JP2651747B2 - 電気化学的アクター - Google Patents
電気化学的アクターInfo
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- JP2651747B2 JP2651747B2 JP7509514A JP50951495A JP2651747B2 JP 2651747 B2 JP2651747 B2 JP 2651747B2 JP 7509514 A JP7509514 A JP 7509514A JP 50951495 A JP50951495 A JP 50951495A JP 2651747 B2 JP2651747 B2 JP 2651747B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/005—Electro-chemical actuators; Actuators having a material for absorbing or desorbing gas, e.g. a metal hydride; Actuators using the difference in osmotic pressure between fluids; Actuators with elements stretchable when contacted with liquid rich in ions, with UV light, with a salt solution
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
- G05D23/1921—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller using a thermal motor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Hybrid Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項1の上位概念に相当する電気化学的
アクターに関するものである。
アクターに関するものである。
DE4116739C1によって衆知の電気化学的アクターにお
いては、ケースの中に電気化学的小室が積層状に配置さ
れており、これらの小室は、直流電圧をかけると、選択
された電流方向に応じてガスを発生または消滅するの
で、小室に連結したふいご装置がガス圧によって伸び、
あるいは縮む。積層状の各小室は固体電極、セパレータ
および対称電極から成っている。炭素製対称電極は、黒
鉛紙製の背面層まで電解液が浸透するのを防ぐために、
多層構造であり、嫌水性の炭素層を有している。積層型
小室は個々の電極およびセパレータで組立てられ、絶縁
ケースの中に配置されている。対称電極の多層構造も積
層構造の方式も、費用がかかり高価である。その上、こ
れらの構造は、発生した熱が小室から十分に排出されな
いために、堅牢性や機能性が侵害されるという欠点を有
している。
いては、ケースの中に電気化学的小室が積層状に配置さ
れており、これらの小室は、直流電圧をかけると、選択
された電流方向に応じてガスを発生または消滅するの
で、小室に連結したふいご装置がガス圧によって伸び、
あるいは縮む。積層状の各小室は固体電極、セパレータ
および対称電極から成っている。炭素製対称電極は、黒
鉛紙製の背面層まで電解液が浸透するのを防ぐために、
多層構造であり、嫌水性の炭素層を有している。積層型
小室は個々の電極およびセパレータで組立てられ、絶縁
ケースの中に配置されている。対称電極の多層構造も積
層構造の方式も、費用がかかり高価である。その上、こ
れらの構造は、発生した熱が小室から十分に排出されな
いために、堅牢性や機能性が侵害されるという欠点を有
している。
本発明は、請求項1の上意概念に相当する電気化学的
アクターが、簡単に安価に製造でき、その堅牢性や機能
性が改善されるように構成するという問題を基礎にして
いる。
アクターが、簡単に安価に製造でき、その堅牢性や機能
性が改善されるように構成するという問題を基礎にして
いる。
この課題は、請求項1の特色ある特長によって解決さ
れる。
れる。
積層可能なスペーサーの配列は、第1に、小室が迅速
かつ簡単に組立てられ、積層できるという利点を有して
いる。この場合、スペーサーによって囲まれた小室用皿
の中に、先ず電解液のための母体をはめ込み、その上
に、その他の小室構成部品、すなわち固体電極、セパレ
ータおよび対称電極を配置する。組立てられた小室を積
層状に積み重ねるが、この場合、対称電極はスペーサー
から幾分突き出てもよく、隣りの小室スペーサーの中に
食い込み、小室用皿に対して密接の接触している。
かつ簡単に組立てられ、積層できるという利点を有して
いる。この場合、スペーサーによって囲まれた小室用皿
の中に、先ず電解液のための母体をはめ込み、その上
に、その他の小室構成部品、すなわち固体電極、セパレ
ータおよび対称電極を配置する。組立てられた小室を積
層状に積み重ねるが、この場合、対称電極はスペーサー
から幾分突き出てもよく、隣りの小室スペーサーの中に
食い込み、小室用皿に対して密接の接触している。
この構造方法によって、積層した小片が片側にずれる
のが防がれる。
のが防がれる。
縁のある小室用皿と共に、電気絶縁材料から成るスペ
ーサーによって、小室の間の表面漏れ電流が十分阻止さ
れ、またスペーサーの良好な熱伝導性によって、小室か
ら発生する熱は十分に排出される。これらの性質を持っ
た各種の材料あるいは混合材料がある。例えば、スペー
サーはプラスチック塊からダイカストによって製造する
ことができるが、プラスチックは、熱伝導性、電気絶縁
性の良好な、粉末状添加物質を含んでいる。添加物質と
しては、例えば酸化アルミニウム、酸化チタンまたは石
英が適している。しかしセラミック酸化物材料製のスペ
ーサーも考慮できる。
ーサーによって、小室の間の表面漏れ電流が十分阻止さ
れ、またスペーサーの良好な熱伝導性によって、小室か
ら発生する熱は十分に排出される。これらの性質を持っ
た各種の材料あるいは混合材料がある。例えば、スペー
サーはプラスチック塊からダイカストによって製造する
ことができるが、プラスチックは、熱伝導性、電気絶縁
性の良好な、粉末状添加物質を含んでいる。添加物質と
しては、例えば酸化アルミニウム、酸化チタンまたは石
英が適している。しかしセラミック酸化物材料製のスペ
ーサーも考慮できる。
スペーサーは、小室のガスを発生ないし消滅する対称
電極を、アクターの閉じたガス室と連結する切欠きを備
えるのが目的にかなっており、この場合、この切欠きは
積層型小室周囲部に、ガス室に通じるチャンネルを形成
する。この結果、ふいご装置に取り囲まれたガス室の中
の圧力は良好に発生ないし消滅できる。
電極を、アクターの閉じたガス室と連結する切欠きを備
えるのが目的にかなっており、この場合、この切欠きは
積層型小室周囲部に、ガス室に通じるチャンネルを形成
する。この結果、ふいご装置に取り囲まれたガス室の中
の圧力は良好に発生ないし消滅できる。
積層型小室を収納したケースに、小室のスペーサーを
密に接触させることによって、小室からの熱伝導を改善
することができる。
密に接触させることによって、小室からの熱伝導を改善
することができる。
電解液を含浸させた母体を配置すると、長時間使用の
場合でも、十分に多量の電解液を使用できるという利点
がある。ガスを発生ないし消滅する可逆的な電気化学反
応過程に対しては、各種の組合せ電極を選択することが
できる。特に適しているのは、銀または水酸化ニッケル
製の固体電極と、これに付随する炭素材料製のガスを発
生ないし消滅する対称電極である。積層が特に簡単に製
作でき、隣接した小室構造に特に適した対称電極は、結
合剤を含み、隣接した小室との接触面を形成する伸展金
属に被せた炭素材料から成っている。
場合でも、十分に多量の電解液を使用できるという利点
がある。ガスを発生ないし消滅する可逆的な電気化学反
応過程に対しては、各種の組合せ電極を選択することが
できる。特に適しているのは、銀または水酸化ニッケル
製の固体電極と、これに付随する炭素材料製のガスを発
生ないし消滅する対称電極である。積層が特に簡単に製
作でき、隣接した小室構造に特に適した対称電極は、結
合剤を含み、隣接した小室との接触面を形成する伸展金
属に被せた炭素材料から成っている。
構造例を図面で示す、すなわち、 図1は、電気化学的アクターの縦断面図。
図2は、図1のアクターに含まれる小室の中の2つの
横断面図。
横断面図。
図3は、図2の対象物の平面図。
図4は、小室の付随する対象電極の横断面を拡大して
示したもの。
示したもの。
図1に示した電気化学的アクターは、底部2に開口部
3を有するケース1、調節板4および調節板4の周辺と
金属製カバー6に固定された金属製ひだ型ふいご5から
成っている。
3を有するケース1、調節板4および調節板4の周辺と
金属製カバー6に固定された金属製ひだ型ふいご5から
成っている。
カバー6によって閉ざされたケース1には、電気化学
的小室7から成る積層型小室が配置されている。カバー
6に配置された極ボルト8は、電気導体10を経て、上部
小室7の小室用皿13と連結され、他の極ボルト9は、プ
ラスチック製ケース1の中に鋳込むこともできる電気導
体11を経て、下部小室7の対称電極18に連結される。
的小室7から成る積層型小室が配置されている。カバー
6に配置された極ボルト8は、電気導体10を経て、上部
小室7の小室用皿13と連結され、他の極ボルト9は、プ
ラスチック製ケース1の中に鋳込むこともできる電気導
体11を経て、下部小室7の対称電極18に連結される。
各小室7は図2および3に示すように、リング状のス
ペーサー12、小室用皿13、電解液を含浸させた母体15、
固体電極16、セパレータ17および対称電極18から成って
いる。スペーサー12は、電気絶縁性の、熱伝導性の良い
材料、例えばセラミック酸化物またはプラスチック材料
から成っており、これらの材料は熱伝導性が良く、電気
的には非伝導性であり、例えば酸化アルミニウム、酸化
チタン、石英のような粉末状添加剤を含んでいる。成形
はダイガストによって行われる。金属製の小室用皿13
は、スペーサー12の平らな周辺14と一体的になり、この
周辺と固く結び付いている。電解液を受け入れる母体15
は、気孔性のセラミック酸化物などのような流状材から
成ってもよい。固体電極16は主として焼結電極の形態
で、例えば銀、水酸化ニッケルのような酸化可能な材料
から成っている。ガスを発生ないし消滅する対称電極と
しては、炭素電極が特に適している。炭素電極は、20〜
40重量%の量の例えばポリテトラフルオロエチレンのよ
うな結合剤を含み、ニッケル、特殊鋼のような伸展金属
21を被った炭素材料から成っている(図4参照)。小室
7の組立は、スペーサー12に固定された小室用皿13の中
に先ず母体15をはめ込み、その上に固体電極16、セパレ
ータ17および対称電極18をのせる方法で行われる。これ
らの部品を収納するための、スペーサー12のリング状の
切込み22は非常に深いので、対称電極18はスペーサー12
に比べ幾らか突き出て、隣の小室のスペーサー12の切込
み23の中にはまり込んでいる。従って、小室を積層する
ことによって、これらの小室はかみ合うので、片側にず
れるのが防がれる。しかし、スペーサーがその停止面に
かみ合うくぼみと突出部が存在することによって、片側
にずれるのが防がれる可能性もある。従ってこの場合、
対称電極は突き出るようにはならなかった。対称電極18
は、伸展金属21によって形成されたその接触面によっ
て、隣接する小室7の小室用皿13に対し積層状に積み重
ねられているので、積層型小室7は直列に接続されてい
る。
ペーサー12、小室用皿13、電解液を含浸させた母体15、
固体電極16、セパレータ17および対称電極18から成って
いる。スペーサー12は、電気絶縁性の、熱伝導性の良い
材料、例えばセラミック酸化物またはプラスチック材料
から成っており、これらの材料は熱伝導性が良く、電気
的には非伝導性であり、例えば酸化アルミニウム、酸化
チタン、石英のような粉末状添加剤を含んでいる。成形
はダイガストによって行われる。金属製の小室用皿13
は、スペーサー12の平らな周辺14と一体的になり、この
周辺と固く結び付いている。電解液を受け入れる母体15
は、気孔性のセラミック酸化物などのような流状材から
成ってもよい。固体電極16は主として焼結電極の形態
で、例えば銀、水酸化ニッケルのような酸化可能な材料
から成っている。ガスを発生ないし消滅する対称電極と
しては、炭素電極が特に適している。炭素電極は、20〜
40重量%の量の例えばポリテトラフルオロエチレンのよ
うな結合剤を含み、ニッケル、特殊鋼のような伸展金属
21を被った炭素材料から成っている(図4参照)。小室
7の組立は、スペーサー12に固定された小室用皿13の中
に先ず母体15をはめ込み、その上に固体電極16、セパレ
ータ17および対称電極18をのせる方法で行われる。これ
らの部品を収納するための、スペーサー12のリング状の
切込み22は非常に深いので、対称電極18はスペーサー12
に比べ幾らか突き出て、隣の小室のスペーサー12の切込
み23の中にはまり込んでいる。従って、小室を積層する
ことによって、これらの小室はかみ合うので、片側にず
れるのが防がれる。しかし、スペーサーがその停止面に
かみ合うくぼみと突出部が存在することによって、片側
にずれるのが防がれる可能性もある。従ってこの場合、
対称電極は突き出るようにはならなかった。対称電極18
は、伸展金属21によって形成されたその接触面によっ
て、隣接する小室7の小室用皿13に対し積層状に積み重
ねられているので、積層型小室7は直列に接続されてい
る。
ガス発生対称電極18の周辺では、スペーサー12に半径
方向および軸方向の切欠き19ないし20が設けられ、これ
らは、対称電極18の間を、底部2の開口部3および/ま
たはひだ状ふいご5および調節板5によって制限された
ガス室まで、連結チャンネルを構成している。
方向および軸方向の切欠き19ないし20が設けられ、これ
らは、対称電極18の間を、底部2の開口部3および/ま
たはひだ状ふいご5および調節板5によって制限された
ガス室まで、連結チャンネルを構成している。
極ボルト8、9に直流電圧をかけ、プラス極を極ボル
ト8に接続すると、固体電極16の金属は酸化され、対称
電極18には、閉じたガス室の中にガス圧を生じさせる水
素が発生し、このガス圧によって調節板4はケース1か
ら押し戻される。可逆的な電流方向では、固体電極16の
酸化金属は再び還元され、対称電極では水素が酸化され
るが、この結果、ガス圧は低減すると共に、調節板は後
退運動をするようになる。調節板の前進および後退運動
は、調節あるいは制御過程に、例えば高温放熱器の弁制
御に用いることができる。
ト8に接続すると、固体電極16の金属は酸化され、対称
電極18には、閉じたガス室の中にガス圧を生じさせる水
素が発生し、このガス圧によって調節板4はケース1か
ら押し戻される。可逆的な電流方向では、固体電極16の
酸化金属は再び還元され、対称電極では水素が酸化され
るが、この結果、ガス圧は低減すると共に、調節板は後
退運動をするようになる。調節板の前進および後退運動
は、調節あるいは制御過程に、例えば高温放熱器の弁制
御に用いることができる。
ケース1および/またはカバー6に、熱伝導体を装備
し、あるいはケース1とカバー6自体を熱伝導で電気絶
縁性材料製とすることによっても、小室7から発生する
熱を必要に応じて放出することができる。図1には、例
としてカバー6の下に熱伝導体が配置されている。
し、あるいはケース1とカバー6自体を熱伝導で電気絶
縁性材料製とすることによっても、小室7から発生する
熱を必要に応じて放出することができる。図1には、例
としてカバー6の下に熱伝導体が配置されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エコルト,ウベ ドイツ,ディー―47199 デュイスブル グ,クロイツストラーセ 18 (72)発明者 ゲールマン,ラルフ ドイツ,ディー―47269 デュイスブル グ,アイベンベック 29 (72)発明者 キッケル,ヘリバート ドイツ,ディー―47638 ストラエヘン, ペットビーク 31ビー (56)参考文献 特開 平2−153266(JP,A)
Claims (9)
- 【請求項1】閉じたガス室および比較的多くの小室を有
する電気化学的アクターであり、これらの小室の各々に
は、電気化学的、可逆的に酸化可能な材料から成る固体
電極および対称電極が含まれており、この結果、直流に
より誘起される可逆的な電気化学的反応経過によって、
ガス室中に、運動に変換可能な圧力の発生または消滅が
行われるものであり、各小室(7)には、電気絶縁性で
熱伝導性の良好な材料から成る積層可能なフレーム状ス
ペーサー(12)が備わり、各小室は金属製皿状小室の周
辺を備えており、この皿状小室には、電解液を含浸させ
た母体(15)ならびに固体電極(16)、セパレータ(1
7)および対称電極(18)が含まれ、この場合、隣接す
る小室(7)の小室用皿(13)に対し、各室(7)の対
称電極(18)を積層状に積み重ねることを特長とする。 - 【請求項2】請求項1に記載の電気化学的アクターで、
対称電極(18)がスペーサー(12)に比べて幾らか突き
出ており、隣接する小室(7)のスペーサー(12)にく
い込んでいることを特長とする。 - 【請求項3】請求項1または2に記載の電気化学的アク
ターで、スペーサー(12)は、熱伝導性の良好な、電気
絶縁性の粉末状添加剤を含むプラスチック材料から成る
ことを特長とする。 - 【請求項4】請求項3に記載の電気化学的アクターで、
添加剤は、酸化アルミニウム、酸化チタンまたは石英か
ら成ることを特長とする。 - 【請求項5】請求項1〜4に記載の電気化学的アクター
で、スペーサー(12)は、小室(7)の対称電極がガス
室に連結した切欠き部分(19、20)を備えていることを
特長とする。 - 【請求項6】請求項1〜5に記載の電気化学的アクター
で、アクターのケース(1)の中に配置された小室
(7)のスペーサー(12)が、ケース(1)に対して密
に接触することを特長とする。 - 【請求項7】請求項1〜6に記載の電気化学的アクター
で、母体(15)は合成プラスチックから成ることを特長
とする、 - 【請求項8】請求項1〜7に記載の電気化学的アクター
で、固体電極(16)は、銀または水酸化ニッケルから成
ることを特長とする。 - 【請求項9】請求項1〜8に記載の電気化学的アクター
で、対称電極(18)は、結合剤を含んで、伸展金属(2
1)を被った炭素材料から成り、この伸展金属は隣接す
る小室(7)に対する接触面を形成していることを特長
とする。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4331763A DE4331763C1 (de) | 1993-09-18 | 1993-09-18 | Elektrochemischer Aktor |
DE4331763.4 | 1993-09-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08501858A JPH08501858A (ja) | 1996-02-27 |
JP2651747B2 true JP2651747B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=6498027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7509514A Expired - Lifetime JP2651747B2 (ja) | 1993-09-18 | 1994-07-07 | 電気化学的アクター |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5567284A (ja) |
EP (1) | EP0670963B1 (ja) |
JP (1) | JP2651747B2 (ja) |
AT (1) | ATE139007T1 (ja) |
CA (1) | CA2149533C (ja) |
DE (2) | DE4331763C1 (ja) |
NO (1) | NO951016L (ja) |
WO (1) | WO1995008709A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103998777A (zh) * | 2011-12-19 | 2014-08-20 | 松下电器产业株式会社 | 致动器 |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19539257C1 (de) * | 1995-10-21 | 1996-10-31 | Daimler Benz Aerospace Ag | Strukturelement mit veränderbarer Oberflächengestalt |
US5968325A (en) * | 1997-01-07 | 1999-10-19 | A.T.S. Electro-Lube Holdings Ltd. | Auto-electrolytic hydrogen generator |
DE19802723A1 (de) * | 1998-01-24 | 1999-08-12 | Kuesters Beloit Gmbh & Co Kg | Walze |
US6660418B1 (en) | 1998-06-15 | 2003-12-09 | Aer Energy Resources, Inc. | Electrical device with removable enclosure for electrochemical cell |
CA2243219A1 (en) | 1998-07-14 | 2000-01-14 | A.T.S. Electro-Lube Holdings Ltd. | Electrolytic generation of nitrogen |
US6291090B1 (en) | 1998-09-17 | 2001-09-18 | Aer Energy Resources, Inc. | Method for making metal-air electrode with water soluble catalyst precursors |
US6436564B1 (en) * | 1998-12-18 | 2002-08-20 | Aer Energy Resources, Inc. | Air mover for a battery utilizing a variable volume enclosure |
US6342314B1 (en) * | 1998-12-18 | 2002-01-29 | Aer Energy Resources, Inc. | Geometry change diffusion tube for metal-air batteries |
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DE19859586C1 (de) * | 1998-12-22 | 2000-07-13 | Mwg Biotech Ag | Thermocyclervorrichtung |
DE19920885C1 (de) * | 1999-05-06 | 2001-03-22 | Daimler Chrysler Ag | Chemischer Aktor |
DE19945462A1 (de) * | 1999-09-22 | 2001-03-29 | Linde Ag | Verfahren zum Entnehmen eines gasförmigen und flüssigen kryogenen Mediums aus einem Speicherbehälter und Speicherbehälter |
US6502419B2 (en) | 2000-04-13 | 2003-01-07 | Sun Microsystems, Inc. | Electro-desorption compressor |
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