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JP3142093B2 - Storage type temperature difference battery - Google Patents
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JP3142093B2 - Storage type temperature difference battery - Google Patents

Storage type temperature difference battery

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JP3142093B2
JP3142093B2 JP04294495A JP29449592A JP3142093B2 JP 3142093 B2 JP3142093 B2 JP 3142093B2 JP 04294495 A JP04294495 A JP 04294495A JP 29449592 A JP29449592 A JP 29449592A JP 3142093 B2 JP3142093 B2 JP 3142093B2
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temperature
temperature difference
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battery
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、2つの電極間に温度
差があるとき常用発電及び蓄電機能を有し、温度差が消
失したとき放電可能である新規な温度差電池に関するも
ので、特に、低温排熱回収及びコ―ジェネレ―ション用
途のバックアップ電源として有効な蓄電型温度差電池に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel temperature difference battery which has a normal power generation and storage function when there is a temperature difference between two electrodes and is capable of discharging when the temperature difference has disappeared. The present invention relates to a power storage type temperature difference battery that is effective as a backup power source for low-temperature exhaust heat recovery and cogeneration.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、熱電変換装置として、陰イオンが
気体化する電解質溶液を用いた濃淡電池が知られてい
る。図2は、この濃淡電池の概要を示したものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a thermoelectric converter, a concentration cell using an electrolyte solution in which anions are gasified has been known. FIG. 2 shows an outline of the concentration cell.

【0003】電池の構成は、図2に示されるように、環
状のガラス管10の上部及び下部に、それぞれガスブリ
ッジB1 及び溶液ブリッジB2 で連結された2つのセル
1、C2 、及び黒鉛繊維層間化合物1が充填されてい
る。これらセルC1 、C2 には、白金のリ―ド線2が挿
入されて電極が形成されている。また、黒鉛繊維層間化
合物1が溶液ブリッジB2 まで分散しないよう、ガラス
フィルタ3が図示の如く配置されている。
[0003] The configuration of the battery, as shown in FIG. 2, the upper and lower glass tube 10 of circular, each gas bridge B 1 and solution bridge B 2 2 one cell C 1 is connected with, C 2, And graphite fiber intercalation compound 1. In these cells C 1 and C 2 , platinum lead wires 2 are inserted to form electrodes. Further, as the graphite fiber intercalation compound 1 is not dispersed to a solution bridge B 2, glass filters 3 are arranged as shown.

【0004】電解液4には、Br2 で飽和した10%K
Br水溶液が用いられ、黒鉛繊維層間化合物1の低部が
浸漬される程度に満たされるよう、注入弁5から電解液
が注入されている。そして、セルC1 、C2 間に低温媒
体6、高温媒体7を与え、セルC1 及びC2 の外部を冷
却、加温して温度差を生じさせる。すると、高低温間で
Br2 、Br- の濃度差が生じ、低温電極E1 、高温電
極E2 間に電位差が現れる。すなわち、温度差による一
種の濃淡電池が形成され、両電極を導線で結べば電子E
2 からE1 に流れる。
The electrolyte 4 contains 10% K saturated with Br 2.
An aqueous solution of Br is used, and the electrolyte is injected from the injection valve 5 so that the lower part of the graphite fiber intercalation compound 1 is filled to the extent that it is immersed. The low temperature medium 6 between the cell C 1, C 2, gives a high-temperature medium 7, cooling the outside of the cell C 1 and C 2, producing a warmed temperature difference. Then, a difference in concentration of Br 2 and Br occurs between high and low temperatures, and a potential difference appears between the low-temperature electrode E 1 and the high-temperature electrode E 2 . In other words, a type of concentration cell is formed due to the temperature difference.
Flowing from 2 to E 1.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、Br2 ガス
はガスブリッジB1 を通って高温側へ拡散し、電極E1
でBr2 は電子を受けてBr- イオンとなる。また、電
解液中ではBr- が溶液ブリッジB2 を通って低温側か
ら高温側に移動し、E2 電極で電子を放出し、Br2
スとなる。この電池では、低温側が正極、高温側が負極
となる。
By the way, the Br 2 gas diffuses to the high temperature side through the gas bridge B 1 and the electrode E 1
Then, Br 2 receives an electron and becomes Br ion. Further, in the electrolyte Br - it is moved to the high temperature side from the low temperature side through a solution bridge B 2, emits electrons at E 2 electrodes, the Br 2 gas. In this battery, the low temperature side is the positive electrode, and the high temperature side is the negative electrode.

【0006】このような温度差を利用した濃淡電池で
は、イオンは電極反応に関与せず、温度差が消失すると
濃度差に起因する起電力も消失し、電力を取り出すこと
は不可能であった。
In a concentration cell utilizing such a temperature difference, ions do not participate in the electrode reaction, and when the temperature difference disappears, the electromotive force due to the concentration difference also disappears, and it is impossible to extract power. .

【0007】この発明は、従来の濃淡電池が蓄電機能を
有していないという課題を解決するため、陰イオンによ
る常用発電機能に加え、高温及び低温電極で生成するそ
れぞれの陽イオンレドックス対を蓄積させ、その濃度差
を保持し濃淡電池を形成させておくことにより蓄電機能
を有し、温度差が消失しても発電を可能にさせた蓄電型
温度差電池を提供することを目的とする。
The present invention solves the problem that a conventional concentration cell does not have a power storage function. In addition to a normal power generation function using anions, each cation redox pair generated by a high-temperature electrode and a low-temperature electrode is stored. An object of the present invention is to provide a power storage type temperature difference battery having a power storage function by maintaining the concentration difference and forming a concentration cell, and enabling power generation even if the temperature difference disappears.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、酸
化還元電位が温度によって変化する陽イオンレドックス
対及び該陽イオンレドックス対の対イオンである陰イオ
ンが気体化する電解質溶液を収容する環状の容器と、こ
の容器内で所定の温度差を有して離間された一対の高低
温電極とを有する温度差電池に於いて、上記容器内の下
部に配置されて上記陽イオンレドックス対を透過しない
隔膜を具備し、高低温間での気体の蒸気圧差に起因する
常用発電機能を有し、高低温電極で生成するそれぞれの
陽イオンレドックス対を蓄積させることにより濃度差を
生じさせて蓄電機能を有し、上記高低温電極の温度差が
消失したときに上記陽イオンレドックス対の濃度差が消
失する方向に放電することを特徴とする。
That is, the present invention provides a ring-shaped electrolyte containing a cation redox pair whose oxidation-reduction potential changes with temperature and an electrolyte solution in which an anion which is a counter ion of the cation redox pair is gasified. In a temperature difference battery having a container and a pair of high and low temperature electrodes separated by a predetermined temperature difference in the container, the battery is disposed at a lower portion in the container and does not transmit through the cation redox pair. Equipped with a diaphragm, has a regular power generation function due to the difference in vapor pressure of gas between high and low temperatures, and accumulates each cation redox pair generated at the high and low temperature electrodes to generate a concentration difference, thereby providing a power storage function. And discharging when the temperature difference between the high and low temperature electrodes disappears so that the concentration difference between the cation redox pairs disappears.

【0009】[0009]

【作用】この発明は、環状の容器内に、酸化還元電位が
温度によって変化する陽イオンレドックス対とその対イ
オンである陰イオンが気体化する電解質溶液と、所定の
温度差を有して離間された一対の高低温電極とを有し、
更に上記陽イオンレドックス対を透過しない隔膜を上記
容器の下部に配置している。これにより、高低温間での
気体の蒸気圧差に起因する濃淡電池の形成による常用発
電機能を有すると共に、高低温電極で生成するそれぞれ
の陽イオンレドックス対を蓄積させることにより濃度差
を生じさせて、濃淡電池を形成させることによる蓄電機
能を有する。更に、両電極の温度差が消失したとき、上
記陽イオンレドックス対の濃度差が消失する方向に放電
可能とさせている。
According to the present invention, a cation redox pair whose oxidation-reduction potential changes with temperature and an electrolyte solution in which an anion as the counter ion is gasified are separated from each other by a predetermined temperature difference in an annular container. Having a pair of high and low temperature electrodes,
Further, a septum that is impermeable to the cation redox pair is disposed at a lower portion of the container. With this, it has a normal power generation function by forming a concentration cell due to the gas vapor pressure difference between high and low temperatures, and causes a concentration difference by accumulating each cation redox pair generated at the high and low temperature electrodes. And a power storage function by forming a density cell. Further, when the temperature difference between the two electrodes disappears, discharge can be performed in a direction in which the concentration difference between the cation redox pair disappears.

【0010】[0010]

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0011】この発明の蓄電型温度差電池にあっては、
陰イオンが電子を放出し気体化する反応及びその逆反応
と陽イオンレドックス対の酸化還元反応を同一電極上で
起こさせるため、電解質に陰イオンが気体化するレドッ
クス対化合物を用いる。すなわち、温度差のある電極間
に上記電解質水溶液を満たすことにより、高低温間でガ
ス、イオンの濃度差が生じ、濃淡電池を形成させること
により常用発電機能を発現させる。それと同時に、酸化
還元電位が温度によって変化する陽イオンレドックス対
により、高低温電極で生成するそれぞれの陽イオンレド
ックス対を蓄積させることにより濃度差を生じさせ、濃
淡電池を形成させることにより蓄電機能を有する。ま
た、このような機能を発現させるため、高低温電極間に
陽イオンレドックス対が透過せず、陰イオンが透過可能
な陰イオン交換膜を用いている。
In the power storage type temperature difference battery of the present invention,
In order to cause a reaction in which an anion emits electrons to gasify and a reverse reaction thereof and a redox reaction of a cation redox pair on the same electrode, a redox pair compound in which the anion gasifies is used in the electrolyte. That is, by filling the electrolyte aqueous solution between the electrodes having different temperatures, a difference in gas and ion concentrations occurs between high and low temperatures, and a normal power generation function is exhibited by forming a concentration cell. At the same time, a cation redox pair whose oxidation-reduction potential changes with temperature causes a concentration difference by accumulating each cation redox pair generated at the high and low temperature electrodes, thereby forming a concentration cell, thereby achieving a power storage function. Have. Further, in order to realize such a function, an anion exchange membrane is used in which a cation redox pair does not permeate between the high and low temperature electrodes and an anion can permeate.

【0012】ここで、この発明をBr- を例として詳細
に説明する。但し、MZ+、M(Z+n)+は、それぞれ価数Z
+、(Z+n)+の陽イオンレドックスである。 温度差あり 高温電極(E2 );2Br- →Br2 +2e- (常用発電)…(1) M(Z+n)++e- →MZ+ (蓄電) …(2) 低温電極(E1 );Br2 +2e- →2Br- (常用発電)…(3) MZ+→M(Z+n)++e- (蓄電) …(4) 温度差なし E2 ;MZ+→M(Z+n)++e- (濃度差放電) …(5) E1 ;M(Z+n)++e- →MZ+(濃度差放電) …(6) 温度差があるとき、高温電極では(1)式の臭素の酸化
反応が、低温電極では(3)式の還元反応が起こり、電
子は高温側から低温側へ流れる。つまり、回路電流は、
低温側から高温側へ流れる。同時に、高温電極では
(2)式のレドックス対の還元反応が、低温電極では
(4)式の酸化反応が起こる。
Here, the present invention will be described in detail by taking Br - as an example. Where M Z + and M (Z + n) + are valences Z
+, (Z + n) + cation redox. High temperature electrode (E 2 ); 2Br → Br 2 + 2e (ordinary power generation)… (1) M (Z + n) + + e → M Z + (power storage)… (2) Low temperature electrode (E 1 ) Br 2 + 2e → 2Br (ordinary power generation) (3) M Z + → M (Z + n) + + e (power storage) (4) No temperature difference E 2 ; M Z + → M (Z + n) + + e - (density difference discharge) ... (5) E 1; M (Z + n) + + e - when → M Z + (density difference discharge) ... (6) there is a temperature difference, the hot electrode (1) of The oxidation reaction of bromine and the reduction reaction of the formula (3) occur at the low-temperature electrode, and electrons flow from the high-temperature side to the low-temperature side. That is, the circuit current is
Flow from low temperature to high temperature. At the same time, a reduction reaction of the redox pair of the formula (2) occurs at the high-temperature electrode, and an oxidation reaction of the formula (4) occurs at the low-temperature electrode.

【0013】ここで、この発明の蓄電型温度差電池で
は、Br- は透過するが、陽イオンレドックス対を透過
しない陰イオン交換膜を設置しているため、高温電極上
ではM(Z+n)+の消費と共にMZ+が蓄積され、低温電極上
ではMZ+の消費と共にM(Z+n)+が蓄積される。したがっ
て、両電極間に於けるMZ+、M(Z+n)+の濃度差は拡大す
る。
[0013] In the power storage type temperature difference battery of the present invention, Br - is transmitted, because it established a anion-exchange membrane impermeable to cations redox pair, it is on the hot electrode M (Z + n ) + is consumed along with the M Z + accumulation of, M (Z + n) + is accumulated together with the consumption of M Z + is on the low-temperature electrode. Therefore, the difference in concentration between M Z + and M (Z + n) + between both electrodes is enlarged.

【0014】このように隔膜を設けることにより、高温
側でMZ+、低温側でM(Z+n)+の濃度が増大し、この濃度
差を保持させておくことにより、蓄電機能を発現させ
る。この濃度差を保持した蓄電型温度差電池は、電極間
1 、E2 の温度差が消失すると、濃淡電池として作用
する。すなわち、E1 ではMZ+が増加する方向に、E2
ではM(Z+n)+が増加する方向にそれぞれ起電力を生じ、
上記(5)及び(6)式の反応が進行し、2つの電極間
の濃度差がなくなるまで電流が流れる。また、急速充電
したい場合は外部より電圧を印加することが可能であ
る。
By providing such a diaphragm, the concentration of M Z + on the high-temperature side and the concentration of M (Z + n) + on the low-temperature side increase, and by maintaining this difference in concentration, the electricity storage function is developed. . When the temperature difference between the electrodes E 1 and E 2 disappears, the power storage type temperature difference battery holding this concentration difference acts as a concentration cell. That is, in the direction of the E 1 M Z + is increased, E 2
Then, an electromotive force is generated in the direction in which M (Z + n) + increases,
The reaction of the above equations (5) and (6) proceeds, and current flows until the concentration difference between the two electrodes disappears. When quick charging is desired, an external voltage can be applied.

【0015】この発明の蓄電型温度差電池では、電極材
料として黒鉛層間化合物を用いることにより、上記の反
応を効率的に進行させることができる。つまり、電解質
の電荷移動反応を、電極表面だけでなく黒鉛層間内でも
起こさせることにより、実質的な反応面積を増加させ、
単位面積あたりの電流密度の増大を図ることができる。
更に、黒鉛の中では、配向性、結晶性の優れた黒鉛が好
ましく、容易に層間化合物を形成する気相成長法による
炭素繊維(VGCF)、高温圧処理による高配向性熱処
理黒鉛(HOPG)等を用いることができる。但し、電
極材料については特に黒鉛に制限することはなく、陰イ
オンの気体化及びその逆反応とレドックス対の酸化還元
反応が同一電極上で進行すればよい。例えば、遷移金属
ダイカルコゲナイド等の二次元層状物質を挙げることが
できる。
In the electric storage type temperature difference battery of the present invention, the above reaction can be efficiently advanced by using a graphite intercalation compound as an electrode material. In other words, by causing the charge transfer reaction of the electrolyte not only on the electrode surface but also between the graphite layers, a substantial reaction area is increased,
The current density per unit area can be increased.
Further, among the graphites, graphites having excellent orientation and crystallinity are preferable, and carbon fibers (VGCF) formed by a vapor phase growth method for easily forming an interlayer compound, and highly oriented heat-treated graphites (HOPG) formed by a high-temperature pressure treatment. Can be used. However, the electrode material is not particularly limited to graphite, and the gasification of the anion and its reverse reaction and the redox reaction of the redox couple may proceed on the same electrode. For example, a two-dimensional layered substance such as a transition metal dichalcogenide can be used.

【0016】また、この発明に利用される電解質系は、
陽イオンのレドックス対が正の熱起電力を有し、その値
ができるだけ大きいものが好ましい。これにより、陰イ
オンが容易に気体化し、その蒸気圧の温度依存性が大き
く、更に層状物質と電荷移動により層間化合物を形成す
る系を用いることができる。このようなものとしては、
FeBr2 /FeBr3 、CuBr/CuBr2 、Fe
Cl2 /FeCl3 、CuCl/CuCl2 、SbCl
3 /SbCl5 、Fe(NO3 2 /Fe(N
3 3 、CuNO3 /Cu(NO3 2 等のレドック
ス対系電解質が好適に用いられる。つまり、このような
系を選択することにより、陰イオンによる常用発電機能
及び陽イオンレドックス対による蓄電機能を発現させる
ことが可能となる。但し、電解質についてはこれらに限
定されず、上記の特性を満足するものであればよい。
Further, the electrolyte system used in the present invention is:
It is preferred that the cation redox couple has a positive thermoelectromotive force and that the value is as large as possible. This makes it possible to use a system in which anions are easily gasified, the vapor pressure has a large temperature dependence, and a layered substance and an interlayer compound are formed by charge transfer. As such,
FeBr 2 / FeBr 3 , CuBr / CuBr 2 , Fe
Cl 2 / FeCl 3 , CuCl / CuCl 2 , SbCl
3 / SbCl 5 , Fe (NO 3 ) 2 / Fe (N
Redox couple electrolytes such as O 3 ) 3 and CuNO 3 / Cu (NO 3 ) 2 are preferably used. That is, by selecting such a system, it becomes possible to develop a normal power generation function using anions and a power storage function using a cation redox pair. However, the electrolyte is not limited to these, and may be any electrolyte that satisfies the above characteristics.

【0017】更に、この発明では、陽イオンを透過せ
ず、陰イオンを透過する高イオン伝導性、且つ低抵抗な
陰イオン交換膜を設置することにより、陽イオンレドッ
クス対を蓄積させることが可能となる。このような陰イ
オン交換膜として、各級のアミン基、第四アンモニウム
基、スルホニウム基等を有する高分子系イオン交換膜を
用いることができる。但し、この発明はこれに限定され
るものではなく、陽イオンレドックス対が透過しない隔
膜であればよい。
Further, according to the present invention, it is possible to accumulate cation redox pairs by installing an anion exchange membrane having high ionic conductivity and low resistance which does not transmit cations but transmits anions. Becomes As such an anion exchange membrane, a polymer ion exchange membrane having various grades of amine groups, quaternary ammonium groups, sulfonium groups and the like can be used. However, the present invention is not limited to this, and any membrane that does not allow the cation redox pair to permeate may be used.

【0018】次に、図面を参照して、この発明の実施例
を更に具体的に説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.

【0019】高配向性熱処理黒鉛を室温で臭素液に24
時間浸漬し、得られたものの1部を定量分析すると、ほ
ぼC16Brの組成の層間化合物となる。更に、5×10
-5Torrの真空中で1時間保持することにより、大気
中でも安定なC43Brなる組成を有する黒鉛層間化合物
が得られる。これはX線回折によると、第10ステ―ジ
程度の高次層間化合物である。
A highly oriented heat-treated graphite is added to a bromine solution at room temperature for 24 hours.
After immersion for a certain time, a part of the obtained product is quantitatively analyzed to be an intercalation compound having a composition of almost C 16 Br. Furthermore, 5 × 10
By holding in a vacuum of -5 Torr for 1 hour, a graphite intercalation compound having a composition of C 43 Br stable in the air can be obtained. According to X-ray diffraction, this is a high order interlayer compound of about the tenth stage.

【0020】図1は、この発明の蓄電型温度差電池の一
構成例を示す概念図である。中央部に陰イオン交換樹脂
の隔膜11を有する環状のガラス管10中に、電極
1 、E2 として白金のリ―ド線2により固定された、
上記合成した黒鉛層間化合物12が充填されている。こ
の場合、1つの電極の重量は5gである。そして、電解
液として、Br2 で飽和した10%FeBr2 /FeB
3 水溶液13が、電極E1 、E2 の下部が接触するま
で注入弁14から注入され密閉されている。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a power storage type temperature difference battery according to the present invention. Electrodes E 1 and E 2 were fixed by lead wires 2 of platinum in an annular glass tube 10 having a diaphragm 11 of an anion exchange resin in the center.
The synthesized graphite intercalation compound 12 is filled. In this case, the weight of one electrode is 5 g. And, as an electrolyte, 10% FeBr 2 / FeB saturated with Br 2
The r 3 aqueous solution 13 is injected from the injection valve 14 until the lower portions of the electrodes E 1 and E 2 are in contact with each other, and is sealed.

【0021】このような状態に於いて、セルC1 側(負
極E1 )を低温媒体6により20℃、セルC2 側(正極
2 )を高温側媒体7により80℃として与える。ここ
で、電極E1 、E2 間に電流計及び電圧計を接続する
と、開路電圧及び短絡電流値は、約85mVの電位差と
約125mAの電流を示す。24時間後、電極E1 及び
2 を一定温度にすると、約35mVの電位差と約10
mAの電流が得られる。このことから、Fe2+及びFe
3+レドックス対に起因する濃淡電池が形成され、蓄電機
能を発現する。
In such a state, the cell C 1 side (negative electrode E 1 ) is given at 20 ° C. by the low temperature medium 6 and the cell C 2 side (positive electrode E 2 ) is given at 80 ° C. by the high temperature side medium 7. Here, when an ammeter and a voltmeter are connected between the electrodes E 1 and E 2 , the open circuit voltage and the short circuit current value show a potential difference of about 85 mV and a current of about 125 mA. After 24 hours, when the electrodes E 1 and E 2 are brought to a constant temperature, a potential difference of about 35 mV and about 10
A current of mA is obtained. From this, Fe 2+ and Fe 2+
A concentration cell is formed due to the 3+ redox pair, and exhibits a power storage function.

【0022】同様に、電解液としてBr2 で飽和した1
0%CuBr/CuBr2 水溶液13を電極E1 、E2
の下部が接触するまで注入弁14から注入して密閉す
る。そして、セルC1 側(負極E1 )を低温媒体6によ
り20℃、セルC2 側(正極E2 )を高温側媒体7によ
り80℃とし、電極E1 、E2 間に電流計及び電圧計を
接続すると、開路電圧及び短絡電流値は約80mVの電
位差と約130mAの電流を示す。次いで、24時間
後、電極E1 及びE2 を一定温度にすると、約25mV
の電位差と約13mAの電流が得られる。こうして、C
+ 及びCu2+レドックス対に起因する濃淡電池による
蓄電機能の発現を確認することができる。
Similarly, 1 saturated with Br 2 was used as an electrolyte.
A 0% CuBr / CuBr 2 aqueous solution 13 is applied to the electrodes E 1 , E 2
Until the lower part of the container comes in contact with the injection valve 14 and seal it. The cell C 1 side (negative electrode E 1 ) is set at 20 ° C. by the low temperature medium 6, and the cell C 2 side (positive electrode E 2 ) is set at 80 ° C. by the high temperature side medium 7, and an ammeter and a voltage are applied between the electrodes E 1 and E 2. When the meter is connected, the open circuit voltage and the short circuit current value show a potential difference of about 80 mV and a current of about 130 mA. Then, after 24 hours, when the electrodes E 1 and E 2 are brought to a constant temperature, about 25 mV
And a current of about 13 mA can be obtained. Thus, C
It is possible to confirm the expression of the electricity storage function by the concentration cell due to the u + and Cu 2 + redox pair.

【0023】また、気相成長炭素繊維で合成した黒鉛層
間化合物を用いた場合も、上記と同様の結果を得ること
ができる。
The same result as described above can be obtained when a graphite intercalation compound synthesized from vapor grown carbon fiber is used.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、気体の
蒸気圧差を利用した温度差常用発電機能と、熱を利用し
レドックス対を隔膜によって蓄積(蓄電機能)、温度差
消失時に濃淡電池により放電させることが可能である。
更に、配向性及び結晶性に優れた黒鉛層間化合物電極を
用いることにより、電解質との接触面積を拡大し高電流
密度化を図っており、この発明の蓄電型温度差電池は低
温排熱回収及びコ―ジェネレ―ション用途のバックアッ
プ電源として極めて有効である。また、温度差による電
解質の循環作用を利用しているので、基本的に可動部が
なく、メンテナンスフリ―な構造であるため、保守コス
ト低減の効果も大きいものである。
As described above, according to the present invention, a normal temperature difference power generation function utilizing the vapor pressure difference of gas, and a redox pair being accumulated by a diaphragm utilizing heat (power storage function), and a concentration cell when the temperature difference disappears Can be discharged.
Furthermore, by using a graphite intercalation compound electrode having excellent orientation and crystallinity, the contact area with the electrolyte is increased to achieve a higher current density. It is extremely effective as a backup power supply for cogeneration. In addition, since the circulation action of the electrolyte due to the temperature difference is used, there is basically no moving part and the structure is maintenance-free, so that the effect of reducing the maintenance cost is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の蓄電型温度差電池の一構成例を示す
概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a configuration of a power storage type temperature difference battery according to the present invention.

【図2】従来の温度差電池の一構成例を示す概念図であ
る。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a configuration example of a conventional temperature difference battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…黒鉛繊維層間化合物、2…白金リ―ド線、3…ガラ
スフィルタ、4…KBr電解液、5…電解液注入弁、6
…低温媒体(T1 ℃)、7…高温媒体(T2 ℃)、10
…ガラス管、11…陰イオン交換膜、12…黒鉛層間化
合物、13…KBr2 /KBr3 またはCuBr/Cu
Br2 電解液、14…電解液注入弁、B1 …ガスブリッ
ジ、B2 …溶液ブリッジ、C1 …低温側セル、C2 …高
温側セル、E1 …低温電極、E2 …高温電極。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Graphite fiber intercalation compound, 2 ... Platinum lead wire, 3 ... Glass filter, 4 ... KBr electrolyte, 5 ... Electrolyte injection valve, 6
... low temperature medium (T 1 ° C), 7 ... high temperature medium (T 2 ° C), 10
... glass tube, 11 ... anion exchange membrane, 12 ... graphite intercalation compound, 13 ... KBr 2 / KBr 3 or CuBr / Cu
Br 2 electrolyte solution, 14 electrolyte injection valve, B 1 gas bridge, B 2 solution bridge, C 1 low temperature cell, C 2 high temperature cell, E 1 low temperature electrode, E 2 high temperature electrode.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−82180(JP,A) 特開 平6−140082(JP,A) 特開 平5−166554(JP,A) 特開 平4−94067(JP,A) 特開 平9−149769(JP,A) 特開 平2−121281(JP,A) 特開 昭58−145072(JP,A) 特開 昭55−30110(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 14/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-82180 (JP, A) JP-A-6-140082 (JP, A) JP-A-5-166554 (JP, A) JP-A-4-94067 (JP) JP-A-9-149769 (JP, A) JP-A-2-121281 (JP, A) JP-A-58-145072 (JP, A) JP-A-55-30110 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 14/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 酸化還元電位が温度によって変化する陽
イオンレドックス対及び該陽イオンレドックス対の対イ
オンである陰イオンが気体化する電解質溶液を収容する
環状の容器と、この容器内で所定の温度差を有して離間
された一対の高低温電極とを有する温度差電池に於い
て、 上記容器内の下部に配置されて上記陽イオンレドックス
対を透過しない隔膜を具備し、 高低温間での気体の蒸気圧差に起因する常用発電機能を
有し、高低温電極で生成するそれぞれの陽イオンレドッ
クス対を蓄積させることにより濃度差を生じさせて蓄電
機能を有し、上記高低温電極の温度差が消失したときに
上記陽イオンレドックス対の濃度差が消失する方向に放
電することを特徴とする蓄電型温度差電池。
1. An annular container containing an cation redox pair whose oxidation-reduction potential changes with temperature and an electrolyte solution in which an anion which is a counter ion of the cation redox pair is gasified. A temperature difference battery having a pair of high and low temperature electrodes separated by a temperature difference, comprising: a diaphragm disposed at a lower portion in the container and not permeating the cation redox pair; It has a normal power generation function caused by the vapor pressure difference of the gas, and has a power storage function by accumulating the respective cation redox pairs generated by the high and low temperature electrodes to generate a concentration difference. An energy storage type temperature difference battery, wherein when the difference disappears, the battery is discharged in a direction in which the concentration difference of the cation redox pair disappears.
【請求項2】 上記陽イオンレドックス対がFe2+/F
3+若しくはCu+/Cu2+であり、該陽イオンレドッ
クス対の対イオンがハロゲン若しくは硝酸イオンである
請求項1に記載の蓄電型温度差電池。
2. The method according to claim 1, wherein the cation redox couple is Fe 2+ / F.
The energy storage type temperature difference battery according to claim 1, wherein e 3+ or Cu + / Cu 2+ , and a counter ion of the cation redox pair is a halogen or a nitrate ion.
【請求項3】 上記高低温電極は、ハロゲン、ハロゲン
化物、若しくは硝酸を挿入物質とした黒鉛層間化合物で
構成される請求項1に記載の蓄電型温度差電池。
3. The electric storage type temperature difference battery according to claim 1, wherein the high / low temperature electrode is formed of a graphite intercalation compound containing halogen, halide, or nitric acid as an intercalating substance.
【請求項4】 上記隔膜は、各級のアミン基、第四アン
モニウム基、スルホニウム基を有する陰イオン交換膜で
構成される請求項1に記載の蓄電型温度差電池。
4. The energy storage battery according to claim 1, wherein the diaphragm is formed of an anion exchange membrane having an amine group, a quaternary ammonium group, and a sulfonium group of each grade.
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