專利名稱：能量轉(zhuǎn)換與收集的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種新型的能量轉(zhuǎn)換與收集的方法，以及實現(xiàn)該方法的設備。更具 體地涉及一種新型發(fā)電技術(shù)及冷卻系統(tǒng)，本發(fā)明的發(fā)電技術(shù)通過半透膜的選擇透過性， 把陰陽離子用膜隔開使陰陽離子在膜兩側(cè)產(chǎn)生電位差，并利用該電位差來實現(xiàn)發(fā)電。同 時，本發(fā)明的技術(shù)還可直接用于電解、電鍍等領域，通過外加電源正向疊加膜電壓起到 節(jié)約電能的效果。同時，本發(fā)明的方法還可以通過吸收熱能來達到冷卻的目的。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)通過水力和化石燃料發(fā)電。但是，水力發(fā)電受地域和季節(jié)的限 制，且可能對環(huán)境和生態(tài)產(chǎn)生較大的不利影響。而由于化石燃料資源日漸枯竭的趨勢以 及產(chǎn)生的二氧化碳等排放物質(zhì)對環(huán)境的不利影響，人們開始尋找其他獲得能源技術(shù)。隨后，人們風能核電太陽能等開始大量出現(xiàn)并已經(jīng)實際應用于發(fā)電等領域。但 是，風能的不穩(wěn)定性，核能的危險性和太陽能的高成本都成為限制以上發(fā)電技術(shù)難以克 服的不利因素。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于開發(fā)一種不受以上不利于傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)和新能源技術(shù)的因素限制 的最新型的能源技術(shù)，提供了一種全新的能量轉(zhuǎn)換和收集的方法和設備。本發(fā)明的技術(shù) 可以直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能。本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換與收集的方法通過集能單元、轉(zhuǎn)換單元等系統(tǒng)來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)換單元包括半透膜、電解質(zhì)溶液和電極。半透膜將電解質(zhì)溶液的容器空間隔 開。在半透膜的兩側(cè)容器空間內(nèi)是電解質(zhì)溶液，該規(guī)格的半透膜因其選擇透過性，剛好 能使容器內(nèi)電解質(zhì)溶液的陰陽離子中分子量較大的某一種離子阻隔在膜的一側(cè)，而溶劑 以及其他小分子量的離子可以自由通過半透膜，容器中的陰陽離子在膜兩側(cè)出現(xiàn)不同程 度的聚集，由此在膜的兩側(cè)產(chǎn)生電位差。將該電位差引出，就可以實現(xiàn)由熱能向電能的 轉(zhuǎn)換。作為該發(fā)明還有一項應用就是電解，外加電壓正向疊加膜電壓可以在電解(如銅 電解精煉、電解水等)電鍍等領域起到節(jié)約電能降低成本的作用。如圖1所示是轉(zhuǎn)換單元的基礎原理圖。用通過離子分子量小于40半透膜R隔 開的容器，容器的兩側(cè)空間里面分別裝有K+離子溶液和SO/—離子溶液。由于，K+離子 和SO/—離子的直徑大于半透膜通過的直徑，不能通過半透膜，只能留在容器的兩側(cè)。這 樣，在膜的兩側(cè)就形成一個電壓。當在膜的兩側(cè)加上負載Rab時情況如圖5所示。a、b為惰性電極，a、b分別貼在半透膜兩側(cè)，在b極發(fā)生氧化反應，40H_-4e =2H20+02在a極發(fā)生還原反應，4H++4e = 2H2電子流過負載Rab向外做功。當膜電壓Uab小于水的電解電壓1.23V，反應為可 逆反應，H2和O2不能溢出，一部分氏和02在溶液中形成原電池2H2+02 = 2H20，重新生成H2O;另一部分H2和O2擴散到循環(huán)熱水中。a極在B加C液中產(chǎn)生的OH_通過滲 透擴散到循環(huán)熱水中，b極在A加D液中產(chǎn)生的H+也通過滲透擴散到循環(huán)熱水中，膜兩 側(cè)的電壓保持穩(wěn)定，因此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。把膜兩側(cè)的電壓引出并傳遞到負載后，膜兩側(cè)的電位差下降，此時，需要通過 某種形式來補充轉(zhuǎn)換單元輸出消耗的能量。而此時如果利用最常見的熱能來補充轉(zhuǎn)換單 元輸出消耗的能量，就可以實現(xiàn)由熱能向電能的轉(zhuǎn)換。把膜電壓轉(zhuǎn)換為持續(xù)的電流，進一步的證明在圖5中連上負載后B液加C液由于電化學反應使得溶液中氫氧根濃度增加中 和了鉀離子的電性，同理A加D液中氫離子濃度也會增加中和了硫酸根離子的電性，這 兩種反應是自發(fā)反應，其結(jié)果是溶液變質(zhì)，B液加C液變成氫氧化鉀溶液，A加D液變 成硫酸溶液，為了保證膜電壓的穩(wěn)定我們在膜兩側(cè)分別注入加壓的熱水，加速氫離子、 氫氧根離子的滲透擴散到循環(huán)流動熱水中的速度而鉀離子及硫酸根離子無法通過反滲透 膜留在膜內(nèi)，保證了膜電壓的相對穩(wěn)定，從而產(chǎn)生持續(xù)的電流。使電能轉(zhuǎn)變成化學能的裝置稱為電解池。當直流電通過電解質(zhì)溶液，正離子向 陰極遷移，負離子向陽極遷移，并分別在電極上起還原和氧化反應，從而獲得還原產(chǎn)物 和氧化產(chǎn)物。若外加一電壓在一個電池上，逐漸增加電壓直至使電池中的化學反應發(fā)生 逆轉(zhuǎn)，這就是電解。本發(fā)明的方法還可用于電解，轉(zhuǎn)換單元利用半透膜，使電解質(zhì)中大分子的陰離 子或陽離子被阻隔在半透膜一側(cè)，溶劑和小分子量離子可以通過半透膜。電解質(zhì)溶液中 的陰離子或陽離子分隔在膜兩側(cè)而形成膜電壓后；外加電壓通過正向疊加膜電壓進行電 解，達到節(jié)約電能的目的。轉(zhuǎn)換單元包括半透膜、離子溶液和電極。其中，電極可以是 惰性電極。實驗表明，對任一電解槽進行電解時，隨著外加電壓的改變，通過該電解槽的 電流亦隨之變化。例如，使用兩個鉬電極電解H2O溶液時，改變可變電阻，記錄電壓表和電流表 的讀數(shù)，則可測量電解槽兩端電位差與電流強度的關系曲線。開始時，當外加電壓很小 時，幾乎沒有電流通過電解槽；電壓增加，電流略有增加；當電流增加到某一點后，電 流隨電壓增大而急劇上升，同時電極上有連續(xù)的氣泡逸出。在兩電極上的反應可表示如下陰極2H+ (aH+) +2e — H2 (g，ρ)陽極4 (OH)" (aOPT) — O2 (g，ρ) +2H20_4e-當電極上有氣泡逸出時，H2和O2的壓力等于大氣壓力。電解過程分析當開始加外電壓時，還沒有H2和O2生成，它們的壓力幾乎為 零，稍稍增大外壓，電極表面上產(chǎn)生了少量的H2和02，壓力雖小，但卻構(gòu)成了一個原電 池(自發(fā)地進行如下反應)(-) H2 (ρ) — 2H+ (aH+) +2e"(+) O2 (g) +2H20+4e- — 4 (OH)-此時，電極上進行反應的方向正好與電解所進行的反應的方向相反。由于電極 上的產(chǎn)物擴散到溶液中了，需要通過極微小的電流使電極產(chǎn)物得到補充。繼續(xù)增大外加
4電壓，電極上就有H2和O2繼續(xù)產(chǎn)生并向溶液中擴散，因而電流也有少許增加，相當于 (圖11所示)I-E曲線上的1-2段。此時由于pH2和p02不斷增加，直至氣體壓力增至等 于外界大氣壓力時，電極上就開始有氣泡逸出，此時電動勢Eb達到最大值Eb, _將不再 繼續(xù)增加。若繼續(xù)增加外加電壓只增加溶液中的電位降(E,-Eb, max) =IR，從而使電流 劇增，即相當于I-E曲線中2-3段的直線部分。將直線部分外延到I = O處所得的電壓就 是Eb, _，這是使某電解液能連續(xù)不斷發(fā)生電解時所必須的最小外加電壓，稱為電解液的 分解電壓。從理論上講Eb, max應等于原電池的E(可逆)，但實際上Eb, _卻大于E(可逆)。 這是由兩方面的原因引起的。一是由于電解液、導線和接觸點都有一定的電阻，欲使電 流通過必須用一部分電壓來克服IR電位降，這相當于把I2R的電觸轉(zhuǎn)化為熱。二是由于 實際電解時在兩個電極上進行的不可逆電極過程所引起，即要使正離子在陰極析出，外 加的陰極電勢一定要比可逆電極電勢更負一些，使負離子在陽極析出，外加的陽極電勢 一定要比可逆電勢更正一些。我們把由于電流通過電極時，電極電勢偏離可逆電極電勢 的現(xiàn)象稱為極化現(xiàn)象。實際上I-E曲線上分解電壓的位置不能確定的很精確，且I-E曲線并沒有十分確 切的理論意義，所得到的分解電壓也常不能重復，但它卻很有實用價值。電解質(zhì)的分解電壓與電極反應有關。例如一些酸、堿在光滑鉬電極上的分解電 壓都在1.7V左右。它們的分解電壓基本上和電解質(zhì)的種類無關，這是因為這些酸、堿的 電解產(chǎn)物均是H2 (陰極)和O2 (陽極)。它們的理論分解電壓都是1.23V，由此可見，即 使在鉬電極上，H2和O2都有相當大的極化作用發(fā)生。氫鹵酸的電壓都較1.7V小，而且其數(shù)值各不相同，這是因為在兩電極上出現(xiàn)的 產(chǎn)物是氫鹵酸的分解物。電極反應和電解產(chǎn)物不一樣，自然，分解電壓也就有差異了。小結(jié)我們把使某種電解質(zhì)開始電解反應時所必須施加的最小電壓，稱為該電 解質(zhì)的分解電壓。理論分解電壓也稱為可逆分解電壓，等于可逆電池電動勢。但實際工 作中電解以一定速率進行，過程已不可逆。這時的分解電壓E(實)>E(理)，原因是 當電流通過時，電極有極化作用，電路有電阻。實驗表明電解不同的電解質(zhì)，如果電 極反應相同，分解電壓基本相同。水的電解電壓及理論分解電壓計算在電解水時，加在電解池上的直流電壓必須大于水的理論分解電壓，以便能克 服電解池中的各種電阻電壓降和電極極化電動勢。電極極化電動勢是陰極氫析出時的超 電位與陽極氧極出時的超電位之和。因此，水電解電壓U可表示為
V = ν0 + 1Κ + φΗ + φο式中UQ—水的理論分解電壓，V;I—電解電流，A ；R—電解池的總電阻，Ω;辦一氫超電位，V;% —氧超電位，V。從能量消耗的角度看，應該盡可能地降低電解電壓。下面討論影響電解電壓的幾個因素(1)水的理論分解電壓隊。熱力學的研究得出原電池所做的最大電功等于反 應處由能變的減少，即- = nFE0式中ΔΟ^ -標準狀態(tài)下電池反應的吉布斯自由能變，J/mol ；η-反應中的電子轉(zhuǎn)移數(shù)；F—法拉第常數(shù)，96500C/mol;E°—標準狀態(tài)下反應的標準電動勢，V。在生成水的化學反應中，自由能變?yōu)開474.4kJ/mol，艮P2H2 (g) +O2 (g) = 2H20 (1)AG° =-Al A AkJ Imol這是一個氧化還原反應，在兩個電極上的半反應分別為02+4H++4e = 2H202H2 = 4H++4e電子轉(zhuǎn)移數(shù)η = 4，由AC^=_NFE 得-474.4 X IO3 = —4 X 96500E05o = 4744x101
4x96500可見，在O.lMPa和25°C時，UO = 1.23V ；它是水電解時必須提供的最小電壓，
它隨溫度的升高而降低，隨壓力的升高而增大，壓力每升高10倍，電壓約增大43mV.在本發(fā)明中作為發(fā)電應用轉(zhuǎn)換單元外加電壓就是膜電壓，只要有穩(wěn)定的膜電 壓，(膜電壓小于水的最小電解電壓以及膜的擊穿電壓)就有穩(wěn)定電流從陽極(圖5中a 極板)通過負載流向陰極(圖5中b極板)。集能單元的作用就是為能量轉(zhuǎn)換單元補充其所消耗的能量。集能單元可以通過 接觸換熱、循環(huán)換熱系統(tǒng)等方式為能量轉(zhuǎn)換單元補充能量。利用循環(huán)換熱方式的集能單 元通過把外界環(huán)境(如工業(yè)熱廢水、地熱等，以及熱空氣)的熱量收集起來，然后通過熱 交換的形式傳遞到轉(zhuǎn)換單元，使轉(zhuǎn)換單元內(nèi)化合物溶液溫度保持相對穩(wěn)定，使膜電壓維 持相對恒定，從而使整個系統(tǒng)有能力持續(xù)向外輸送電能。目前在工業(yè)領域常用的各種換 熱方式，只要能達到維持能量轉(zhuǎn)換單元內(nèi)化合物溫度的相對穩(wěn)定性，實現(xiàn)為能量轉(zhuǎn)換單 元補充能量的目的，都可以用來作為本發(fā)明的集能單元。由于單個能量轉(zhuǎn)換單元所產(chǎn)生的膜電壓較小，不利于應用，實際使用中只需要 將多個能量轉(zhuǎn)換單元進行簡單的串并聯(lián)就可以將其轉(zhuǎn)換為適于工業(yè)應用的電能。本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換和收集系統(tǒng)的流程圖如圖2所示。集能單元通過熱循環(huán)系統(tǒng) 將外界能量傳遞到能量轉(zhuǎn)換單元，維持轉(zhuǎn)換單元內(nèi)電解質(zhì)溶液溫度的穩(wěn)定。能量轉(zhuǎn)換單 元吸收集能單元傳遞過來的熱能，將其轉(zhuǎn)化為電能。對外向負載供電，或者通過蓄電池 儲存起來。在本發(fā)明中作為發(fā)電應用轉(zhuǎn)換單元外加電壓就是膜電壓，作為電解應用則作用 在溶液的電壓是膜電壓與外加電壓之和，系統(tǒng)工作原理如圖6。
圖1是本發(fā)明的轉(zhuǎn)換單元的原理圖。圖2是本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換和收集系統(tǒng)的流程圖。圖3-4是本發(fā)明的一個具體實施例的能量轉(zhuǎn)換單元電解質(zhì)溶液制備的示意圖。圖5是本發(fā)明的一個具體實施例的能量轉(zhuǎn)換單元的示意圖。圖6是利用本發(fā)明的方法電解水的一個具體實施例的示意圖。圖7是本發(fā)明的一個具體實施例的各能量轉(zhuǎn)換單元之間連接的示意圖。圖8是測定分解電壓時的電流-電壓曲線圖。圖9是加標注的發(fā)明應用電壓工作區(qū)間的電流_電壓曲線圖。圖10是本發(fā)明的轉(zhuǎn)換單元的一個具體實體的示意圖。圖中，1-內(nèi)表面涂有絕緣層的薄鋁材，外殼接地；2-空間充滿電解質(zhì)(如做電解電容用的在電介質(zhì)中泡過的紙)；3-負電極(b極)；4-半透膜；5-正電極(a極)；6、7-阻斷層，阻止溶液向外擴散。8-電極(C 極)；9-電極(d 極)；3-電極(b極)和5-電極(a極)貼在4-半透膜上。8-電極(C極)和9-電極(d極)貼在4-半透膜外側(cè)。圖11是本發(fā)明實驗的示意圖.
具體實施例方式附表為常見金屬鹽的溶解性表，表中，易溶于水的各種電解質(zhì)，特別是強堿性 金屬的強酸根鹽，都可以用來作為本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)換單元的電解質(zhì)溶液。對于不同的電解質(zhì)溶液的溶解度和電離度的數(shù)據(jù)，可以從各種教科書、手冊或 者通過網(wǎng)絡獲得。下表是常見鹽類溶解性表。表一常見鹽類溶解性表
\NO3ClSO4SSO3CO3SiO3PO4NH4溶溶溶溶溶溶—溶K溶溶溶溶溶溶溶溶Na溶溶溶溶溶溶溶溶Ba溶溶不—不不不不Ca溶溶微一不不不不Mg溶溶溶一微微不不Al溶溶溶一——不不Mn溶溶溶不不不不不Zn溶溶溶不不不不不Cr溶溶溶——一不不Fe2+溶溶溶不不不不不Fe3+溶溶溶一一—不不
Sn溶溶溶不—一—不Cu溶溶溶不不不不不Hg溶溶溶不不—一不在本發(fā)明的一個具體實施例中，采用的電解質(zhì)是K2SO4的水溶液。同時，在實施本發(fā)明時，我們應注意到，水電解壓為1.23V。因此，我們實施本 發(fā)明的時候，作為發(fā)電應用時應保持兩極板之間的電壓小于1.23V，以免在兩極發(fā)生電解 水的反應而消耗溶劑水。對于本實施例采用的K2SO4的水溶液，在本發(fā)明的這個具體實施例中所選用的 是離子通過分子量小于40的半透膜。現(xiàn)有技術(shù)中有很多能夠滿足本發(fā)明的實施例的半透膜，這些半透膜已經(jīng)以規(guī)格 產(chǎn)品的形式成為商品，領域內(nèi)技術(shù)人員可以比較容易的選擇夠買而獲得滿足本實施例的 滲透膜。將容器用半透膜(R)隔成兩個封閉的空間，在兩側(cè)分別直接加入k+水溶液和 SO42-水溶液，半透膜用通過離子分子量小于40的半透膜，只能通過氫離子和氫氧根離子 而水合鉀離子與水合硫酸根離子則不能通過由此產(chǎn)生一個電場。電解質(zhì)溶液可以先通過加壓的方式用半透膜分離酸和堿溶液，然后把酸的壓出 液與堿、堿的壓出液與酸混合，同時通過蒸餾等方法濃縮離子溶液制得半透膜兩側(cè)的電 解質(zhì)溶液。該電解質(zhì)適于本發(fā)明的能量收集方法和電解方法。具體方法和步驟如下用半透膜用通過離子分子量小于40，在半透膜的一側(cè)加入稀硫酸溶液，然后對
8該側(cè)的硫酸溶液加壓(如圖3所示)。在膜的兩側(cè)分別獲得如下溶液A液成分大量S042_，少量H+、H2O ； B液成分H+、H20。以同樣的方式，在半透膜的一側(cè)加入氫氧化鉀的稀溶液，然后對該側(cè)的溶液加 壓(如圖4所示)。在膜的兩側(cè)分別獲得如下溶液C液成分大量K+、少量Off、H2O ； D液成分Off、H20。將制得的溶液如以下方式進行兩兩混合A液加D液通過蒸餾等方法濃縮后的溶液，在(圖5)膜右側(cè)成分H2O, SO42 , B液加C液通過蒸餾等方法濃縮后的溶液，在(圖5)膜左側(cè)成分H2O, K+，通 過A液加D液，把膜右側(cè)調(diào)成PH值為7;通過B液加C液，把膜左側(cè)調(diào)成PH值為7。依照圖5連接電路，其中，a、b、c、d為惰性電極，Rab為負載電阻，R為半透 膜，半透膜只能通過分子量小于40的物質(zhì)。 該方法配置溶液的實質(zhì)是用H+來中和C液中殘留的OH—，用OH—來中和A液中 的H+，從而達到把K+和SO/—即陰陽離子留在膜兩側(cè)，而溶液顯中性的目的。半透膜兩側(cè)電壓U膜由Goldman公式可知。
u =^L111 p^kI ι ^ln pSo Jso 41
r 7 PkLKI I T" Ps。Lso4J0其中，R為普適氣體常量；F為法拉第常數(shù)；T為絕對溫度；R = 8.314 ； F = 96500C/mol ； Pk,為K+的通透系數(shù)；Ps。4，為SO:的通透系數(shù)；[K]o為K+膜外濃度； [K]i為K+膜內(nèi)濃度；[S04]o為SO42膜外濃度；[S04]i為SO42膜內(nèi)濃度。注Goldman公式參見《電生理學基礎》21世紀復旦大學研究生教學用書，作 者沃爾夫?qū)?施瓦茨。Hodgkin修改了 Nernst公式，引入了通透性作為參數(shù)，并將公式 推廣到可根據(jù)多種離子計算膜電位，這個公式現(xiàn)在被稱作Goldman-Hodgkin-Katz公式。因為K+和SO/—通過半透膜的通過率很低(通過向海德能技術(shù)人員咨詢產(chǎn)品性能 得知)，K+通過率為2%，S042_通過率為1%。設該系統(tǒng)溫度為30°C，由溶解度表可知，K2SO4溶解度為13克，
TTRT ι
U =-in
展 γ
98% χK:2% χK
RT ^ 99% χ [SOj
RT. 2 χ 0.98
F 2x0.02
F l%x[SO』
RT, 0.99
In
F 0.01
=0.219 V
當在膜的兩側(cè)加上負載Rab時情況如圖5所示。
a、b、c、d為惰性電極，在b極發(fā)生氧化反應，40H_-4e = 2H20+02
在a極發(fā)生還原反應，4H++4e = 2H2
電子流過負載Rab向外做功。由于膜電壓Uab = 0.219V，小于水的電解電壓
91.23V，H2和O2不能溢出，一部分H2和O2在溶液中形成原電池2H2+02 = 2H20,重新 生成H2O;另一部分H2和O2擴散到循環(huán)熱水中。a極在B加C液中產(chǎn)生的0H_通過滲 透擴散到循環(huán)熱水中，b極在A加D液中產(chǎn)生的H+也通過滲透擴散到循環(huán)熱水中，使膜 兩側(cè)的電壓保持穩(wěn)定，因此系統(tǒng)是穩(wěn)定的。c、d極板也可以使用外部電源其目的是加快H+、0H—的滲透擴散速度，提高膜 電壓。實際使用中如果不制備A加D液以及B加C液可以在轉(zhuǎn)換單元工作初期通過加 壓注入熱水的管道分別注入氫氧化鉀和硫酸溶液，同時測量電壓當達到預計值后改成注 入熱水。由于半透膜對鉀離子、硫酸離子阻隔率不可能達到100%，當轉(zhuǎn)換單元工作一段 時間后也需要通過該管道分別注入氫氧化鉀和硫酸溶液，以補充流失的鉀離子和硫酸根罔子。具體使用中可以采取多層半透膜重疊的方案以提高離子阻隔率，來有效提高膜 電壓，同時提高膜的擊穿電壓。半透膜可以使用海德能的，該品牌的半透膜對K+離子每層膜平均阻隔率為98% 對SO42-離子每層膜平均阻隔率為99%。下表是海德能半透膜的規(guī)格型號性能表。
權(quán)利要求
1.一種新型的能量轉(zhuǎn)換與收集方法，包括集能單元、轉(zhuǎn)換單元；其特征在于，轉(zhuǎn)換 單元利用半透膜的選擇透過性，使電解質(zhì)的陰離子或陽離子在膜兩側(cè)形成膜電壓；集能 單元用于為轉(zhuǎn)換單元補充能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)換單元包括半透膜、電解質(zhì)溶 液和電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于大分子量的電解質(zhì)離子分隔在半透 膜一側(cè)，溶劑和小分子量離子可以通過半透膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述電解質(zhì)溶液先通過加壓的方式用 半透膜分離酸和堿溶液，然后把酸的壓出液與堿、堿的壓出液與酸混合，同時通過蒸餾 等方法濃縮離子溶液制得半透膜兩側(cè)的電解質(zhì)溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述集能單元利用循環(huán)換熱的形式為 轉(zhuǎn)換單元補充能量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述集能單元利用的是廢水地熱熱空 氣中的熱能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述集能單元與轉(zhuǎn)換單元之間采用接 觸換熱的形式傳遞熱能。
8.—種新型的電解方法，其特征在于轉(zhuǎn)換單元利用半透膜，使電解質(zhì)溶液中的陰離 子或陽離子分隔在膜兩側(cè)而形成膜電壓；外加電壓通過正向疊加膜電壓進行電解，達到 節(jié)約電能的目的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于轉(zhuǎn)換單元包括半透膜、電解質(zhì)溶液和 電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述電極為惰性電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述電解質(zhì)中大分子的陰離子或陽離 子被阻隔在半透膜一側(cè)，溶劑和小分子量離子可以通過半透膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述電解質(zhì)先通過加壓的方式用半透 膜分酸和堿溶液，然后把酸的壓出液與堿、堿的壓出液與酸混合，同時通過蒸餾等方法 濃縮離子溶液制得半透膜兩側(cè)的電解質(zhì)溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型的能量轉(zhuǎn)換與收集的方法，更具體地涉及一種新型發(fā)電技術(shù)及冷卻系統(tǒng)。本發(fā)明的發(fā)電技術(shù)通過半透膜的選擇透過性，把陰陽離子用膜隔開使陰陽離子在膜兩側(cè)產(chǎn)生電位差，并利用該電位差來實現(xiàn)發(fā)電。本發(fā)明的方法包括集能單元、轉(zhuǎn)換單元；其特征在于，轉(zhuǎn)換單元利用半透膜的選擇透過性，使電解質(zhì)的陰離子或陽離子在膜兩側(cè)形成膜電壓；利用膜電壓推動負載；集能單元用于為轉(zhuǎn)換單元補充能量。本發(fā)明的技術(shù)還可直接用于電解、電鍍等領域，通過外加電源正向疊加膜電壓起到節(jié)約電能的效果。同時，本發(fā)明的方法還可以通過吸收熱能來達到冷卻的目的。
文檔編號H02N3/00GK102013838SQ20101051110
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者譚延泰 申請人:譚延泰