A Practical Guide to 'Free-Energy' Devices

RICHARD WEIR ET CARL NELSON : UNITÉ DE STOCKAGE D'ENERGIE ELECTRIQUE
Brevet américain 7 033 406 25 avril 2006
Inventeurs: Richard Weir and Carl Nelson ÉNERGIE ÉLECTRIQUE STOCKAGE UNITÉ TECHNOLOGIES UTILISANT CÉRAMIQUE ET
CIRCUITS INTÉGRÉS POUR LE REMPLACEMENT DES PILES ÉLECTROCHIMIQUES
Ce brevet présente une méthode de stockage de l'électricité qui est réputée
pour alimenter une voiture électrique pour un voyage de 500 miles sur une
charge en seulement cinq minutes à compléter. Ce document est une copie
très légèrement re-formulation de l'original. Il a été souligné par Mike
Furness que, alors qu'une recharge de 5 minutes est possible, il n'est pas
pratique, l'appel pour câbles d'un diamètre de six pouces. Aussi, le
concept de recharge stations comme le suggère est également plutôt
improbable que l'alimentation électrique nécessaire pourrait rivaliser avec
celle d'une centrale électrique. Toutefois, si le temps de charge ont été
étendu aux temps de la nuit, cela permettrait aux substantielle autonomie
pendant la journée.
RÉSUMÉ
Une unité de stockage d'énergie électrique (EESU) a, comme matériau de
base, une poudre céramique de titanate de baryum haute-permittivité,
composition modifiée. Cette poudre est double enduit avec la première
couche est oxyde d'aluminium et le verre aluminosilicate deuxième
revêtement en magnésium calcium. Les composants de la EESU sont fabriqués à
l'aide de techniques de fabrication de céramique classique incluent
sérigraphie multi-couches d'électrodes de nickel et de poudre de titanate
haute-permittivité modifiés composition baryum, frittage d'un corps poreux
de pores fermés, suivi par pressage isostatique à chaud à un corps vide.
Les composants sont configurés en tableau multicouche avec l'utilisation
d'une technique de soudure-bosse comme la technologie afin de fournir une
configuration parallèle des composants qui a la capacité de stocker
l'énergie électrique de l'ordre de 52 kWH. Le poids total d'un EESU avec
cette gamme de stockage d'énergie électrique est d'environ 336 livres.
CONTEXTE DE L'INVENTION 1. Domaine de l'Invention
Cette invention se rapporte généralement aux dispositifs de stockage
d'énergie et concerne plus particulièrement les composants en céramique de
haute-permittivité utilisés dans une configuration de groupe pour
l'application dans les dispositifs ultra haute énergie électrique stockage.
2. Description de la technique pertinent
Véhicules équipés de l'interne-moteur à combustion (ICE) ont comme sources
de leur énergie électrique un système générateur et batterie. Ce système
électrique alimente les accessoires de véhicule, qui comprennent la radio,
lumières, chauffage et air conditionné. Le générateur est commandé par un
système de courroie et la poulie et certains de ses pouvoirs est également
utilisé pour recharger la batterie lorsque la glace est en marche. La
batterie fournit initialement la puissance électrique nécessaire pour faire
fonctionner un moteur électrique qui est utilisé pour mettre la glace au
cours de l'opération de départ et le système d'allumage. Les batteries plus courantes en usage aujourd'hui sont :
Acide de plomb inondée,
Gel plomb, étanche
Nickel-Cadmium (Ni-Cad),
Nickel-métal-hydrure (NiMH), et
Zinc-nickel (Ni-Z). Références sur le sujet des batteries d'electrolchemical sont les suivantes
:
Guardian, Inc., "Product Specification": Feb. 2, 2001;
K. A. Nishimura, "NiCd Battery", Science Electronics FAQ V1.00: Nov. 20,
1996;
Ovonics, Inc., "Product Data Sheet": no date;
Evercel, Inc., "Battery Data Sheet-Model 100": no date;
S. R. Ovshinsky et al., "Ovonics NiMH Batteries: The Enabling Technology
for Heavy-Duty Electrical and Hybrid Electric Vehicles", Ovonics
publication 2000-01-3108: Nov. 5, 1999;
B. Dickinson et al., "Issues and Benefits with Fast Charging Industrial
Batteries", AeroVeronment, Inc. article: no date. Chaque type spécifique de la batterie a des caractéristiques qui rendent
l'application soit plus ou moins souhaitable d'utiliser un spécifique.
Coût est toujours un facteur important et la batterie NiMH en tête de liste
de prix avec la batterie au plomb inondée étant le plus peu coûteux.
Evercel fabrique la batterie Ni-Z et par un procédé breveté, avec la
revendication d'avoir le plus haut ratio de puissance-par-livre de
n'importe quelle batterie. Voir le tableau 1 ci-dessous pour les
comparaisons entre les différentes batteries. Ce qui est perdu dans le
coût de la traduction est le fait que les batteries NiMH donnent près du
double de la performance (densité d'énergie par le poids de la batterie)
que ne le font les batteries plomb-acide conventionnelles. Un inconvénient
majeur à la batterie NiMH est le taux d'autodécharge très élevé d'environ 5
à 10 % par jour. Cela rendrait la batterie inutile dans quelques semaines.
La batterie Ni-Cad et la batterie au plomb-acide ont également auto-
décharge mais c'est de l'ordre de 1 % par jour et deux contiennent des
matières dangereuses comme le cadmium acide ou très toxique. Le Ni-Z et
les piles NiMH contiennent d'hydroxyde de potassium et cet électrolyte
concentrations modérées et haute est très caustique et provoque des
brûlures graves au tissu et à la corrosion de nombreux métaux comme le
béryllium, magnésium, aluminium, zinc et étain. Un autre facteur qui doit être examiné pour effectuer une comparaison de la
batterie est le temps de recharge. Batteries au plomb-acide nécessitent
une période très longue recharge tant que 6 à 8 heures. Batteries au
plomb, en raison de leur composition chimique, ne se prêtent pas fort
courant ou tension en continu pendant la charge. Les plaques de plomb dans
la batterie rapidement la chaleur et laisser refroidir très lentement.
Trop de chaleur provoque une maladie appelée « gazage » où le gaz hydrogène
et oxygène sont libérés du bouchon d'évent de la batterie. Au fil du
temps, gazage réduit l'efficacité de la batterie et augmente également le
besoin d'entretien de la batterie, c'est-à-dire nécessitant l'ajout
périodique de l'eau déionisée ou distillée. Batteries comme les Ni-CD et
NiMH ne sont pas aussi sensibles à la chaleur et peuvent être rechargées en
moins de temps pour courant élevé ou par des variations de tension qui
peuvent ramener la batterie d'un état de charge de 20 % à un état de 80 %
de charge en seulement 20 minutes. Le temps de recharger complètement ces
piles peut être plus d'une heure. Commune à toutes les batteries de nos
jours est une vie finie, et si elles sont entièrement déchargées et
rechargées régulièrement leur vie est considérablement réduite.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
Selon le mode de réalisation préféré illustré, la présente invention porte
une unique unité de stockage d'énergie électrique qui a la capacité de
stocker des quantités ultra élevées d'énergie. Un aspect de la présente invention, c'est que les matériaux utilisés pour
produire de l'unité de stockage d'énergie, EESU, ne sont pas des explosifs,
corrosifs ou dangereux. Le matériau de base, une poudre de titanate de
haut-permittivité calcinée composition modifiée baryum est une poudre
inerte et est décrite dans les références suivantes : S. A. Bruno, D. K.
Swanson et I. brûler, J. Am Ceram. SOC. 76, 1233 (1993) ; P. Hansen, US
Pat. N ° 6 078 494, émis le 20 juin 2000. Le métal plus rentable qui peut
être utilisé pour les chemins de conduction est nickel. Comme un métal
n'est pas dangereux et ne devient un problème si il est en solution comme
dans les dépôts de nickelage autocatalytique de nickel. Aucun des
matériaux EESU va exploser quand être rechargées ou touchés. Ainsi le EESU
est un produit sûr lorsqu'il est utilisé dans les véhicules électriques,
bus, vélos, tracteurs ou n'importe quel dispositif qui est utilisé pour le
transport ou pour effectuer des travaux. Il pourrait également être
utilisé pour le stockage d'énergie électrique générée à partir des cellules
photovoltaïques solaires ou d'autres sources pour des applications
résidentielles, commerciales ou industrielles. Le EESU permettra également
la puissance moyenne des centrales utilisant la technologie SPVC ou vent et
aura la capacité de fournir cette fonction en stockant une énergie
électrique suffisante afin que lorsque le soleil n'est pas briller ou que
le vent ne souffle pas ils peuvent répondre aux exigences de l'énergie des
sites résidentiels, commerciaux et industriels. Un autre aspect de la présente invention, c'est que le cahier des charges
initiales EESU ne dégradera pas due à être entièrement déchargées ou
rechargées. Profonde cyclisme le EESU à travers la vie d'un produit
commercial qui peut utiliser il ne causera pas les spécifications EESU à se
dégrader. Le EESU peut également être chargé rapidement sans endommager le
matériau ou réduire sa durée de vie. Le temps de cycle pour charger
complètement une 52 kWH EESU serait de l'ordre de 4 à 6 minutes avec un
refroidissement suffisant des câbles d'alimentation et les connexions.
Ceci et la capacité d'une banque de EESUs pour stocker suffisamment
d'énergie pour fournir 400 véhicules électriques ou plus avec une seule
charge permettra aux stations d'énergie électrique qui ont les mêmes
caractéristiques que les stations d'essence de nos jours pour les wagons de
ICE. La Banque de EESUs va stocker l'énergie étant fournie à elle de la
grille de puissance utilitaire nos jours pendant la nuit lorsque la demande
est faible et ensu