165724. lajstromszámú szabadalom • Berendezés villamos energia tárolására

165724 Például egy tipikus, járművön alkalmazott elrendezésnél az oxidálódó fémet, például cinket, mintegy 1500 km-nyi útnak megfelelő 20 órás kisütési periódus végén kell csak utántölteni, a halogénhidrátot viszont sűrűbben, körülbelül 4 órás kisütés után kell pótolni, ami körülbelül 300 km-es útnak felel meg. A halogénhidrát pótlási ciklusa nagyjából megfelel a hagyományos, benzin üzemű belsőégésű motorral hajtott járművek átlagos üzemanyagtöltési periódusának. Az oxidálódó fém pótlása történhet az összes elektród vagy a negatív elektródok cseréjével, illetőleg alternatív módon úgy, hogy az elektródtérbe fizikai úton, például rudak, lemezek vagy más alakzatok formájában oxidálódó elemi fémet viszünk be, továbbá oly módon, hogy a vizes elektrolitoldatba az oxidálódó fém részecskéit tartalmazó szuszpenziót juttatunk. Az utóbbi esetben a 2. ábrán látható negatív 14 elektród, amely előnyösen vezető, nem reaktív anyagból, például grafitból van, egyik oldalán 16 üregekkel van ellátva, amelyek az egyik laptól befelé nyúlva az ellenkező oldali lap előtt végződnek. A 14 elektród homlokoldalán porózus szerkezetű 18 szeparátor van elrendezve, amely vegyileg ellenálló szigetelőanyagból, például politetrafiuoretilénnel bevont üvegszövetből van. Felerősítése ragasztással vagy más alkalmas módon történhet. A 18 szeparátor porozitása az elektrolitszuszpenzióba juttatott fémrészecskék méretének megfelelő, a szeparátor tehát szűrőként működik, és a nyitott végeken át a 16 üregekbe befolyó szuszpenzióban levő fémrészecskéket az üregekben tartja. Az elektrolitszuszpenziót addig szivattyúzzuk a telepen át, amíg a negatív 14 elektródok minden 16 ürege meg nem telik az oxidálódó elemi fémmel, miáltal a berendezés ismét teljesen feltöltött állapotba kerül. A halogénhidrát alkotórész pótlásának legalkalmasabb módja a H tartály eltávolítása majd hasonló, de halogénhidráttal teljesen feltöltött tartállyal való helyettesítése. Ez a művelet előnyösen a megelőző kisülési ciklusban képződött fölös elektrolit eltávolításával egyidejűleg is végezhető. A halogónhidrát pótlása ezenkívül történhet az elektrolitban szuszpendálódó apró részecskékre bomló szilárd tablettáknak vagy rudaknak a H tartályba való bevitelével, továbbá olyan összetett szerkezettel, amely közömbös anyagból levő keretbe helyezett halogénhidrát darabokból áll, valamint fluidizálódásra képes apró részecskék formájában, mikoris fluidizáló és hordozó közegként az alkalmazott hidrát alkotó részét képező halogén gázt használjuk. A hidrát pótlása minden esetben azt a célt szolgálja, hogy a telep kisülése során a pozitív elektródon végbemenő redukcióhoz folyamatosan biztosítsuk a szükséges mennyiségű halogéngázt. A fölös elektrolit eltávolítása, amely egybeeshet a halogénhidrát és/vagy az oxidálódó fém pótlásával, mint említettük, előnyösen végezhető akkor is, amikor az elektrolittal megtelt hidráttároló tartályt az elhasznált halogénhidrát pótlása céljából kivesszük. A cirkulációs rendszerbe alternatív megoldásként gyűjtőtartály is iktatható, amely összegyűjti a képződő elektrolitot és időnként kiüríthető, miáltal az elektrolit térfogata az előírt határok között tartható. Az olyan rendszereknél, amelyeknél a halogénhidrát fizikai úton 5 közvetlenül a H tartályba kerül (1. ábra), a tartályhoz megfelelő ürítőrendszer csatlakoztatható, amely a fölös elektrolitot a halogénhidráttal való feltöltés előtt eltávolítja. A fentiekből nyilvánvaló, hogy a találmány 10 szerinti berendezés, akár helyhezkötött, akár mozgó, villamos energiát tároló rendszerben alkalmazzuk, gyorsan és egyszerűen hozható teljesen feltöltött állapotba, anélkül, hogy jelentősebb üzemszünetre kerülne sor, vagy az eddig ismert 15 villamos energia tároló rendszereknél elkerülhetetlen költséges és fáradságos feltöltési eljárásokat kellene alkalmazni. A telep pótolható alkotórészeinek regenerálása központi vagy kihelyezett állomáson gazdaságosan és hatásosan végezhető. 20 Ezek az állomások az összegyűjtött fölös elektrolitot villamos energia segítségével dolgozzák fel, a fémes alkotórészt leválasztják, a halogén gázt pedig regenerálják és vizes közegben való hűtéssel halogénhidráttá alakítják. A halogénhidrát el-25 különíthető és visszanyerhető. Ezek a feldolgozóállomások az elektrolitot úgy dolgozhatják fel, hogy a váltakozóáramot a csökkent terhelésű órákban kedvezőbb díjtételek mellett kapják a közművektől és nagy méretű berendezést üzemel-30 tétnek, miáltal optimális hatásfokot és gazdaságosságot érhetnek el. A találmány szerinti berendezés járművön való alkalmazására a 3. ábra mutat egy tipikus elrendezési példát. A 20 járműnek állandóan beépített 35 22 telepe és hidráttároló 24 tartálya van, amelyek útmenti szervizállomásokon időszakosan feltölthetők, illetve cserélhetők. A 22 telepre 26 motor van kapcsolva, amely a járművet hajtja. Ennél a kiviteli alaknál a szervizállomás elektrokémiai 40 regeneráló 28 egységgel van felszerelve, amely a hálózatból vett és 30 egyenirányító segítségével egyenirányított váltakozóárammal üzemel. A váltakozóáram alkalmas 32 hűtőegységet is működtet, amely a regeneráló 28 egységet olyan hőmér-45 sékletre hűti, amelyen a halogén gáz, víz jelenlétében, exoterm reakció során a megfelelő halogénhidráttá alakul. A 3. ábra szerinti kiviteli alaknál az oxidálódó fémet és a halogénhidrátot elkülönítve állítjuk elő, és mechanikai vagy fizi-50 kai úton visszük be a 22 telepbe, illetve a 24 tartályba, mikoris a fémhalogenidet tartalmazó vizes elektrolit fölös részét a regeneráló 28 egységben való feldolgozás céljából eltávolítjuk. A 4. ábra egy alternatív előnyös elrendezést 55 mutat, amelyben a 34 jármű a találmány szerinti berendezéssel van felszerelve. A berendezést alkalmas útmenti szervizállomáson a 36 telep és a hidráttároló 38 tartály eltávolításával és az állomáson előzőleg feltöltött 36' teleppel és 38' tar-60 tállyal való helyettesítésével hozunk feltöltött állapotba. A járművet — akárcsak az előző esetben — alkalmas 40 motor vagy más villamos hajtóeszköz hajtja. 65 A 4. ábrán vázolt elrendezésnél — a 3. ábra 3