本装置利用化学反应中的氧化还原反应来工作，是把化学能转化成电能及氢能的装置，能量的转化效率达到95
【技术实现步骤摘要】
一种发电技术及装置
[0001]
[0002][0003]涉及发电机、电池、电动机、发动机、燃料等领域。
技术介绍
[0004][0005]利用电磁感应现象发电，如水电、核电、火电、风电、地热电、潮汐发电等；利用光电效应发电，如太阳能发电；利用氢气与氧气的化学反应来发电，如氢能发电。
[0006]利用鋰与有机电解质的电化学反应来储能，如锂电池；利用燃料与氧气的化学反应来储能，如氢燃料电池；利用铅与硫酸的电化学反应来充电储能，如铅蓄电池；利用鎳、鎘与苛性钾溶液的电化学反应来充电储能，如镍镉碱性电池；利用鋅、二氧化锰与苛性钾溶液的化学反应来储能，如锌锰碱性一次性电池；利用电容的充电效应储能，如超级电容电池。
[0007]主要以汽油、柴油、煤油、天然气、液化气、甲醇、乙醇、液氢作为动力装置的燃料。
技术实现思路
[0008][0009]以滤膜为隔膜，以各种酸的溶液为正极的电解质溶液，以各种碱的溶液为负极的电解质溶液，以能和碱溶液发生化学反应的导电物质作负极，以负极之外的导电物质作正极，制成的装置可以用来进行各种规模地发电、储电、制氢、制氧。
[0010]装置可以发电。如锌为负极，碱溶液为苛性钾溶液的时候，其化学反应方程式是：Zn+2KOH=K2ZnO2+H2
↑
。装置工作时，正极、酸、溶液中的水均不参与化学反应，只有锌、苛性钾发生化学反应。装置工作时消耗的锌及苛性钾，无论是重新还原，还是从大自然再制备，都可以在脱离电能的时候生产出来。
[0011]装置可以充电放电分开。如：铝为负极,碱溶液为苛性钠溶液时，化学反应方程：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2
↑
。装置工作时，正极、酸不参与反应，溶液中的水、负极的铝、苛性钠发生化学反应。装置工作时消耗的铝及苛性钠，必须脱离原装置后，才能够通过电解还原，充电和放电是分开的。
[0012]装置可以充电放电一体，如锡用作负极，苛性钾作碱溶液时，化学反应方程式为：Sn+2KOH=K2SnO2+H2
↑
。装置工作时消耗的锡和苛性钾，可以直接通过原装置电解还原。此时正极材料从铂、铱、釕、铅中选择，硫酸、磷酸等作正极的电解质。
[0013] 装置可以是一次性电池，如正极为二氧化铅或二氧化锰，硫酸溶液为正极的电解质溶液，锌为负极，苛性钾溶液为负极的碱溶液时，化学反应方程式为：Zn+2KOH+PbO2+H2SO4=K2ZnO2+PbSO4+2H2O或Zn+2KOH+MnO2+H2so4=K2ZnO2+MnSO4+2H2O。装置工作时，除了负极、碱溶液发生化学反应外，二氧化铅或二氧化锰、酸溶液也会发生化学反应。
[0014]装置可以是储能设备。装置所用的各种原料，具有稳定的物理化学性能，便于储存
和运输。所以各大电厂在用电负荷较小时，可以把电用来生产本装置的原料，用电高峰再转化成电能。
[0015]装置会产生氢气。在产生大量电能的同时，也产生大量的氢气。氢气可以供给氢燃料电池，使装置成为双电源发电装置。
[0016]装置中的隔膜，选用超滤膜或微滤膜。超滤膜的截留分子量必须在1000
‑
30000之间，包含1000和30000；微滤膜的孔径必须小于0.10微米，含0.10微米。超滤膜或微滤膜的材料，最好是聚醚砜，即PES；其次是聚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、合成纤维等材料，即PS、PVDF、PTFE、PAN、RC等材料。PH应用范围、工作时的耐受温度、机械强度是选取隔膜需要考虑的主要因素。
[0017]装置中的酸碱，酸，指强酸，如：硫酸、磷酸、盐酸、草酸等。碱，指强碱，如：苛性钾、苛性钠、氢氧化锂等
[0018]装置中的负极，是指锌、铝、锡、钽、铌、钒、鉬、铟、硅铍、鎵、锗、銻等金属及其它们的合金。
[0019]装置中的正极，可以是二氧化铅、二氧化锰等活性氧化物，也可以是铂、铱、釕、镍、铁、铬、铅、钴、铜等金属及它们的合金，也可以是石墨。
[0020]装置产生的是直流电。酸中的电极是电源的正极，碱中的电极是电源的负极。负极的电子经过外电路流入电源的正极，负极附近的氢离子经过电解质溶液和隔膜到达电源的正极。
[0021]装置的功率，与电解质溶液的浓度、溶解度、电极与电解质溶液接触的表面积、电源的串并联等因素有关。
附图说明
[0022][0023]图1是单个电池工作原理及结构图，图2是单体电池工作原理及结构图。单个电池是指只有一个正极、一个负极、一个正极电源槽、一个负极电源槽的电池。单体电池是指有很多正极，也有很多负极，但却只有一个正极电源槽和一个负极电源槽，所有的正极在电解质溶液外面连在一起，所有的负极也在电解质溶液外面连在一起的电池。
[0024]图1中，1是总电源槽，2是正极电源槽，3是负极电源槽，4是滤膜制成的隔膜，5是酸的溶液，6是碱的溶液，7是电池正极，8是电池负极，9是万用电表，10是小开关。
[0025]图2中，1是总电源槽，2是负极电源槽，3是正极电源槽，4是碱的溶液，5是酸的溶液，6是碱液的出料口及进料口，7是酸液的出料口及进料口，8是电源正极，9是电源负极，10是滤膜做成的隔膜。隔膜做成管型，套在各个正极及负极外面。
具体实施方式
[0026][0027]图1中，正极电源槽中加入浓度为5%硫酸溶液，负极电源槽中加入浓度为5%的苛性钾溶液，直径4毫米长10厘米的锌棒作负极，宽5厘米长10厘米厚1毫米的镀铂鈦板作正极，正极与负极浸入电解质溶液的长度均为8厘米左右，正极及负极与隔膜的距离大约2厘米左右。把正极与万用电表的+表笔相连接，负极与万用电表的
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表笔相连接；在开关合上之前，
正极及负极上均无气泡产生，说明在常温常压下，锌与苛性钾溶液近乎不发生化学反应；把万用电表的开关拨到2.5伏的直流电压档，接通小开关；此时电源的电压为1伏左右，这个电压就是电源的开路电压。断开小开关，把万用电表的开关拨到500毫安的电流档，+表笔插到10安培的插孔；再次合上开关后，正极上马上出现大量气泡，负极上无气泡产生；此时的电流值为3.5安培，这个电流就是电源的短路电流。2个小时后，会发现电流的衰减的值不大，同时负极浸入碱溶液中的部分变细，说明负极在慢慢地溶解；两种溶液的颜色，自始至终没有任何变化；正极也无变化发生。如果镀铂鈦板和锌棒一同放入硫酸溶液中，两电极之间也接上万用电表，则气体主要发生在负极周围，正极周围产生的气体很少。如果镀铂鈦板和锌棒一同放入苛性钾溶液中，则万用电表的电流值会迅速下降到几个毫安，正极和负极周围产生的气体量相当少。
[0028]把图1中的镀铂鈦板，依次换成镀铱鈦棒、镀釕钛棒、二氧化铅电极棒、石墨棒、镍棒、纯铁棒、不锈钢棒、铅棒、铜棒，重做上述实验，详情见下表：
[0029]表1
[0030]铱釕铅1碳镍铁钢铅2铜直径113853334长度101010101010101010电压2.92.本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.以滤膜为隔膜，以各种酸的溶液为正极的电解质溶液，以各种碱的溶液为负极的电解质溶液，以能和碱溶液发生化学反应的导电物质作负极，以负极之外的导电物质作正极，制成的装置可以用来进行各种规模的发电、储能、制氢、制氧。2.权利要求1中，滤膜的特征是：滤膜包含超滤膜和微滤膜。超滤膜的截留分子量要小于30000，含30000；微滤膜的孔径要小于0.10微米，含0.10微米。 超滤膜及微滤膜的材料：以聚醚砜即PES最好，第二是聚砜即PS，第三是聚偏氟乙烯、聚丙烯腈即PVDF、PAN，第四是合成纤维素即RC。3.权利要求1中，负极的特征是 能和碱或碱溶液发生氧化还原反应。反应条件不限，不管是高温、高压，还是有催化剂参与。具有导电性。含导体、半导体。以锌、锡、铝为首选材料，第二是铌、锑、钒、钽、鉬、铟，第三是锗、镓、硅、铍。也可以是锌、锡、铝、铌、锑、钒、钽、钼、铟、锗、镓硅、铍的合金。4.权利要求1中，正极的特征是：不容易与酸发生化学反应。具有好的导电性。以镍、铁、铬、铅、钴为首选材料，含表面镀有这些材料的导体，还包含这些材料的合金。第二是铂、铱、釕、石墨、金。第三是二氧化铅、二氧化锰。第四是铜、银及其合金。5.权利要求1中，碱溶液的特征是：溶液中的水，含去离子水、蒸馏水、纯净水、反渗透水。碱，指强碱，首选氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化铷、氢氧化铯。其次是有机强碱。6.权利要求1中，酸溶液的特征是：溶液中的水，含去离子水、蒸馏水、纯净水、反渗透水。酸，强酸，含高锰酸、盐酸、硫酸、草酸、硒酸、氢溴酸、氢碘酸、氟硅酸、磷酸、偏磷酸、氟硼酸、氟磺酸、硫氰酸、三氟乙酸、三氯乙酸、甲磺酸、苯磺酸、氟锑酸、氟锑磺酸、碳硼烷酸。7.权利要求1中，装置容器的特征是：容器，包含主容器与副容器，主容器直接盛装电解质溶液，副容器套装在主容器外面起支撑作用。主容器的材料，首选硅橡胶，其次是聚四氟乙烯。副容器的材料可以是不锈钢、陶瓷、水泥、木料。8.权利要求1中，装置的发电特征是：装置是把化学能转化成电能。发生的化学反应是氧化还原反应，能量的转化效率是95
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100%。装置产生的是直流电，电压方向和电流方向始终不变。装置运行时有电子和质子两种粒子参与导电，电子从电源负极经外电路到达电源正极，质子从电源负极径碱溶液和隔膜及酸溶液到达电源正极。
置于酸溶液中的电极为电源的正极，置于碱溶液的电极为电源的负极。电源电压的值，由正极材料、负极材料、酸的种类、碱的种类共同决定。当正负极材料和酸碱种类固定后，电压就成为固定值。电源电流的值，由正极材料、负极材料、酸的种类、碱的种类、酸的浓度、碱的浓度、酸的溶解度、碱的溶解度、正极浸入酸液中的表面积、负极浸入碱液中的表面积、正极和负极间的距离、环境的温度共同决定。温度越高，电流越大；浓度越高，电流越大；表面积越大，电流越大；距离越小，电流越大；溶解度越大，...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯建成，
申请(专利权)人：冯建成，
类型：发明
国别省市：
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