Brevet FR2079244A1 — publié le 19711112

i 2079244 La présente invention concerne une méthode de production d'électricité à haut régime par voie électrochimique dans une jonction électrochimique dynamique mince et concerne les sources d'énergie utilisant cette méthode. 5 Les piles à combustibles et les batteries classiques ont d es limites en ce qui concerne leur puissance nominale de sortie, en particulier leur puissance de sortie disponible par unité de poids et par unité de volume, caractéristiques qui limitent leur utilisation dans de nombreuses applications. Les résistances 10 spécifiques intérieures de ces piles sont importantes, et ces piles ne peuvent pas utiliser efficacement des matériaux électrochimiques légers et très réactifs, en particulier les métaux très actifs, même si ces matériaux existent sur le marché depuis de nombreuses années. La technique des batteries et des 15 piles à combustibles conventionnelles préconise la nécessité limitative de séparateurs, pièces d'écartement, membranes, ou écrans poreux entre les électrodes pour empêcher les court s -circuits et pour empêcher la combinaison directe des substances chimiques réactives, en particulier lorsqu'on utilise des 20 substances hautement réactives, comme par exemple lorsque le s oufre et le sodium liquide sont séparés par un écran en céramique poreux. On a effectué divers essais au cours des années pour obtenir une densité de courant plus élevée ainsi qu'une densité de puissance plus élevée désirables à partir des 25 batteries eu des piles à combustibles, tout en restant dans les limites des profils et des espacements d'électrodes conventionnels, en agitant $>ar exemple 1 ' électrolyte ou en déplaçant ou en nettoyant les électrodes pour disperser une partie des produits dfe réaction électrochimiques qui se trouvent sur les électrodes. 30 Toutefois aucune des études des techniques antérieures n'a permis d'obtenir la densité de courant désirée, la puissance par unité de poids souhaitéeainsi que les autres avantages de la présente invention. La source d'énergie électrique et la méthode de l'invention 35 fournissent une configuration de piles qui évite la nécessité de séparateurs ou écrans entre les électrodes, fournissent une jonction électrochimique extrêmement mince à faible résistance et une couche d'électrolyte sans court-circuit, et permettent l'utilisation effective de substances hautement réactives. Cette 40 invention assure des densités de courant très élevées pour une 71 03839 2 2079244 ptoissan.ce donnée, densités de courant supérieures à 200 ampères par centimètre carré de surface d'électrode pour une puissance de 80 watts par centimètre carré de surface d'électrode,* valeurs supérieures de plusieurs ordres de grandeur à celles 5 des piles à combustible ou des batteries conventionnelles. En outre, la présente invention donne de bons rendements pour ces densités de courant et de puissance de sortie élevées, par comparaison avec les batteries ou les piles à combustibles conventionnelles. Les réactions électrochimiques sont facilement 10 contrôlées par une variété de dispositifs de contrôle simples et fournissent des réactions électrochimiques plutôt que thermiques. Les pièces d'écartement, membranes, ou autres écrans permettant de séparer physiquement les électrodes et empêcher les courts-circuits ne sont pas nécessaires. A la place, une jonction 15 électrochimique pelliculaire fine dynamique est prévue, qui n'utilise que les électrodes et leurs produits de réaction et dans laquelle les électrodes s'unissent l'une à l'autre et dans laquelle un écran dynamique mince d'électrolyte autorégulateur et de formation autogène empêche les courts-circuits 20 entre les électrodes, mais assuré une résistance extrêmement faible. La présente invention permet également l'utilisation de matériaux d'électrodes qui sont de bons conducteurs électriques facilement disponibles, légers et peu coûteux. La densité de puissance élevée, la simplicité mécanique et. les matériaux utilisa 25 bles permettent la formation d'una source d'énergie électrochimique ayant une puissance de sortie extrêmement élevée par unité de volume et unité de poids lorsqu'on la compare aux sources d'énergie électrochimique actuellement disponibles. L'invention préconise en outre un simple moteur formant un 30 seul bloc avec la pile à combustible, ce qui permet d'obtenir directement l'énergie mécanique. Le moteur électrique a une impédance caractéristique qui correspond à celle du générateur de courant: il ne nécessite aucun enroulement et fournit un rapport élevé de la puissance de sortie sur le poids. On peut 35 utiliser de très simples configurations de moteurs électriques, par exemple le type unipolaire illustré dans le texte "Principles of Electricity", de Leigh Page, D. Van Nostrand Company, Inc., Seconde Edition (1949) pages 310-315. Bans la présente invention, l'électricité est produite 40 à haut régime par voie électrochimique grâce à des substances 71 03839 3 2079244 qui sont électrochimiquement réactives l'une avec l'autre, dans laquelle une substance réactive est fournie sous forme d'une mince pellicule en contact avec une zone de surface d'une autre substance réactive de façon à former une mince jonction 5 électrochimique au niveau de laquelle est produit du courant électrique à densité élevée en même temps que les produits de réaction chimique. Les substances électrochimiquement réactives se déplacent 1'une par rapport à 11 autre au niveau de la jonction pour permettre l'élimination rapide des produits de 10 réaction de la jonction, tout en maintenant le contact entre les deux substances. Les deux substances sont continuellement rechargées à une vitesse contrôlée au niveau de la jonction. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention concernent les dispositifs particuliers et la structure 15 grâce auxquels on obtient les aspects mentionnés ci-dessus de l'invention. On comprendra mieux l'invention en se reportant à la description suivante et aux dessins annexés La Figure 1 est une vue latérale partielle,en partie éclatée,d'un premier mode de réalisation selon la présente 20 invention d'une source d'énergie électrochimique; La Figure 2 est une vue en coupe du mode de réalisation de la Figure 1 selon la ligne 2-2 de la Figure 1; La Figure 3 est une vue en coupe partielle agrandie de la jonction électrochimique, selon la ligne 3-3 de la Figure 25 2; La Figure 4 est une vue en perspective d'un second mode de réalisation de la présente invention; La Figure 5 est une vue inférieure, partiellement éclatée, du mode de réalisation de la Figure 4; 30 La Figure 6 est une vue transversale centrale du mode de réalisation de la Figure 4, selon la ligne 6-6 des Figures 4 et 5; et La Figure 7 est une vue en perspective éclatée d'une tête d 'alimentation type du mode de réalisation de la Figure 4. 35 Reportons-nous d'abord aux Figures 1-3 ; on y voit une première source d'énergie type 10 selon la présente invention. L'étude ci-dessous de la source d'énergie 10 s'applique également, en ce qui concerne les conceptions fondamentales et les étapes impliquées, à une seconde source d'énergie 40 50 donnée à titre d'illustration sur les Figures 4-7 et 71 Q3839 4 2079244 décrites plus loin. La source d'énergie lô comprend un ensemble d'alimentation 12 permettant d'alimenter en une première substance électrochimiquement réactive (sodium 22) une zone de surface conductrice 5 20 d'un rotor 14 sur laquelle se trouve une seconde substance réactive (eau). Le rotor 14 est monté de façon à pouvoir tourner par rapport à un stator 16. Une jonction électrochimique mince 30 est formée entre la surface du rotor 20 et le sodium (conducteur) 22. un moyen d'alimentation en fluide aqueux 18 10 alimente en eau la surface du rotor 20 sous forme d'une mince pellicule de façon à ce qu'elle réagisse avec la surface du sodium 22 qui fait face à la surface du rotor 20. Le sodium 22 et l'eau à la surface du rotor 20 se déplacent l'un par rapport à l'autre par suite de la rotation du rotor 14. 15 Reportons-nous en particulier à l'ensemble d'alimentation type 12, représenté sur la Figure 2 : on peut voir que l'ensemble d'alimentation 12 est conçu pour contenir et alimenter de façon continue en sodium métallique 22 (ou tout autre matériau électrochimiquement réactif approprié ) la surface solide lisse 20 20 d'un des côtés du rotor 14 à mesure que le sodium est consommé, de façon à maintenir un contact continu entre le sodium et l'eau à la surface 20. L'ensemble d'alimentation 12 est de préférence monté sur le stator 16. Le sodium 22 se présente ici sous forme d'un segment d'un cylindre de sodium à gaine plastique. 25 il est disponible dans le commerce sous cette forme en tant que câble électrique. Le segment de sodium coulisse axialement dans l'ensemble d'alimentation 12 en s'approchant et en s'éloignant alternativement de la surface 20. Un ressort de compression 24 est prévu derrière le segment du sodium 22 afin de le pousser 30 continuellement en direction de la surface 20 du rotor 14 avec laquelle il doit être en contact,Lorsque le segment tout entier d e sodium 22 est consommé dans la jonction électrochimique 30, un nouveau segment de sodium 22 peut être fourni en ouvrant l'ensemble d'alimentation 12 et en y introduisant le nouveau 35 segment. Reportons-nous aux Figures 1 et 2 : on notera qu'on peut fournir autant d'ensembles d'alimentation 12 qu'on le désire en les espaçant radialement sur la circonférence du stator 16. Le nombre désiré dépend de la puissance de sortie désirée fui 40 est fonction de la superficie du sodium qui recouvre la surface 71 03839 5 2079244 Le moyen d'alimentation en eau 18 comprend ici un réservoir 26 ou tout autre moyen d'emmagasinage conventionnel. L'eau provenant du réservoir 26 traverse une soupape 28 qui règle son débit, et l'eau est évacuée directement à la surface du 5 rotor 14. Le moyen d'alimentation en eau 18 présente un orifice de sortie qui est situé sur le stator en un point où l'eau pourra se répandre et recouvrir complètement la partie de la surface 20 se trouvant sur la trajectoire du sodium 22. L'eau forme un mince revêtement ou pellicule à la surface 20 du rotor 14 10 et le rotor 14 porte cette pellicule d'eau entre la face terminale du sodium 22 et la face du rotor 20. Ainsi l'eau forme une mince pellicule à la face terminale du sodium 22 et crée la jonction électrochimique 30 dans laquelle le sodium et l'eau réagissent pour produire de l'électricité à haut régime,plus 15 des produits de réaction chimiques,qui dans ce cas sont l'hydroxyde cte sodium et l'hydrogène. La rotation continue du rotor 14 fournit continuellement en eau fraîche la jonction 30 et en retire continuellement les produits de réaction électrochimiques. Les mouvements relatifs 20 au niveau de la jonction électrochimique 30 sont illustrés sur 1 a Figure 3 qui représente une vue très agrandie selon la ligne 3-3 de la Figure 2. Après que la pellicule mince et mobile d'eau à la surface 20 du rotor 14 ait retiré les produits de réaction de chaque 25 j onction électrochimique 30, ces produits de réaction peuvent être extraits de la source d'énergie 10 simplement au moyen des canaux espacés ménagés entre le rotor 14 et le stator 16, canaux qui permettent l'évacuation des produits de réaction du rotor 14. On peut facilement prévoir un stockage de la solution 30 aqueuse d'hydroxyde de sodium évacué. L'élimination complète de l'hydroxyde de sodium sur la surface 20 n'est pas nécessaire, car la pellicule d'eau qui recouvre la surface 20 peut contenir une solution importante d'hydroxyde de sodium sans gêner sérieusement pour autant le rendement de la jonction électro-35 chimique 30. Si la source d'énergie 10 fonctionne immergée dans l'eau, l'hydroxyde de sodium peut tout simplement être dissipé dans l'eau environnante. La surface 20 est de préférence une surface conductrice lisse, continue et uniforme, non réactive avec le sodium, 40l'eau, ou l'hydroxyde de sodium ou encore les produits de 71 03839 6 2079244 réaction de l'hydrogène. Autrement dit, cette surface permet le transfert des électrons, mais sinon elle n'entre pas dans une réaction chimique. Comme les produits de réaction sont basiques plutôt qu'acides, le rotor 14 et la surface 20 ne doivent pas 5 de préférence être construits en un métal possédant une surtension élevée pour ce qui est du dégagement de l'hydrogène (par exemple le mercure). Il est également préférable que la surface 20 et le rotor 14 soient fabriqués en un métal ayant une bonne conductivité électrique, car dans ce mode de réalisation le rotor 14 fait partie 10 du moyen conducteur de courant électrique et permet la conduction du courant produit d'un côté de la jonction électrochimique 30 à travers la surface 20. Pour ce qui est de la configuration du moteur, le rotor 14 est également ici de préférence un bon conducteur de cha»p magnétique. La surface 20 peut également 15 être poreuse, si on désire alimenter en eau ou en autres substances réactives la surface 20 par l'intermédiaire du rotor 14. Par ailleurs le sodium et l'eau réagissent spontanément l'un avec l'autre. En fait, une combinaison non contrôlée de ces deux constituants réagit vigoureusement en dissipant l'énergie 20 thermiquement plutôt qu'électrochimiquement. En conséquence, l'utilisation de ces constituants hautement réactifs ne semblait pas précédemment appropriée pour la production efficace de courant électrique, sauf si on utilisait des électrolytes non aqueux, des écrans poreux ou d'autres moyens de séparation 25 limitatifs. Toutefois, grâce à la méthode et à l'appareil de l'invention, on peut produire un courant électrique à rendement élevé et en toute sécurité, avec une diminution des quantités d'énergie calorifique dissipée . Comme la face active du sodium mou 22 est introduite mécanique-30 ment jusqu'à la jonction 30, il est constamment poli par la réaction chimique de la mince pellicule dynamique d'eau sur la surface 20 de façon à fournir et à maintenir continuellement une surface lisse très plate sur le sodium au fur et à mesure de sa consommation, à la différence de la corrosion type très 35 irrégulière qui se produit à la surface des électrodes fixes. On croit que la surface active du sodium est fondue, et donc très lisse, par suite de l'échauffement local dû à la réaction chimique au cours du fonctionnement. Qaaat à l'eau, la totalité à l'exception d'une très mince 40 pellicule d'eau qui adhère directement à la face du rotor 20 71 03839 7 2079244 est entraînée par la face du sodium 22 appliquée contre la face 20. Le sodium réagit rapidement avec cette eau pour fournir une couche d'hydroxyde de sodium qui recouvre le sodium métallique et empêche tout court-circuit localisé significatif, autrement dit la mince 5 couche d'hydroxyde de sodium et d'eau à l'extrémité réagissante du sodium empêche toute conduction directe importante d'électrons entre le sodium et la surface 20. Toutefois cet hydroxyde de sodium dissous dans la mince pellicule djrnataique d'eau fournit une couche mince d'électrolyte à très faible résistance entre le sodium et la 10 face 20. La pression d'alimentation exercée sur le sodium 22 par le ressort 24 peut varier largement, quoiqu'elle ne doit pas être trop importante ou alors il risquerait de se former une couche insuffisante d'hydroxyde de sodium au niveau de la surface 15 réagissante et des courts-circuits localisés (contact métal-métal) pourraient se produire temporairement avec la face 20. Toutefois, 1'hydroxyde de sodium se forme facilement et tout court-circuit localisé est automatiquement steppe par une diminution appropriée de la pression d'alimentation. Ainsi l'alimentation de 20 sodium ici est auto-régulatrice. La distance entre la face de sodium et la face 20 pour un courant de sortie maximal est comprise entre 0,10 et 0,13 millimètre. Si cette distance est plus grande que 0,13 mm, le rendement se trouve nettement abaissé. Des courts-circuits localisés commencent 25 à se produire au niveau de la jonction pour des épaisseurs sensiblement inférieures à 0,025 mm, selon les caractéristiques de la surface du rotor. Quoique cette distance soit très petite et critique, elle est auto-régulatrice et se maintient telle quelle automatiquement. 30 La nécessité d'établir une jonction ayant la faible épaisseur mentionnée ci-dessus se comprend facilement en fonction des réactions qui entrent en compétition l'une avec l'autre pour (1) la réduction électrochimique souhaitée d'eau à la cathode (face du rotor 20), réaction opposée à (2) la réduction indésirable d'eau de 35 à la face/L'anode métallique active (sodium). Les vitesses intrinsèques pour cette seconde réaction sont élevées ; en conséquence, il est nécessaire de tirer suffisamment de courant de la charge extérieure, si l'on désire établir un débit suffisant d'électrons vers la cathode pour supporter la vitesse rapide de 40 réduction d'eau par cette première réaction (transfert d'électrons 71 03839 8 2079244 au niveau de l'interface cathode-électrolyte). Ce n'est que lorsque la vitesse de cette première réaction dépasse la seconde que le rendement électrochimique de l'utilisation de métal actif peut être grand. Cette condition importante d'un courant électrique 5 élevé dans le circuit d'utilisation ne peut pas être réalisé toutefois si la résistance interne de la jonction électrochimique est trop grande, autrement dit si l'épaisseur de la jonction est excessive. Si soit cette résistance à travers 11électrolyte soit l'impédance de charge est grande, l'effet d'amener l'eau ou 10 1'électrolyte en contact avec le métal actif ne constituera essentiellement que 1' érosion chimique directe du métal actif en libérant les produits de réaction chimique et de la chaleur, alors que peu de courant électrique pourra être extrait. Toutefois, la jonction ne doit pas permettre de court-circuit. La structure 15 et la méthode de l'invention satisfont ces conditions liées les unes aux autres pour permettre l'extraction d'un courant électrique important à partir des métaux réactifs. La formation d'hydroxyde de sodium.complémentaire et d'hydrogène gazeux qui formeraient autrement un écran et 20 augmenteraient de façon importante la résistance électrique de la jonction, est empêchée par l'élimination rapide des produits due à la rotation l'un par rapport à l'autre du sodium et de la face 20. Le mouvement rapide de la fine pellicule d'eau à la surface 20 au-delà de la face du sodium assure une dissolution 25 rapide et une extraction de tous les produits de réaction. La minceur de la jonction électrochimique 30 et la conductivité thermique élevée du sodium et de la face 20 fournissent une très faible résistance thermique à travers la jonction 30. L'efficacité du refroidissement est en outre améliorée par le fait 30 que seule une partie v3e la face 20 est recouverte par une jonction 30 à un moment donné. Comme la face 20 s'éloigne successivement de chacune des jonctions 30, elle est exposée à l'atmosphère environnante, ce qui permet son refroidissement. En conséquence, il n'y a aucune difficulté à dissiper l'énergie calorifique 35 produite au niveau de la jonction 30. Le manchon en matière plastique qui protège le sodium 22 n'exerce aucune influence sur la réaction. Il est retiré au niveau de la jonction 30 au fur et à mesure de la consommation du sodium. L'hydrogène dégagé en tant que produit de réaction au niveau 40 de la jonction 30 peut également prendre part à une réaction 71 03839 9 2079244 électrochimique complémentaire et coopérer à la production totale de courant. Si la source d'énergie 10 fonctionne en présence d'oxygène, par exemple dans l'air, on a observé qu'on obtient des densités de courant plus élevé. 5 Lorsqu'on stoppe soit l'alimentation en sodium soit la rotation du rotor 14, la face exposée du sodium est obturée automatiquement par une couche des produits de réaction qui remplissent le faible interstice entre l'extrémité du sodium et la face 20, et il ne se produit plus de réaction chimique 10 importante. Cet arrêt est obtenu pratiquement instantanément, car il n'y a qu'une seule face du sodium qui soit directement adjacente à la face 20 et exposée à une réaction, et seule la faible quantité d'eau de la mince pellicule qui recouvre cette face du sodium est présente pour la réaction. 15 II faut très peu d'énergie pour amorcer ou pour maintenir la rotation du rotor 14 au cours du fonctionnement de la source d'énergie 10. Les forces de friction sont très faibles, car l'hydroxyde de sodium et l'eau fournissent une excellente lubifrication entre le sodium 22 et la face 20. La vitesse de 20 rotation n'est pas cruciale et n'exerce pas une influence importante sur la puissance de sortie du courant, tant que la vitesse linéaire du rotor au niveau de la jonction est supérieure à environ 500 centimètre/seconde. Si la source d'énergie 10 fonctionne purement comme un 25 générateur électrique et non pas comme un moteur à générateur incorporé, on notera qu'un moyen d'entraînement conventionnel peut être fourni pour la faible quantité d'énergie nécessaire pour faire tourner le rotor 14.Ici la source d'énergie 10 comprend un moteur électrique incorporé qui fournit cette rotation 30 nécessaire, comme décrit ci-dessous. Le courant électrique provenant de la source d'énergie 10 peut être prélevé directement et utilisé dans un circuit extérieur au moyen de connexions de conducteuis électriques appropriés. Ici par exemple les conducteurs de courant à un pôle comprennent 35 le ressort 24 qui est en prise et permet la conduction du courant entre le stator 16 et l'extrémité extérieure du segment de sodium 22. L'autre pôle ou prise de courant est fourni ici par la surface 20 et le rotor 14. Le courant continu à faible tension produit est de préférence utilisé dans un appareil d'utilisation à faible 40 impédance caractéristique. Toutefois, il peut également être 71 03839 10 2079244 transformé conventionnellement en un courant alternatif à tension plus élevée permettant la transmission. Le courant continu intermittent peut être fourni par une surface conductrice 20 de façon intermittentes. La quantité d'électricité ou le rendement 5 qu'on peut obtenir, autrement dit le pourcentage du nombre d'électrons libres possible qu'on peut obtenir à partir du sodium, est d'environ 99%. 71 03839 n 2079244 L'appareil d'utilisation de sortie le plus approprié pour le mode de production électrique de la source d'énergie 10 est un appareil utilisant le courant de sortie à haute intensité pour une faible impédance d'adaptation à l'impédance de la jonction 30. 5 En conséquence, la méthode et l'appareil de production électrique ici sont particulièrement adaptés à une seule source d'énergie (générateur) incorporée au moteur fournissant une énergie mécanique directement à l'arbre du rotor 14. En outre, ceci assure de façon inhérente la rotation continue nécessaire du rotor 14 au cours 10 du fonctionnement. La seule énergie auxiliaire nécessaire est une batterie ou tout autre générateur de courant permettant de fournir le courant de démarrage initial dans le rotor 14 pour faire démarrer la rotation du rotor (ou alors on peut faire démarrer le rotor mécaniquement ou manue11ement). 15 La fonction moteur dans la source d'énergie 10 est fournie ici par l'utilisation directe du courant produit électrochimiquement par la jonction 30 dans un dispositif simple quoique puissant de moteur Faraday, disposition dans laquelle le courant électrique important produit au niveau de la jonction 30 passe 20 directement par la partie couronne à faible impédance du rotor 14 perpendiculairement au champ magnétique permanent 36, produisant ainsi un coujJe rotorique et une puissance de sortie. On notera naturellement que le courant de sortie électrique provenant de la réaction électrochimique peut également servir à entraîner un 25 moteur continu conventionnel à faible impédance, lequel moteur peut faire partie ou non du mécanisme qui extrait la puissance de la réaction électrochimique. Considérons plus en détail le fonctionnement de ce moteur : on voit sur la Figure 2 de façon schématique un trajet 32 de 30 courant d'électrons. On peut voir que le courant d'électrons traverse le sodium 22 depuis la face sodium de la jonction 30, puis le ressort 24. Le courant traverse alors un conducteur extérieur approprié qui entoure la face du rotor 14 en face de la face 20, et pénètre par un orifice ménagé dans le stator. Ainsi 35 le trajet de courant des électrons 32 ne traverse aucun trajet de flux magnétique dans le stator. Le courant est ensuite transféré au rotor 14 par un balai électrique à faible résistance 34 qui sert de connexion entre le stator et l'extrémité opposée du rotor 14. Le courant traverse alors à nouveau intérieurement le 40 rotor 14 d'un côté à l'autre. Ainsi le trajet de courant 32 coupe 71 03839 12 2079244 le champ magnétique 36 et réagit avec ce dernier qui est orienté radialement pour traverser intérieurement le rotor 14 à angle droit avec le trajet de courant 32 dans le rotor. Le champ magnétique 36 est ici fourni par deux aimants permanents identiques 5 en forme de "C" 38 et 39 qui font partie du stator 16 et entourent les extrémités du rotor 14. Les réactions,à l'intérieur du rotor, du courant qui traverse le rotor avec le champ magnétique 36, entraînent une rotation du rotor 14- et la transformation de l'énergie électrique produite en énergie de sortie mécanique à l'arbre 10 du rotor 14. On peut voir d'après ce qui précède qu'un trajet de courant très court et à faible impédance (circuit fermé) permet la production de courant. On obtient facilement l'impédance de charge faible désirée, car aucun enroulement ou bobine ne sont nécessaires 15 et des conducteurs à section importante sont fournis grâce à la conduction directe à travers toute la section droite du stator 16 et l'extrémité du rotor 14. En ce qui concerne la source d'énergie 50 représentée sur les Figures 4-7, il existe un second mode de réalisation selon 20 la présente invention. La source d'énergie 50 est fondamentalement similaire à la source d'énergie lo par sa structure, ses fonctions et sa méthode de fonctionnement. Elle en diffère principalement par sa structure plus complexe conçue pour un rendement plus élevé, une puissance de sortie plus élevée pour un poids plus 25 faible, et l'utilisation d'électrodes sous forme liquide ou extrudée. La source d'énergie 50 comprend un rotor 52.en matériau magnétique présentant une partie annulaire 53 s'étendant radialement ou flasque. Le rotor 52 est monté de façon rotative sur 30 un stator 54. Comme on le voit en particulier sur la Figure 4, plusieurs têtes d'alimentation identiques et indépendantes en forme de "u" sont espacées sur la circonférence à la périphérie du bord extérieur du stator 54, si bien que le flasque 53 du rotor 52 tourne en passant par toutes ces têtes d'alimentation. 35 Chaque tête d'alimentation fournit plusieurs canaux permettant d'introduire le sodium et 11 eau ou tout autre matériau formant l'électrode, à la jonction électrochimique située au niveau de la face du flasque du rotor, et permettant d'extraire les produits de réaction. 40 Une tête d'alimentation type 56 est représentée sur la vue 71 03839 13 2079244 éclatée de la Figure 7, en coupe sur la partie gauche de la Figure 6, et enfin sur une vue inférieure (Figuré 5). La tête d'alimentation 56 est en fait formée de deux ensembles d'alimentation distincts; un ensemble d'alimentation extérieur 56 pour une 5 face extérieure 58 du flasque du rotor 53, et un ensemble d'alimentation intérieur 59 pour une face intérieure 60 du flasque du rotor (la face 58 correspond à la face 20 de la source d'énergie 10 des Figures 1-3). La tête d'alimentation 56 est alimentée par un collecteur 10 extérieur 62 et un collecteur intérieur 64, se présentant tous deux sous forme de bagues annulaires réunissant les bases de toutes les têtes d'alimentation, comme on peut le voir en particulier dans la partie inférieure gauche des Figures 6 et 7 , le collecteur extérieur 62 fournit de l'eau, du sodium et permet 15 l'élimination des produits de réaction pour l'ensemble d'alimentation extérieure 57. Le collecteur intérieur 64 joue le même rôle pour l'ensemble d'alimentation intérieur . Les collecteurs 62 et 64 sont de préférence en matière plastique, en céramique, ou en tout autre matériau isolant approprié et contiennent des canaux 20 continus annulaires permettant la conduction des substances vers les têtes d'alimentation et leur retour. Les matériaux formant les collecteurs ont de préférence de bonnes propriétés thermiques. L'alimentation des collecteurs 62 et 64 en substances est illustrée de façon schématique dans la partie inférieure gauche 25 de la Figure 6. De gauche à droite, le collecteur extérieur 62 contient d'abord un canal d'évacuation 66 relié par des tubes appropriés ou similaires à une cuve d'évacuation conventionnelle 68 dans laquelle la solution d'hydroxyde de sodium évacuée peut être stockée. Le collecteur extérieur 62 contient ensuite un canal 30 70 destiné au sodium et raccordé à une source appropriée ou conventionnelle de sodium liquide 72 sous pression par 11 intermédiaire d'une soupape 74 destinée à la régulation du débit de sodium. Le troisième canal du collecteur extérieur 62 est un canal d'eau 76 qui permet l'acheminement de l'eau d'une source d'alimentation 35 d'eau 78 appropriée ou conventionnelle en passant par une soupape 80 qui permet la régulation du débit d'eau. Le collecteur intérieur 64 a une disposition similaire : 11 contient un canal de sodium 82, un canal d'eau 84 et un canal d'évacuation 86 relié à la même cuve d'évacuation 68, à la source 40 de sodium 72 par une soupape 75, et à l'alimentation d'eau 78 par 71 03839 14 2079244 une soupape 81. On peut voir que le nombre de canaux dans le collecteur extérieur et dans le collecteur intérieur est le même, mais que l'ordre est différent. Les canaux de collecteurs 66, 70, 76, 82, 84 et 86 communiquent au-dessous de la tête d'alimentation 5 56 respectivement avec les canaux d'alimentation 87, 8S, 89, 90, 91 et 92 dans une plaque terminale 98 de la tête d'alimentation 56 pour y assurer la distribution des substances. Reportons-nous en particulier à la Figure 7: on peut voir que la tête d'alimentation 56 est ici formée d'une plaque termi-10 nale isolante épaisse 98 supportant plusieurs tôles minces en matériau isolant ou conducteur maintenues les unes avec les autres en une disposition alternée et formant un laminé ou structure en sandwich. Cette structure en sandwich sert ici à l'alimentation en sodium et en eau les surfaces 58 et 60 du rotor 52 par des 15 orifices étroits. On notera que des orifices étroits pourraient également être remplacés par des fentes usinées ou tout autre dispositif. On a constaté qu'on peut obtenir une réaction électrochimique plus efficace si l'on extrude la substance formant 1'électrode au niveau de la face du rotor par 1'intermédiaire 20 d'un orifice allongé et étroit s'étendant transversalement à la direction du mouvement de la face du rotor. Des orifices allongés peuvent être formés par des encoches découpées dans les tôles minces et maintenus par la partie non découpée des tôles voisines (superposées). 25 Cette augmentation du rendement grâce à un orifice étroit (distance de contact du métal actif courte) peut s'expliquer par le fait que la chaleur provenant de la réaction secondaire thermochimique est libérée à l'interface sodium/électrolyte. La température de 1'électrolyte s'élève rapidement dans cette zone car 30 la chaleur s'accumule dans l'eau à mesure que l'eau s'écoule sur la face de l'électrode de sodium. Une élévation de température excessive fait bouillir cette eau au voisinage de l'interface. L'ébullition peut former des interstices de vapeur entre l'électrode de sodium et 1'électrolyte, détruisant la continuité électri 35 que locale. Dans ce cas, une fraction réduite de la zone de la surface de l'électrode participe à la réaction électrochimique. Le résultat est une diminution apparente des densités de courant et des densités de puissance maximales que l'on peut obtenir, à mesure que la largeur de la fente d'alimentation en sodium 40 augmente dans le sens du mouvement de l'eau, autrement dit à 71 03839 15 2079244 mesure que l'épaisseur de l'anode augmente. On a constaté que des fentes d'alimentation en sodium ayant une largeur de l'ordre de 0,025 à 0,25 millimètre permettent d'obtenir des densités de puissance nettement supérieures à celles qu'on obtient avec des 5 fentes sensiblement plus larges. Dans la Figure 7, on voit six des tôles type 100-105 séparées du restant des tôles de la tête d'alimentation 56. Cette série de six tôles se répète dans le même ordre par addition de tôles identiques plusieurs fois de façon à former la pile de tôles 10 laminées de la tête d'alimentation 56. On peut voir que toutes les tôles 100-105 présentent des ouvertures concentriques 107, 108, 109, 110, 111 et 112 qui s'étendent sur toute la longueur de la tôle et qui communiquent respectivement avec les extrémités supérieures des canaux d'alimentation des substances 87 - 92 ménagées 15 dans la plaque terminale 98. Considérons par exemple le canal 88 : on peut voir que le sodium traversant ce collecteur (à partir du canal 70) traversera l'ouverture 108 de toutes les tôles de la tête d'alimentation 56. Il ne peut pas atteindre la face du rotor depuis les tôles ÎOO, 101 et 102, car elles ne sont pas découpées 20 ou dégagées au niveau de l'ouverture 108. Toutefois, lorsque le sodium traverse la tôle 103, on peut voir que la tôle 103 est découpée pour dégager l'ouverture 108 et laisser le sodium s'écouler librement de l'ouverture 108 vers la surface extérieure 58 du rotor 52. Cette ouverture a seulement l'épaisseur de la tôle 25 103, car les tôles voisines 102 et 104 limitent l'ouverture vers la surface du roter. On peut voir que la tôle loi est formée de façon à ne laisser s'écouler que l'eau de l'ouverture 109 par un mince orifice jusque sur la face du rotor. De même, la tôle 105 est découpée de façon 30 à dégager l'ouverture 107 de façon à recevoir les produits de réaction. On peut voir d'après ce qui précède que dans le fonctionnement de l'ensemble d'alimentation extérieure 57 de la tête d'alimentation 56, dans chaque série de six tôles, le sodium est 35 fourni sur la surface du rotor en une mince couche par la tôle 103 pour réagir avec l'eau sur la surface du rotor, puis les produits de réaction sont évacués par la tôle 105. Le courant électrique ainsi produit est conduit par le sodium et la tôle 103 qui est un conducteur. Les tôles 100, loi, 102, 105 et la moitié 40 extérieure de la tôle 104 sont des isolants (céramique ou matière 71 03839 16 2079244 plastique). Ainsi le sodium est extrudé entre les tôles isolantes pour empêcher une réaction de corrosion locale indésirable avec les conducteurs de la tête d'alimentation. L'ensemble d'alimentation intérieur 59 diffère ici en struc-5 ture et en fonctionnement de l'ensemble d'alimentation extérieur 57. Il remplace en effet le balai 34 de la source d'énergie lo par une jonction de courant complémentaire (jonction électrochimique) sur la face intérieure du rotor 60. La disposition d'alimentation du sodium et de l'eau est inversée dans l'ensemble 10 d'alimentation intérieur 59, si bien que la tension au niveau de cette jonction électrochimique s'additionne au lieu de s'opposer à la jonction avec l'ensemble d'alimentation extérieur 57 sur la face extérieure ou opposée 58 du rotor. On notera que l'ensemble d'alimentation intérieur 59 n'est pas essentiel et qu'un balai 15 conventionnel peut le remplacer. Un balai de sodium peut également être prévu en alimentant l'ensemble d'alimentation intérieur 59 en sodium mais non en eau. Reportons-nous à la Figure 7 : le sodium est extrudé de la tôle loi (par l'ouverture 110) directement sur la face du rotor 60. 20 L'eau peut alors être appliquée en une couche mince par l'ouverture 111 de la tôle 103 sur la couche mince mobile de sodium appliquée sur la surface 60. Les produits de réaction sont retirés par l'ouverture 112 au niveau de la tôle 105. Eans la source d'énergie 50, le champ magnétique permettant 25 le fonctionnement du rotor est fourni par un aimant permanent 118 faisant partie du stator 54, comme représenté sur la Figure 6. Le champ magnétique développé par l'aimant traverse le rotor 52 par des entrefers conventionnels, l'un situé au niveau du support de palier central conventionnel du rotor et l'autre situé à 30 l'extrémité extérieure du flasque du rotor 53. Ainsi, le flasque du rotor a un champ magnétique qui le traverse pour réagir à angle droit avec le courant produit électrochimiquement. Le courant traverse le flasque du rotor 53 entre ln face extérieure 58 et la face intérieure 60. En conséquence, le rotor 52 est 35 entraîné par le courant produit de la même manière fondamentale que le rotor 14 de .\a source d1 énergie lo. On notera que le rotor ou lé stator ou tous les deux peuvent être construits en un matériau magnétique limant permanent). Une poulie à courroie trapézoïdale 120 fait partie du rotor 40 52 et est représentée comme un moyen type de transmission de 71 03839 17 2079244 1'énergie mécanique. La rotation initiale de démarrage du rotor peut également être fournie de cette manière. On peut voir que les tôles 100 à 105, et toutes les autres tôles des têtes d'alimentation sont supportées mécaniquement 5 grâce à leur accouplement rigide avec la plaque terminale 98. La plaque terminale 98 est elle-même fixée sur les collecteurs 62 et 64, si bien que les têtes d'alimentation ainsi que les collecteurs forment en effet une seule unité. (Toutefois, les têtes d'alimentation peuvent être retirées séparément ou remplacées et 10 ont un fonctionnement indépendant l'un de l'autre), cette unité têtes d'alimentation et collecteurs est montée de façon réglable sur le stator 54 grâce à plusieurs vis d'ajustement 115, comme on peut le voir en particulier sur la Figure 4 et dans la partie droite de la Figure 6. Les têtes des vis 115 supportent les 15 collecteurs et les extrémités filetées sont en prise avec le stator 54. Un ressort de compression 116 entoure chaque vis 115. Le serrement des vis 115 rapproche ou éloigne les têtes d'alimentation du stator 54, et en conséquence du flasque du rotor 53. Le flasque du rotor 53 est de forme légèrement conique, et les 20 faces intérieures des têtes d'alimentation présentent la même conicité. Donc, à mesure que la tête d'alimentation se déplace vers le haut, l'ajustage est progressivement plus serré entre les faces 58 et 60 du flasque du rotor 53. La tête d'alimentation est également à auto-positionnement. 25 Une bobine de chauffage conventionnelle 122 est représentée sur la Figure 6. Elle peut être utilisée pour fournir le préchauffage initial de la source d'énergie 50 lorsqu'on utilise du sodium liquide ou toute autre substance formant électrode et nécessitant un chauffage pour devenir fluide. Dès que la source d'énergie 50 30 fonctionne, il y a suffisamment de chaleur de formation autogène retenue à l'intérieur de son écran thermique, et un apport de chaleur extérieur n'est pas nécessaire pour maintenir l'appareil à la température voulue. Le sodium par exemple est un liquide à une température légèrement inférieure au point d'ébullition de 35 l'eau, et ainsi uns source thermique d'eau bouillante conventionnelle peut être utilisée. On peut utilise? divers dispositifs de régulation ayec les deux sources d'énergie 10 et 50. Comme précédemment mentionné, la production de courant s'arrête dès qu'on arrête le rotor. On 40 peut régler le régime de production d'électricité en réglant les 71 03839 18 2079244 débits des substances grâce aux soupapes illustrées ici ou dans tout autre mode de réalisation souhaité, ces systèmes de régulation ne nécessitent pas une puissance importante et donnent une réponse rapide car seules les faibles fractions des substances qui doivent 5 être immédiatement consommées sont introduites au niveau des jonctions chimiques à un moment donné. La masse importante des substances réactives ne sont pas en mesure de réagir les unes avec les autres et en fait peuvent être éloignées de l'appareil, comme le montre la Figure 6. Il y a ainsi peu de risque que des réactions 10 non contrôlées se produisent. La production de courant peut également être réglée grâce à une tension extérieure variable appropriée (tension en opposition). Des substances qui sont très appropriées dans la présente invention comprennent le sodium, le potassium, le lithium ou 15 les alliages ou solutions métalliques de ces métaux actifs. Ces substances réagissent spontanément avec l'eau, et donnent des produits de réaction ioniques solubles dans l'eau qui forment des électrolytes hautement conducteurs dans l'eau. On peut les liquéfier à des températures relativement basses et les utiliser 20 sous forme liquide; et à l'état solide elles sont suffisamment molles pour pouvoir être extrudées par des orifices étroits sous des pressions.admissibles. Elles sont facilement disponibles et peu coûteuses et peuvent fournir un rapport puissance-sur-poids élevé par suite de leur légèreté. 25 On peut voir qu'on a décrit ici une nouvelle méthode électrochimique et une nouvelle source d'énergie. On prévoit que les hommes du métier pourront effectuer de nombreuses modifications et variations. Les revendications suivantes sont destinées à englober toutes les variations et modifications qui entrent 30 dans le cadre de l'invention. 71 03839 19 2079244 REVENDICATIONS 1. Une méthode de production d'électricité à haut régime par voie électrochimique par réaction d'une première substance électrochimiquement réactive avec une seconde substance électrochimiquement réactive qui réagit électrochimiquement avec la 5 première substance réactive, comprenant les étapes suivantes : application de ladite seconde substance réactive en une pellicule mince en contact avec une zone de surface de ladite première substance réactive de façon à former une jonction électrochimique mince dans laquelle ladite première substance réactive réagit 10 électrochimiquement avec ladite seconde substance réactive en donnant naissance à un fort courant électrique et à des produits de réaction électrochimique ; déplacement desdites première et seconde substances réactives l'une par rapport à l'autre à ladite jonction pour permettre l'élimination rapide desdits produits 15 de réaction électrochimique de ladite jonction tout en maintenant ladite pellicule mince et en maintenant le contact entre lesdites première et seconde substances réactives à ladite jonction; et recharge desdites première et seconde substances réactives à ladite jonction. 20 2. Une méthode selon la revendication 1, dans laquelle ladite seconde substance électrochimiquement réactive est un fluide aqueux, et dans laquelle ladite première substance électrochimiquement réactive est un métal qui réagit spontanément par voie électrochimique avec ledit fluide aqueux. 25 3. Une méthode selon la revendication 1, dans laquelle ladite première substance électrochimiquement réactive est essentiellement constituée par de l'eau et ladite seconde substance électrochimiquement réactive est un métal. 4. Une méthode selon la revendication 1, 2 ou 3, dans 30 laquelle l'épaisseur de ladite pellicule mince est maintenue à une valeur qui est sensiblement comprise entre o,l et 0,13 mm. 5. Une méthode selon la revendication 1, 2, 3 ou 4, comprenant la régulation de la vitesse de recharge d'au moins une desdites première et seconde substances électrochimiquement 35 réactives. 6. Une source d'énergie comprenant : une première substance électrochimiquement réactive; une seconde substance électrochimiquement réactive qui réagit électrochimiquement avec ladite première substance réactive; un moyen destiné à appliquer 71 03839 20 2079244 ladite seconde substance réactive en une pellicule mince sur une zone de surface de ladite première substance réactive de façon à former une jonction électrochimique mince dans laquelle ladite première substance réactive réagit électrochimiquement avec 5 ladite seconde substance réactive en donnant naissance à un courant électrique ayant une forte densité de courant et à des produits de réaction électrochimiques; un moyen pour déplacer lesdites première et seconde substances réactives l'une par rapport à l'autre à ladite jonction; et un moyen conducteur de courant 10 électrique en connexion électrique avec lesdites première et seconde substances réactives à ladite jonction pour permettre le passage dudit courant électrique produit à ladite jonction. 7. Une source d'énergie selon la revendication 6, dans laquelle ladite première substance électrochimiquement réactive 15 est un métal actif et ladite seconde substance électrochimiquement réactive est un fluide aqueux. 8. Une source d'énergie selon la revendication 7, dans laquelle ladite première substance électrochimiquement réactive forme une électrode, et qui comprend en outre une surface solide 20 électriquement conductrice supportant ledit fluide, ladite surface étant pratiquement non réactive chimiquement avec ladite substance formant l'électrode ou avec ledit fluide, et un moyen pour amener ladite substance réactive formant l'électrode contre ladite surface. 25 9. Une source d'énergie selon la revendication 6, 7 ou 8, dans laquelle ledit moyen conducteur de courant électrique comprend un moyen rotor dont une partie est une surface rotative électriquement conductrice et forme ledit moyen destiné à déplacer lesdites première et seconde substances réactives 1'une 30 par rapport à l'autre au niveau de ladite jonction. 10. Une source d'énergie selon la revendication 6, 7, 8 ou 9, dans laquelle ledit moyen conducteur de courant électrique comprend un moyen circuit à faible impédance,en connexion électrique avec ladite substance réactive qui constitue 1'électrode 35 et avec ladite surface, formant un trajet de courant extérieur à faible impédance pour ladite jonction électrochimique. 11. Une source d'énergie selon la revendication 8, comprenant un stator par rapport auquel ledit rotor est monté de façon à tourner, ledit rotor comprenant ladite surface annulaire rotative 4û électriquement conductrice, et un moyen d'alimentation sur ledit 71 03839 21 2079244 stator pour amener ladite substance réactive qui constitue 11électrode contre ladite surface dudit rotor. 12. Une source d'énergie selon la revendication 11, dans laquelle ladite surface est essentiellement uniforme et dans 5 laquelle ledit moyen d'alimentation comprend un orifice étroit allongé transversal à la direction du déplacement de ladite surface sur ledit rotor et s'ouvrant sur ladite surface pour permettre l'introduction de ladite substance réactive qui constitue l'électrode par ledit orifice. 10 13. Une source d'énergie selon la revendication 8, 11 ou 12, dans laquelle ladite substance réactive qui constitue l'électrode est le sodium. 14.Une source d'énergie selon la revendication 9, 11 ou 12, dans laquelle ledit rotor est conçu pour transmettre ledit courant 15 de ladite jonction électrochimique qu'il contient, et comprenant un moyen magnétique créant un champ magnétique au niveau dudit rotor pour que son interaction électromagnétique avec ledit courant fasse tourner ledit rotor. 15. Une source d'énergie selon la revendication 8, 11, 12, 20 ou 13, comprenant un moyen de chauffage associé audit moyen d'alimentation et destiné à liquéfier ladite substance électrochimiquement conductrice qui constitue l'électrode. 16. Une source d'énergie électrochimique comprenant î un fluide aqueux; une surface cathodique électriquement conductrice; 25 une anode consommable très rapprochée de ladite surface cathodique; ladite anode étant un métal alcalin rapidement oxydé électrochimiquement dans ledit fluide aqueux; un moyen destiné à maintenir ladite anode très rapprochée de ladite surface cathodique à mesure que ladite anode est oxydée; un moyen destiné à amener 30 rapidement ledit fluide aqueux dans l'espace étroit compris entre ladite anode et ladite surface cathodique et à en extraire rapidement les produits de réaction électrochimique ; une très mince couche d1électrolyte à faible résistance entre ladite anode et ladite surface cathodique; et un moyen circuit extérieur à 35 faible résistance en connexion avec ladite anode et avec ladite surface cathodique, assurant avec ladite couche d'électrolyte très mince à faible résistance la réduction électrochimique dudit fluide aqueux au niveau de ladite surface cathodique plutôt qu'au niveau de ladite anode. 40 17. Une source d'énergie selon la revendication 16, dans 71 03839 22 2079244 laquelle ladite anode consommable est constituée essentiellement par du sodium. 18. Une source d'énergie selon la revendication 16 ou 17, dans laquelle ledit moyen permettant d'amener ledit fluide aqueux 5 dans ledit espace étroit compris entre ladite anode et ladite surface cathodique et d'en éliminer rapidement lesdits produits de réaction consiste à faire tourner ladite surface cathodique transversalement par rapport à ladite anode. 19. Une source d'énergie selon la revendication 18, dans 10 laquelle ladite surface cathodique fait partie du rotor d'un moteur Faraday et dans laquelle ledit moyen circuit extérieur à faible résistance comprend ledit rotor. 20. Une source d'énergie selon la revendication 16, 17, 18 ou 19, dans laquelle ledit fluide aqueux est formé par de l'eau 15 appliquée sur ladite surface cathodique rotative. 21. Une source d'énergie selon la revendication 16, 17, 18, 19 ou 20, dans laquelle ladite couche d1électrolyte est fornée de façon continue par les produits de réaction de ladite anode avec ledit fluide aqueux, et dans laquelle ledit moyen permettant 20 de maintenir ladite anode très rapprochée de ladite surface cathodique à me sure de la consommation de ladite anode est formé par un moyen de poussée pressant ladite anode directement contre ladite surface cathodique en ne laissant entre elles que ladite coucha d'électrolyte.