REVERSIBLE CELL

• Main Author: CREETH, Andrew Martin
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 08.08.2019
• Subjects: APPARATUS THEREFOR; BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CHEMISTRY; ELECTRICITY; ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTIONOF COMPOUNDS OR NON-METALS; METALLURGY; PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSIONOF CHEMICAL INTO ELECTRICAL ENERGY

The present invention provides a reversible cell that can be run in either a fuel cell mode or an electrolyser mode, wherein the cell comprises a fuel electrode in a first region, an oxidant electrode in a second region, wherein the fuel electrode and the oxidant electrode are electrically connected in a circuit and wherein the circuit is arranged such that a power supply can be connected to said circuit when the cell is run in the electrolyser mode and an electrical load can be connected to said circuit when the cell is run in the fuel cell mode, the first and second regions being separated by an ion selective polymer electrolyte membrane, at least one chamber in fluid communication with the second region, an electrolyte in the second region comprising two redox mediator couples, wherein the electrolyte can circulate between the second region and the at least one chamber, around an electrolyte flow path, means for introducing a fuel into the first region and means for introducing an oxidant into the at least one chamber when the cell is run in the fuel cell mode and means for introducing an electrolysable component into the electrolyte flow path, means for removing a first electrolysis product from the first region and means for removing a second electrolysis product from the at least one chamber when the cell is run in the electrolyser mode, wherein the redox mediator couples have different redox potentials such that a first redox mediator couple is at least partially reduced at the oxidant electrode and at least partially regenerated by reaction with the oxidant after such reduction when the cell is run in the fuel cell mode and a second redox mediator couple is at least partially oxidised at the oxidant electrode and at least partially regenerated by oxidation of the electrolysable component to produce the second electrolysis product after such oxidation when the cell is run in the electrolyser mode. La présente invention concerne une cellule réversible qui peut fonctionner soit en mode pile à combustible soit en mode électrolyseur, la cellule comprenant une électrode à combustible dans une première région, une électrode à oxydant dans une seconde région, l'électrode à combustible et l'électrode à oxydant étant électriquement raccordées dans un circuit et le circuit étant agencé de telle sorte qu'une alimentation électrique peut être raccordée au dit circuit lorsque la cellule fonctionne en mode électrolyseur et une charge électrique peut être raccordée au dit circuit lorsque la cellule fonctionne en mode pile à combustible, les première et seconde régions étant séparées par une membrane électrolytique polymère sélective d'ions, au moins une chambre en communication fluidique avec la seconde région, un électrolyte dans la seconde région comprenant deux couples de médiateurs redox, l'électrolyte pouvant circuler entre la seconde région et l'au moins une chambre, autour d'un trajet d'écoulement d'électrolyte, un moyen d'introduction d'un combustible dans la première région et un moyen d'introduction d'un oxydant dans l'au moins une chambre lorsque la cellule fonctionne en mode pile à combustible et un moyen d'introduction d'un composant électrolysable dans le trajet d'écoulement d'électrolyte, un moyen de retrait d'un premier produit d'électrolyse de la première région et un moyen de retrait d'un second produit d'électrolyse de l'au moins une chambre lorsque la cellule fonctionne en mode électrolyseur, les couples de médiateurs redox ayant des potentiels redox différents de telle sorte qu'un premier couple de médiateurs redox est au moins partiellement réduit au niveau de l'électrode à oxydant et au moins partiellement régénéré par réaction avec l'oxydant après une telle réduction lorsque la cellule fonctionne en mode pile à combustible et un second couple de médiateurs redox est au moins partiellement oxydé au niveau de l'électrode à oxydant et au moins partiellement régénéré par oxydation du composant électrolysable pour produire le second produit d'électrolyse après une telle oxydation lorsque la cellule fonctionne en mode électrolyseur.