АККУМУЛЯТОР НА ОСНОВЕ ИОНОВ ЩЕЛОЧНОГО МЕТАЛЛА С БИМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРОДОМ

1. Устройство, содержащее:
первую жидкую фазу, образующую положительный электрод, содержащий первый элемент и второй элемент, отличные от щелочного металла;
вторую жидкую фазу, содержащую катионы щелочного металла, образующую первую и вторую поверхности раздела, при этом первая жидкая фаза контактирует со второй жидкой фазой через первую поверхность раздела; и
третью жидкую фазу, отделенную от первой жидкой фазы и образующую отрицательный электрод, содержащий щелочной металл, при этом третья жидкая фаза контактирует со второй жидкой фазой через вторую поверхность раздела; и
первую и вторую поверхности раздела, отделенные друг от друга,
при этом первая фаза имеет объем, увеличивающийся или уменьшающийся в корреляции с соответствующим уменьшением или увеличением объема третьей фазы.
2. Устройство, содержащее:
первую жидкую фазу, образующую положительный электрод, содержащий щелочной металл, первый элемент и второй элемент, отличные от щелочного металла; и
вторую жидкую фазу, содержащую катионы щелочного металла, образующую первую и вторую поверхности раздела, при этом первая и вторая жидкие фазы контактируют через первую поверхность раздела,
первую и вторую поверхности раздела, отделенные друг от друга,
при этом первая фаза имеет объем, который увеличивается или уменьшается при применении.
3. Устройство, содержащее:
первую твердую фазу, образующую положительный электрод, содержащий первый элемент и второй элемент, отличные от щелочного металла;
вторую твердую фазу, содержащую катионы щелочного металла, образующую первую и вторую поверхности раздела, при этом первая твердая фаза контактирует со второй твердой фазой через первую поверхность раздела; и
третью твердую фазу, отделенную от первой жидкой фазы и образующую отрицательный электрод, содержащий щелочной металл, при этом третья твердая поверхность раздела контактирует со второй твердой фазой через вторую поверхность раздела;
первую и вторую поверхности раздела, отделенные друг от друга.
4. Устройство, содержащее:
первую твердую фазу, образующую положительный электрод, содержащий щелочной металл, первый элемент и второй элемент, отличные от щелочного металла; и
вторую твердую фазу, содержащую катионы щелочного металла, образующую первую и вторую поверхности раздела, при этом первая и вторая твердые фазы контактируют через первую поверхность раздела,
первую и вторую поверхности раздела, отделенные друг от друга.
5. Устройство по п.1, 2, 3 или 4, отличающееся тем, что первый и второй элементы независимо выбраны из элементов IVA, VA и VIA группы периодической системы Менделеева.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что первый и второй элементы представляют собой по меньшей мере один элемент, выбранный из олова, свинца, висмута, сурьмы, теллура и селена.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что первый и второй элементы представляют собой свинец и сурьму.
8. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что щелочной металл имеет в первой и третьей фазах соответствующие разные химические потенциалы, что создает электрическое напряжение между первой и третьей фазами.
9. Устройство по п.2 или 4, отличающееся тем, что щелочной металл выбран таким образом, чтобы его химический потенциал изменялся при объединении указанного металла с первым и вторым элементами.
10. Устройство по п.1 или 4, отличающееся тем, что щелочной металл представляет собой натрий или литий.
11. Устройство по п.1 2, 3, или 4, отличающееся тем, что вторая жидкая фаза содержит тугоплавкие частицы, распределенные по всему объему второй жидкой фазы.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что тугоплавкие частицы содержат оксид металла.
13. Устройство по п.1, 2, 3 или 4, отличающееся тем, что вторая фаза содержит галогенидную соль щелочного металла.
14. Устройство по п.1, 2, 3 или 4, отличающееся тем, что вторая фаза содержит соль щелочного металла, выбранную из одного или более соединений, включающих галогенид, бистрифлимид, фторсульфано-амин, перхлорат, гексафторфосфат, тетрафторборат, карбонат или гидроксид.
15. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что
первая фаза имеет первую плотность,
вторая фаза имеет вторую плотность более низкую, чем первая плотность, и
третья фаза имеет третью плотность более низкую, чем вторая плотность.
16. Устройство по п.2 или 4, отличающееся тем, что
первая фаза имеет первую плотность, и
вторая фаза имеет вторую плотность более низкую, чем первая плотность.
17. Устройство по п.1 или 4, отличающееся тем, что устройство выполнено с возможностью обмена электроэнергией с внешним устройством.
18. Устройство по п.1 или 4, дополнительно содержащее ячейку, содержащую три фазы, электрический полюс, подключенный к первой фазе посредством электрического соединения, и электрический полюс, подключенный к третьей фазе посредством электрического соединения.
19. Способ накапливания электроэнергии, переданной от внешней цепи, включающий:
обеспечение по меньшей мере одного электрохимического устройства, содержащего
первую жидкую фазу, образующую положительный электрод, содержащий первый элемент и второй элемент, отличные от щелочного металла;
вторую жидкую фазу, содержащую катионы щелочного металла, контактирующую с первой жидкой фазой и образующую первую и вторую поверхности раздела; и
третью жидкую фазу, отделенную от первой жидкой фазы и образующую отрицательный электрод, содержащий щелочной металл, и контактирующую со второй поверхностью раздела, при этом первая и вторая поверхности раздела отделены друг от друга,
при этом устройство выполнено с возможностью соединения с внешней цепью;
электрическое подключение внешней цепи к отрицательному полюсу и положительному полюсу устройства; и
функционирование внешней цепи с осуществлением производства или получения электроэнергии, которое приводит к переносу щелочного металла в первую жидкую фазу или из первой жидкой фазы, через вторую жидкую фазу, в третью жидкую фазу или из третьей жидкой фазы, причем первая фаза имеет объем, который увеличивается или уменьшается в корреляции с уменьшением или увеличением, соответственно, объема третьей фазы, что позволяет передавать энергию к внешней цепи или от внешней цепи в электрохимическое устройство.
20. Способ накапливания электроэнергии, переданной от внешней цепи, включающий:
обеспечение по меньшей мере одного электрохимического устройства, содержащего
первую жидкую фазу, образующую положительный электрод, содержащий первый элемент и второй элемент, отличные от щелочного металла;
вторую жидкую фазу, содержащую катионы щелочного металла, контактирующую с первой жидкой фазой и образующую первую и вторую поверхности раздела, отделенные друг от друга, причем указанное устройство выполнено с возможностью соединения с внешней цепью;
электрическое подключение внешней цепи к отрицательному полюсу и положительному полюсу устройства; и
функционирование внешней цепи с осуществлением производства электроэнергии, которое приводит к переносу щелочного металла во вторую жидкую фазу или из второй жидкой фазы, что, соответственно, увеличивает или уменьшает объем первой жидкой фазы, вследствие чего происходит передача энергии во внешнюю цепь или от внешней цепи в электрохимическое устройство.
21. Способ по п.19 или 20, включающий последовательное подключение к устройству внешнего источника, а затем внешней нагрузки, с помощью электрического соединения.
22. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что внешняя цепь представляет собой энергетическую установку.
23. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что внешняя цепь представляет собой линию электропередачи.
24. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что внешняя цепь подводит энергию, преобразованную из возобновляемого источника энергии.
25. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что устройство является частью системы для обеспечения бесперебойного электроснабжения.
26. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что щелочной металл представляет собой натрий или литий.
27. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что вторая жидкая фаза содержит тугоплавкие частицы, распределенные по всему объему второй жидкой фазы.
28. Способ по п.19 или 20, отличающийся тем, что вторая фаза содержит галогенидную соль щелочного металла.
29. Аккумулятор, содержащий два или более устройств по п.1 или 2.
30. Аккумулятор, содержащий два или более устройств по п.3 или 4.
31. Система, включающая множество аккумуляторов по п.29 или 30, последовательно подключенных посредством электрического соединения.
32. Система, включающая множество аккумуляторов по п.29 или 30, параллельно подключенных посредством электрического соединения.
33. Система, включающая множество аккумуляторов по п.29 или 30, последовательно и параллельно подключенных посредством электрического соединения.
34. Устройство по п.1, 2, 3 или 4, отличающееся тем, что общая емкость устройства составляет менее примерно 30 кВт-ч.
35. Устройство по п.1, 2, 3 или 4, отличающееся тем, что общая емкость устройства составляет более примерно 30 кВт-ч.
36. Способ накапливания электроэнергии, переданной от внешней цепи, включающий:
обеспечение по меньшей мере одного электрохимического устройства, включающего
первую жидкую фазу, образующую положительный электрод, содержащий первый элемент и второй элемент, отличные от щелочного металла;
вторую жидкую фазу, содержащую катионы щелочного металла, и контактирующую с первой жидкой фазой и образующую первую и вторую поверхности раздела; и
третью жидкую фазу, отделенную от первой жидкой фазы и образующую отрицательный электрод, содержащий щелочной металл, и контактирующую со второй поверхностью раздела, причем первая и вторая поверхности раздела отделены друг от друга,
причем устройство, выполненное с возможностью соединения с внешней цепью;
электрическое подключение внешней цепи к отрицательному полюсу и положительному полюсу устройства; и
функционирование внешней цепи с получением электроэнергии, которая приводит к переносу щелочного металла из третьей жидкой фазы, через вторую жидкую фазу, к первой жидкой фазе, объем которой увеличивается в корреляции с уменьшением объема третьей фазы, что позволяет осуществить передачу энергии от электрохимического устройства к внешней цепи.