BR102014019690A2

BR102014019690A2 - process and cell for the production of electric energy by hyroelectricity and direct oxidation of reducing solids and liquids

Info

Publication number: BR102014019690A2
Application number: BR102014019690A
Authority: BR
Inventors: Fernando Galembeck; Rubia Figueiredo Gouveia
Original assignee: Ct Nac De Pesquisa Em En E Materiais
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2014-08-08
Publication date: 2016-05-03
Also published as: WO2016019449A1

Abstract

processo e célula para produção de energia elétrica por higroeletricidade e oxidação direta de substâncias sólidas e líquidas redutoras. a presente invenção se refere a um processo de geração de eletricidade caracterizado pela eletrização da superfície de eletrodos por íons gerados pela dissociação da água, seguida da despolarização dos eletrodos através de reações químicas de óxido-redução de substâncias em contato com os eletrodos. a célula higroelétrica (9,29) que opera através do processo descrito nesta invenção compreende um eletrodo positivo (3,23) revestido por um material (5,25) semipermeável ou condutora de íons e imerso em uma dispersão ou solução de substâncias oxidantes (4) e um eletrodo negativo (1,21) imerso em uma dispersão ou solução de substâncias redutoras (2) . os eletrodos podem ser únicos ou montados em multicamadas. a corrente elétrica gerada é de uso imediato ou pode ser armazenada por qualquer meio ou equipamento conhecido da técnica, inclusive baterias e capacitores. a invenção usa materiais naturais renováveis e abundantes ou seus resíduos como fonte de energia, inclusive bagaço de cana de açúcar.process and cell for the production of electric energy by hyroelectricity and direct oxidation of reducing solids and liquids. The present invention relates to an electricity generation process characterized by electrification of the electrode surface by ions generated by water dissociation, followed by electrode depolarization through oxide-reduction chemical reactions of substances in contact with the electrodes. the hydroelectric cell (9,29) operating through the process described in this invention comprises a positive electrode (3,23) coated with a semipermeable or ion-conducting material (5,25) and immersed in a dispersion or solution of oxidizing substances ( 4) and a negative electrode (1,21) immersed in a dispersion or solution of reducing substances (2). the electrodes can be single or multilayer mounted. The generated electric current is for immediate use or can be stored by any means or equipment known in the art, including batteries and capacitors. The invention uses abundant renewable natural materials or their wastes as their energy source, including sugarcane bagasse.

Description

PROCESSO E CÉLULA PARA PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA POR HIGROELETRICIDADE E OXIDAÇÃO DIRETA DE SUBSTÂNCIAS SÓLIDAS EPROCESS AND CELL FOR ELECTRIC POWER PRODUCTION BY HYDROELECTRICITY AND DIRECT OXIDATION OF SOLID SUBSTANCES AND

LÍQUIDAS REDUTORASREDUCING LIQUIDS

CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION

[001] A presente invenção refere-se a: (i) um processo de produção de energia por higroeletricidade baseado em corrente elétrica gerada pela eletrização da superfície de eletrodos por adsorção de ions originários da dissociação da água, seguida de uma despolarização dos mesmos eletrodos através de reações químicas de óxido-redução de substâncias dissolvidas ou dispersas em meio líquido em contato com os eletrodos; e (ii) às células, dispositivos e conjuntos geradores da corrente elétrica produzida por este processo.The present invention relates to: (i) an electric current-based hyroelectricity energy production process generated by electrode surface electrodes by adsorption of ions originating from water dissociation, followed by depolarization of the same electrodes through oxide-reduction chemical reactions of dissolved or dispersed substances in liquid medium in contact with the electrodes; and (ii) the cells, devices and generator sets of the electric current produced by this process.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

[002] A eletrização de materiais foi descoberta há mais de 2500 anos. Os primeiros relatos são atribuídos a Tales de Mileto, que realizou experimentos de eletrização de objetos por atrito.[002] Electrification of materials was discovered over 2500 years ago. The first reports are attributed to Tales de Mileto, who conducted experiments on electrification of objects by friction.

[003] Fenômenos eletrostáticos e suas consequências são familiares para a maioria das pessoas, porém importantes pesquisadores do estado da arte como Schein (Science, 2007, 316, p. 1572), Bailey (J. Electrost., 2001, 51-52, p. 82). e Castle (J. Electrost., 1997, 40, p. 13) ressaltam que o conhecimento científico sobre este tópico ainda é empírico. Schein, no artigo citado, faz uma revisão sobre o estado da arte e ressalta que a maior parte dos pesquisadores acredita que a eletrização é um fenômeno de superfície, e que os grandes desafios na técnica constituem-se na criação de superfícies reprodutíveis e na obtenção de reprodutibilidade experimental em laboratórios.[003] Electrostatic phenomena and their consequences are familiar to most people, but important state-of-the-art researchers such as Schein (Science, 2007, 316, p. 1572), Bailey (J. Electrost., 2001, 51-52, p. 82). and Castle (J. Electrost., 1997, 40, p. 13) point out that scientific knowledge on this topic is still empirical. Schein, in the article cited, reviews the state of the art and points out that most researchers believe that electrization is a surface phenomenon, and that the major challenges in the technique are creating reproducible surfaces and obtaining of experimental reproducibility in laboratories.

[004] O desconhecimento atual do mecanismo de acúmulo e dissipação de cargas eletrostãticas não é somente restrito à área de materiais e se estende a outros campos da ciência. Como citado em Heldson (J. Geophys. Res., 2002, 107, p.4630), é possível verificar que a geofísica não tem ainda um modelo efetivo para explicar a eletrização da atmosfera. Processos industriais são prejudicados pelo acúmulo de cargas em materiais dielétricos. A revista Przeglad Põzarniczy (http://starszawersja.ppoz.pl/wwwold/current.htm) e o ESD Journal (http://www.esdjournal.com) ilustram essa afirmação mostrando inúmeros exemplos de acidentes com descargas eletrostáticas que vão desde danos a componentes eletrônicos até a ocorrência de explosões. Murtomaa, em J. Electrost., 2004, 62, p.63, cita que a eletrização de põs causa dificuldades para seu manuseio e pode desencadear explosões. Gilles, em Org. Proc. Res. & Develop., 2003, 7, p.1048 cita que o fluxo de líquidos dielétricos gera cargas estáticas que podem causar explosões e incêndios. Todos estes problemas se devem ao desconhecimento dos mecanismos de acúmulo e dissipação de cargas.Current ignorance of the mechanism of accumulation and dissipation of electrostatic charges is not only restricted to the field of materials and extends to other fields of science. As cited in Heldson (J. Geophys. Res., 2002, 107, p.4630), it is possible to verify that geophysics does not yet have an effective model to explain the electrification of the atmosphere. Industrial processes are hampered by the accumulation of charges in dielectric materials. Przeglad Põzarniczy magazine (http://starszawersja.ppoz.pl/wwwold/current.htm) and the ESD Journal (http://www.esdjournal.com) illustrate this statement by showing numerous examples of electrostatic discharge accidents ranging from damage to electronic components until explosions occur. Murtomaa, in J. Electrost., 2004, 62, p.63, mentions that the electrification of powders causes difficulties in their handling and can trigger explosions. Gilles, in Org. Proc. Res. & Develop., 2003, 7, p.1048 mentions that the flow of dielectric liquids generates static charges that can cause explosions and fires. All these problems are due to ignorance of the mechanisms of accumulation and dissipation of loads.

[005] A eletricidade estática devido ao contato entre diferentes materiais é frequentemente compreendida na série triboelétrica, como descrito por Diaz e Felix-Navarro (J. Electrost., 2004, 62, p.277).Static electricity due to contact between different materials is often understood in the triboelectric series, as described by Diaz and Felix-Navarro (J. Electrost., 2004, 62, p.277).

[006] Segundo Lowell e Rose-Innes (Adv. Phys. 1980, 29, p.947), a eletrização no contato entre metais e semicondutores é bem estabelecida. A teoria predominante para este fenômeno é da transferência de elétrons, com polaridade determinada pela função de trabalho das fases em contato.According to Lowell and Rose-Innes (Adv. Phys. 1980, 29, p.947), electrification in contact between metals and semiconductors is well established. The predominant theory for this phenomenon is electron transfer, with polarity determined by the working function of the phases in contact.

[007] Com relação à eletrização de isolantes, artigos de pesquisadores como Németh (J. Electrost. 2003, 58, p.3), Davidson (J. Electrost. 2001, 51-52, p.374), Chen (IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2001, 8, p.867 e IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2004, 11, p.113), Hogue (U. Electrost. 2004, 61, p.259), Duff (<J. Electrost. 2008, 66, p.51), Bigarré {Appl. Phys. 1999, 85, p.7443), Choi (Jpn. J. Appl. Phys. 2007, 46, p.7861) e Park (Chem. Eng. Sei. 2 0 07, 62, p.371) ilustram que as idéias fundamentais hoje predominantes ainda não foram bem conectadas à estrutura destes materiais. Um exemplo desta afirmação reside no desconhecimento de quais são as espécies portadoras de cargas em um material isolante eletrificado e como elas podem ser detectadas e identificadas.Concerning the electrification of insulators, articles by researchers such as Németh (J. Electrost. 2003, 58, p.3), Davidson (J. Electrost. 2001, 51-52, p.374), Chen (IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2001, 8, p.867 and IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2004, 11, p.113), Hogue (U. Electrost. 2004, 61, p.259), Duff ( (J. Electrost. 2008, 66, p. 51), Bigarré (Appl. Phys. 1999, 85, p.7443), Choi (Jpn J. Appl. Phys. 2007, 46, p.7861) and Park (Chem. Eng. Sci. 20 07, 62, p.371) illustrate that the ideas Today's fundamental fundamentals have not yet been well connected to the structure of these materials. An example of this statement is the lack of knowledge about which species carry charges in an electrified insulating material and how they can be detected and identified.

[008] A eletrização de isolantes como polímeros, cerâmicas e vidros por contato ou atrito, fundamentada na teoria de funções de trabalho, foi proposta por alguns autores, mas essa teoria vem sendo objetada por importantes pesquisadores no estado da técnica, como descrito por Williams (American Scientist, 2012, 100, p.316).Electrification of insulators such as polymers, ceramics and glass by contact or friction, based on the theory of work functions, has been proposed by some authors, but this theory has been objected by leading researchers in the state of the art, as described by Williams. (American Scientist, 2012, 100, p.316).

[009] Recentes estudos de autores na disciplina concluíram que a eletrização no contato entre diferentes substâncias resulta de uma transferência de íons derivados da água (hidroxônios ou hidroxilas) entre as superfícies em contato. Os fenômenos eletrostáticos têm uma importante contribuição dos ions derivados da água presentes na atmosfera, bem como dos íons gerados pela água eletrizada adsorvida em superfícies. Os íons atmosféricos são portadores de cargas que também migram sob a ação de campo elétrico, distribuídas dentro de um gradiente de potencial elétrico que segue a equação de Poisson-Boltzmann. Os íons são adsorvidos sobre superfícies sólidas e líquidas e descarregados eletroquimicamente sobre superfícies metálicas e semicondutoras. A água adsorvida sob um dado potencial V adquire um excesso de concentração de íons H+ e OH' em equilíbrio seguindo a equação de potencial eletroquímico. Devido à importância dos íons atmosféricos para os fenômenos eletrostáticos, técnicas de caracterização em fase gasosa são de particular interesse, especialmente sob atmosfera normal.Recent studies by authors in the discipline have concluded that contact electrification between different substances results from a transfer of water-derived ions (hydroxons or hydroxyls) between the contacting surfaces. Electrostatic phenomena make an important contribution to the water-derived ions present in the atmosphere, as well as the ions generated by electrically adsorbed water on surfaces. Atmospheric ions carry charges that also migrate under electric field action, distributed within an electric potential gradient that follows the Poisson-Boltzmann equation. Ions are adsorbed onto solid and liquid surfaces and electrochemically discharged onto metal and semiconductor surfaces. Water adsorbed under a given potential V acquires an excess concentration of H + and OH 'ions in equilibrium following the electrochemical potential equation. Due to the importance of atmospheric ions for electrostatic phenomena, gas phase characterization techniques are of particular interest, especially under normal atmosphere.

[0010] Jacobs, em Science, 2001, 291, p. 1763 e McCarty, em J. Am. Chem. Soc. , 2007, 129, p.4075 e Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, p.206, apresentaram resultados de padrões eletrostáticos sobre superfícies de eletretos que foram obtidos com base no acúmulo de cargas decorrentes da transferência de íons nas superfícies. McCarty, em Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, p.2188, propôs que a eletrização no contato entre dielétricos é devida à partição assimétrica de hidroxilas de agua adsorvida nas interfaces. Por outro lado, Liu e Bard, em Nature Materials, 2008, 7, p.505 e em J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, p.6397, descreveram observações cuja interpretação admite a formação de elétrons livres como portadores de cargas em superfícies de politetrafluoretileno (PTFE) quando eletrizadas com polimetacrilato de metila (ΡΜΜΑ) .Jacobs, in Science, 2001, 291, p. 1763 and McCarty, in J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, p.4075 and Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, p.206, presented results of electrostatic patterns on electret surfaces that were obtained based on the accumulation of charges resulting from ion transfer on the surfaces. McCarty in Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, p.2188, proposed that the electrification in the contact between dielectrics is due to the asymmetric partition of water hydroxyls adsorbed on the interfaces. On the other hand, Liu and Bard, in Nature Materials, 2008, 7, p.505 and in J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, p.6397, described observations whose interpretation admits the formation of free electrons as charge carriers on polytetrafluoroethylene (PTFE) surfaces when electrified with methyl polymethacrylate (ΡΜΜΑ).

[0011] Autores como Burgo (La.ngmu.ir, 2012, 28, p. 7407) e Gouveia (Analytical Chemistry, 2012, 84, p.10191) reforçam as recentes teorias, mostrando respectivamente em seus artigos que a triboeletrização da superfície de polímeros hidrofõbicos se deve à presença de íons formados mecanoquimicamente e a eletrização de sólidos em contato com a umidade atmosférica ou de sólidos imersos em água decorre da natureza ácida ou básica da superfície do sólido. Ducati (Langmuir, 2010, 26, p.13763) mostra que um filme de alumínio em atmosfera úmida adquire cargas negativas enquanto um filme de aço inoxidável se carrega positivamente, porque o óxido formado sobre o alumínio é ácido e sobre o aço inox é básico.Authors such as Burgo (La.ngmu.ir, 2012, 28, p. 7407) and Gouveia (Analytical Chemistry, 2012, 84, p.10191) reinforce recent theories, showing in their articles respectively that surface triboelectrization hydrophobic polymers is due to the presence of mechanochemically formed ions and the electrification of solids in contact with atmospheric moisture or solids immersed in water stems from the acidic or basic nature of the solid's surface. Ducati (Langmuir, 2010, 26, p.13763) shows that a moist aluminum film acquires negative charges while a stainless steel film positively charges, because the oxide formed on aluminum is acidic and on stainless steel is basic. .

[0012] O modelo de eletrização e de geração de energia elétrica por higroeletricidade proposto nesta invenção fundamenta-se também em resultados obtidos por Soares (Journal of the Brazilian Chemical Society, 2008, 19, p.277), Rezende (Journal of Physics: Condensed Matter, 2009, 21, p.263002), Bernardes (Journal of Physical Chemistry C. , 2010, 114, p.19016), Gouveia (Journal of Physical Chemistry C. , 2008, 112, p.17193; Journal of the American Chemical Society, 2009, 131, p.11381; Química Nova, 2010, 33, p.2103), Burgo (J. Electrostat. , 2011, 69, p.401) e Santos (Journal of Physical Chemistry C., 2011, 115, p. 11226), além dos autores anteriormente citados.[0012] The model of electrification and hydroelectricity generation proposed in this invention is also based on results obtained by Soares (Journal of the Brazilian Chemical Society, 2008, 19, p.277), Rezende (Journal of Physics: Condensed Matter, 2009, 21, p.263002), Bernardes (Journal of Physical Chemistry C., 2010, 114, p.19016), Gouveia (Journal of Physical Chemistry C., 2008, 112, p.17193; Journal of the American Chemical Society, 2009, 131, p.11381; New Chemistry, 2010, 33, p.2103), Burgo (J. Electrostat., 2011, 69, p.401) and Santos (Journal of Physical Chemistry C., 2011 , 115, p. 11226), in addition to the authors previously cited.

[0013] O fenômeno de adsorção da água sobre superfícies metálicas foi modelado e aplicado por Galembeck para a geração de eletricidade por higroeletricidade.The phenomenon of water adsorption on metallic surfaces was modeled and applied by Galembeck for the generation of electricity by hyroelectricity.

[0014] O processo e dispositivo de geração estão descritos no pedido de patente PI0905342, do citado inventor, publicado em 2011. Neste referido dispositivo, a corrente elétrica é gerada pela adsorção de íons de sinais opostos em dois diferentes eletrodos metálicos, produzindo neles uma corrente de elétrons. Entretanto, a potência gerada pelos dispositivos descritos em PI0905342 é muito baixa e não tem encontrado aplicações práticas devido à intensidade da corrente eletrônica, que depende da: (a) taxa cinética da adsorção de íons; (b) ocorrência de reações de õxido-redução nos eletrodos ou junto a eles para transformar a corrente iônica em eletrônica, impelindo elétrons do eletrodo negativo para o circuito elétrico e os consumindo no eletrodo positivo.The process and generation device are described in patent application PI0905342 of the aforementioned inventor, published in 2011. In this device, the electric current is generated by the adsorption of opposite signal ions on two different metal electrodes, producing in them a electron current. However, the power generated by the devices described in PI0905342 is very low and has not found practical applications due to the intensity of the electronic current, which depends on: (a) ion adsorption kinetic rate; (b) occurrence of oxide-reduction reactions at or near the electrodes to transform the ionic current into electronics, driving electrons from the negative electrode into the electrical circuit and consuming them at the positive electrode.

[0015] Os principais eletrodos de referência no estado da técnica são eletrodos de hidrogênio, de calomelano e de prata/cloreto de prata. Eletrodos de referência apresentam potencial estável e constante. O eletrodo de hidrogênio é muito pouco usado na prática, devido a sua dificuldade de preparação e consiste de uma lâmina de platina revestida por negro de platina, posicionada dentro de um tubo. Pela entrada lateral deste tubo, gás hidrogênio é injetado até atingir uma solução de ácido clorídrico concentrado. O eletrodo de calomelano é de fácil preparação e é formado por mercúrio e por calomelano, também denominado cloreto de mercúrio I, adicionados a uma solução de cloreto de potássio. O eletrodo de prata/cloreto de prata é composto por um fio de platina revestido com uma camada de cloreto de prata, imerso em uma solução de cloreto de potássio de concentração conhecida, saturada por cloreto de prata. Em pilhas eletroquímicas, a corrente iônica consiste no movimento dos ions dissolvidos no líquido contido entre os eletrodos descritos.The main reference electrodes in the prior art are hydrogen, calomel and silver / silver chloride electrodes. Reference electrodes have stable and constant potential. The hydrogen electrode is very little used in practice because of its difficulty in preparation and consists of a platinum black coated platinum blade positioned inside a tube. Through the side entrance of this tube, hydrogen gas is injected until it reaches a concentrated hydrochloric acid solution. The calomel electrode is easily prepared and is formed by mercury and calomel, also called mercury chloride I, added to a potassium chloride solution. The silver / silver chloride electrode is composed of a platinum wire coated with a layer of silver chloride, immersed in a potassium chloride solution of known concentration, saturated with silver chloride. In electrochemical cells, the ionic current consists of the movement of ions dissolved in the liquid contained between the described electrodes.

[0016] Em eletrodos metálicos, a maneira mais simples de impelir elétrons a partir do eletrodo negativo é a oxidação do metal. Quando o metal do eletrodo ê o alumínio, esse processo consome o alumínio e recobre o eletrodo com o seu óxido, que é uma substância não condutora, causando a destruição do mesmo. A saída de elétrons do eletrodo positivo pode ser feita através da redução da água, com formação de hidrogênio. Este é um fenômeno importante e interessante, mas cineticamente desfavorável na maioria dos metais, com a exceção de metais preciosos como a platina. A produção de hidrogênio exige que o potencial do eletrodo não seja muito positivo, logo é prejudicada quando o eletrodo se torna positivo pela adsorção de lons.In metal electrodes, the simplest way to propel electrons from the negative electrode is metal oxidation. When the electrode metal is aluminum, this process consumes aluminum and covers the electrode with its oxide, which is a nonconductive substance, causing its destruction. Electron output from the positive electrode can be done by reducing water with hydrogen formation. This is an important and interesting phenomenon, but kinetically unfavorable in most metals, with the exception of precious metals such as platinum. Hydrogen production requires that the electrode potential is not very positive, so it is impaired when the electrode becomes positive by lions adsorption.

[0017] De uma forma. completamente diferente da geração de energia em pilhas eletroquímicas, na presente invenção a corrente iônica deriva da adsorção seletiva de íons H+ ou OH' nas interfaces sólido-líquido. Por essa razão, algumas formas de iiso desta invenção utilizam água pura ou vapor de água, ao invés de soluções eletrolíticas. A aplicação destas formas apresenta a vantagem prática de dispensar o uso de eletrôlitos.In a way. completely different from power generation in electrochemical cells, in the present invention the ionic current derives from the selective adsorption of H + or OH 'ions at solid-liquid interfaces. For this reason, some forms of iiso of this invention utilize pure water or water vapor rather than electrolyte solutions. Application of these forms has the practical advantage of dispensing with the use of electrolytes.

[0018] A presente invenção contorna os problemas comuns da arte fazendo uma modificação em cada um dos eletrodos positivo e negativo. Essa modificação nos eletrodos será mais bem descrita a seguir, com a referência das figuras. A primeira modificação compreende alocar uma substância orgânica e redutora em contato com o eletrodo negativo, que fornecerá elétrons ao circuito externo. A segunda modificação compreende alocar uma substância oxidante acessível e de baixo custo em contato com o eletrodo positivo, que receberá elétrons do circuito externo. Estas modificações inovadoras permitiram gerar correntes elétricas na ordem de grandeza de miliampère, pelo menos um milhão de vezes superior à geração obtida pelo dispositivo descrito em PI0905342, que também se baseia na capacidade de eletrodos adsorverera íons positivos ou negativos da água, mas gera correntes elétricas da ordem de um bilionésimo de ampère ou inferior, apresentando uma importante limitação para sua aplicação.The present invention circumvents the common problems of the art by making a modification to each of the positive and negative electrodes. This modification of the electrodes will be better described below with reference to the figures. The first modification involves allocating an organic and reducing substance in contact with the negative electrode, which will supply electrons to the external circuit. The second modification involves allocating an affordable and affordable oxidizing substance in contact with the positive electrode, which will receive electrons from the external circuit. These innovative modifications have allowed the generation of electrical currents of the order of milliampere at least one million times higher than the generation obtained by the device described in PI0905342, which is also based on the ability of electrodes to adsorb positive or negative ions in water, but generate electrical currents. on the order of one billionth of an amp or less, presenting an important limitation for its application.

[0019] Portanto, os resultados apresentados pela presente invenção rebatem particulares crenças e conceitos historicamente abraçados pelo estado da arte. Uma das modalidades descritas nesta invenção é uma célula higroelétrica geradora de energia elétrica constituída por eletrodos de celulose. Como esta substância é usualmente reconhecida como eletricamente isolante, o uso de eletrodos de celulose é desconsiderado pelo estado da arte. Ainda assim, experimentos com eletrodos de celulose nesta invenção permitem obter correntes elétricas muito superiores às relatadas no pedido PI0905342.Therefore, the results presented by the present invention rebut particular beliefs and concepts historically embraced by the state of the art. One of the embodiments described in this invention is a hydroelectric cell generating electricity consisting of cellulose electrodes. As this substance is usually recognized as electrically insulating, the use of cellulose electrodes is disregarded by the state of the art. Still, experiments with cellulose electrodes in this invention yield much higher electrical currents than those reported in PI0905342.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃOBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0020] A presente invenção refere-se a um processo para geração de corrente elétrica, baseado no princípio de higroeletricidade, e às células, dispositivos ou conjuntos que promovem esta geração e que diferem das pilhas ou baterias conhecidas no estado da arte.The present invention relates to a process for generating electric current, based on the principle of hyroelectricity, and to the cells, devices or assemblies that promote this generation and which differ from cells known in the state of the art.

[0021] Uma das modalidades da invenção compreende uma célula, dispositivo ou conjunto formado por pelo menos dois eletrodos, um positivo e outro negativo, sendo que o primeiro está em contato com uma substância oxidante e o segundo está em contato com uma substância redutora, aqui também denominada "meio redutor". O sinal do potencial de cada eletrodo é determinado pela sua capacidade de adsorver íons positivos ou negativos da água e não pelo seu potencial redox, como ocorre em pilhas e baterias eletroquímicas. Por outro lado, a intensidade da corrente elétrica é definida pelas reações redox nos dois eletrodos.[0021] One embodiment of the invention comprises a cell, device or assembly formed by at least two electrodes, one positive and one negative, the first being in contact with an oxidizing substance and the second being in contact with a reducing substance. here also called "reducing medium". The potential signal of each electrode is determined by its ability to adsorb positive or negative water ions rather than its redox potential, as occurs in electrochemical cells. On the other hand, the intensity of the electric current is defined by the redox reactions on both electrodes.

[0022] Os fundamentos da presente invenção podem ser representados de maneira simplificada pelo seguinte arranjo experimental e mecanismo de funcionamento: [0023] Uma peça metálica ou não metálica designada como A tem superfície ácida, de maneira que, imersa em água ou em uma atmosfera úmida, adsorve íons hidroxila, negativos, emitindo uma corrente de elétrons;The foundations of the present invention can be represented in a simplified manner by the following experimental arrangement and operating mechanism: A metal or non-metallic part designated as A has an acidic surface, so that immersed in water or an atmosphere moist, adsorbs negative hydroxyl ions, emitting an electron current;

[0024] A peça A está em contato físico com outras substâncias, caracterizadas por serem redutoras, isto é, emissoras de elétrons, que se somam à corrente produzida pela peça A;[0024] Part A is in physical contact with other substances, characterized in that they are reducing, that is, emitting electrons, which add to the current produced by part A;

[0025] Uma peça metálica ou não metálica designada como B tem superfície básica, de maneira que, imersa em água ou em uma atmosfera úmida, adsorve ions hidrônio, positivos, atraindo uma corrente de elétrons provindos dos materiais condutores que estejam em contato;A metal or non-metallic part designated as B has a basic surface so that, immersed in water or a humid atmosphere, it adsorbs positive hydronium ions by attracting an electron current from the conductive materials in contact;

[0026] A peça B está em contato físico com outras substâncias, caracterizadas por serem oxidantes, isto é, captadoras dos elétrons provenientes da corrente emitida pela peça A;[0026] Part B is in physical contact with other substances, characterized in that they are oxidizing, that is, electron pickup from the current emitted by part A;

[0027] As peças A e B são separadas por qualquer material que seja permeável a íons, mas que não seja condutor de elétrons, ou seja, um material condutor de corrente iôníca e isolante de corrente eletrônica.Parts A and B are separated by any material that is permeable to ions but not electron conductive, ie an ionic conductive material and an electrically insulating material.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0028] A presente invenção será, a seguir, exemplificada com base nas Figuras 1 e 2.The present invention will hereinafter be exemplified on the basis of Figures 1 and 2.

[0029] A referida Figura 1 apresenta um diagrama esquemático da modalidade da célula higroelétrica com eletrodo único de forma cilíndrica da presente invenção.Said Figure 1 shows a schematic diagram of the cylindrically shaped single electrode hyroelectric cell embodiment of the present invention.

[0030] A referida Figura 2 mostra um diagrama esquemático da modalidade da célula higroelétrica com eletrodos únicos de forma retangular montados em camadas formando um eletrodo com estrutura em multicamada da presente invenção.Said Figure 2 shows a schematic diagram of the hydroelectric cell embodiment with single layered rectangular shaped electrodes forming a multilayer structure electrode of the present invention.

[0031] Outras modalidades de construção são possíveis utilizando o processo tecnológico descrito nessa invenção, para os versados no estado da arte.Other embodiments of construction are possible using the technological process described in that invention for those skilled in the art.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURASDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0032] Nas Figuras 1 e 2 estão representadas duas modalidades típicas de construção da célula higroelétrica que é o objeto da presente invenção, que produz energia elétrica por higroeletricidade a partir da oxidação direta de substâncias sólidas e líquidas redutoras.Figures 1 and 2 show two typical embodiments of the construction of the hydroelectric cell which is the object of the present invention, which produces electrical energy by hyroelectricity from the direct oxidation of reducing solid and liquid substances.

[0033] Na Figura 1, a célula compreende um eletrodo negativo (1), um meio redutor (2), um eletrodo positivo (3), uma substância oxidante (4) e uma membrana semipermeável a íons e isolante de elétrons (5).[0033] In Figure 1, the cell comprises a negative electrode (1), a reducing medium (2), a positive electrode (3), an oxidizing substance (4) and an ion-permeable membrane and electron insulator (5). .

[0034] O eletrodo negativo (1) é constituído de um recipiente especialmente selecionado em função da sua capacidade volumêtrica e do seu material constituinte, metálico ou não metálico condutor. O eletrodo negativo (1) ê preenchido com uma quantidade conhecida do meio redutor (2).The negative electrode (1) consists of a container specially selected for its volumetric capacity and its conductive metallic or non-metallic constituent material. The negative electrode (1) is filled with a known amount of reducing means (2).

[0035] O meio redutor (2) é uma substância sólida ou líquida dispersa ou dissolvida em água, ou em um meio líquido contendo água, ou em uma corrente gasosa contendo água em fase vapor, ou ainda em um líquido em forma pura.Reducing medium (2) is a solid or liquid substance dispersed or dissolved in water, or in a liquid medium containing water, or in a gaseous stream containing water in a vapor phase, or in a liquid in pure form.

[0036] O eletrodo negativo (1) difere do estado da técnica especificamente por alocar o meio redutor (2) , que é uma substância orgânica fornecedora de elétrons ao circuito externo. Exemplos dessas substâncias orgânicas incluem ãlcoois, aldeídos, cetonas, ésteres, fenóis, monossacarídeos como a glicose, a frutose e a manose, oligômeros como a sacarose e a celobiose, polissacarídeos como o amido, a dextrana e a manana, celulose em sua forma pura, celulose em polpa mecânica, celulose em polpa química, celulose regenerada, produtos industriais de base celulósica, papel, materiais lignocelulósicos, lignosulfonatos, lignina, resíduos lignocelulósicos dos processos produtivos de papel e papelão, descartes e resíduos de papel e papelão, viscose, rejeitos de diferentes processos domésticos e industriais de base celulósica, , biomassas vegetais constituídas por madeira de diferentes espécies arbóreas e arbustivas, rejeitos do processamento de cana de açúcar incluindo bagaço, rizomas, folhas, ponteiras e outros elementos característicos, frações, cascas, sementes, folhas, troncos, talos e ramos de diferentes vegetais tratados mecanicamente in natura ou após tratamento biológico ou químico, palha vegetal, serragem, composto vegetal, materiais húmicos, turfa de origem vegetal, turfa de origem animal, turfa de origem mineral, turfa de carvão e turfa de materiais carbonosos, materiais carbonosos em diferentes formatos como pó, pedaços, filmes, blocos, bastões, briquetes, fios, fibras, nanotubos, micro e nanofilamentos, não se limitando às formas estruturais e geométricas listadas, resíduos industriais sólidos e líquidos de diferentes naturezas, resíduos agrícolas sólidos e líquidos de diferentes naturezas, resíduos municipais sólidos e líquidos ricos em matéria orgânica, efluentes líquidos domésticos, efluentes líquidos industriais ricos em matéria orgânica, chorume, licores industriais e licores residuais ricos em matéria orgânica, sendo esta uma lista não exaustiva de substâncias redutoras aplicáveis. Dessa forma, o eletrodo negativo transmite elétrons liberados pela oxidação destas substâncias redutoras e não apenas resultantes da oxidação do material do eletrodo.The negative electrode (1) differs from the state of the art specifically by allocating the reducing medium (2), which is an electron-supplying organic substance to the external circuit. Examples of such organic substances include alcohols, aldehydes, ketones, esters, phenols, monosaccharides such as glucose, fructose and mannose, oligomers such as sucrose and cellobiose, polysaccharides such as starch, dextran and mannan, cellulose in their pure form. , pulp in mechanical pulp, pulp in chemical pulp, regenerated pulp, industrial pulp products, paper, lignocellulosic materials, lignosulfonates, lignin, lignocellulosic waste from paper and cardboard production processes, waste and paper and cardboard waste, viscose, tailings from different cellulosic-based domestic and industrial processes, vegetable biomasses consisting of wood of different tree and shrub species, sugarcane processing rejects including bagasse, rhizomes, leaves, tips and other characteristic elements, fractions, bark, seeds, leaves , trunks, stems and branches of different vegetables mechanically treated in or after biological or chemical treatment, vegetable straw, sawdust, vegetable compost, humic materials, plant peat, animal peat, mineral peat, coal peat and carbonaceous peat, carbonaceous materials in different formats such as dust , pieces, films, blocks, rods, briquettes, wires, fibers, nanotubes, micro and nanofilaments, not limited to the listed structural and geometric forms, solid and liquid industrial wastes of different natures, solid and liquid agricultural wastes of different natures, wastes municipal solid and liquid rich organic matter, domestic liquid effluent, industrial liquid effluent rich in organic matter, slurry, industrial liquor and waste liquor rich in organic matter, this being a non-exhaustive list of applicable reducing substances. Thus, the negative electrode transmits electrons released by the oxidation of these reducing substances and not only resulting from the oxidation of the electrode material.

[0037] O eletrodo positivo (3) compreende uma estrutura única ou em multicamada que pode ser preparada a partir de diferentes substâncias metálicas ou não metálicas. O eletrodo positivo (3) é inserido na membrana semipermeável a íons (5) que é preenchida com a substância oxidante (4).The positive electrode (3) comprises a single or multilayer structure which may be prepared from different metallic or non-metallic substances. The positive electrode (3) is inserted into the semipermeable ion membrane (5) which is filled with the oxidizing substance (4).

[0038] Na montagem de uma modalidade da célula geradora de energia da presente invenção, a membrana semipermeável (5) contendo o eletrodo (3) e a substância oxidante (4) é imersa no meio redutor (2).In assembling one embodiment of the energy generating cell of the present invention, the semipermeable membrane (5) containing the electrode (3) and the oxidizing substance (4) is immersed in the reducing medium (2).

[0039] O eletrodo positivo (3) difere do estado da técnica especificamente por alocar a substância oxidante (4), sendo essa uma substância acessível e de baixo custo, que receberá elétrons do circuito externo. Exemplos destas substâncias incluem o óxido de manganês IV, os õxidos de ferro III (hematita, goethita, amorfos) e II/III (maguemita, amorfos), persulfatos, ferratos, manganatos, permanganatos, permanganatos de metais alcalinos, peróxido de hidrogênio, cloro em sua forma pura, õxidos de cloro, cloratos, cloritos, hipocloritos, persulfatos e oxido de prata, sendo esta uma lista não exaustiva de substâncias oxidantes conhecidas da arte. Em sistemas estacionários que estejam sujeitos a um excelente controle de emissões e à reciclagem de 100% dos reagentes, também é possível usar substâncias oxidantes que apresentam riscos toxicológicos como o óxido de chumbo, sais de chumbo, óxido de cromo, sais de cromo, óxido de chumbo IV, óxido de cromo VI, cromatos e plumbatos.The positive electrode (3) differs from the state of the art specifically by allocating the oxidizing substance (4), which is an affordable and inexpensive substance that will receive electrons from the external circuit. Examples of these substances include manganese oxide IV, iron oxides III (hematite, goethite, amorphous) and II / III (maguemite, amorphous), persulfates, ferrates, manganates, permanganates, alkali metal permanganates, hydrogen peroxide, chlorine in pure form chlorine oxides, chlorates, chlorites, hypochlorites, persulfates and silver oxide, this being a non-exhaustive list of oxidizing substances known in the art. In stationary systems that are subject to excellent emission control and 100% recycling of reagents, it is also possible to use oxidizing substances that present toxicological hazards such as lead oxide, lead salts, chromium oxide, chromium salts, oxide. lead IV, chromium oxide VI, chromates and plumbates.

[0040] O processo da presente invenção em questão se baseia na eletrização de materiais de qualquer tipo quando sua superfície entra em contato direto com água ou quando ocorre condensação, adsorção ou absorção de vapor de água na sua superfície. Neste processo, os íons da água não são adsorvidos estequiometricamente, produzindo um excesso de carga na superfície do material diretamente molhada pela água ou sobre a qual o vapor se condensa, seja o material sólido ou líquido, condutor elétrico ou não.The process of the present invention in question is based on the electrification of materials of any kind when their surface comes into direct contact with water or when condensation, adsorption or absorption of water vapor occurs on their surface. In this process, water ions are not adsorbed stoichiometrically, producing an excess charge on the surface of the material directly wetted by water or upon which steam condenses, whether solid or liquid material, whether or not electrically conductive.

[0041] A forma mais simples para garantir o contato da superfície do material com vapor de água é expor a interface do objeto ao ar. Entretanto, o ar pode ser substituído por qualquer gás conhecido ou mistura de gases que contenha uma umidade relativa tão alta quanto seja praticamente possível. Em uma modalidade desta invenção, as superfícies dos eletrodos (1 e 3) que se de seja eletrizar são expostas ao ar atmosférico, que contém umidade relativa em qualquer valor conhecido. O ar ê transferido por gravidade, bombeamento, aspiração ou por qualquer outro meio de transferência de massa que o permita se colocar em contato com a interface dos eletrodos (1 e 3) que se deseja eletrizar. Alternativamente, a interface dos eletrodos (1 e 3) também pode ser molhada com água ou com um líquido que contenha água.[0041] The simplest way to ensure surface contact of the material with water vapor is to expose the object interface to air. However, air can be replaced by any known gas or gas mixture that contains as high a relative humidity as is practically possible. In one embodiment of this invention, electrode surfaces (1 and 3) which are electrically exposed are exposed to atmospheric air, which contains relative humidity at any known value. Air is transferred by gravity, pumping, suction or any other mass transfer means that allows it to come into contact with the electrode interface (1 and 3) to be electrified. Alternatively, the interface of the electrodes 1 and 3 may also be wetted with water or a liquid containing water.

[0042] O tempo de exposição à atmosfera do material dos eletrodos ou do material úmido adjacente necessário para eletrização é curto, superior a um milionésimo de segundo, e seu valor é função da cinética de troca das moléculas e íons da água entre a superfície do fluido ou sólido utilizado e da concentração de água na atmosfera ou no meio líquido que está em contato com os eletrodos.The exposure time to the atmosphere of the electrode material or the adjacent wet material required for electrization is short, greater than one millionth of a second, and its value is a function of the exchange kinetics of water molecules and ions between the surface of the electrode. fluid or solid used and the concentration of water in the atmosphere or liquid that is in contact with the electrodes.

[0043] Observando-se o comportamento de diferentes materiais neste processo de eletrização, verifica-se que a partição de ions depende do caráter ácido ou básico da superfície do material, independentemente do seu potencial de óxido-redução. Essa característica permite que não apenas metais, mas também substâncias isolantes como papel, celulose, alumina, óxido de cálcio e outras possam atuar como eletrodos. O resultado do emprego desses materiais será descrito seguir para as várias modalidades da presente invenção.Observing the behavior of different materials in this electrification process, it appears that the ion partition depends on the acidic or basic character of the material surface, regardless of its oxide-reduction potential. This feature allows not only metals but also insulating substances such as paper, cellulose, alumina, calcium oxide and others to act as electrodes. The result of employing such materials will be described below for the various embodiments of the present invention.

[0044] O acoplamento entre a corrente eletrônica em condutores elétricos e a corrente iônica em líquidos, soluções líquidas ou superfícies que contenham íons, é obtido pela provocação ou permissão da ocorrência de reações redox na interface entre o eletrodo e o líquido ou superfície que está em contato com ele. Este acoplamento é necessário para o funcionamento dos eletrodos (1 e 3) da presente invenção, sendo comum em qualquer pilha ou bateria eletroquímica conhecida na arte.The coupling between the electronic current in electrical conductors and the ionic current in liquids, liquid solutions or surfaces containing ions is achieved by causing or allowing redox reactions to occur at the interface between the electrode and the liquid or surface that is present. in touch with him. This coupling is necessary for the operation of the electrodes 1 and 3 of the present invention and is common in any electrochemical battery known in the art.

[0045] A Figura 2 apresenta outra forma de implantação da invenção que compreende a montagem de uma célula (29) em multicamada a partir de um eletrodo negativo (21), um meio redutor (2), um eletrodo positivo (23), uma substância oxidante (4) e um material semipermeável a íons e não condutor de eletricidade (25) selecionado de um grupo de materiais que inclui papel, celofane e suas misturas ou compósitos. Os materiais aplicáveis na montagem da célula multicamada (29) são os mesmos descritos na montagem da célula (9) da figura 1.Figure 2 shows another embodiment of the invention comprising mounting a multilayer cell (29) from a negative electrode (21), a reducing means (2), a positive electrode (23), a oxidizing substance (4) and an ion-conducting, non-electrically conductive material (25) selected from a group of materials including paper, cellophane and their mixtures or composites. The materials applicable to the multilayer cell assembly 29 are the same as those described in the cell assembly 9 of FIG.

[0046] Outra forma de implantação da invenção em multicamada, de extrema simplicidade de montagem e fácil aplicação prática, compreende a preparação de um conjunto que será o eletrodo de trabalho, caracterizada pela interposição de uma folha de alumínio entre folhas de papel de celulose. A folha de alumínio é responsável pelo contato elétrico. Diversos conjuntos são empilhados e umedecidos, formando uma pilha â base de papel, que apresenta uma diferença significativa de potencial elétrico. O eletrodo de referência ê constituído por uma tela de aço inox em contato com uma dispersão de dióxido de manganês.Another embodiment of the multilayer invention, of extreme simplicity of assembly and easy practical application, comprises the preparation of a working electrode assembly, characterized by the interposition of an aluminum foil between sheets of cellulose paper. Aluminum foil is responsible for electrical contact. Several sets are stacked and moistened to form a paper-based stack that has a significant difference in electrical potential. The reference electrode consists of a stainless steel screen in contact with a dispersion of manganese dioxide.

[0047] Em ambas as modalidades da célula representadas nas figuras 1 e 2, o eletrodo (1,21) é conectado a um circuito externo (6) onde estão instalados um ou mais capacitores que efetuarão ciclos de carga e descarga em paralelo com a célula (9,29), o circuito externo sendo controlado por um computador (8) dispondo de software comercial de controle, sendo o software conhecido para gerenciar parâmetros de automatização de ciclos de carga e descarga. Os sinais emitidos pelo circuito externo (6) são adquiridos por um milivoltímetro (7) de alta impedância e lidos como diferença de potencial elétrico. Os sinais podem ser tratados numericamente por software do milivoltímetro (7) ou pelo software no computador (8) para reportar outras variáveis de interesse ou para gerar gráficos.In both cell embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the electrode (1,21) is connected to an external circuit (6) where one or more capacitors are installed that will charge and discharge cycles in parallel with the cell (9,29), the external circuit being controlled by a computer (8) having commercial control software, the software being known for managing parameters of automation of loading and unloading cycles. The signals emitted by the external circuit (6) are acquired by a high impedance millivoltmeter (7) and read as electric potential difference. Signals can be numerically processed by millivoltmeter software (7) or computer software (8) to report other variables of interest or to generate graphs.

[0048] Quando se deseja armazenar a eletricidade produzida pela célula (9,29) , esta pode ser conectada a um capacitor, supercapacitor, resistor, bateria ou pilha recarregável ou ainda a uma célula de combustível geradora de hidrogênio ou a qualquer outro dispositivo conhecido da arte. Esses dispositivos de armazenamento não estão ilustrados na figura. Também pode ser feito o uso direto da energia produzida por essa célula, conectando a sistemas de alimentação de redes para distribuição de eletricidade, sistemas de acionamento de iluminação, sistemas de alimentação de circuitos de controle, sistemas de medição ou comunicação, sendo esses alguns exemplos de aplicação. A célula (9,29) descrita é capaz de gerar energia em um regime intermitente ou contínuo.When the electricity produced by the cell (9,29) is to be stored, it can be connected to a capacitor, supercapacitor, resistor, battery or rechargeable battery or to a hydrogen fuel cell or any other known device. of art. These storage devices are not illustrated in the figure. The direct use of the energy produced by this cell can also be made by connecting to mains supply systems for electricity distribution, lighting drive systems, control circuit power systems, metering or communication systems, these being some examples. of application. The described cell (9,29) is capable of generating power in an intermittent or continuous regime.

[0049] Nos exemplos 1 a 15 descritos a seguir, os ciclos de carga e descarga são promovidos em intervalos periódicos de tempo, pela ação de relês instalados no circuito externo (6) . O circuito é constituído por dois relês que são conectados na célula (9) e por um terceiro relê conectado ao capacitor, que será carregado pela célula, dispositivo ou conjunto. O relê associado ao capacitor é acionado pela aplicação de um potencial externo nos terminais adjacentes ao relê, o que ocasiona o fechamento do circuito e o curto-circuito do capacitor. Por outro lado, quando o potencial externo no contato adjacente dos terminais do relê é anulado, os terminais conectados ao capacitor se abrem e consequentemente o capacitor registra esta diferença de potencial elétrico.In the examples 1 to 15 described below, the loading and unloading cycles are promoted at periodic time intervals by the action of relays installed in the external circuit (6). The circuit consists of two relays that are connected to cell (9) and a third relay connected to the capacitor, which will be charged by the cell, device or assembly. The relay associated with the capacitor is triggered by applying an external potential to the terminals adjacent to the relay, which causes the circuit to close and the capacitor to short circuit. On the other hand, when the external potential in the adjacent contact of the relay terminals is canceled, the terminals connected to the capacitor open and consequently the capacitor records this electric potential difference.

[0050] Os relês são acionados pelo programa de controle, que regula a automatização da abertura e fechamento dos terminais adjacentes dos relês, respectivamente anulando ou aplicando o potencial externo. O registro dos ciclos de carga e descarga no software de controle é feito da seguinte forma: os terminais dos relês conectados à célula, dispositivo ou conjunto se abrem, iniciando a carga destes elementos e simultaneamente os terminais do capacitor se fecham, descarregando o capacitor. Em sequência, o capacitor se recarrega através da energia elétrica gerada na célula (9). O programa registra progressivamente a leitura da variação da diferença de potencial elétrico do capacitor durante seu carregamento e descarregamento. O programa permite realizar sucessivos ciclos e variar a programação do tempo e do número de ciclos de carga-descarga do capacitor.[0050] Relays are triggered by the control program, which regulates the automation of opening and closing of adjacent relay terminals, respectively nullifying or applying external potential. The recording of the charge and discharge cycles in the control software is as follows: the relay terminals connected to the cell, device or assembly open, initiating the charging of these elements and simultaneously the capacitor terminals close, discharging the capacitor. In sequence, the capacitor recharges through the electrical energy generated in the cell (9). The program progressively records the reading of the variation of the electric potential difference of the capacitor during its charging and discharging. The program allows to perform successive cycles and vary the time and number of capacitor charge-discharge cycles.

[0051] No exemplo 16 descrito a seguir, a energia é gerada pela célula (9,29) em corrente contínua, e é avaliada por um circuito compreendendo um resistor no lugar do capacitor dos exemplos anteriores.In example 16 described below, power is generated by cell (9.29) in direct current, and is evaluated by a circuit comprising a resistor in place of the capacitor of the previous examples.

[0052] Os exemplos mostrados a seguir não são exaustivos e ilustram algumas das muitas formas do objeto da invenção, portanto devem ser interpretadas de forma ilustrativa, e não restritiva. Os exemplos indicam ainda o processo pelo qual as cargas e potenciais elétricos são formados, isto é, como a eletricidade é gerada quando metais e isolantes são colocados em contato com água, soluções aquosas ou materiais umedecidos por água, permitindo a adsorção de íons H+ ou OH“ de forma seletiva, segundo a acidez ou basicidade da camada superficial do sólido. EXEMPLO 1 [0053] Na modalidade padrão da invenção, um eletrodo (3) constituído de uma esponja de aço inox (massa total: 3,24 g e diâmetro do fio de 0,044 mm) foi inserido dentro de uma membrana (5) constituída de um saco de diálise de dimensões 12 cm de altura e 1,5 cm de largura, contendo uma substância oxidante (4) constituída de uma dispersão de dióxido de manganês 43% em massa em água. O conjunto foi colocado dentro de um eletrodo (1) constituído de uma lata cujo material constituinte principal é aço galvanizado, de modo que o conjunto ficasse posicionado verticalmente dentro da lata e isolado eletricamente da mesma. Dentro da lata, foi colocada um meio redutor (2) constituído de uma dispersão de 10 g de bagaço de cana de açúcar em 90 0 mL de água. A diferença de potencial elétrico medida entre a lata e o eletrodo de esponja de aço inox foi de -950 mV. Os eletrodos foram conectados a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga respectivamente de lOs e lOs. Foram adquiridos dados por aproximadamente 2 Oh, compreendendo 3 600 ciclos. A diferença de potencial elétrico manteve-se estável durante todo esse tempo. Resultados deste experimento são os seguintes: Tabela 1 - Diferença média de potencial elétrico, potência média e corrente média por ciclo em 10 s de carga do capacitor. EXEMPLO 2 [0054] Neste exemplo, dois eletrodos (3) de esponja de aço inox, respectivamente com massas de 3,05 g e 3,00 g, de dimensões e forma similares ao eletrodo do exemplo 1, foram inseridos dentro da membrana (5) constituída do saco de diãlise de dimensões 12 cm de altura e 1,5 cm de largura contendo a substância oxidante (4) constituída de uma dispersão de dióxido de manganês 43% em massa em água. O conjunto foi inserido na mesma lata e contendo dispersão, descritos no exemplo 1, lata e dispersão estas que constituem o eletrodo (1) e meio redutor (2), respectivamente. A diferença de potencial elétrico medida entre a lata, cujo material constituinte principal é aço galvanizado, e os eletrodos de esponja de aço inox foi de -1092 mV. Essa célula foi conectada a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga respectivamente de 15s e 15s. Foram adquiridos dados por aproximadamente 70h, compreendendo 8400 ciclos. A diferença de potencial elétrico manteve-se estável durante todo esse tempo. Resultados deste experimento são os seguintes : Tabela 2. Diferença média de potencial elétrico, potência média e corrente média por ciclo em 15 s de carga do capacitor. EXEMPLO 3 [0055] Dois eletrodos (3) foram preparados separadamente na forma de bastões de grafite de massas 25,7 g e 25,0 g. Cada bastão foi colocado em uma correspondente membrana (5) constituída de um saco de diãlise de dimensão 12 cm por 1,5 cm, contendo substância oxidante (4) constituída de uma dispersão de dióxido de manganês 43% em massa em água. O conjunto foi colocado dentro de uma lata, constituindo o eletrodo (1), cujo material constituinte principal é aço galvanizado, de modo que o conjunto ficasse posicionado verticalmente dentro da lata e isolado eletricamente da mesma- Na lata, foi colocada um meio redutor (2) constituído de uma dispersão de 10 g de bagaço de cana de açúcar em 900 mL de água. A diferença de potencial elétrico medida entre a lata e os bastões de grafite foi de -1127 mV. Essa célula foi conectada a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga respectivamente de 15s e 15s. Foram adquiridos dados por 34h, totalizando 4080 ciclos. A diferença de potencial elétrico manteve-se estável durante todo esse tempo. Resultados deste experimento são os seguintes: Tabela 3. Diferença média de potencial elétrico, potência média por ciclo e corrente média em 15 s de carga do capacitor. EXEMPLO 4 [0056] No exemplo 4, um eletrodo (3) constituído por uma tela de aço inox de 12 cm por 1,5 cm com fios de dimensão 0,05 mm em malha 200 foi colocado dentro de uma membrana (5) constituída de um saco de diãlise de 12 cm por 1,5 cm contendo substância oxidante (4) constituída de uma dispersão de dióxido de manganês 25% m/m em água. Esse eletrodo (3) foi colocado dentro de uma lata, constituindo o eletrodo (1) , cujo material constituinte principal é aço galvanizado, de modo que o conjunto ficasse posicionado verticalmente dentro da lata e isolado eletricamente da mesma. Na lata foi colocada um meio redutor (2) constituído de uma dispersão de 2 0 g de folhas secas de árvores em 900 mL de água. A diferença de potencial elétrico medida entre a lata e o eletrodo (3) constituído pelo pedaço de tela de aço inox foi de -1175 tnV. Em seguida, essa célula (9) compreendendo os eletrodos (1,3) em contato com o meio (2) e a substancia (4), separados pela membrana (5), foi conectada a um supercapacitor de 1F. Os valores acumulados da diferença de potencial elétrico em função do tempo estão descritos abaixo: Tabela 4. Diferença de potencial elétrico (DDP) e potência média em função do tempo de acúmulo de carga no supercapacitor de 1F. EXEMPLO 5 [0057] Na presente modalidade, um eletrodo (3) preparado com um pedaço enrolado de tela com 15 cm de altura e massa total de 7,07 g, composto por fios de aço inox semelhantes aos do exemplo 4, foi colocado dentro de uma membrana (5) constituída de um saco de diálise idêntico ao do exemplo 4, que continha uma dispersão de dióxido de manganês 43 % m/m em água. Essa célula foi colocada dentro de uma lata, constituindo o eletrodo (1), cujo material constituinte principal é alumínio, de modo que o conjunto do eletrodo (3) ficasse posicionado verticalmente dentro da lata e isolado eletricamente da mesma. Na lata, foi colocada um meio redutor (2) constituído de uma dispersão de 10 g de carvão ativado em 210 mL de água. A diferença de potencial elétrico medida entre a lata e o eletrodo (3) constituído da tela de aço inox foi de -1730 mV. Em seguida, a célula (9) foi conectada a um 'capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga respectivamente de lOs e 2Os. Após 21h de aquisição de dados, a diferença média de potencial elétrico acumulada no capacitor foi de -475,2 mV em lOs, gerando respectivamente uma potência média por ciclo e uma corrente média de 106 μνί e 0,22 mA. EXEMPLO 6 [0058] Nesta modalidade, um eletrodo (3) preparado com um pedaço enrolado de tela com 15 cm de altura e massa total de 6,98 g, composto por fios de aço inox semelhantes aos do exemplo 4, foi colocado dentro de uma membrana (5) constituída de um saco de diálise de 12 cm de altura por 1,5 cm de largura, contendo substância oxidante (4) constituída de uma dispersão de dióxido de manganês 43 % m/m em água.The examples shown below are not exhaustive and illustrate some of the many forms of the object of the invention and should therefore be construed as illustrative rather than restrictive. The examples further indicate the process by which charges and electrical potentials are formed, that is, how electricity is generated when metals and insulators are brought into contact with water, aqueous solutions or water-dampened materials, allowing the adsorption of H + or ions. OH “selectively, according to the acidity or basicity of the surface layer of the solid. EXAMPLE 1 In the standard embodiment of the invention, an electrode (3) consisting of a stainless steel sponge (total mass: 3.24 g and 0.044 mm wire diameter) was inserted into a membrane (5) consisting of a dialysis bag, 12 cm high and 1,5 cm wide, containing an oxidizing substance (4) consisting of a dispersion of manganese dioxide 43% by mass in water. The assembly was placed within an electrode (1) consisting of a can whose main constituent material is galvanized steel, so that the assembly was positioned vertically within the can and electrically isolated from it. Within the can, a reducing medium (2) consisting of a dispersion of 10 g of sugarcane bagasse in 90 ml of water was placed. The electrical potential difference measured between the can and the stainless steel sponge electrode was -950 mV. The electrodes were connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles of 10s and 10s respectively. Data were acquired for approximately 2 Oh, comprising 3,600 cycles. The electric potential difference remained stable throughout this time. Results of this experiment are as follows: Table 1 - Average difference of electric potential, average power and average current per cycle in 10 s of capacitor load. EXAMPLE 2 In this example, two stainless steel sponge electrodes (3), respectively having masses of 3.05 g and 3.00 g, similar in size and shape to the electrode of example 1, were inserted into the membrane (5). ) consisting of a dialysis bag of 12 cm height and 1,5 cm width containing the oxidizing substance (4) consisting of a dispersion of manganese dioxide 43% by weight in water. The assembly was inserted into the same can and containing dispersion, described in example 1, can and dispersion which constitute the electrode (1) and reducing means (2), respectively. The difference in electrical potential measured between the can, whose main constituent material is galvanized steel, and the stainless steel sponge electrodes was -1092 mV. This cell was connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles of 15s and 15s respectively. Data was acquired for approximately 70h, comprising 8400 cycles. The electric potential difference remained stable throughout this time. Results of this experiment are as follows: Table 2. Average difference of electric potential, average power and average current per cycle in 15 s of capacitor load. EXAMPLE 3 Two electrodes (3) were prepared separately as 25.7 g and 25.0 g mass graphite rods. Each rod was placed in a corresponding membrane (5) consisting of a dialysis bag of size 12 cm by 1.5 cm containing oxidizing substance (4) consisting of a 43% by weight manganese dioxide dispersion in water. The assembly was placed in a can, constituting the electrode (1), whose main constituent material is galvanized steel, so that the assembly was positioned vertically within the can and electrically isolated from it. In the can, a reducing medium was placed ( 2) consisting of a dispersion of 10 g of sugarcane bagasse in 900 ml of water. The difference in electrical potential measured between the can and the graphite rods was -1127 mV. This cell was connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles of 15s and 15s respectively. Data were acquired for 34h, totaling 4080 cycles. The electric potential difference remained stable throughout this time. Results of this experiment are as follows: Table 3. Average difference in electric potential, average power per cycle and average current in 15 s of capacitor load. EXAMPLE 4 In Example 4, an electrode (3) consisting of a 12 cm by 1.5 cm stainless steel wire with 0.05 mm mesh size 200 wires was placed inside a membrane (5) made up of of a 12 cm x 1.5 cm dialysis bag containing oxidizing substance (4) consisting of a 25% w / w dispersion of manganese dioxide in water. This electrode (3) was placed inside a can, constituting electrode (1), whose main constituent material is galvanized steel, so that the assembly was positioned vertically inside the can and electrically isolated from it. A reducing medium (2) consisting of a dispersion of 20 g of dried tree leaves in 900 ml of water was placed in the can. The difference in electrical potential measured between the can and the electrode (3) constituted by the stainless steel screen piece was -1175 tnV. This cell (9) comprising the electrodes (1,3) in contact with the medium (2) and the substance (4), separated by the membrane (5), was then connected to a 1F supercapacitor. The accumulated values of the electric potential difference as a function of time are described below: Table 4. Electric potential difference (DDP) and average power as a function of the 1F supercapacitor charge accumulation time. EXAMPLE 5 In the present embodiment, an electrode (3) prepared with a 15 cm high piece of coiled mesh with a total mass of 7.07 g, composed of stainless steel wires similar to those of example 4, was placed inside. of a membrane (5) consisting of a dialysis bag identical to that of example 4, which contained a 43% w / w dispersion of manganese dioxide in water. This cell was placed inside a can, constituting the electrode (1), whose main constituent material is aluminum, so that the electrode assembly (3) was positioned vertically inside the can and electrically isolated from it. A reducing medium (2) consisting of a dispersion of 10 g of activated charcoal in 210 ml of water was placed in the can. The electric potential difference measured between the can and the electrode (3) made of the stainless steel screen was -1730 mV. Next, cell 9 was connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles of 10s and 20s respectively. After 21h of data acquisition, the average accumulated electric potential difference in the capacitor was -475.2 mV at 10s, generating respectively an average power per cycle and an average current of 106 μνί and 0.22 mA. EXAMPLE 6 In this embodiment, an electrode (3) prepared with a 15 cm high rolled piece of mesh and a total mass of 6.98 g, composed of stainless steel wires similar to those of Example 4, was placed inside a membrane (5) consisting of a 12 cm high by 1.5 cm wide dialysis bag containing oxidizing substance (4) consisting of a 43% w / w dispersion of manganese dioxide in water.

Esse conjunto da membrana (5) contendo a substância oxidante (4) e o eletrodo (3) foi colocado dentro de uma lata, constituindo o eletrodo (1) , cujo material constituinte principal é alumínio, de modo que o conjunto do eletrodo (3) ficasse posicionado verticalmente dentro da lata e isolado eletricamente da mesma. Na lata foi acrescentada um meio redutor (2) constituído de uma solução de 10 g de amido de milho em 210 mL de água (2) . A diferença de potencial elétrico medida entre a lata e o eletrodo constituído pela tela de aço inox foi de -1254 mV. Em seguida, a célula (9) , compreendendo o conjunto dos eletrodos (1,3), foi conectada a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga respectivamente de lOs e 20s. Após 15h, a diferença média de potencial elétrico acumulada no capacitor em lOs foi -382,2 mV, gerando, respectivamente, potência por ciclo e corrente média de 69 μνί e 0,18 mA. EXEMPLO 7 [0059] Nesta modalidade, uma célula (9) idêntica ao exemplo 6, porém onde o meio redutor (2) é constituído de uma solução de 10 g de sacarose em 210 mL de água, gerou uma diferença de potencial elétrico medida entre a lata e o eletrodo (3) de -1323 mV. A célula (9) foi conectada a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga respectivamente de lOs e 20s. Após 5h de aquisição de dados, totalizando 600 ciclos, a diferença média de potencial elétrico acumulada no capacitor em lOs foi de aproximadamente -587 mV, gerando uma potência média por ciclo de 162 μΉ e uma corrente média de 0,27 mA. EXEMPLO 8 [0060] Nesta modalidade, foi montada uma célula (9) análoga à dos exemplos 6 e 7, porém o meio redutor (2) sendo constituído de uma dispersão de 10 g de bagaço de cana de açúcar em 210 mL de água (2) . A diferença de potencial elétrico medida entre a lata e o eletrodo preparado com a tela de aço inox (3) foi de -1200 mV. Em seguida, a célula (9) foi conectada a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga respectivamente de lOs e 20s. Após mais de 7200 ciclos, a diferença de potencial elétrico permaneceu muito estável ao longo do tempo, aproximadamente -800 mV em lOs, gerando uma potência média de 300 pW e corrente de 0,38 mA, por ciclo.This membrane assembly (5) containing the oxidizing substance (4) and the electrode (3) was placed into a can, constituting the electrode (1), whose main constituent material is aluminum, so that the electrode assembly (3 ) was positioned vertically within the can and electrically isolated from it. To the can was added a reducing medium (2) consisting of a solution of 10 g of cornstarch in 210 ml of water (2). The difference in electrical potential measured between the can and the electrode constituted by the stainless steel screen was -1254 mV. Then, the cell (9), comprising the electrode assembly (1,3), was connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles of 10s and 20s respectively. After 15h, the average electric potential accumulated difference in capacitor in 10s was -382.2 mV, generating, respectively, power per cycle and average current of 69 μνί and 0.18 mA. EXAMPLE 7 In this embodiment, a cell (9) identical to Example 6, but where the reducing medium (2) consists of a solution of 10 g sucrose in 210 mL of water, generated a measured electrical potential difference between the can and the electrode (3) of -1323 mV. Cell (9) was connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles of 10s and 20s respectively. After 5 hours of data acquisition, totaling 600 cycles, the average capacitor accumulated electric potential difference in 10s was approximately -587 mV, generating an average power per cycle of 162 μΉ and an average current of 0.27 mA. EXAMPLE 8 In this embodiment, a cell (9) similar to that of Examples 6 and 7 was assembled, but the reducing medium (2) consisting of a dispersion of 10 g of sugarcane bagasse in 210 mL of water ( 2) . The difference in electrical potential measured between the can and the electrode prepared with the stainless steel screen (3) was -1200 mV. Then, the cell 9 was connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles of 10s and 20s respectively. After more than 7200 cycles, the electric potential difference remained very stable over time, approximately -800 mV in 10s, generating an average power of 300 pW and 0.38 mA current per cycle.

EXEMPLOS 8A E 8BEXAMPLES 8A AND 8B

[0061] Dois experimentos de controle foram sucessivamente realizados usando a mesma célula (9) do exemplo 8.[0061] Two control experiments were successively performed using the same cell (9) as in example 8.

[0062] A célula do experimento 8A, primeiro controle, é constituída pelo eletrodo (3) de tela de aço inox imerso em substância oxidante (4) constituída de dispersão de dióxido de manganês e pela lata de alumínio, constituindo o eletrodo (1) , imersa apenas em agua (2) . Não foi adicionado bagaço ou qualquer outro produto ao meio redutor. A célula foi conectada a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga respectivamente de lOs e 20s. A diferença de potencial elétrico adquirida para esta célula foi -200,2 mV em lOs de carga do capacitor, gerando uma potência média de 19 μνί.[0062] The first control cell of experiment 8A is composed of the electrode (3) of stainless steel screen immersed in oxidizing substance (4) consisting of manganese dioxide dispersion and the aluminum can, constituting the electrode (1). , immersed only in water (2). No bagasse or any other product was added to the reducing medium. The cell was connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles of 10s and 20s respectively. The acquired electric potential difference for this cell was -200.2 mV at 10 s capacitor load, generating an average power of 19 μνί.

[0063] A célula do experimento 8B, segundo controle, é constituída pelo eletrodo de tela de aço inox (3), porém sem estar imerso na dispersão de dióxido de manganês (4) , e pela lata (1) , imersa em água (2) . Não foi adicionado bagaço ou qualquer outro produto ao meio redutor. A célula foi conectada a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga respectivamente de lOs e 20s. A diferença de potencial elétrico adquirida para esta célula foi -123,2 mV em lOs de carga do capacitor, gerando uma potência média de 7,1 μνί.The experiment 8B cell, according to the control, consists of the stainless steel screen electrode (3), but without being immersed in the manganese dioxide dispersion (4), and the can (1), immersed in water ( 2) . No bagasse or any other product was added to the reducing medium. The cell was connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles of 10s and 20s respectively. The acquired electric potential difference for this cell was -123.2 mV at 10 O capacitor load, generating an average power of 7.1 μνί.

ÍJYfMDT A Q JLivj y [0064] Nesta modalidade, seis células (9) contendo bagaço de cana, análogas às do exemplo 8, foram montadas em paralelo formando um circuito. A diferença de potencial (DDP) do circuito aberto foi de -1200 mV. Em seguida, essa célula foi conectada a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga de diferentes durações. Os respectivos valores de potencial elétrico e potência em função do tempo de acúmulo de carga estão apresentados na Tabela 5.In this embodiment, six sugarcane bagasse-containing cells (9), analogous to those of Example 8, were assembled in parallel to form a circuit. The open circuit potential difference (DDP) was -1200 mV. This cell was then connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles of different durations. The respective values of electric potential and power as a function of load accumulation time are presented in Table 5.

Tabela 5. Diferença de potencial elétrico (DDP) e potência média em função do tempo de acúmulo de carga no capacitor de 4,7 mF. EXEMPLO 10 [0065] Nesta modalidade, as condições do experimento são análogas às do exemplo 9, porém com as seis células (9) montadas em um circuito em série. A diferença de potencial (DDP) do circuito aberto foi de -6V. Em seguida, essas células foram conectadas a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga de diferentes durações. Os respectivos valores de potencial elétrico e potência em função do tempo estão apresentados na Tabela 6.Table 5. Difference in electrical potential (DDP) and average power as a function of the charge accumulation time in the 4.7 mF capacitor. EXAMPLE 10 In this embodiment, the conditions of the experiment are analogous to those of Example 9, but with the six cells (9) mounted in a series circuit. The open circuit potential difference (DDP) was -6V. These cells were then connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles of different durations. The respective values of electric potential and power as a function of time are presented in Table 6.

Tabela 6. Diferença de potencial elétrico (DDP) e potência média em função do tempo de acúmulo de carga no capacitor de 4,7 mF.Table 6. Difference in electrical potential (DDP) and average power as a function of the charge accumulation time in the 4.7 mF capacitor.

[0066] Neste mesmo experimento, mais quatro células (9) análogas foram acrescentadas ao circuito, formando um circuito com dez células em série. O circuito das dez células foi conectado a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga, e gerou uma potência média por ciclo de 1,1 mW em 120s de carga. EXEMPLO 11 [0067] Nesta modalidade, o conjunto do eletrodo foi montado em camadas, a partir da construção de um dispositivo que permitiu interpor um material biomãssico entre um pedaço retangular de papel celofane de dimensões 2,4 cm por 1,7 cm (25) e entre dois eletrodos retangulares de dimensões 2,3 cm por 1,6 cm (21 e 23). Um dos eletrodos (21) é constituído por papel alumínio e o outro eletrodo (23) é constituído por uma tela de fios de aço inox semelhante à do exemplo 4. Ambos os eletrodos (21,23) são dotados de linguetas de dimensões 0,5 cm por 2 cm em cada um dos seus cantos, de forma que o papel celofane isolasse completamente os dois eletrodos. As linguetas foram posicionadas no mesmo lado em cada eletrodo, sem se sobrepor. A montagem do conjunto em camadas iniciou-se com o eletrodo (23) de tela de aço inox imerso em substância oxidante (4) constituída de uma dispersão de 43% de Μηθ2 m/m e sobre ele foram colocados o papel celofane (25), 4,5 g de bagaço de cana de açúcar, constituindo o meio redutor (2) e por último o eletrodo (21) de papel alumínio. Essa célula (29) foi colocada entre duas lâminas de vidro e presas por um elástico comum de escritório. Em seguida, foi inserido em um frasco de vidro contendo 60 mL de água. A diferença de potencial elétrico medida entre os eletrodos de alumínio e de aço inox foi de -1700 mV. Em seguida, esse dispositivo foi conectado a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga respectivamente de 60s e lOs. Após mais de 2300 ciclos, a diferença de potencial elétrico medida foi aproximadamente -457,2 mV em 60s, gerando uma potência média por ciclo de 16,4 μνί. EXEMPLO 12 [0068] Nessa modalidade, foi construído um conjunto em camadas a partir de: um eletrodo (21) quadrado de papel alumínio na dimensão 10 X 10 cm2; (b) um eletrodo (23) semelhante ao eletrodo de tela de aço inox do exemplo 4, ambos os eletrodos (21,23) sendo dotados de uma lingueta em um dos seus cantos de dimensão 2 cm por 4 cm; e dois pedaços quadrados de papel celofane (25) e filme de polietileno, ambos de dimensão 12 X 12 cm2. A montagem do conjunto iniciou-se com o filme de polietileno e em seguida foram colocadas as próximas camadas, na seguinte ordem: o eletrodo de papel alumínio (21), 1,2 5 g de bagaço de cana de açúcar, constituindo o meio redutor (2) , o papel celofane, como isolante elétrico (25) , uma dispersão de Mn02 43% m/m, constituindo a substância oxidante (4) e o eletrodo de tela de aço inox (23). Essa célula (29) foi enrolada em espiral, gerando uma bobina que foi presa e fixada por um elástico comum de escritório. A bobina foi colocada dentro de um frasco de polietileno contendo 600 mL de solução de Na2C03 0,05 molal. A diferença de potencial elétrico medida entre os eletrodos de alumínio e de aço inox foi de -1750 mV. Em seguida, esse dispositivo foi conectado a um capacitor de 4,7 mF e foram feitos ciclos de carga e descarga respectivamente de lOs e 20s. Após 18h, totalizando aproximadamente 2200 ciclos, a diferença de potencial elétrico medida foi de aproximadamente -IV em lOs de carga do capacitor, gerando uma potência média por ciclo de 470 μνί e uma corrente de 0,47 mA. EXEMPLO 13 [0069] O presente exemplo foi realizado com um conjunto idêntico ao do exemplo 12, porém com substituição da dispersão de Mn02 por uma dispersão de 75% m/m de oxido de ferro (III) em água. A bobina da célula (29) foi inserida dentro de um frasco de polietileno contendo 600 mL de solução de Na2C03 0,05 molal. A diferença de potencial elétrico medida entre os eletrodos de alumínio e de aço inox foi de -1755 mV. Em seguida, esse dispositivo foi conectado a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga respectivamente de lOs e 20s. Após 18h, totalizando aproximadamente 2200 ciclos, a diferença de potencial elétrico medida foi de aproximadamente -650 mV em lOs de carga do capacitor, gerando uma potência média por ciclo de aproximadamente 199 μΐ/ί e uma corrente de 0,30 mA. EXEMPLO 14 [0070] O presente exemplo foi realizado com um conjunto idêntico ao do exemplo 13, inserido dentro de um frasco de vidro contendo 600 mL de solução de H2S04 0,05 molal. A diferença de potencial elétrico medida entre os eletrodos de alumínio (21) e de aço inox (23) foi de -970 mV. Em seguida, essa célula foi conectada a um capacitor de 4,7 mP para ciclos de carga e descarga respectivamente de lOs e 20s. Após aproximadamente 5040 ciclos, equivalendo às 42h, a diferença de potencial elétrico obtida foi de aproximadamente -695 mV em lOs de carga do capacitor, gerando uma potência média por ciclo de aproximadamente 227 liw e uma corrente de 0,33 mA. EXEMPLO 15 [0071] Nesta modalidade, um conjunto foi montado a partir de sete folhas de papel de filtro de dimensão 11 cm por 25 cm. Entre as folhas de papel (25), foi inserida um eletrodo negativo (21) constituído de uma folha de papel alumínio de dimensão 5 cm por 2 3 cm, dotada de uma lingueta de tamanho 3 cm por 5 cm. Todas as folhas foram empilhadas e o conjunto final foi depositado sobre uma folha de papel celofane (25) de dimensão 11 cm por 25 cm e o eletrodo positivo de aço inox (23) de tamanho 5 cm por 23 cm, dotadas de uma lingueta de dimensão 3 cm por 5 cm. Sobre o aço foi espalhada uma dispersão de dióxido de manganês de 43% em m/m, constituindo a substância oxidante (4) . Esse dispositivo da célula (29) foi colocado dentro de um saco de polietileno e o conjunto foi colocado em uma bandeja de polietileno contendo 200 mL de água. A diferença de potencial elétrico medida entre as folhas de alumínio (21) e de aço inox (23) foi de - 1750 mv. Em seguida, esse conjunto foi conectado a um capacitor de 4,7 mF para ciclos de carga e descarga de lOs e 20s respectivamente. Após 20h, equivalendo a aproximadamente a 2400 ciclos de aquisição de dados, a diferença de potencial elétrico medida foi de -700 mV em lOs, ou seja, uma potência média por ciclo de 230 pW e uma corrente de 0,33 mA. EXEMPLO 16 [0072] Nessa modalidade, foi construído um conjunto em multicamadas a partir de: um eletrodo negativo (21) de papel alumínio nas dimensões de 6 cm por 6 cm; um eletrodo positivo (23) semelhante ao eletrodo de tela de aço inox do exemplo 4, com dimensões de 6 com por 6 cm, ambos os eletrodos (21) e (23) dotados de uma lingueta em um dos seus cantos de dimensão 1 cm por 2 cm; e um pedaço de papel de filtro de dimensões 7 cm por 7 cm, usado como isolante elétrico (25). A montagem da célula (29) foi feita em camada na seguinte ordem: iniciou-se com o eletrodo (23) da tela de aço inox, sobre o aço inox foi colocado uma dispersão com as seguintes quantidades: 43% m/m de Fe203, com 30% m/m de grafite, 10% de Na2C03 m/m e 5% de NaCl m/m (4) . Como separador (25) foi colocado o papel de filtro e em seguida o eletrodo (21) de papel alumínio revestido em suas faces com uma dispersão de 25% m/m de amido, 10% de Na2C03 m/m e 5% de NaCl m/m (2). Essa célula (29) foi colocada dentro de um saco de polietileno com as dimensões de 8 cm por 8 cm. A diferença de potencial elétrico medida entre os eletrodos de alumínio (21) e de aço inox (23) foi de -1300 mV. Em seguida, essa célula foi conectada a um resistor com resistência de 100,3 ohm e foi registrado a diferença de potencial elétrico em função do tempo para a célula. Esta modalidade de montagem da célula gera corrente contínua, diferindo dos exemplos anteriores, que estão em regime intermitente. Após 58 h de duração contínua da célula, a energia específica e potência específica produzida foi de 550 W.h/kg e 9,4 W/kg.In this same experiment, four more analogous cells (9) were added to the circuit, forming a circuit with ten cells in series. The ten-cell circuit was connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles, and generated an average power per cycle of 1.1 mW at 120s of charge. EXAMPLE 11 [0067] In this embodiment, the electrode assembly was assembled in layers from the construction of a device for interposing biomedical material between a rectangular piece of cellophane paper of dimensions 2.4 cm by 1.7 cm (25 cm). ) and between two rectangular electrodes of dimensions 2.3 cm by 1.6 cm (21 and 23). One of the electrodes (21) is made of aluminum foil and the other electrode (23) is of a stainless steel wire mesh similar to that of example 4. Both electrodes (21,23) are provided with tongues of dimensions 0, 5 cm by 2 cm at each of its corners, so that the cellophane completely isolates the two electrodes. The tongues were positioned on the same side on each electrode without overlapping. The assembly of the layered assembly began with the oxidizing substance-immersed stainless steel screen electrode (23) consisting of a dispersion of 43% Μηθ2 m / m and cellophane paper (25) placed on it. 4.5 g of sugarcane bagasse, the reducing medium (2) and finally the aluminum foil electrode (21). This cell (29) was placed between two glass slides and secured by a common office elastic. It was then inserted into a glass vial containing 60 mL of water. The difference in electrical potential measured between aluminum and stainless steel electrodes was -1700 mV. This device was then connected to a 4.7 mF capacitor for 60s and 10s charge and discharge cycles respectively. After more than 2300 cycles, the measured electrical potential difference was approximately -457.2 mV in 60s, generating an average power per cycle of 16.4 μνί. EXAMPLE 12 In this embodiment, a layered assembly was constructed from: a square aluminum foil electrode (21) in dimension 10 X 10 cm2; (b) an electrode (23) similar to the stainless steel screen electrode of example 4, both electrodes (21,23) being provided with a tongue at one of their 2 cm by 4 cm corners; and two square pieces of cellophane paper (25) and polyethylene film, both 12 x 12 cm2 in size. Assembly of the assembly began with the polyethylene film and then the next layers were placed in the following order: the aluminum foil electrode (21), 1.25 g of sugarcane bagasse, constituting the reducing medium. (2), cellophane paper, as an electrical insulator (25), a dispersion of Mn02 43% w / w, constituting the oxidizing substance (4) and the stainless steel screen electrode (23). This cell (29) was spiral wound, generating a coil that was fastened and fixed by a common office elastic. The coil was placed into a polyethylene vial containing 600 mL of 0.05 molal Na 2 CO 3 solution. The electric potential difference measured between the aluminum and stainless steel electrodes was -1750 mV. This device was then connected to a 4.7 mF capacitor and charged and discharged cycles of 10s and 20s respectively. After 18h, totaling approximately 2200 cycles, the measured electrical potential difference was approximately -IV in 10s of capacitor load, generating an average power per cycle of 470 μνί and a current of 0.47 mA. EXAMPLE 13 The present example was carried out with a set identical to that of example 12, but replacing the dispersion of Mn02 with a 75% w / w dispersion of iron (III) oxide in water. The cell coil (29) was inserted into a polyethylene vial containing 600 mL of 0.05 molal Na 2 CO 3 solution. The electrical potential difference measured between the aluminum and stainless steel electrodes was -1755 mV. This device was then connected to a 4.7 mF capacitor for charge and discharge cycles of 10s and 20s respectively. After 18h, totaling approximately 2200 cycles, the measured electrical potential difference was approximately -650 mV at 10 capacitor load, generating an average power per cycle of approximately 199 μΐ / ί and a current of 0.30 mA. EXAMPLE 14 The present example was carried out with a set identical to that of example 13, inserted into a glass vial containing 600 mL of 0.05 molal H 2 SO 4 solution. The electric potential difference measured between aluminum (21) and stainless steel (23) electrodes was -970 mV. This cell was then connected to a 4.7 mP capacitor for charge and discharge cycles of 10s and 20s respectively. After approximately 5040 cycles, equivalent to 42h, the electrical potential difference obtained was approximately -695 mV at 10 capacitor load, generating an average power per cycle of approximately 227 liw and a current of 0.33 mA. EXAMPLE 15 In this embodiment, an assembly was assembled from seven sheets of filter paper of dimension 11 cm by 25 cm. Between the sheets of paper (25), a negative electrode (21) consisting of a 5 cm by 23 cm sheet of aluminum foil with a 3 cm by 5 cm latch was inserted. All sheets were stacked and the final set was deposited on a 11 cm x 25 cm cellophane (25) sheet and the 5 cm by 23 cm positive stainless steel electrode (23) with a dimension 3 cm by 5 cm. A dispersion of 43% w / w manganese dioxide was spread over the steel, constituting the oxidizing substance (4). This cell device (29) was placed in a polyethylene bag and the assembly was placed in a polyethylene tray containing 200 mL of water. The electric potential difference measured between aluminum (21) and stainless steel (23) sheets was - 1750 mv. This set was then connected to a 4.7 mF capacitor for 10s and 20s charge and discharge cycles respectively. After 20h, equivalent to approximately 2400 data acquisition cycles, the measured electrical potential difference was -700 mV in 10s, ie an average power per cycle of 230 pW and a current of 0.33 mA. EXAMPLE 16 In this embodiment, a multilayer assembly was constructed from: a negative foil electrode (21) of dimensions 6 cm by 6 cm; a positive electrode (23) similar to the stainless steel screen electrode of example 4, with dimensions of 6 by 6 cm, both electrodes (21) and (23) having a tongue in one of their corners of dimension 1 cm per 2 cm; and a 7 cm x 7 cm piece of filter paper, used as an electrical insulator (25). The assembly of the cell (29) was made in layer in the following order: it started with the electrode (23) of the stainless steel screen, on the stainless steel a dispersion was placed with the following quantities: 43% w / w Fe203 with 30% w / w graphite, 10% Na 2 CO 3 m / m and 5% NaCl m / m (4). As a separator (25) was placed the filter paper and then the aluminum foil electrode (21) coated on its faces with a dispersion of 25% w / w starch, 10% Na 2 CO 3 m and 5% NaCl m / m (2). This cell (29) was placed inside a polyethylene bag about 8 cm by 8 cm. The electric potential difference measured between the aluminum (21) and stainless steel (23) electrodes was -1300 mV. This cell was then connected to a 100.3 ohm resistor and the electrical potential difference versus time for the cell was recorded. This mode of mounting the cell generates direct current, differing from the previous examples, which are intermittent. After 58 h of continuous cell life, the specific energy and specific power output was 550 W.h / kg and 9.4 W / kg.

[0073] Muito embora modalidades particulares da invenção presente tenham sido mostradas e descritas nos exemplos, várias combinações e mudanças podem ser feitas no arranjo e montagem das células para satisfazer necessidades específicas sem se afastar da invenção nos seus aspectos originais mais amplos.Although particular embodiments of the present invention have been shown and described in the examples, various combinations and changes may be made in the arrangement and assembly of cells to meet specific needs without departing from the invention in its broader original aspects.

[0074] Deve-se compreender que as modalidades descritas acima são meramente ilustrativas e que qualquer modificação ao longo delas pode ocorrer para um técnico no assunto. Por conseguinte, a invenção em comento não deve ser considerada limitada quanto às modalidades descritas neste pedido.It should be understood that the embodiments described above are illustrative only and that any modification thereto may occur to one skilled in the art. Accordingly, the present invention should not be construed as limited to the embodiments described in this application.

[0075] O técnico no assunto saberá prontamente avaliar, por meio dos ensinamentos contidos no texto e nos exemplos apresentados, vantagens da invenção e propor variações e alternativas equivalentes de realização e materiais aplicados, no entanto, sem fugir ao escopo da invenção.The person skilled in the art will readily be able to assess, by the teachings contained in the text and the examples presented, advantages of the invention and to propose variations and equivalent alternatives of embodiment and applied materials, however, without departing from the scope of the invention.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Processo para geração de corrente elétrica por higroeletricidade, compreendendo uma etapa de dissociação iônica da água que produz ions de sinais opostos que são adsorvidos pela superfície de eletrodos constituídos por metais ou por materiais condutores não metálicos, assim eletrízando pelo menos dois eletrodos (1,3,21,23), sendo o referido processo caracterizado por compreender ainda uma etapa de despolarização dos eletrodos (1,3,21,23), através da ocorrência de reações redox, na superfície do eletrodo negativo (1,21) eletrizado promovida por um meio redutor (2) em contato com o eletrodo negativo (1,21) e na superfície do eletrodo positivo (3,23) eletrizado promovida por uma substância oxidante (4) em contato com o eletrodo positivo (3,23) .1. A process for generating electric current by hyroelectricity comprising a step of ionic dissociation of water that produces ions of opposite signals that are adsorbed on the surface of electrodes consisting of metals or non-metallic conductive materials, thereby electrifying at least two electrodes (1 , 3,21,23), the process being characterized by further comprising a step of depolarization of the electrodes (1,3,21,23) through the occurrence of redox reactions on the surface of the negative electrode (1,21). promoted by a reducing means (2) in contact with the negative electrode (1,21) and on the surface of the electrified positive electrode (3,23) promoted by an oxidizing substance (4) in contact with the positive electrode (3,23) .

2. Célula geradora de eletricidade a partir do processo da reivindicação 1, compreendendo pelo menos um eletrodo negativo (1,21) e pelo menos um eletrodo positivo (3,23), sendo os referidos eletrodos (1,3,21,23) constituídos por materiais condutores e a célula caracterizada pelo fato de compreender ainda: um meio redutor (2) em contato com o eletrodo negativo (1,21) ; uma substância oxidante (4) em contato com o eletrodo positivo (3,23); e um material semipermeãvel a íons e isolante de elétrons (5,25), este material (5,25) interposto entre o eletrodo negativo(1,21) e o eletrodo positivo (3,23) .An electricity generating cell from the process of claim 1, comprising at least one negative electrode (1,21) and at least one positive electrode (3,23), said electrodes (1,3,21,23). consisting of conductive materials and the cell characterized by the fact that it further comprises: a reducing means (2) in contact with the negative electrode (1,21); an oxidizing substance (4) in contact with the positive electrode (3.23); and an ion-permeable, electron insulating material (5.25), this material (5.25) interposed between the negative electrode (1.21) and the positive electrode (3.23).

3. Célula, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o meio redutor (2), em contato com o eletrodo negativo (1,21), compreende pelo menos uma substância orgânica em solução ou em dispersão, em concentração conhecida, em um liquido solvente em forma pura, tal como a água.Cell according to claim 2, characterized in that the reducing medium (2) in contact with the negative electrode (1,21) comprises at least one organic substance in solution or dispersion at a known concentration. , in a solvent liquid in pure form, such as water.

4. Célula, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizada pelo fato do meio redutor (2) compreender pelo menos uma substância orgânica escolhida a partir do grupo compreendendo ãlcoois; aldeídos; cetonas; êsteres; fenóis; monossacarídeos, tais como a glicose, a frutose e a manose; oligômeros, tais como a sacarose e a celobiose; polissacarídeos, tais como o amido, a dextrana e a raanana; celulose em sua forma pura; celulose em polpa mecânica; celulose em polpa química; celulose regenerada; produtos industriais de base celulósica; papel; materiais lignocelulõsicos; lignosulfonatos; lignina; resíduos lignocelulósicos dos processos produtivos de papel e papelão; descartes e resíduos de papel e papelão; viscose; rejeitos de diferentes processos domésticos e industriais de base celulósica; biomassas vegetais constituídas por madeira de diferentes espécies arbóreas e arbustivas; rejeitos do processamento de cana de açúcar incluindo bagaço; rizomas; folhas; ponteiras e outros elementos característicos, frações, cascas, sementes, folhas, troncos, talos e ramos de diferentes vegetais tratados mecanicamente in natura ou após tratamento biológico ou químico; palha vegetal; serragem; composto vegetal; materiais húmicos; turfa de origem vegetal; turfa de origem animal; turfa de origem mineral; turfa de carvão e turfa de materiais carbonosos; materiais carbonosos em diferentes formatos como pó, pedaços, filmes, blocos, bastões, briquetes, fios, fibras, nanotubos, micro e nanofilamentos, não se limitando às formas estruturais e geométricas listadas; resíduos industriais sólidos e líquidos de diferentes naturezas; resíduos agrícolas sólidos e líquidos de diferentes naturezas; resíduos municipais sólidos e líquidos ricos em matéria orgânica; efluentes líquidos domésticos; efluentes líquidos industriais ricos em matéria orgânica; chorume; licores industriais e licores residuais ricos em matéria orgânica.Cell according to claim 2 or 3, characterized in that the reducing medium (2) comprises at least one organic substance selected from the group comprising alcohols; aldehydes; ketones; esters; phenols; monosaccharides, such as glucose, fructose and mannose; oligomers such as sucrose and cellobiose; polysaccharides such as starch, dextran and raanana; cellulose in its pure form; mechanical pulp pulp; chemical pulp pulp; regenerated cellulose; cellulose-based industrial products; paper; lignocellulosic materials; lignosulfonates; lignin; lignocellulosic wastes from paper and cardboard production processes; discarding and waste of paper and cardboard; viscose; tailings from different cellulosic-based domestic and industrial processes; vegetable biomasses consisting of wood of different tree and shrub species; tailings from sugar cane processing including bagasse; rhizomes; sheets; tips and other characteristic elements, fractions, bark, seeds, leaves, trunks, stems and branches of different vegetables treated mechanically in natura or after biological or chemical treatment; vegetable straw; sawdust; plant compound; humic materials; peat of plant origin; peat of animal origin; peat of mineral origin; coal peat and carbonaceous peat; carbonaceous materials in different shapes such as dust, pieces, films, blocks, sticks, briquettes, yarns, fibers, nanotubes, micro and nanofilaments, not limited to the listed structural and geometric shapes; solid and liquid industrial wastes of different natures; solid and liquid agricultural waste of different natures; solid and liquid municipal waste rich in organic matter; domestic liquid effluents; industrial liquid effluent rich in organic matter; manure; industrial liqueurs and residual liqueurs rich in organic matter.

5. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que a substância oxidante (4) em contato com o eletrodo positivo (3,23) compreende uma dispersão em meio líquido de pelo menos um composto selecionado dos grupos consistindo de: óxido de manganês IV, óxidos de ferro III, como hematita, goethita e amorfos, óxidos de ferro II/III, como maguemita e amorfos, e óxido de prata; persulfatos, ferratos, manganatos e permanganatos de metais alcalinos em dispersões e em soluções em meio líquido; e cloro em sua forma pura, seus óxidos, cloratos, cloritos, hipocloritos em solução em meio líquido e peróxido de hidrogênio^Cell according to any one of claims 2, 3 or 4, characterized in that the oxidizing substance (4) in contact with the positive electrode (3,23) comprises a liquid dispersion of at least one compound. selected from the groups consisting of: manganese oxide IV, iron oxides III such as hematite, goethite and amorphous, iron oxides II / III such as maguemite and amorphous, and silver oxide; alkali metal persulphates, ferrates, manganates and permanganates in dispersions and liquid solutions; and chlorine in pure form, their oxides, chlorates, chlorites, hypochlorites in liquid solution and hydrogen peroxide ^

6. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que a substância oxidante (4) em contato com o eletrodo positivo (3,23) compreende uma dispersão de um oxido metálico em meio líquido selecionada de um grupo que compreende óxidos, sais metálicos de chumbo e de cromo, como õxido de chumbo IV ou oxido de cromo VI, cromatos e plumbatos, sendo o processo de geração da célula realizado em sistemas fechados e muito bem controlados quanto a emissões e vazamentos.Cell according to any one of claims 2, 3 or 4, characterized in that the oxidizing substance (4) in contact with the positive electrode (3,23) comprises a dispersion of a metal oxide in a selected liquid medium. from a group comprising oxides, lead and chromium metal salts such as lead oxide IV or chromium VI oxide, chromates and plumbates, the cell generation process being carried out in closed systems and very well controlled for emissions and leaks. .

7. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que o eletrodo negativo (1,21) é constituído por pelo menos um material selecionado do grupo compreendendo um metal como alumínio, prata, ouro, cobre, platina, ferro e qualquer liga metálica destes metais, incluindo latão, aço carbono de diferentes composições, e ainda um material não metálico selecionado do grupo compreendendo carbono, grafite, outras formas estruturais do carbono e os compósitos e blendas destes materiais, reforçadas por partículas metálicas condutivas como prata, ouro e alumínio.Cell according to any one of claims 2, 3, 4, 5 or 6, characterized in that the negative electrode (1,21) consists of at least one material selected from the group comprising a metal such as aluminum, silver, gold, copper, platinum, iron and any alloy of these metals, including brass, carbon steel of different compositions, and a non-metallic material selected from the group comprising carbon, graphite, other structural carbon forms and their blends and composites. materials, reinforced by conductive metal particles such as silver, gold and aluminum.

8. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que o eletrodo positivo (3,23) é constituído por pelo menos um material selecionado do grupo compreendendo um metal como aço inoxidável, níquel-cromo e qualquer liga metálica destes metais, um material não metálico como carbono, grafite e outras formas estruturais do carbono, compósitos e blendas desses materiais; um material não metálico reforçado por materiais carbonáceos condutivos, tal como negro de fumo, grafite e carvão.Cell according to any one of claims 2, 3, 4, 5, 6 or 7, characterized in that the positive electrode (3,23) is made up of at least one material selected from the group comprising a metal as stainless steel, nickel chrome and any metal alloys of these metals, a non-metallic material such as carbon, graphite and other structural carbon forms, composites and blends of such materials; a non-metallic material reinforced by conductive carbonaceous materials such as carbon black, graphite and carbon.

9. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caracterizada pelo fato do eletrodo (1, 3, 21, 23) possuir estrutura única formada por um elemento com uma forma geométrica selecionada de um grupo que compreende fios, folhas, placas, bastões cilíndricos, quadrados, retangulares, prismáticos, elementos circulares, cilíndricos, esféricos e outras formas geométricas conhecidas e aplicadas para produção de eletrodos no estado da técnica.Cell according to any one of claims 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, characterized in that the electrode (1, 3, 21, 23) has a unique structure formed by a geometrically shaped element. selected from a group comprising wires, sheets, plates, cylindrical rods, squares, rectangular, prismatic, circular, cylindrical, spherical and other known geometric shapes applied for producing electrodes in the state of the art.

10. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caracterizada pelo fato de pelo menos um entre o eletrodo negativo (1, 21) e o eletrodo positivo (3, 23) possuir estrutura multicamada formada por uma combinação de pelo menos dois dos elementos de diferentes formas geométricas selecionadas do grupo que compreende fios, folhas, placas, bastões cilíndricos, quadrados, retangulares, prismáticos, elementos circulares, cilíndricos, esféricos e outras formas geométricas conhecidas e aplicadas para produção de eletrodos no estado da técnica.Cell according to any one of claims 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, characterized in that at least one between the negative electrode (1, 21) and the positive electrode (3, 23) have a multilayer structure formed by a combination of at least two of the elements of different geometric shapes selected from the group comprising wires, sheets, plates, cylindrical rods, squares, rectangular, prismatic, circular, cylindrical, spherical and other known and applied geometric shapes for producing electrodes in the state of the art.

11. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, caracterizada pelo fato de ser acoplada a um sistema automatizado de controle de ciclos de carga e descarga elétrica.Cell according to any one of claims 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10, characterized in that it is coupled to an automated charge and discharge cycle control system.

12. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, caracterizada pelo fato de ser acoplada a um circuito externo compreendendo pelo menos um elemento selecionado do grupo que compreende capacitores, supercapacitores, baterias, pilhas recarregáveis, sistemas de alimentação de redes para distribuição de eletricidade, sistemas de acionamento de iluminação, sistemas de alimentação de circuitos de controle, sistemas de medição ou comunicação.Cell according to any one of claims 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11, characterized in that it is coupled to an external circuit comprising at least one element selected from the group comprising comprises capacitors, supercapacitors, batteries, rechargeable batteries, mains supply systems for electricity distribution, lighting drive systems, control circuit power systems, metering or communication systems.

13. Célula, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato da energia ser gerada em regime intermitente.Cell according to claim 12, characterized in that the energy is generated in intermittent regime.

14. Célula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11 caracterizada por ser acoplada a um circuito externo compreendendo pelo menos um elemento selecionado do grupo que compreende resistores, baterias, pilhas recarregáveis, sistemas de alimentação de redes para distribuição de eletricidade, sistemas de acionamento de iluminação, sistemas de alimentação de circuitos de controle, sistemas de medição ou comunicação.Cell according to any one of claims 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11, characterized in that it is coupled to an external circuit comprising at least one element selected from the group comprising resistors, batteries, rechargeable batteries, power supply systems for electricity distribution, lighting drive systems, control circuit power systems, metering or communication systems.

15. Célula, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato da energia ser gerada em corrente elétrica continua.Cell according to claim 14, characterized in that the energy is generated in direct electric current.