157911. lajstromszámú szabadalom • Termoelem, illetve termoelektromos generátor elektrolittel

157911 3 4 anyagú, az elektrolitben alaphelyzetben nem oldódó fém vagy félvezető elektródái vannak. Amikor a termoelemnek, ill. termoelektromos generátornak egy, elektrolittel töltött edénye van, az a vízszinteshez képest döntve van elhelyezve és a termoelem felső vége a meleg oldal, míg két, elektrolittal töltött edény esetén azok egymással párhuzamos tengelyű álló hengerek, melyekbe nyúló egy-egy. elektróda egymással össze van kötve. A találmány szerinti termoelem alaphelyzete, amikor a termoelem üzemen kívüli helyzetében mindkét oldala azonos hőmérsékletű. Az elektrolitot és a vele érintkező elektródákat úgy kell megválasztani, hogy az elektródák a saját kationjukat tartalmazó oldatba merüljenek vagy olyan sóoldatba, amelyben a kation abszolút potenciája kisebb, mint az elektródák kationjáé vagy ha az elektródák kationjának abszolút potenciája kisebb ugyan, mint az elektrolit kationjáé, az elektródák ennek ellenére se oldódjanak számottevő mértékben, ha a hideg és meleg oldalon a hőmérséklet azonos. Ez utóbbi feltételt a találmány szerinti termoelemnél úgy lehet biztosítani, hogy pl. a felületeket kevéssé oldódó reakciótermék vonja be. A találmány egy előnyös kivitele szerint az elektrolittal töltött zárt edénynek felső gőzterét az atmoszférával egy biztonsági szelep köti öszsze. A biztonsági szelep csőként kiképzett elektróda külső végét lezáróan lehet elrendezve és az elektróda köpenyén a szelepek a gőztérrel összekötő furatok vannak kiképezve. A találmány szerinti termoelem előnyös kivitele, amikor az elektrolit rézszulfát vizes oldata és az elektróda réz, vagy pedig az elektrolit konyhasó vizes oldata és az elektróda réz. Előnyös megoldás hogyha az elektrolit kénsav vizes oldata, az elektróda pedig ólom. Két, elektrolittal töltött zárt edény esetén az egyikben lévő elektrolit rézszulfát vizes oldata lehet, a másikban lévő elektrolit pedig konyhasó vizes oldata. A találmány szerint igen kedvező termoelektromos tulajdonsággal tehát nagy Sasbeck együtthatójú termoelémet nyerünk. Méréseink szerint a találmány eredményeképpen az eddigieknél legalább két nagyságrenddél nagyobb Seébeck együtthatót nyerhetünk. ' ' - ' A találmány előállítása sem okoz különösebb problémát és ugyanakkor, ha a termöelemet hőből történő elektromos energiatermelésre kívánjuk használni, vagyis amikor a jósági tényező is döntő, olyan termoelektromos generátort tudunk a találmány értelmében előállítani, amely csak az igen kedvező jósági tényezőjű anyagok esetén lehetséges. Az ilyen anyagok előállítása azonban igen bonyolult, ugyanis alapanyagból homogén egykristályt kell növeszteni és ebbe megfelelő mennyiségű és minőségű szennyezést kell bevinni. Ezek a művelétek pedig igen nagy gondosságot és pontosságot követelnek. A találmányunk egyik kiviteli példájánál, azaz ólom kénsavoldatos termoelemnél a jósági tényező az igen kedvezőnek mondható 1,67 -10~3

értékű és ugyanakkor az elektrolit, ill. a termoelem előállítása semmiféle nehézséget nem okoz. Az energia átalakítás céljára használt termoelemnél igen lényeges szempont, hogy a meleg végről a hideg vég felé irányuló hőáramlás minél kisebb legyen, mert ez a hőáram rontja az átalakítás hatásfokát. Találmányunk ezt a feltételt is igen kedvezően kielégíti ugyanis a termoelektromos anyag, vagyis az elektrolit hővezető képessége kicsi és a termoelem melegpontja a nehézségi erőtérben magasabban van elhelyezve, mint a 'hidegpont és így melegítéskor a folyadék felfelé, tehát a hidegponttal ellentétes irányban áramlik. Az eddigi termoelektromos generátoroknál nehézséget okozó termoelektromos anyagok közötti megfelelő kontaktus kialakítása is igen kedvező megoldást nyer találmányunknál, ugyanis az elektrolit-termoelemeknél a fém és elektrolit között minden nehézség nélkül kapunk jó kontaktust. Összefoglalva tehát találmányunk révén igen kedvező Seebeck együtthatót, ugyanakkor a szükséges kedvező jóságú tényezőt érhetünk el, az elektrolit-termoelemek előállítása egyszerű, a termoelem melegpönt járói a hidegpont felé irányuló káros hőáramlás jelentős mértékben ki van küszöbölve és ugyanakkor a termoelektro- • mos anyagok között jó elektromos kontaktus jön létre. A találmányt részletesen kiviteli példák' kapcsán, a rajzok alapján ismertetjük. Az 1. ábra ä találmány szerinti termoelem fém-elektrolit kivitelű példájának metszete. A"2. ábra az 1. ábra szerinti termoelem egy további kiviteli példájának részmetszete nagyobb léptékben.. .',,•-. A 3. ábra egy elektrolit-elektrolit termoelem kiviteli példáját szemlélteti metszetben. A 4. ábra agresszív elektrolittal rendelkező termoelem kiviteli példája metszetben. Az 1. ábrán látható kiviteli példánál egy hengeres hőálló és elektromos szigetelő anyagból pL hőálló üvegből, kvarcból, kerámiából készült 6 csőben, amely két végén hőálló hó-, és elektromos szigetelő anyagból készült 3 és 4 dugókkal van lezárva, valamilyen.7 elektrolit helyezkedik el. A 3 és 4 dugókon keresztül hatolóan a 7 elekrolitbe fém vagy félvezető 1 és 2 elektróda nyúlik. A kiviteli példánál a 6 cső a 9 vízszintessel a szöget zár be. A 6 csőben annyi 7 elektrolit van betöltve, hogy a felső 1 elektróda beleérjen, 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2