使用可逆電極反應(yīng)的電滲透泵以及使用它的流體泵送系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 文中所述的實施方式總體地設(shè)及電滲透累，更具體地設(shè)及使用可逆電極反應(yīng)的電 滲透累W及使用它的流體累送系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電滲透累是應(yīng)用如下原理的累：通過使用電極施加電壓到毛細管或多孔膜的兩端 時，流體由于發(fā)生電滲透而流動，并且與普通的累不同，電滲透累的優(yōu)點在于由于它不具有 機械操作的部分，所W它不引起噪音，并且能夠有效地根據(jù)所施加的電壓控制流速。
[0003] 常規(guī)的電滲透累使用化學(xué)穩(wěn)定的銷作為電極材料。當(dāng)水溶液用作流體時，正極（+) 的反應(yīng)如下面的反應(yīng)方程式1所示，并且負(fù)極（-)的反應(yīng)如下面的反應(yīng)方程式2所示。
[0004] [反應(yīng)方程式U
[0005] 2&0 - 〇2+祉+4e [000引[反應(yīng)方程式引
[0007]2&0+26 一H2巧0H
[0008] 根據(jù)反應(yīng)方程式1，在正極（+)持續(xù)產(chǎn)生來自水的氧化反應(yīng)的氧氣；并且根據(jù)反應(yīng) 方程式2,在負(fù)極（-)持續(xù)產(chǎn)生來自水的還原反應(yīng)的氨氣。
[0009] 作為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的結(jié)果的電子和離子的移動是流體在電滲透累中持續(xù) 流動的本質(zhì)現(xiàn)象。當(dāng)通過使用如上所述的銷電極實現(xiàn)所述電滲透累時，因為由于氧化反應(yīng) 和還原反應(yīng)產(chǎn)生的氣體困在多孔膜的小孔中的現(xiàn)象，難于實現(xiàn)穩(wěn)定的流速，并且由于流體 內(nèi)同時并持續(xù)產(chǎn)生氧氣和氨氣引起的安全問題，難于實現(xiàn)閉合回路，所W難于實際地使用 所述累。
[0010] 此外，在使用銷電極的電滲透累的情形下，由于移動的流體中的水參與氧化反應(yīng) 和還原反應(yīng)，而且作為電極材料的銷未參與反應(yīng)，且僅用作引起水的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng) 的電極，所W保持了所述電極。在運個情形下，銷電極稱為非自耗電極。如果使用不產(chǎn)生氣 體的反應(yīng)制造電極材料，那么可獲得不產(chǎn)生氣體的穩(wěn)定地和安全地運行的電滲透累。例如， 在使用銀/氧化銀電極反應(yīng)的情形下，正極（+)的反應(yīng)如下面的反應(yīng)方程式3所示，并且負(fù) 極（-)的反應(yīng)如下面的反應(yīng)方程式4所示。
[0011] [反應(yīng)方程式3]
[001 引 2Ag(S)+&0 一Ag20(S)巧巧e[001引[反應(yīng)方程式"
[0014] Ag2〇(S)巧巧e一 2Ag(S)
[0015] 在正極（+)，發(fā)生根據(jù)反應(yīng)方程式3的銀的氧化反應(yīng)，并且在負(fù)極（-)，發(fā)生根據(jù)反 應(yīng)方程式4的氧化銀的還原反應(yīng)。在運個情形下，電極作用為參與電極反應(yīng)的材料，而非僅 僅施加電壓的裝置。如果應(yīng)用該自耗電極于所述電滲透累，那么，由于有限量的電極材料， 因此可W通過電滲透累移動的流體的體積受限。
[0016] 因此，使用常規(guī)的電滲透累不可能安全并穩(wěn)定地移動大體積的流體，而長時間不 產(chǎn)生氣體。換句話說，由于有限量的電極活性材料，使用自耗電極反應(yīng)的電滲透累的問題在 于所述累適于通過可用小的值的流體實現(xiàn)的電極反應(yīng)的方式而一次在一個方向移動小體 積的流體，但是不適于連續(xù)地移動大體積的流體。

【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明解決的技術(shù)問題
[0017] 為了解決上述問題，本發(fā)明的一個目的為使電滲透累在保持其尺寸和結(jié)構(gòu)的同 時，能夠移動大體積的流體，而不在延長的時間內(nèi)產(chǎn)生氣體，并使得電極能夠通過可逆反應(yīng) 被修復(fù)，W提高所述電滲透累的可用性。本發(fā)明的其它目的可通過下面的實施方式的描述 而容易地理解。 解決技術(shù)問題的方式
[0018] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方面提供了利用可逆電極反應(yīng)的電滲透累，其包 括：允許流體移動的膜；W及分別布置在所述膜的兩側(cè)上的第一電極和第二電極，并且所 述第一電極和第二電極由允許所述流體流動的多孔材料或結(jié)構(gòu)和引起可逆電化學(xué)反應(yīng)的 材料組成，其中，交替且反向地提供電壓給所述第一電極和所述第二電極，使得所述電化學(xué) 反應(yīng)交替地正向和反向重復(fù)，結(jié)果所述流體的移動方向的交替變化產(chǎn)生累送力W修復(fù)所述 第一電極和所述第二電極。
[0019] 此外，進一步包括提供在所述累的兩側(cè)中移動的流體的移動通道的流體通道，所 述流體通道夾入所述膜與所述第一電極和所述第二電極之中。
[0020] 此外，其中所述流體通道由分別連接到所述第一電極和第二電極的第一空屯、帽和 第二空屯、帽組成，并且所述第一空屯、帽和所述第二空屯、帽設(shè)有用于管的連接的連接部分。
[0021] 此外，其中由導(dǎo)電材料制成的第一接觸帶和第二接觸帶分別插入到所述第一電極 和所述第二電極的外周表面。
[0022] 此外，其中所述第一電極或所述第二電極為能夠通過可逆電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一價陽 離子的材料。
[002引此外，其中所述第一電極或所述第二電極包括Ag/Ag20、MnO(OH)、和聚苯胺（PAW)中的任一種。
[0024] 此外，其中所述第一電極或所述第二電極包括金屬氧化物、聚合物、和金屬六氯合 鐵酸鹽中的一種或多種。
[00巧]此外，其中所述金屬氧化物包括選自由鋼氧化物（Mo〇3)、鶴氧化物（W〇3)、姉氧化 物（Ce〇2)、和多金屬氧酸鹽組成的組中的一種或多種物質(zhì)。
[0026] 此外，其中所述聚合物包括選自由聚嚷吩、聚嚷吩衍生物、聚化咯、聚化咯衍生物、 聚硫堇、和釀聚合物組成的組中的一種或多種物質(zhì)。
[0027] 此外，其中所述金屬六氯合鐵酸鹽包括選自由普魯±藍、鐵六氯合鐵酸鹽 (化HCF)、銅六氯合鐵酸鹽（化HCF)、和鉆六氯合鐵酸鹽（CoHC巧組成的組中的一種或多種 物質(zhì)。
[0028] 本發(fā)明的另一方面提供了一種流體累送系統(tǒng)，其包括：電滲透累，所述電滲透累包 括：允許流體移動的膜；分別布置在所述膜的兩側(cè)上的第一電極和第二電極，并且所述第 一電極和第二電極由允許所述流體流動的多孔材料或結(jié)構(gòu)和引起可逆電化學(xué)反應(yīng)的材料 組成；w及電源，所述電源交替且反向地提供電壓給所述第一電極和所述第二電極，w提供 累送力給轉(zhuǎn)移目標(biāo)流體；W及提供在所述電滲透累的至少一端中的W使所述流體與所述轉(zhuǎn) 移目標(biāo)流體彼此分離的分離器，其中交替且反向地提供電壓給所述第一電極和所述第二電 極，使得所述電化學(xué)反應(yīng)交替地正向和反向重復(fù)，結(jié)果由于所述流體重復(fù)的正向和反向移 動，通過所述分離器將抽吸力和排放力重復(fù)地傳遞到所述轉(zhuǎn)移目標(biāo)流體。
[0029] 此外，其中所述電滲透累包括提供在所述累的兩側(cè)中移動的所述流體的移動通道 的流體通道，所述流體通道夾入所述膜與所述第一電極和所述第二電極之中。并且其中所 述流體通道包括連接到所述第一電極的第一空屯、帽和連接到所述第二電極的第二空屯、帽。
[0030] 此外，進一步包括：插入到所述第一電極的外周表面的第一接觸帶和插入到所述 第二電極的外周表面的第二接觸帶。
[0031] 此外，其中所述第一電極或所述第二電極通過可逆電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一價陽離子， 并且另一電極消耗一價陽離子。
[00礎(chǔ)此外，其中所述第一電極和所述第二電極包括Ag/Ag20、MnO(OH)、和聚苯胺（PAW) 中的任一種。
[0033] 此外，其中所述第一電極和所述第二電極包括金屬氧化物、聚合物、和金屬六氯合 鐵酸鹽中的一種或多種。
[0034] 此外，其中所述金屬氧化物包括選自由鋼氧化物（Mo〇3)、鶴氧化物（W〇3)、姉氧化 物（Ce〇2)、和多金屬氧酸鹽組成的組中的一種或多種物質(zhì)。
[0035] 此外，其中所述聚合物包括選自由聚嚷吩、聚嚷吩衍生物、聚化咯、聚化咯衍生物、 聚硫堇、和釀聚合物組成的組中的一種或多種物質(zhì)。
[0036] 此外，其中所述金屬六氯合鐵酸鹽包括選自由普魯±藍、鐵六氯合鐵酸鹽 (化HCF)、銅六氯合鐵酸鹽（化HC巧和鉆六氯合鐵酸鹽（CoHC巧組成的組中的一種或多種物 質(zhì)。
[0037] 此外，其中所述分離器包括隔膜（diap虹agm)、聚合物膜和滑塊（slider)中的一 種。 本發(fā)明的效果
[003引利用根據(jù)本發(fā)明的使用可逆反應(yīng)的電滲透累W及使用它的流體累送系統(tǒng)，可W使 得電滲透累在長期保持其大小和結(jié)構(gòu)的同時能夠移動大體積的流體，并且使所述電極能夠 通過可逆反應(yīng)被修復(fù)，W在不產(chǎn)生氣體的情況下提高所述電滲透累的可用性。
【附圖說明】
[0039] 圖1是描述根據(jù)第一實施方式的使用可逆電極反應(yīng)的電滲透累的結(jié)構(gòu)視圖。
[0040] 圖2A和圖2B描述根據(jù)第一實施方式的使用可逆電極反應(yīng)的電滲透累的操作。
[0041] 圖3是根據(jù)第二實施方式的使用可逆電極反應(yīng)的電滲透累的分解視圖。
[0042] 圖4是描述根據(jù)第二實施方式的使用可逆電極反應(yīng)的電滲透累的剖視圖。
[0043] 圖5是描述根據(jù)一實施方式的使用可逆電極反應(yīng)的流體累送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)視圖。
[0044]圖6至圖11描述根據(jù)本發(fā)明的使用可逆電極反應(yīng)的電滲透累W及使用它的流體 累送系統(tǒng)的操作。
【具體實施方式】
[0045] 由于本發(fā)明可經(jīng)各種修改，并具有各種實施方式，所W在附圖中描述了具體的實 施方式，并且對其進行詳細說明。然而，該描述和說明并不旨在將本發(fā)明限制為該具體的實 施方式，而是應(yīng)該解釋為包括落入本發(fā)明的技術(shù)概念和范圍內(nèi)的任何修改、等同方式或取 代方式。本發(fā)明可W進行各種修改，并且本發(fā)明的范圍不限于下面描述的實施方式。