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WO2021182943A1 - Batería electrolítica - Google Patents

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WO2021182943A1
WO2021182943A1 PCT/MX2020/000010 MX2020000010W WO2021182943A1 WO 2021182943 A1 WO2021182943 A1 WO 2021182943A1 MX 2020000010 W MX2020000010 W MX 2020000010W WO 2021182943 A1 WO2021182943 A1 WO 2021182943A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
cavity
container
insulator
bar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/MX2020/000010
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andrés Abelino CHOZA ROMERO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bioactivos Y Nutraceuticos De Mexico SA de CV
Original Assignee
Bioactivos Y Nutraceuticos De Mexico SA de CV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bioactivos Y Nutraceuticos De Mexico SA de CV filed Critical Bioactivos Y Nutraceuticos De Mexico SA de CV
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Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/96—Carbon-based electrodes
    • 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
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention is related to the technical field of electricity, renewable energy and electrochemical, since it provides an electrolytic battery.
  • a battery, accumulator or cell is a device that consists of one or more electrochemical cells that can convert stored chemical energy into electrical current.
  • Each cell consists of a positive electrode, or anode, a negative electrode, or cathode, and electrolytes that allow ions to move between the electrodes, allowing current to flow out of the battery to carry out its function, powering a circuit electric.
  • Batteries have been fully incorporated into our daily lives since their invention in the 19th century and their massive commercialization in the 20th century, hand in hand with electronics. Vehicles, watches, computers, lamps, cell phones, as well as many devices that have existed since the creation of the battery, which use electricity for their operation, so they are manufactured in various powers and sizes.
  • Batteries have a charge capacity determined by the nature of their composition, and which is measured in amperes / hour (Ah), which means that the battery can deliver one ampere of current over a continuous hour of life.
  • Ah amperes / hour
  • the working principle of an accumulator is essentially based on a reversible chemical process called reduction-oxidation (also known as redox), in which one of the components is oxidized (loses electrons) and the other is reduced (gains electrons); that is, a process whose components are neither consumed nor lost, but merely change their oxidation state and, which in turn can return to their original state under the appropriate circumstances.
  • redox reduction-oxidation
  • an accumulator is a device in which the polarization is brought to its achievable limits, and generally consists of two electrodes, made of the same or different material, immersed in an electrolyte.
  • battery and cell come from the invention of the device capable of generating electrical energy and were not as confusing as today, since everything depended on the way in which the components were placed either in a battery one on top of the other, or in battery shape next to each other. It could be said that in batteries the two poles are on the same face, while in batteries we find them at different ends.
  • Primary cells are those that, once the reaction has occurred, cannot return to their original state, thus depleting their ability to store electrical current.
  • Secondary cells are those that can receive an injection of electrical energy to restore their original chemical composition, thus being able to be used numerous times before being completely exhausted.
  • Zinc-carbon batteries these are the oldest and cheapest, consequently they store less energy and as a result last less than alkaline ones, they can be used in practically any electronic device such as toys, radios, controls, watches, etc.
  • Alkaline batteries Commonly disposable, they use potassium hydroxide as the electrolyte, along with zinc and magnesium dioxide to elicit the chemical reaction that produces energy. They are extremely stable, but short-lived.
  • Lead-acid batteries common in vehicles and motorcycles, they are rechargeable batteries that have two lead electrodes. During charging, the lead sulfate inside is reduced and becomes lead metal at the anode, while lead oxide is formed at the cathode. The process is reversed during the download.
  • Nickel batteries Very low cost, but low performance, they are some of the first to be manufactured in history and gave rise to different combinations of elements:
  • Nickel-iron Easy and inexpensive to manufacture, they consisted of thin tubes wound by sheets of nickel-plated steel. Nickel hydroxide and caustic potash and distilled water were used inside the tubes. However, its performance did not exceed 65%.
  • Nickel-cadmium (NI-CD). With cadmium anode and nickel hydroxide cathode, and potassium hydroxide as electrolyte, these batteries are perfectly rechargeable, but have low energy density.
  • Nickel-hydride Ni-MH. They use nickel hydroxide for the anode and a metal hydride alloy as the cathode, they were the pioneers in being used for electric vehicles, since they are perfectly rechargeable.
  • Li-ION Lithium-ion batteries
  • Lithium polymer (Li-Po) batteries a variation of ordinary lithium batteries, they have better energy density and better discharge rate, but have the disadvantage of being unusable if they lose their charge below 3 volts.
  • Button batteries within these we can find silver oxide and mercury oxide batteries. With regard Mercury oxide must be treated with great caution since they are the most toxic due to their 30% mercury content. Its applications are based on precision instruments, calculators, watches, hearing aids etc.
  • Graphene batteries these types of batteries are the promise of the near future since they promise a longer duration, be cheaper and have much greater durability. It is worth mentioning that this type of battery is still under development.
  • At least one embodiment provides a negative electrode active material that includes V, Nb (niobium) doped TiO 2 (B) (titanium oxide) At least one embodiment provides a wet chemistry process to prepare V, Nb (niobium) doped TiO 2 (B) (titanium oxide).
  • JP2019003946 A
  • the positive electrode includes a positive electrode current collector, and a layer of positive electrode material formed on the positive electrode current collector.
  • the layer of positive electrode material includes: an active positive electrode material; and a first conducting agent.
  • the first conductive agent has a D band appearing at 1350 ⁇ 10 c and a G band appearing at 1590 ⁇ 10 c min in a Raman graph obtained according to Raman spectroscopy of the layer of positive electrode material; the ratio of an integrated intensity of the D band to an integrated intensity of the G band is in a range of more than 0.6 to 10.
  • the ratio of an occupied area of the first conductive agent to an occupied area of the positive electrode active material is 1.5 or more and 5 or less.
  • aqueous electrolyte and aqueous electrolyte capacitor on the one hand, ultr flexible graphite paper rolled material is used I tune for preparing the current collector, so that the continuous production of electrode plates can be realized;
  • a conductive polymer on the surface of the ultra-thin flexible graphite paper is modified, so that the problem that the electrode material is in a uniform coating caused by the fact that the hydrophilicity of the graphite paper is solved poor.
  • the method can be used in the fields of aqueous electrolyte batteries and aqueous electrolyte capacitors.
  • the aforementioned documents refer to improvements in electrodes for the generation of electrical energy, but do not show evidence of having integrated graphite bars that, due to their characteristics, have a greater contact surface with an electrolytic solution, improving efficiency. of the battery, there is also no reference to having two power generating banks that, due to their type of connection, add the voltages obtaining a greater electrical current.
  • Figure 1 shows a rear perspective view without a cover of the electrolytic battery.
  • Figure 2 shows a side perspective view without a cap of the electrolytic battery.
  • Figure 3 shows a front perspective view without a cover of the electrolytic battery.
  • Figure 4 shows a rear perspective view of the electrolytic battery wiring.
  • Figure 5 shows a top perspective view of the electrolytic battery.
  • Figure 6 shows a side view of the electrolytic battery.
  • the electrolytic battery is made up of a container (1) that is preferably cylindrical in shape, which is configured to install an insulator (2) inside, in the middle part, an insulator (2), which is preferably made of polymer, and is installed longitudinally, allowing the container (1) to be divided into a first cavity (3) and a second cavity (4), configured to store an electrolyte solution.
  • Some rails (20) can be placed in the middle part of the interior of the container (1), so that the insulator (2) is placed on them in such a way that it can be removable, to be changed if necessary.
  • At least one bar (5) is installed on the internal periphery of each of the cavities of the container (1), this configuration allows to have two electric power generators in said container (1).
  • the bar (5) is in a form in which carbon is presented, which is non-metal and has electrical conductivity, and which can be graphite or graphene; said bar (5) is preferably porous.
  • At least one hole (6) is located in the center of the bases of the bar (5), and a plurality of grooves (7), which preferably they are longitudinally, they are on the outer periphery of each bar (5), this configuration makes it possible to expand the contact surface of the graphite with the electrolyte solution to generate greater electrical energy.
  • the high reliefs of the grooves (7) have a positive valence metal plating, such as copper, silver, gold or aluminum or a combination of the above; This configuration makes it possible to increase the voltage of the electrolytic battery, improving the efficiency of electric power generation.
  • Fastening means (8) which are preferably made of stainless steel and which can be screws, studs, studs and / or a combination of the above, are installed in the middle part of the outer periphery of the container (1), in alignment with the bars (5), and are configured to hold said bars (5) in the container (1), and to channel the electrical current generated in said bars (5) to the outside.
  • a positive conductor (11) is installed on the outer periphery of the container (1) connected to each of the fastening means (8) by means of terminals (not illustrated) of the second cavity (4), configured to conduct the electric current generated in the bars (5) to a positive terminal (12) that is installed at one of the ends of said positive conductor (11), this configuration allows the positive charge to be transmitted.
  • a negative conductor (13) is installed on the outer periphery of the container (1) connected to each of the clamping means (8) by means of the terminals (not illustrated) of the first cavity (3), configured to conduct the electric current generated in the bars (5); the negative conductor (13) is connected by means of the oppressor (10) to the plate (9) of the second cavity (4); A negative terminal (14) is connected to the oppressor (10) of the plate (9) of the first cavity (3), configured to transmit the negative charge.
  • Both the positive conductor (11) and the negative conductor (14) are metal wires, such as copper, silver, gold or aluminum or the combination of the above, which allows conducting the electric current generated in the electrolytic battery.
  • a lid (15) that is preferably removable, is Installed on the upper part of the container (1) under pressure or by a threaded means; At least one filling hole (16) is installed in the upper part of the lid (15), configured to allow the electrolyte solution to be poured into the container (1), said filling hole (16) is preferably aligned with the first cavity (3) or second cavity (4).
  • a hole (17) is located in the upper part of the insulator (2), this configuration allows the circulation of the electrolyte solution from one cavity to another.
  • a plug (18) is installed in the upper part of the filling tube (16), configured for the hermetic closure of the electrolytic battery.
  • a cover (19) that preferably is made of an insulating material, is installed in the middle part of the outer periphery of the container (1), configured to cover and isolate from the outside the fastening means (8), the positive conductor (11) and the negative conductor (13).
  • Example 1 Generation of electrical energy by means of the electrolytic battery.
  • the cap (18) is removed from the filling hole (16) and the container (1) is filled with an electrolyte solution; Once the first cavity (3) and the second cavity (4) are completely filled, the cap (18) is placed again to close the electrolytic battery.

Landscapes

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Abstract

La presente invención describe una batería electrolítica que tiene la ventaja de generar energía eléctrica utilizando una solución electrolítica, la cual puede ser agua de mar, eliminando los componentes contaminantes para el medio ambiente, además, de que una vez que los electrolitos se agotaron de la solución, es posible utilizarla nuevamente rellenando una vez mas la batería con nueva solución electrolítica, lo que la convierte en un tipo de batería recargable. Otra de las ventajas que tiene la batería motivo de la presente invención, es que, al tener el contenedor dividido en dos secciones, se instalan dos bancos de barras de grafito, formando así dos generadores de energía eléctrica independientes, y por el arreglo de la conexión que es en serie, se incrementan los voltajes obteniendo un mayor rendimiento de la batería electrolítica, aunado a esto, las barras tienen un chapado que permite incrementar aún más la energía obtenida.

Description

BATERÍA ELECTROLÍTICA C AMPO TECNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con el campo técnico de la eléctrica, energía renovable y electroquímica, ya que aporta una batería electrolítica.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Una batería, acumulador o pila, es un dispositivo que consiste en una o más celdas electroquímicas que pueden convertir la energía química almacenada en corriente eléctrica. Cada celda consta de un electrodo positivo, o ánodo, un electrodo negativo, o cátodo, y electrolitos que permiten que los iones se muevan entre los electrodos, permitiendo que la corriente fluya fuera de la batería para llevar a cabo su función, alimentar un circuito eléctrico. Las baterías están plenamente incorporadas a nuestra vida cotidiana desde su invención en el siglo XIX y su comercialización masiva en el siglo XX, de la mano de la electrónica. Vehículos, relojes, computadoras, lámparas, celulares, así como muchos aparatos que existen desde la creación de la batería, que utilizan electricidad para su funcionamiento, por lo que son fabricadas en diversas potencias y tamaños.
Las baterías poseen una capacidad de carga determinada por la naturaleza de su composición, y que se mide en amperios/hora (Ah), lo cual significa que la pila puede dar un amperio de corriente a lo largo de una hora continua de vida. Mientras mayor sea su capacidad de carga, más corriente podrá almacenar en su interior. El principio de funcionamiento de un acumulador está basado esencialmente en un proceso químico reversible llamado reducción-oxidación (también conocida como redox), en el que uno de los componentes se oxida (pierde electrones) y el otro se reduce (gana electrones); es decir, un proceso cuyos componentes no resulten consumidos ni se pierdan, sino que meramente cambian su estado de oxidación y, que a su vez pueden retornar a su estado original en las circunstancias adecuadas. Estas circunstancias son, en el caso de las baterías y pilas recargables, el cierre del circuito externo durante el proceso de descarga y la aplicación de una corriente externa durante la carga.
Estos procesos son comunes en las relaciones entre los elementos químicos y la electricidad durante el proceso denominado electrólisis y en los generadores voltaicos o pilas. Los investigadores del siglo XIX dedicaron numerosos esfuerzos a observar y a esclarecer este fenómeno, que recibió el nombre de polarización. Un acumulador es, así, un dispositivo en el que la polarización se lleva a sus limites alcanzables, y consta, en general, de dos electrodos, del mismo o de distinto material, sumergidos en un electrolito.
Los términos batería y pila provienen desde la invención del dispositivo capaz de generar energía eléctrica y no eran tan confusos como hoy en día, ya que todo dependía de la forma en que se colocaban los componentes ya sea en una pila uno sobre otro, o en forma de batería uno junto al otro. Se podría decir que en las baterías los dos polos se encuentran en la misma cara, mientras que en las pilas los encontramos en diferentes extremos.
Muchas veces se confunden estos dos términos, llamando así pilas a los dispositivos que no son recargables y baterías a lo que, sí lo son, pero en realidad esta forma de clasificarla está dada en celdas primarias y celdas secundarias.
• Las celdas primarias son las que, una vez producida la reacción, no pueden volver a su estado original, agotando así su capacidad de almacenar corriente eléctrica.
• Las celdas secundarias son las que pueden recibir una inyección de energía eléctrica para restaurar su composición química original, pudiendo así ser empleadas numerosas veces antes de agotarse del todo.
Existen muchos tipos de baterías, dependiendo de los elementos utilizados en su fabricación.
Baterías de zinc-carbono: estas son las más antiguas y baratas, por consecuencia almacenan una menor cantidad de energía y como resultado duran menos que las alcalinas, se pueden utilizar prácticamente en cualquier aparato electrónico como juguetes, radios, controles, relojes, etc.
Baterías alcalinas: comúnmente desechables, emplean hidróxido de potasio como electrolito, junto con zinc y dióxido de magnesio para suscitar la reacción química que produce energía. Son sumamente estables, pero de corta vida. Baterías de ácido-plomo: comunes en vehículos y motocicletas, son pilas recargables que poseen dos electrodos de plomo. Durante la carga, el sulfato de plomo en su interior se reduce y deviene plomo metal en el ánodo, mientras en el cátodo se forma óxido de plomo. El proceso se invierte durante la descarga. Baterías de níquel: De muy bajo costo, pero bajo rendimiento, son algunas de las primeras en manufacturarse en la historia y dieron origen a diferentes combinaciones de elementos:
• Níquel-hierro (NI-FE). Fáciles y económicos de fabricar, consistían en tubos finos enrollados por láminas de acero niquelado. En el interior de los tubos se usaba hidróxido de níquel y como electrolito potasa cáustica y agua destilada. Sin embargo, su rendimiento no superaba el 65%.
• Níquel-cadmio (NI-CD). Con ánodo de cadmio y cátodo de hidróxido de níquel, e hidróxido de potasio como electrolito, estos acumuladores son perfectamente recargables, pero presentan baja densidad energética.
• Níquel-hidruro (Ni-MH). Emplean hidróxido de níquel para el ánodo y una aleación de hidruro metálico como cátodo, fueron las pioneras en usarse para vehículos eléctricos, dado que son perfectamente recargables.
Baterías de iones de litio (Li-ION): Las baterías más empleadas en la electrónica de pequeño tamaño, como celulares y otros artefactos portátiles. Destacan por su enorme densidad energética, sumados a su bajo peso, pequeño tamaño y buen rendimiento, pero poseen una vida máxima de tres años, además, al sobrecalentarse pueden explotar, ya que sus elementos son inflamables.
Baterías de polímero de litio (Li-Po): variación de las ordinarias baterías de litio, presentan mejor densidad de energía y mejor tasa de descarga, pero presentan el inconveniente de quedar inutilizadas si pierden su carga por debajo de 3 voltios.
Baterías de botón: dentro de estas podemos encontrar las de óxido de plata y las de óxido de mercurio. Con respecto a la de óxido de mercurio se deben tratar con mucha precaución ya que son las más tóxicas por su contenido de 30% de mercurio. Sus aplicaciones se basan en instrumentos de precisión, calculadoras, relojes, aparatos para la sordera etc.
Baterías de Grafeno: este tipo de baterías son la promesa de un futuro cercano ya que prometen una mayor duración, ser más baratas y tener mucho mayor durabilidad. Cabe mencionar que este tipo de baterías aún se encuentra en desarrollo.
Se realizó una búsqueda del estado de la técnica de batería electrolítica, donde se encontró que se han desarrollado diferentes baterías con ese fin, como se menciona en el documento de solicitud de patente internacional número W02015138019 (Al), publicado el 17 de septiembre de 2015 con el titulo “MATERIAL ACTIVO DE ELECTRODO NEGATIVO PARA DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA Y MÉTODO PARA FABRICARLO" el cual describe un dispositivo de almacenamiento de energía que incluye un electrodo positivo que incluye un material activo que puede almacenar y liberar iones, un electrodo negativo que incluye un V, Nb (niobio) dopado TiO2(B) (óxido de titanio) y un electrolito no acuoso que incluye iones de litio. Al menos una realización proporciona un material activo de electrodo negativo que incluye V, Nb (niobio) dopado TiO2(B) (óxido de titanio). Al menos una realización proporciona un proceso de química en húmedo para preparar V, Nb (niobio) dopado TiO2(B) (óxido de titanio).
Otro documento que se encontró es la solicitud de patente de Japón número JP2019003946 (A), publicada el 10 de enero de 2019, con el título “ELECTRODO POSITIVO" la cual describe una batería de electrolito no acuosa que comprende: un electrodo positivo; un electrodo negativo; y un electrolito no acuoso. El electrodo positivo incluye un colector de corriente de electrodo positivo, y una capa de material de electrodo positivo formada en el colector de corriente de electrodo positivo. La capa de material de electrodo positivo incluye: un material activo de electrodo positivo; y un primer agente conductor. El primer agente conductor tiene una banda D que aparece a 1350 ± 10 c y una banda G que aparece a 1590 ± 10 c min en un gráfico Raman obtenido según la espectroscopia Raman de la capa de material de electrodo positivo; la relación de una intensidad integrada de la banda D a una intensidad integrada de la banda G está en un rango de más de 0.6 a 10. En una imagen de mapeo de material constituyente de la capa de material de electrodo positivo obtenida por espectroscopia Raman, la relación de un área ocupada del primer agente conductor a un área ocupada del material activo de electrodo positivo es 1,5 o más y 5 o menos. Por último, se encontró el documento de solicitud de patente de China número CN104882615 (A), publicada el 02 d septiembre de 2015 con el titulo “MÉTODO PARA MEJORAR LA ESTABILIDAD DEL ELECTRODO DE LA BATERÍA DE ELECTROLITO ACUOSO Y EL CONDENSADOR DE ELECTROLITO ACUOSO", dicho documento describe un método para mejorar la estabilidad del electrodo de una batería de electrolito acuoso y un condensador de electrolito acuoso, se refiere a métodos para la estabilidad de baterías y condensadores, y tiene como objetivo resolver el problema de que un colector de corriente de electrodo existente es pobre en estabilidad y corto en vida de servicio. De acuerdo con el método, se usa papel de grafito flexible ultrafino o un material de grafito modificado con polímero conductor corno material colector de corriente de electrodo positivo y negativo de la batería de electrolito acuoso y el condensador de electrolito acuoso; por un lado, se utiliza un material enrollado de papel de grafito flexible ultrafino para preparar el colector de corriente, de modo que se pueda realizar la producción continua de placas de electrodos; por otro lado, se modifica un polímero conductor en la superficie del papel de grafito flexible ultrafino, de modo que se resuelve el problema de que el material del electrodo esté en un recubrimiento uniforme causado por el hecho de que la hidrofilia del papel de grafito es pobre. El método puede usarse en los campos de las baterías de electrolitos acuosos y los condensadores de electrolitos acuosos.
Como se puede observar, los documentos anteriormente citados hacen referencia a mejoras en electrodos para la generación de energía eléctrica, pero no muestran evidencia de tener integradas barras de grafito que, por sus características tienen una mayor superficie de contacto con una solución electrolítica mejorando la eficiencia de la batería, tampoco hay referencia de tener dos bancos generadores de energía que por su el tipo de conexión se suman los voltajes obteniendo una mayor corriente eléctrica.
Otra de las características no descritas en los documentos anteriores, es que cuenten con una aleación de metales que incrementan la atracción de electrones para aumentar el voltaje generado.
25 OBJETO DE LA INVENCIÓN
Es, por lo tanto, objeto de la presente invención, proporcionar una batería electrolítica, que resuelve los problemas anteriormente mencionados.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Los detalles característicos de esta novedosa batería electrolítica se muestran claramente en la siguiente descripción y en las figuras que se acompañan, así como una ilustración de aquella, y siguiendo los mismos signos de referencia para indicar las partes mostradas. Sin embargo, dichas figuras se muestran a manera de ejemplo y no deben de ser consideradas como limitativas para la presente invención.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva posterior sin tapa de la batería electrolítica.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva lateral sin tapa de la batería electrolítica.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva frontal sin tapa de la batería electrolítica.
La figura 4 muestra una vista en perspectiva posterior del cableado de la batería electrolítica.
La figura 5 muestra una vista en perspectiva superior de la batería electrolítica.
La figura 6 muestra una vista lateral de la batería electrolítica.
20 DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Para una mejor comprensión de la invención, a continuación, se enlistan las partes que componen la batería electrolítica:
1. Contenedor
2 . Aislador
3 . Primera cavidad
4. Segunda cavidad
5. Barra
6. Barreno
7. Ranuras
8. Medios de sujeción
9. Placa
10. Opresores
11. Conductor positivo 12. Terminal positiva
13. Conductor negativo
14. Terminal negativa
15. Tapa
16. Orificio de llenado
17. Barreno
18. Tapón
19. Cubierta
20. Rieles
Con referencia a las figuras, la batería electrolítica, está conformada por, un contenedor (1) que preferentemente es de forma cilindrica, el cual está configurado para instalar en su interior en la parte media, un aislador (2), el cual preferentemente es de polímero, y se instala de manera longitudinal, permitiendo dividir el contenedor (1) en una primera cavidad (3) y una segunda cavidad (4), configurados para almacenar una solución electrolítica.
Unos rieles (20) se pueden colocar en la parte media del interior del contenedor (1), para que sobre ellos se coloque el aislador (2) de tal manera que este pueda ser removible, para cambiarse en caso de ser necesario.
Al menos, una barra (5) se instalan en la periferia interna de cada una de las cavidades del contenedor (1), esta configuración permite tener dos generadores de energía eléctrica en dicho contenedor (1). La barra (5) es de una forma en que se presenta el carbono, que es no metal y presenta conductividad eléctrica, y que puede ser de grafito o grafeno; dicha barra (5) preferentemente es porosa.
Al menos, un barreno (6) se encuentra en el centro de las bases de la barra (5), y una pluralidad de ranuras (7), que preferentemente están de manera longitudinal, están en la periferia exterior de cada barra (5), esta configuración permite ampliar la superficie de contacto del grafito con la solución electrolítica para generar una mayor energía eléctrica.
Los altos relieves de las ranuras (7) tienen un chapeado de metal de valencia positiva, como lo puede ser cobre, plata, oro o aluminio o la combinación de los anteriores; esta configuración permite aumentar el voltaje de la batería electrolítica mejorando la eficiencia de generación de energía eléctrica.
Unos medios de sujeción (8), que preferentemente son de acero inoxidable y que pueden ser tornillos, espárragos, birlos y/o la combinación de los anteriores, se instalan en la parte media de la periferia exterior del contenedor (1), en alineación con las barras (5), y están configurados para sujetar dichas barras (5) en el contenedor (1), y para canalizar al exterior la corriente eléctrica generada en dichas barras (5).
Al menos, una placa (9), que es de un metal de transición, como pueden ser Escandio, Titanio, Vanadio, Cromo, Manganeso, Hierro, Cobalto, Níquel, Cobre, Zinc, Itrio, Circonio, Niobio, Molibdeno, Tecnecio, Rutenio, Rodio, Paladio, Plata, Cadmio, Lutecio, Hafnio, Tantalio, Wolframio, Renio, Osmio, Iridio, Platino, Oro, Lawrencio, Rutherfordio, Dubnio, Seaborgio, Bohrio, Hassio, Meitnerio, Darmstadtio, Roentgenio, Copernicio y/o la combinación de los anteriores, preferentemente es de zinc, se instala en cada pared del aislador (2) por medio de unos opresores (10), quedando una placa en la primera cavidad (3) y otra en la segunda cavidad (4); dicha placas (9) están configuradas para ceder electrones a las barras (5) por la reacción electroquímica que se lleva a cabo por la solución electrolítica. Un conductor positivo (11) se encuentra instalado en la periferia exterior del contenedor (1) conectado a cada uno de los medios de sujeción (8) por medio de unos bornes (no ilustrados) de la segunda cavidad (4), configurado para conducir la corriente eléctrica generada en las barras (5) a una terminal positiva (12) que está instalada a uno de los extremos de dicho conductor positivo (11), esta configuración permite transmitir la carga positiva.
Un conductor negativo (13) se encuentra instalado en la periferia exterior del contenedor (1) conectado a cada uno de los medios de sujeción (8) por medio de los bornes (no ilustrados) de la primera cavidad (3), configurado para conducir la corriente eléctrica generada en las barras (5); el conductor negativo (13) se conecta por medio del opresor (10) a la placa (9) de la segunda cavidad (4); una terminal negativa (14) se conecta al opresor (10) de la placa (9) de la primer cavidad (3), configurada para transmitir la carga negativa. Tanto el conductor positivo (11) como el conductor negativo (14) son hilos de metal, como puede ser cobre, plata, oro o aluminio o la combinación de los anteriores, lo que permite conducir la corriente eléctrica generada en la batería electrolítica.
La interconexión de polos opuestos entre la primera cavidad (3) y la segunda cavidad (4) permite realizar una conexión en serie de dos fuentes de energía independientes y mejorar la eficiencia de la batería electrolítica. Una tapa (15) que preferentemente es removlble, se Instala en la parte superior del contenedor (1) a presión o por un medio roscado; al menos, un orificio de llenado (16) se encuentra instalado en la parte superior de la tapa (15), configurado para permitir verter la solución electrolítica dentro del contenedor (1), dicho orificio de llenado (16) queda preferentemente alineado con la primera cavidad (3) o la segunda cavidad (4). Un barreno (17) se encuentra en la parte superior del aislador (2), esta configuración permite la circulación de la solución electrolítica de una cavidad a otra.
Un tapón (18) se instala en la parte superior del tubo de llenado (16), configurado para el cierre hermético de la batería electrolítica.
Una cubierta (19) que preferentemente es de un material aislante, está instalada en la parte media de la periferia exterior del contenedor (1), configurada para cubrir y aislar del exterior los medios de sujeción (8), el conductor positivo (11) y el conductor negativo (13).
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Ejemplos
Los siguientes ejemplos ilustran una manera preferente, de cómo llevar a cabo la realización de la presente invención, por lo que no deben ser considerados como limitativos de la misma.
Ejemplo 1. Generación de energía eléctrica por medio de la batería electrolítica. Con referencia a las figuras antes mencionadas, se retira el tapón (18) del orificio de llenado (16) y se llena el contenedor (1) con una solución electrolítica; una vez que la primera cavidad (3) y la segunda cavidad (4) se encuentran totalmente llenas se coloca nuevamente el tapón (18) para cerrar la batería electrolítica. Seguido de esto, se lleva a cabo en el interior de la batería electrolítica una reacción electroquímica, donde las placas (9) empiezan a ceder iones negativos los cuales son atraídos por las barras de grafito (5), y con ayuda del chapado de cobre se amplifica la energía eléctrica generada, el conector positivo de la segunda cavidad (4) conduce la carga positiva a la terminal positiva (12), y por otra parte, la energía eléctrica generada en las barras de grafito (5) de la primera cavidad (3) es canalizada por medio del conector negativo (13) para ser depositada en la placa (9) de la segunda cavidad (4), logrando una conexión en serie para aumentar la energía eléctrica generada; la placa (9) de la primera cavidad (3) manda la carga negativa a la terminal negativa (14), de esta manera se obtiene la energía eléctrica para conectar un amplificador de corriente como puede ser un balastro.
El invento ha sido descrito suficientemente como para que una persona con conocimientos medios en la materia pueda reproducir y obtener los resultados que mencionamos en la presente invención. Sin embargo, cualquier persona hábil en el campo de la técnica que compete el presente invento puede ser capaz de hacer modificaciones no descritas en la presente solicitud, sin embargo, si para la aplicación de estas modificaciones en una estructura determinada o en el proceso de manufactura de este, se requiere de la materia reclamada en las siguientes reivindicaciones, dichas estructuras deberán ser comprendidas dentro del alcance de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES
1.Una batería electrolítica, caracterizada porque comprende: un contenedor (1); un aislador (2) se instala en el interior del contenedor (1) en la parte media de manera longitudinal, permitiendo dividir el contenedor
(1) en dos cavidades denominadas primera cavidad (3) y segunda cavidad (4); al menos, una barra (5) se instalan en la periferia interna de cada una de las cavidades del contenedor (1), dicha barra (5) es de una forma en que se presenta el carbono; una pluralidad de ranuras (7) están en la periferia exterior de cada barra (5); los altos relieves de las ranuras (7) tienen un chapeado de metal de valencia positiva; unos medios de sujeción (8) se instalan en la parte media de la periferia exterior del contenedor (1), en alineación con las barras (5); al menos, una placa (9) se instala en cada pared del aislador
(2) por medio de unos opresores (10) quedando una placa en la primera cavidad (3) y otra en la segunda cavidad (4); un conductor positivo (11) se encuentra instalado en la periferia exterior del contenedor (1) conectado a cada uno de los medios de sujeción (8) por medio de unos bornes (no ilustrados) de la segunda cavidad (4); una terminal positiva (12) está instalada a uno de los extremos de dicho conductor positivo (11); un conductor negativo (13) se encuentra instalado en la periferia exterior del contenedor (1) conectado a cada uno de los medios de sujeción (8) por medio de los bornes (no ilustrados) de la primera cavidad (3), dicho conductor negativo (13) se conecta por medio del opresor (10) a la placa (9) de la segunda cavidad (4); una terminal negativa (14) se conecta al opresor (10) de la placa (9) de la primer cavidad (3); una tapa (15) se instala en la parte superior del contenedor (1); un orificio de llenado (16) se encuentra instalado en la parte superior de la tapa (15); un barreno (17) se encuentra en la parte superior del aislador (2); un tapón (18) se instala en la parte superior del tubo de llenado (16); y, una cubierta (19) está instalada en la parte media de la periferia exterior del contenedor (1).
2.La batería de la reivindicación 1 caracterizada porque, el contenedor (1) preferentemente es de forma cilindrica.
3.La batería de la reivindicación 1 caracterizada porque, el aislador (2) preferentemente es removible.
4.La batería de la reivindicaciones 1 y 3 caracterizada porque, el aislador (2) preferentemente es de polímero.
5.La batería de la reivindicación 1 caracterizada porque, la barra (5) preferentemente es porosa.
6.La batería de las reivindicaciones 1 y 5 caracterizada porque, la barra (5) es de grafito o grafeno.
7.La batería de la reivindicación 1 caracterizada porque, la barra (5) cuenta con, al menos, un barreno (6) en el centro de sus bases.
8.La batería de la reivindicación 1 caracterizada porque, las ranuras (7) preferentemente están de manera longitudinal.
9.La batería de la reivindicación 1 caracterizada porque, el metal del chapeado de los altos relieves es de cobre, plata, oro o aluminio o la combinación de los anteriores.
10. La batería de la reivindicación 1 caracterizada porque, los medios de sujeción (8) preferentemente son de acero inoxidable.
11. La batería de las reivindicaciones 1 y 10 caracterizada porque, los medios de sujeción (8) pueden ser tornillos, espárragos, birlos y/o la combinación de los anteriores.
12. La batería de la reivindicación 1 caracterizada porque, la placa (9) es de un metal de transición.
13. La batería de las reivindicaciones 1 y 12 caracterizada porque, el metal de transición es Escandio, Titanio, Vanadio, Cromo, Manganeso, Hierro, Cobalto, Níquel, Cobre, Zinc, Itrio, Circonio, Niobio, Molibdeno, Tecnecio, Rutenio, Rodio, Paladio, Plata, Cadmio, Lutecio, Hafnio, Tantalio, Wolframio, Renio, Osmio, Iridio, Platino, Oro, Lawrencio, Rutherfordio, Dubnio, Seaborgio, Bohrio, Hassio, Meitnerio, Darmstadtio, Roentgenio, Copernicio y/o la combinación de los anteriores.
14. La batería de las reivindicaciones 1, 12 y 13 caracterizada porque, la placa (9) preferentemente es de zinc.
15. La batería de la reivindicación 1 caracterizada porque, tanto el conductor positivo (11) como el conductor negativo (14) son hilos de metal.
16. La batería de las reivindicaciones 1 y 15 caracterizada porque, el metal de los hilos es de cobre, plata, oro o aluminio o la combinación de los anteriores.
17. La batería de la reivindicación 1 caracterizada porque, la tapa (15) preferentemente es removible.
18. La batería de las reivindicaciones 1 y 17 caracterizada porque, la tapa puede tener un medio roscado.
19. La batería de la reivindicación 1 caracterizada porque, el orificio de llenado (16) queda preferentemente alineado con la primera cavidad (3) o la segunda cavidad (4).
20. La batería de la reivindicación 1 caracterizada porque, la cubierta (19) preferentemente es de un material aislante.
21. La batería electrolítica de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque, unos rieles (20) se pueden colocar en la parte media del interior del contenedor (1), para que sobre ellos se coloque el aislador (2).
22. La batería electrolítica de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque, la interconexión de polos opuestos entre la primera cavidad (3) y la segunda cavidad (4) permite realizar una conexión en serie de dos fuentes de energía independientes.
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