| 主权项 |
1.一种以化学能形式储存电能且由所储存之化学能复原电能之方法,其系以两种模式操作电化学电池,一个能量储存模式及一个能量复原模式,其特征为下列步骤:I.在能量储存模式中,(a)在电导线上供应外来电能,且于至少一个电化学电池之阴极上供应H2O(蒸汽)气体,该电池系以在阳极及阴极间使用固体氧化物电解质之电解电池形式操作,该电解电池系在介于600℃及1200℃间之温度下操作,以于阴极产生H2气体,而于阳极产生O2气体;(b)使所产生之H2气体沿着电解电池之阴极,通入在600℃及800℃间之温度下操作之含有氧化铁之能量储存反应器内,而于能量储存反应器内产生铁金属及H2O(蒸汽);(c)使能量储存反应器内所产生之H2O(蒸汽)再循环至欲被电解之电解电池之阴极;及,(d)重复步骤(a)至(c),直至氧化铁实质上完全转化成铁金属,而以化学能形式储存电能;II.于能量复原模式中,(e)将H2O(蒸汽)气体供应至介于600℃及800℃间之温度下操作之含有铁金属之能量储存反应器内,以于能量储存反应器内产生气化铁及H2气体;(f)使H2气体通至少一个以燃料电池形式操之电化学电池之燃料阳极,并在介于600℃及1200℃间之温度下操作之至少一个电化学电池的空气阴极供应O2气体或空气,以沿外部导线传导电能,并于燃料阳极产生H2O(蒸汽);(g)所产生之H2O(蒸汽)在燃料电池之燃料阳极上,再循环至该能量储存床;(h)重复步骤(e)至(g),直至铁金属(Fe)实质上完全转化成氧化铁及H2气体,而由储存之化学能复原成电能;及(i)回收所产生之电能。2.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为该热能系由外源供应,而电能系由电厂供应。3.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为该电解电池阳极及该燃料阴极系包含亚锰酸镧,该固体氧化物电解质系包含经氧化钇或氧化钪安定化之氧化锆,而该电解电池阴极及燃料电池阳极系包含镍-氧化锆金属陶瓷。4.根据申请专利范围第1项之方法,其特征为步骤(a)中所产生之O2气体系以可用之副产物形式回收。5.一种可于双模式下操作之电化学能量转换及储存装置,一个能量复原模式及一个能量储存模式,其特征为:(A)一电化学电池槽,该电池槽含有一至少一个电化学电池束,该电池束含有多个平行、轴向伸长、相互联结之电化学电池,各电池系包括多孔性外部电极、多孔性内部电极、及介于两电极间之气密性固体氧化物电解质;(B)联结于电池槽之燃烧槽;(C)至少一个燃烧废气通道,其系由燃烧槽联结至大气;(D)至少一个联结于电池槽之能量储存槽,该能量储存槽系含有能量储存操作模式之氧化铁,或能量复原操作模式之铁金属;(E)至少一个再循环气体通道,其系由电池槽中多孔性外部电极之外侧联结至能量储存槽;(F)蒸汽入口,其系联结于电池槽中多孔性外部电极之外侧;(G)氧化剂入口,其系联结于电池槽中多孔性内部电极之内侧;及(H)由电池槽内之电池束联结至外部电路之电导线,其中该装置可于能量储存模式下操作,其系由外部电路经导线而于电化学电池上供应直流电能,并经蒸汽入口而于多孔性外部电极上供应蒸汽,且提供在氧化铁状态下之能量储存槽,且其中该装置可于能量复原模式下操作,其系提供于铁状态下之能量储存槽,且经蒸汽入口将蒸汽供应至能量储存槽,而经氧入口将氧化剂送至多孔性内部电极,并经由导线,由电化学电池将直流电能回收,以送至外部电路。6.根据申请专利范围第5项之装置,其特征为该电化学电池系管状,且该阳极系界定该管之内壁,该阴极系界定该管之外壁,而该固体氧化物电解质则介于阳极及阴极之间。7.根据申请专利范围第5项之装置,其特征为该电化学电池之内部电极系包含亚锰酸镧,该固体氧化物电解质系包含经氧化钇及氧化钪安定化之氧化锆,而该外部电极则包含镍-氧化锆属陶瓷。8.根据申请专利范围第5项之装置,其特征为该电化学电池系于600℃及1200℃间之温度下操作。图示简单说明:第一图系本发明于能量储存模式下操作之电能储存及转换系统的示意图,第二图系本发明于能量复原模式下操作之电能储存及转换系统之示意图,第三图,本发明之最佳阐释,系可在能量储存模式及能量复原模式下操作之本发明例示电能储存及转换系统之剖面图,且,第四图系本发明电能储存及转换系统于充电及放电时之电池电压特性的图。 |
