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分解二氧化碳减少地球温室气体的方法及装置制造方法及图纸

技术编号:10953120 阅读:153 留言:0更新日期:2015-01-23 14:09
一种分解二氧化碳减少地球温室气体的方法及装置,是一种能将二氧化碳解离成离子碳及氧;以及由〔C4+(AgM)〕状态碳回收碳的装置,包括:双回路燃料电池;氢气储存槽设于双回路燃料电池的外侧;二氧化碳储存槽设于双回路燃料电池的外侧;电源供应器设于双回路燃料电池的外侧;震荡抖落器固定于二氧化碳反应电极上方的壳体上;电子负载器设于双回路燃料电池的外侧;静电产生器设于双回路燃料电池的外侧;排水管设于双回路燃料电池氢氧反应电极的下方;碳粉末取卸口设于二氧化碳反应区壳体下方的一侧。本发明专利技术兼有燃料电池的发电功能,让解离二氧化碳过程的能耗量降至最低,回收高纯度的非晶碳分子结构物,具备减少温室气体的环保实用价值。

【技术实现步骤摘要】
分解二氧化碳减少地球温室气体的方法及装置
本专利技术针对地球大气中二氧化碳持续增量的现况提出有效的解决对策。科学家2013年5月10日宣布,大气中的二氧化碳含量9日冲上人类史新高,且完全是人为使然,必须尽快开始降低。设于夏威夷的温室效应气体监测站于2013年5月9日测得大气中的二氧化碳含量达到400ppm。而加州圣地亚哥更测到400.08ppm。夏威夷监测站由美国「国家海洋/大气署」管理,该署的资深科学家坦斯说「我们今天看到的情况100%是人类作为使然。」燃烧化石燃料,抽取原油制造汽油,导致空气中的人为二氧化碳巨量增加。坦斯指出,冰河纪末,二氧化碳经过7,000年才达到80ppm。使用化石燃料的结果,仅仅55年就达到这个数字。根据研究,二氧化碳浓度上次达到400ppm的水平大约是在200万年前(更新世),当时地球气温较高,冰层较少,格陵兰有森林,海平面比现在高约10?20公尺。也有专家说,地球已经超过大约300?500万年、甚至1,000万年未出现这么高的二氧化碳浓度。400ppm是人类史新高,这一点毫无疑问,因为最早的「现代人类」大约是在20万年前才现身非洲。宾州大学气候学家麦可曼表示,改变的速度是一个大患:二氧化碳含量,如果是在几千年或几百万年之间上升lOOppm,植物和动物还能适应,但他们可能无法适应现在这样的增加速度。工业时代以前测得的数据大约是280ppm左右。1958年开始监测时,大气二氧化碳的含量约315ppm。现在每年大约持续增加2ppm,速度是冰河时期的一百倍,而且可能继续往上冲,到本世纪末可能飙到接近800ppm。科学家表示,除非赶快行动,否则地球暖化的速度在本世纪将会超过这个星球及其生物所能承受的2°C以上。伦敦政经学院大气变迁/环境研究所主管华德表示「我们正在制造史前大气的情况,人类社会面对可能引发灾难的巨大风险。只有紧急减少温室气体气排放,才能降低二氧化碳的含量,避免气候回到史前状况的严重后果。」根据最新数据,2011年,全球平均每秒排放109万公斤二氧化碳进入空气,年总量是382亿吨。(资料撷自2013/5/11日联合新闻网/作者:彭淮栋) 本专利技术解离二氧化碳的方法,利用(AgM)材料的特性,吸附由二氧化碳解离而出的离子碳(C4+),使该离子碳(C4+)成为〔C4+(AgM)〕状态碳,并让同一时间游离而出的氧分子 (02),渗透至氢氧反应电极与质子(H+)产生交互作用还原为水(H2O)。并在连续反应接近饱和时,进行第二阶段的还原反应,释出由〔C4+(AgM)〕状态碳还原的非晶碳分子结构物,然后等待重新进行另一个循环的解离与回收程序,本专利技术利用(AgM)材料所具备的良好电传导性、良好氧穿透性、良好的静电吸附性及易于弯折加工的可绕折性,而(AgM)材料本身有不受紫外光频率范围内的光量子激发而产生量子穿隧效应的特性;使本专利技术能一举破解二氧化碳碳一氧间化学键结牢不可破的迷失。利用分阶段反应的程序,进行二氧化碳的解离与回收工程,创造出这个全球首创的二氧化碳解离与回收装置,本专利技术除了能够解离二氧化碳,使二氧化碳能被还原为碳(C)以利回收并排出水(H2O)外,兼有燃料电池的发电功能,可让解离二氧化碳过程的能耗量降至最低,更可回收高纯度的非晶碳分子结构物,具备减少温室气体的环保实用价值与产业利用性。 本专利技术实施例(AgM)材料的制程之一,是在一张孔隙(孔洞)约300 μ m的高密度编织铜网上,以电镀加工法,镀上一层纯银的电镀膜,使该纯银镀膜完全覆盖及填满铜网上的每一个交织经纬缝隙。一方面可以防止编织网经纬交接处发生位移现象;另一方面,则让电镀后的镀银铜网外表,呈现出一种多孔性的银箔外观,且在微观尺度下,表面布满凹凸有致的光滑接触面,使该(AgM)材料拥有极大的催化面积,能以静电作用力暂时吸附解离后的离子碳(C4+)。而该电镀后的(AgM)材料,在其凹凸光滑的结构表面,分布有电镀后未填满的孔洞,以利游离的氧分子能藉此孔洞透过绝缘膜,渗透至氢氧反应电极与质子发生反应,生成水。该(AgM)材料的孔径约在150 μ m.?200 μ m.间,即本专利技术(AgM)材料的特征。 本专利技术实施例制程之二,是将前开(AgM)材料弯折成波浪状,一方面可以增加材料的机械强度,另一方面,则可在有限的反应空间中,置入更多(AgM)材料,可以有效增加该(AgM)材料与离子碳(C4+)发生交互作用的接触表面积。首先,选取长、宽适合本专利技术解离二氧化碳方法的(AgM)材料一片,将该片(AgM)材料依相等长度之间距反复弯折,使弯折后的制成品呈现为折扇形的结构物,便成为本专利技术二氧化碳反应电极的极板,作为使二氧化碳催化、解离、吸附及电子传导的四接点场域。
技术介绍
过去虽有技术与方法可以暂时将二氧化碳吸附并局限于特定材质中,例如氢氧化钠(NaOH),两者的反应方程式为:Na0H+C02 — NaHCO3 ;但其化学作用有局限性,当氢氧化钠材质吸附二氧化碳达饱和时,所有的反应即已无以为继,如同当年美国宇宙飞船阿波罗13号所曾经面对的状况,因此使用特定吸附材料,虽可有限度的处理二氧化碳浓度太高的紧急状况,但对于大量温室气体二氧化碳减量的工程,并无实用价值;最近亦有人试图应用蓝绿菌(cyanobacteria)光合作用的能力,来对付工厂所排放的高浓度二氧化碳,但蓝绿菌受阳光、温度、及光合作用效率的限制,以及需要占用大量的土地面积,而有实施上的瓶颈,亦非温室气体减量工程的优良方法。 另外,日本东洋大学于2005年提出一个二氧化碳的解离方法和碳颗粒结构体的形成方法,即中国专利技术专利ZL200580017005.4号,仅达成实验室理论验证的阶段,缺少实用价质。前开解离二氧化碳的技术,仅证明二氧化碳的化学键结,确实可以被光量子打断而留下碳颗粒结构体,但该专利潜藏有无法连续实施的技术瓶颈与瑕疵,因为该专利技术专利技术,是将二氧化碳气体局限在密度为466kg/m3、压力在7.38MPa,以及温度维持在304.2° K的容器中反应。该技术若经连续反应,局限于该密闭容器内的二氧化碳分子,其碳一氧间的化学键结经光量子撞击断裂后,必然释放出4个自由电子(4e_)以及2个氧分子(O2),若无后续处理机制配合,例如本专利技术所独创的双回路燃料电池系统,利用质子(H+)与氧分子(O2)结合成为水(H2O)的代偿机制,进而有效回收4个自由电子(4e_)的纯能量,将面临因过热致使反应无以为继的窘境。基于自由电子是纯能量,在能量守恒的定律下,东洋大学用来切断碳一氧间电子键结所使用的(UV)紫外激光亦是能量源;因此,(uv)紫外激光的净能量,加上解离每个二氧化碳会释出4个自由电子(4e_)的纯能量,无论有效或无效,两者相加之后,均将以废热的型态来表现能量守恒,并累积于该密闭容器的有限空间中,则该密闭容器的温度与压力,在长时间反应下,均将骤升至危险的程度。再者,该技术实施的过程,未持续输入二氧化碳及排出氧气,因此,容器内的二氧化碳浓度势将持续降低,而氧的浓度则相对升高,解离二氧化碳的效率则递减,直至解离作用无效为止。本专利技术将解离二氧化碳过程中的4个自由电子(4e_)能量,透过独创双回路燃料电池的两组起电极板,进行电能的回收再利用,进而本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种能将二氧化碳解离成离子碳及氧;以及由〔C4+(AgM)〕状态碳回收碳的装置,其特征在于,包括:一双回路燃料电池,该内部包含:一氢触媒催化电极、一氢极绝缘渗透膜、一氢氧反应电极、一二氧化碳极绝缘渗透膜、一二氧化碳反应电极、一(uv)紫外灯、一震荡抖落器及一碳粉末取卸口;一氢气储存槽,设于该双回路燃料电池的外侧,其两者之间,用一氢气连接管及一氢气控制阀做一连接;一二氧化碳储存槽,设于该双回路燃料电池的外侧,其两者之间,用一二氧化碳连接管及一二氧化碳控制阀做一连接;一电源供应器,设于该双回路燃料电池的外侧,与该(uv)紫外灯透过双向电源开关的a接点做一连接;一震荡抖落器,固定于该二氧化碳反应电极上方的壳体上,透过双向电源开关的b接点与电源供应器做一连接;一电子负载器,设于双回路燃料电池的外侧,一端借由该二氧化碳极输出电路及二极管与双回路燃料电池的二氧化碳反应电极做一连接;另一端借由该氢极输出电路及二极管与双回路燃料电池的氢触媒催化电极做一连接;该电子负载器设有一共同回路与双回路燃料电池的氢氧反应电极做一连接;一静电产生器,设于该双回路燃料电池的外侧,一端连接静电放电回路,与静电放电梳相连接,另一端连接静电充电回路,与双回路燃料电池的二氧化碳反应电极相连接;一排水管,设于双回路燃料电池氢氧反应电极的下方,该排水管上设有一排水阀;一碳粉末取卸口,设于二氧化碳反应区壳体下方的一侧,除取卸碳粉末时开启,通常为闭锁状态。...

【技术特征摘要】
1.一种能将二氧化碳解离成离子碳及氧;以及由〔C4+(AgM)〕状态碳回收碳的装置,其特征在于,包括: 一双回路燃料电池,该内部包含:一氢触媒催化电极、一氢极绝缘渗透膜、一氢氧反应电极、一二氧化碳极绝缘渗透膜、一二氧化碳反应电极、一(uv)紫外灯、一震荡抖落器及一碳粉末取卸口 ; 一氢气储存槽,设于该双回路燃料电池的外侧,其两者之间,用一氢气连接管及一氢气控制阀做一连接; 一二氧化碳储存槽,设于该双回路燃料电池的外侧,其两者之间,用一二氧化碳连接管及一二氧化碳控制阀做一连接; 一电源供应器,设于该双回路燃料电池的外侧,与该(UV)紫外灯透过双向电源开关的a接点做一连接; 一震荡抖落器,固定于该二氧化碳反应电极上方的壳体上,透过双向电源开关的b接点与电源供应器做一连接; 一电子负载器,设于双回路燃料电池的外侧,一端借由该二氧化碳极输出电路及二极管与双回路燃料电池的二氧化碳反应电极做一连接;另一端借由该氢极输出电路及二极管与双回路燃料电池的氢触媒催化电极做一连接;该电子负载器设有一共同回路与双回路燃料电池的氢氧反应电极做一连接; 一静电产生器,设于该双回路燃料电池的外侧,一端连接静电放电回路,与静电放电梳相连接,另一端连接静电充电回路,与双回路燃料电池的二氧化碳反应电极相连接; 一排水管,设于双回路燃料电池氢氧反应电极的下方,该排水管上设有一排水阀; 一碳粉末取卸口,设于二氧化碳反应区壳体下方的一侧,除取卸碳粉末时开启,通常为闭锁状态。2.根据权利要求1所述的「二氧化碳解离成离子碳及氧;以及由〔C4+(AgM)〕状态碳回收碳的装置」;其特征在于,所述氢触媒催化电极的碳布表面,涂布纳米规格的碳管,该纳米碳管上溅镀有白金钼(Pt)或钯(Pd)的分子颗粒。3.根据权利要求1所述的「二氧化碳解离成离子碳及氧;以及由〔C4+(AgM)〕状态碳回收碳的装置」;其特征在于,所述二氧化碳反应电极是由(AgM)材料构成。4.根据权利要求1所述的「二氧化碳解离成离子碳及氧;以及由〔C4+(AgM)〕状态碳回收碳的装置」;其特征在于,所述电子负载器的二氧化碳极输出电路及二极管接于双回路燃料电池的二氧化碳反应电极。5.根据权利要求1所述的「二氧化碳解离成离子碳及氧;以及由〔C4+(AgM)〕状态碳回收碳的装置」;其特征在于,所述电子负载器的氢极输出电路及二极管接于双回路燃料电池的氢触媒催化电极。6.根据权利要求1所述的「二氧化碳解离成离子碳及氧;以及由〔C4+(AgM)〕状态碳回收碳的装置」;其特征在于,所述电子负载器的共同回路接于双回路燃料电池内的氢氧反应电极。7.一种能将二氧化碳解离成离子碳及氧;以及由〔C4+(AgM)〕状态碳回收碳的方法,其特征在于,其电源供应器回路上双向电源开关的a接点导通时,使设于双回路燃料电池内部的(uv)紫外灯开始点亮,此时开启氢气控制阀及二氧化碳控制阀,使氢气储存槽内的氢气透过氢气连接管注入氢触媒催化极的一侧,同时让二氧化碳储存槽内的二氧化碳注入靠近二氧化碳反应电极(AgM)材料的一侧; 此时(UV)紫外灯所发出的高频光粒子,将随机撞击附着于二氧化碳反应电极(AgM)材料上的二氧化碳分子键结的电子,强迫二氧化碳电子键结的能阶由基态跃迁为激发状态,使碳一氧原子间的键结力减弱,让二氧化碳的4个自由电子(4e_)能借此启动量子...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈树锦方炜卢彦文陈洵毅
申请(专利权)人:陈树锦方炜卢彦文陈洵毅
类型:发明
国别省市:中国台湾;71

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