherung von Wasserstoff zur Verwendung als Brennstoff in Kraftwerken Notstromgeneratoren in Betrieb eingegeben in clock "spike" in Power, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyseprozess wird durch elektrochemische anodische Auflösungsmittel durchgeführt wird der Wasserstoff in der Wasserstoffverbindung mit Unterdruck an der Kathode Wasserstoffkationen und Ausfällung in der chemischen Verbindungsrest ersetzt werden, die die anfängliche Menge an Wasserstoff enthaltenden Verbindung und einen Feststoff, eine wässrige Lösung zu erhalten, hydrolysiert wird, die mit umgekehrter Polarität elektrolysiert wird, um die ursprüngliche Menge an Material in der Wasserstoffsubstitution verwendet wiederherzustellen eine Wasserstoff enthaltende Verbindung, während zusätzliche Wasserstoff erhalten wird.

Druckversion
Erscheinungsdatum 24.03.2007gg