專利名稱：鎂或鎂合金發(fā)電裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置，尤其是一種電解液循環(huán)的鎂或鎂合金發(fā)電裝置及方 法，屬于電化學(xué)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)今世界，不可再生的資源、能源被大量消耗，同時(shí)使人 類賴以生存的自然環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞及污染，并導(dǎo)致全球氣候及地質(zhì)變化異常，直接危及 到地球上的人類生存安全。因此，如何遏制不可再生資源、能源的過度開發(fā)利用，尋找并研 制新的可再生能源，已成為各國首選的課題。而無碳金屬發(fā)電裝置的問世，正好解決了上述 問題。該無碳金屬發(fā)電裝置是由空氣電極及其內(nèi)的電解液，位于空氣電極之間并置于電解 液中的金屬電極構(gòu)成，它通過金屬電極、空氣電極、電解液之間的下列電化學(xué)反應(yīng)
金屬電極反應(yīng)金屬+0H——金屬氫氧化物+電子
空氣電極反應(yīng)A+H20+電子一0Γ
總反應(yīng)金屬+Α+Η20 —金屬氫氧化物
將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能后向外提供動力電能，因而許多國家已將無碳金屬發(fā)電裝置 應(yīng)用到電動汽車上，作為驅(qū)動該類汽車行駛的能源。盡管無碳金屬發(fā)電裝置無需像普通蓄 電池那樣需要經(jīng)常充電，但卻需要補(bǔ)充放電完了的金屬電極，從而獲得能量補(bǔ)充，更換或過 濾含有反應(yīng)物的電解液，以維持正常的發(fā)電，同時(shí)更換下來的金屬電極及過濾后的反應(yīng)生 成物經(jīng)過處理后，又可再生循環(huán)使用。由于目前采用的更換方式大多為金屬發(fā)電裝置的整 體更換，而且更換下來后需要專業(yè)廠商進(jìn)行專門處理，不僅更換費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且占地大，非 常不方便，極大限制了其在電動汽車上的應(yīng)用，因此，必須對現(xiàn)有技術(shù)加以改進(jìn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無需整體更換，電解液可直接循環(huán)使用，反應(yīng)物和電 極可收集存儲的鎂或鎂合金發(fā)電裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種用所述鎂或鎂合金發(fā)電裝置發(fā)電的方法。
本發(fā)明提供這樣一種鎂或鎂合金發(fā)電裝置，它由多個(gè)反應(yīng)單元間隔并列成發(fā)電 組，兩兩反應(yīng)單元之間形成空氣通道，每個(gè)反應(yīng)單元包括空氣電極及其內(nèi)的電解液，插入電 解液中并位于空氣電極間的金屬電極，每個(gè)反應(yīng)單元的出液通孔與過濾器連通，過濾器與 儲液箱連通，儲液箱與每個(gè)反應(yīng)單元的進(jìn)液通孔連通，每個(gè)反應(yīng)單元的進(jìn)、出液通孔均與儲 液箱連通，其特征在于所述金屬電極為鎂或者鎂合金電極。以便將各反應(yīng)單元的含有反應(yīng) 生成物的電解液送至過濾器過濾后，電解液經(jīng)儲液箱再返回各自的反應(yīng)單元內(nèi)循環(huán)使用， 過濾后的反應(yīng)生成物則取出另存，以待回收處理，一旦電解液流完后，即向各反應(yīng)單元補(bǔ)充 保護(hù)液，防止自放電現(xiàn)象而消耗金屬電極，以維持放電曲線的平穩(wěn)，同時(shí)在停止發(fā)電時(shí)有利 于保護(hù)鎂或鎂合金電極不被氧化。
所述反應(yīng)單元中的電解液為氯化鈉電解液。
所述反應(yīng)單元的出液通孔、進(jìn)液通孔分別通過輸液管與過濾器進(jìn)液口、儲液箱出 液口連通，且在輸液管上設(shè)有控制閥，以便將反應(yīng)單元內(nèi)的氯化鈉電解液送至過濾器中過 濾后，經(jīng)儲液箱返回循環(huán)使用。
所述過濾器出液口與儲液箱進(jìn)液口通過輸液管連通，以將過濾器過濾出來的氯化 鈉電解液送入儲液箱中儲存。
所述儲液箱出液口與反應(yīng)單元的進(jìn)液通孔間的輸液管上設(shè)有抽液泵，以便根據(jù)需 要將儲液箱內(nèi)的氯化鈉電解液送入殼體中。
所述反應(yīng)單元的進(jìn)、出液通孔均通過輸液管與儲液箱連通，且在輸液管上設(shè)控制 閥和水泵，以便根據(jù)需要向反應(yīng)單元內(nèi)補(bǔ)充保護(hù)液，以防自放電而消耗金屬電極。
所述儲液箱內(nèi)的保護(hù)液為純凈水，或者為防氧化的油或液。
所述過濾器內(nèi)設(shè)有平面過濾網(wǎng)，平面過濾網(wǎng)一側(cè)的過濾器壁上設(shè)有物料出口，以 方便取出過濾后的反應(yīng)生成物。
所述過濾器內(nèi)設(shè)有中空過濾網(wǎng)柱，位于中空過濾網(wǎng)柱上方的過濾器頂部設(shè)有物料 出口，以方便取出過濾后的反應(yīng)生成物。
所述反應(yīng)單元頂部設(shè)有蓋，以便開蓋后通過人工或者機(jī)械取出放完電的鎂或鎂合 金電極，裝入新的鎂或鎂合金電極。
本發(fā)明提供的用鎂或鎂合金發(fā)電裝置發(fā)電的方法，其特征在于以氯化鈉為電解 液，以鎂或者鎂合金為電極，并經(jīng)過下列步驟
A、將鎂或鎂合金電極分別插入發(fā)電裝置的各個(gè)反應(yīng)單元的空氣電極間，注入氯化 鈉電解液；
B、啟動氯化鈉電解液循環(huán)及過濾體系，在鎂或鎂合金電極、空氣電極、電解液之間 發(fā)生下列電化學(xué)反應(yīng)
鎂或鎂合金電極反應(yīng)鎂+OF —?dú)溲趸V+電子
空氣電極反應(yīng)A+H20+電子一0Γ
總反應(yīng)鎂+Α+Η20 —?dú)溲趸V
從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能后，以空氣電極上連接的導(dǎo)線用作電源正極，鎂或鎂合 金電極上連接的導(dǎo)線用作電源負(fù)極，而向外提供動力電能。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果通過氯化鈉電解液的循環(huán)，可方便地將反應(yīng)單元內(nèi) 的含有反應(yīng)生成物的氯化鈉電解液引出，經(jīng)過濾器過濾后，返回循環(huán)使用，過濾得到的反應(yīng) 生成物則取出另存，以待回收處理，同時(shí)也可方便地更換鎂或鎂合金電極，再通過氯化鈉電 解液引出期間向反應(yīng)單元內(nèi)補(bǔ)入保護(hù)液，可有效防止因自放電而消耗鎂或鎂合金電極，并 維持放電曲線的平穩(wěn)。因此，無需再對發(fā)電裝置進(jìn)行整體更換，可有效應(yīng)用于汽車、輪船等 交通工具上，以及作為醫(yī)院、學(xué)校、野外作業(yè)等應(yīng)急電源與移動電源，省時(shí)省力，極大地方便 了可再生資源的回收處理及循環(huán)利用。是一條不使用燃油，不排污，可循環(huán)利用可再生資源 的新型發(fā)電裝置和方法。


圖1為本發(fā)明之?dāng)嗝娼Y(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的A-A視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
本發(fā)明提供的鎂或鎂合金發(fā)電裝置，是由多個(gè)反應(yīng)單元1間隔并列成發(fā)電組，兩 兩反應(yīng)單元1之間形成空氣通道2，每個(gè)反應(yīng)單元1包括空氣電極11及其內(nèi)的氯化鈉電解 液114，插入氯化鈉電解液114中并位于空氣電極11間的鎂合金電極12及濾袋122，空氣電 極11上連接有導(dǎo)線111，用作電源正極，鎂合金電極12上連接有導(dǎo)線121，用作電源負(fù)極， 每個(gè)反應(yīng)單元的頂部設(shè)有蓋123，以便開蓋123后通過人工或者機(jī)械取出放完電的鎂合金 電極12，裝入新的鎂合金電極12，每個(gè)反應(yīng)單元1的出液通孔115通過輸液管5及控制閥 4與過濾器13連通，過濾器13通過輸液管5與儲液箱14連通，儲液箱14底部設(shè)有排污口 141，儲液箱14出液口通過輸液管5及其上的水泵6、控制閥4與每個(gè)反應(yīng)單元1的進(jìn)液通 孔116連通，以將各反應(yīng)單元1內(nèi)的含有反應(yīng)生成物的氯化鈉電解液114送至過濾器13過 濾后，使氯化鈉電解液114進(jìn)入儲液箱14，再泵入反應(yīng)單元1中循環(huán)使用；每個(gè)反應(yīng)單元1 的進(jìn)、出液通孔112、113均通過輸液管5及其上的控制閥4、水泵6與儲液箱15連通，儲液 箱15底部設(shè)排污口 151，以便當(dāng)氯化鈉電解液114流完后，向各反應(yīng)單元1內(nèi)補(bǔ)充純凈水， 以防止自放電現(xiàn)象而消耗鎂合金電極，維持放電曲線的平穩(wěn)。過濾器13內(nèi)設(shè)有中空過濾網(wǎng) 柱131，位于中空過濾網(wǎng)柱131上方的過濾器13頂部設(shè)有物料出口，物料出口上設(shè)蓋132， 打開蓋132即可方便取出中空過濾網(wǎng)柱131，以將其內(nèi)的反應(yīng)生成物收集起來等待回收處 理，如圖1、圖2。
本發(fā)明提供的用鎂或鎂合金發(fā)電裝置發(fā)電的方法，經(jīng)過下列步驟
A、將鎂合金電極12分別插入發(fā)電裝置的各個(gè)反應(yīng)單元的空氣電極11間，注入氯 化鈉電解液114 ；
B、開啟控制閥4，使過濾器13、儲液箱14、反應(yīng)單元連通，以啟動氯化鈉電解液114 循環(huán)，并在鎂合金電極12、空氣電極11、電解液114之間發(fā)生下列電化學(xué)反應(yīng)
鎂或鎂合金電極反應(yīng)鎂+OF —?dú)溲趸V+電子
空氣電極反應(yīng)A+H20+電子一0Γ
總反應(yīng)鎂+Α+Η20 —?dú)溲趸V
從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能后，以空氣電極11上連接的導(dǎo)線111用作電源正極，鎂 合金電極12上連接的導(dǎo)線121用作電源負(fù)極，而向外提供動力電能。
權(quán)利要求
1.一種鎂或鎂合金發(fā)電的裝置，它由多個(gè)反應(yīng)單元間隔并列成發(fā)電組，兩兩反應(yīng)單元 之間形成空氣通道，每個(gè)反應(yīng)單元包括空氣電極及其內(nèi)的電解液，插入電解液中并位于空 氣電極間的金屬電極，每個(gè)反應(yīng)單元的出液通孔與過濾器連通，過濾器與儲液箱連通，儲液 箱與每個(gè)反應(yīng)單元的進(jìn)液通孔連通，每個(gè)反應(yīng)單元的進(jìn)、出液通孔均與儲液箱連通，其特征 在于所述金屬電極為鎂或者鎂合金電極。
2.一種用權(quán)利要求1所述鎂或鎂合金發(fā)電裝置發(fā)電的方法，其特征在于以氯化鈉為電 解液，以鎂或者鎂合金為電極，并經(jīng)過下列步驟A、將鎂或鎂合金電極分別插入發(fā)電裝置的各個(gè)反應(yīng)單元的空氣電極間，注入氯化鈉電 解液；B、啟動氯化鈉電解液循環(huán)及過濾體系，在鎂或鎂合金電極、空氣電極、電解液之間發(fā)生 下列電化學(xué)反應(yīng)鎂或鎂合金電極反應(yīng)鎂+Off —?dú)溲趸V+電子空氣電極反應(yīng)a2+h2o+電子一or總反應(yīng)鎂+o2+H2O —?dú)溲趸V從而將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能后，以空氣電極上連接的導(dǎo)線用作電源正極，鎂或鎂合金電 極上連接的導(dǎo)線用作電源負(fù)極，而向外提供動力電能。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鎂或鎂合金發(fā)電的裝置及方法，它由多個(gè)反應(yīng)單元間隔并列成發(fā)電組。兩兩反應(yīng)單元之間形成空氣通道，每個(gè)反應(yīng)單元包括空氣電極及其內(nèi)的電解液，插入電解液中并位于空氣電極間的金屬電極。每個(gè)反應(yīng)單元的出液通孔與過濾器連通，過濾器與儲液箱連通，儲液箱與每個(gè)反應(yīng)單元的進(jìn)液通孔連通，每個(gè)反應(yīng)單元的進(jìn)、出液通孔均與儲液箱連通。其特征在于所述金屬電極為鎂或者鎂合金電極。無需再對發(fā)電裝置進(jìn)行整體更換，可有效應(yīng)用于汽車、輪船等交通工具上，以及作為醫(yī)院、學(xué)校、野外作業(yè)等應(yīng)急電源或移動電源，省時(shí)省力，極大地方便了可再生資源的回收處理及循環(huán)利用。是一條不使用燃油，不排污，可循環(huán)利用可再生資源的新型發(fā)電裝置和方法。
文檔編號H01M6/04GK102041521SQ201110003650
公開日2011年5月4日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者余建岳 申請人:余建岳