專利名稱：交流供電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種交流供電裝置。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，交流供電主要采用以下幾種方式一、從發(fā)電廠輸出的高壓電經傳輸、變壓轉換為220V的交流市電；這種供電方式局限于電網內，在電網難于達到的邊遠地區(qū)、惡劣環(huán)境中，無法獲得交流供電，而且供電網也經常會因各種原因引起故障，導致停電。
二、采用小型發(fā)電機，直接在小范圍內提供交流電，發(fā)電機使用柴油等燃料，會產生嚴重的空氣污染和噪音污染。
三、用蓄電池與交流逆變器組成的交流供電裝置提供。UPS不間斷電源是就是采用此種方式應用廣泛的交流供電裝置。UPS不間斷電源可以用于供電電網與用電設備之間，在電網出現(xiàn)意外斷電的情況下，可以保障用電設備的安全運行。其構成原理是蓄電池平時存儲電能，一旦出現(xiàn)斷電，內部設備立即啟動，瞬間將蓄電池中的電能經逆變器轉化為市電，繼續(xù)供給設備以確保運行安全。在停電的情況下可以向設備提供交流電，且無污染，但有諸多不足①UPS需使用蓄電池；②UPS靠電網儲存電能，不能離開電網運行；③UPS工作持續(xù)時間比較短；④UPS價格較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種可獨立運行、供電時間持續(xù)較長、便于應用、維護簡單的交流供電裝置。
為此本發(fā)明采用以下技術方案來實現(xiàn)一種交流供電裝置，包括交流逆變器、金屬空氣燃料電池或電池組，所述金屬空氣燃料電池由金屬電極1、電解液2、空氣電極3構成；所述交流逆變器的正負輸入端分別與所述空氣電極3、金屬電極1連接，將所述金屬空氣燃料電池或電池組輸出的直流電流轉換為交流輸出。
所述金屬電極1是鋁合金或其它金屬合金。
所述空氣電極3由導電銅絲網31、親氧材料層32、防水透氣膜33構成；所述親氧材料層32附著于所述銅絲網31的兩側，所述防水透氣膜33附著于所述親氧材料層32的一外側，用于將所述空氣電極3與所述電解液2隔離；所述防水透氣膜33是由聚四氟乙烯、乳化劑和乙炔黑經混合、蒸餾、洗滌、攪拌、烘烤、壓制而成的薄膜。
所述電解液2是中性電解液；所述中性電解液2是食鹽(NaCl)水、海水或取自咸水湖的苦咸水；所述電解液2中含有高錳酸鉀KMnO4。
由于上述技術方案的實現(xiàn)，本實用新型采用金屬空氣燃料電池和DC/AC變換電路構成交流供電裝置，可以將金屬空氣燃料電池組輸出的直流電源轉換為交流電，特別是220V、50HZ的交流市電；其帶來的有益效果是由于使用的電源是金屬空氣燃料電池，無任何污染，也不需靠電網儲存電能，能獨立于電網運行；只要適時更換金屬燃料極，就能持續(xù)工作，供電時間長；既能在停電時替代UPS，又可克服環(huán)境限制，用于電網難以達到的邊遠地區(qū)、惡劣環(huán)境中直接供電。
由于作為本實用新型中電流源采用的金屬空氣燃料電池，其金屬電極主要采用的是鋁合金，化學性質比鋅、銅、鐵等金屬活潑得多，能產生較強的電流，持續(xù)時間長，效率高；而電解液采用的是食鹽水、海水、或苦咸水等中性電解液，其制備、獲取都十分容易，在邊遠地區(qū)也能對所述電池進行使用和維護，易于推廣應用；導電金屬層采用的銅絲網，可提高導電率，兩側的親氧材料層，有利于吸咐空氣中的氧分子，提高金屬燃料空氣電池的性能；從而使本實用新型的交流供電裝置更便于應用，易于維護。


圖1為本實用新型交流供電裝置結構原理圖；圖2為一種的DC/AC交流逆變器電路原理圖；圖3為本實用新型采用的金屬空氣電池結構示意圖；圖4是金屬空氣電池的空氣電極結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明作進一步說明圖2所示的是一種的DC/AC交流逆變器電路原理圖，圖中IC1模塊采用4069UB，IC2采用78L05，TR1和TR2采用2SC1815，TR3和TR5采用2SJ471，TR4和TR6采用2SK2959；圖1為本實用新型交流供電裝置結構原理圖，本實施例用以鋁合金作金屬電極的空氣燃料電池作為電流源，由一級或多級金屬空氣燃料電池單元，以串聯(lián)、并聯(lián)或串并組合的適當方式連接成+12V直流源，連接到如圖2所示的DC/AC交流逆變器的輸入端，金屬燃料空氣電池的電流經逆變器變換為交流電，特別是220伏特50赫茲的市電。如圖3所示，本實用新型中采用的金屬空氣燃料電池，包括金屬電極1、電解液2、空氣電極3；金屬電極采用鋁合金，能穩(wěn)定持續(xù)地釋放大量的電子。
電解液采用食鹽(NaCl)水；并添加KMnO4作為催化劑，可以提高放電能力。
如圖4所示，金屬空氣燃料電池的空氣電極由導電銅絲網31、親氧材料層32和透氣防水膜33構成；親氧材料層32附著于銅絲網31的兩側，是活性炭、二氧化錳的混合物，可以提高對氧分子的吸咐能力，為電池的能量轉換提供充足的氧離子。防水透氣膜33具有防水透氣功能，將銅絲網31和電解液隔離，防止電解液滲透，而只允許氧離子和電子透過；防水透氣膜33由聚四氟乙烯、乳化劑和乙炔黑的混合物經過蒸溜、洗滌、攪拌、烘烤、壓制而成。
在能量轉換過程中，金屬電極提供陽離子和電子；當鋁原子進入電解液中時，變成陽離子，并釋放相應數(shù)量的電子；空氣電極吸咐空氣中的氧分子，并將其轉換成氧離子，O2轉換成二個氧離子，氧離子透過聚四氟乙烯薄膜，吸收四個電子，與水分子結合生成氫氧根離子(OH-1)，氫氧根離子(OH-1)與金屬陽離子結合生成Al(OH)3和Mg(OH)2。當交流供電裝置與負載構成回路時，金屬空氣燃料電池產生的電流經DC/AC交流逆變器變換為交流輸出，經負載流入空氣電極，完成化學能到電能的轉換過程。
在本實施例的基礎上，還可以根據(jù)具體產品的需要增加各種輔助設施，例如①電解液液面調整裝置②通風換氣裝置③過電流保護裝置④微電腦監(jiān)控裝置⑤以及相應的傳感器，例如電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、液面高度傳感器等等；為了進一步改善現(xiàn)有的性能指標，可以在基本構成的兩部分中的適當部位，增加某些功能電路或設備，例如大容量儲能裝置或大容量儲電裝置。另外，輸出功率可以比較小，例如幾十瓦，也可以比較大，例如若干千瓦；容量可小可大。
權利要求1.一種交流供電裝置，包括交流逆變器，其特征在于還包括金屬空氣燃料電池或電池組，所述金屬空氣燃料電池由金屬電極(1)、電解液(2)、空氣電極(3)構成；所述交流逆變器的正負輸入端分別與所述空氣電極(3)、金屬電極(1)連接，將所述金屬空氣燃料電池或電池組輸出的直流電流轉換為交流輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的金屬空氣燃料電池，其特征在于所述金屬電極(1)是鋁合金或其它金屬合金。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的金屬空氣燃料電池，其特征在于所述空氣電極(3)由導電銅絲網(31)、親氧材料層(32)、防水透氣膜(33)構成；所述親氧材料層(32)附著于所述銅絲網(31)的兩側，所述防水透氣膜(33)附著于所述親氧材料層(32)的一外側，用于將所述空氣電極(3)與所述電解液(2)隔離。
4.根據(jù)權利要求3所述的金屬空氣燃料電池，其特征在于所述防水透氣膜(33)是由聚四氟乙烯、乳化劑和乙炔黑經混合、蒸餾、洗滌、攪拌、烘烤、壓制而成的薄膜。
5.根據(jù)權利要求1所述的金屬空氣燃料電池，其特征在于所述電解液(2)是中性電解液。
6.根據(jù)權利要求5所述的金屬空氣燃料電池，其特征在于所述中性電解液(2)是食鹽(NaCl)水、海水或取自咸水湖的苦咸水。
7.根據(jù)權利要求6所述的金屬空氣燃料電池，其特征在于所述電解液(2)中含有高錳酸鉀KmnO4。
專利摘要本實用新型公開了一種交流供電裝置，由交流逆變器和金屬空氣燃料電池或電池組構成；金屬空氣燃料電池由鎂合金或鎂鋁合金金屬電極、電解液、空氣電極構成；空氣電極由表面鍍銀的導電銅絲網、親氧材料層、防水透氣膜構成；防水透氣膜是由聚四氟乙烯、OP乳化劑和乙烴黑經混合、加工壓制而成的薄膜；親氧材料層附著于所述銅絲網的兩側，是活性炭、二氧化錳的混合物；電解液采用食鹽(NaCl)水、海水或取自咸水湖的苦咸水等中性電解液；本交流供電裝置，不需靠電網儲存電能，能獨立于電網運行輸出交流電，特別是220V、50Hz的交流市電；只要適時更換金屬燃料極，就能持續(xù)工作。
文檔編號H01M12/06GK2691140SQ200420032540
公開日2005年4月6日 申請日期2004年1月9日 優(yōu)先權日2004年1月9日
發(fā)明者呂大明 申請人:呂大明