專利名稱：離子解水的制作方法
離子解水運(yùn)用了電磁學(xué)與化學(xué)知識，其特征是利用能夠與水反應(yīng)的物質(zhì)[可以是一種物質(zhì)如鹵素、堿金屬族元素、鋁、鎂、三氧化硫等等，也可以是兩種以上物質(zhì)合在一起與水反應(yīng)；如氫氧化鉀和鋁合在一起與水反應(yīng)等]與水反應(yīng)。同時(shí)以一定方式[熔融、溶解等]將生成的化合物電離。再利用電場或磁場[包括旋轉(zhuǎn)磁場]將阻陽離子分離，然后以一定方式[如汽化法]實(shí)現(xiàn)電解[如靜電場電解、非靜電場電解等]，將陰陽離子電解及伴隨的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣和氧氣。本技術(shù)中，還可利用電場或磁場改變離子運(yùn)動方向或聚焦，其實(shí)質(zhì)是在物質(zhì)和能量的共同作用下，使水分解，同時(shí)最大限度地增強(qiáng)物質(zhì)的作用，減少能量的投入。
利用能夠與水反應(yīng)的物質(zhì)與水反應(yīng)，同時(shí)必須通過電離、電解使其還原，以實(shí)現(xiàn)重復(fù)進(jìn)行的目的，有時(shí)需要通過一定的化學(xué)反應(yīng)，才能使物質(zhì)達(dá)到電離、電解使其還原的目的，如利用氫氧化鉀和鋁合在一起與水反應(yīng)，必須通過一定的化學(xué)反應(yīng)，才能將鋁電解還原為單質(zhì)，這樣就使循環(huán)過程變得較復(fù)雜。
允許加入一些不直接與水反應(yīng)，但對還原起重要作用的物質(zhì)或能間接產(chǎn)生氫和氧的物質(zhì)，用于離子解水的物質(zhì)[除水外]可以是一種，也可以是兩種以上，但最后必須能夠以一定方式使其還原，以實(shí)現(xiàn)重復(fù)進(jìn)行的目的。
基本原理用一個(gè)實(shí)施例說明原理；本實(shí)施例[太陽能解水法]先用鉀與水反應(yīng)，產(chǎn)生氫氧化鉀和氫氣，并放出大量熱能，化學(xué)反應(yīng)如下
本實(shí)施例的要點(diǎn)是以一種方式將生成的化合物通過電離、電解使其中的鉀重新還原為單質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)重復(fù)進(jìn)行的目的，先用水將KOH電離，電離方程式如下電解鉀離子與氫氧根離子是運(yùn)用本技術(shù)的核心部件。離解器和汽化電解室來完成的。離解器的原理(如圖一)；1—電極 2—出水口 3—入水口 4—電解液氫氧化鉀在溶液中被電離為鉀離子與氫氧根離子，在電場力作用下，鉀離子高度聚集在陰極，氫氧根離子高度聚集在陽極，這樣，在離解器的作用下，產(chǎn)生純鉀溶液(即析氫溶液)和純氫氧根溶液(即析氧溶液)，在抽氣機(jī)和大氣壓的作用下，分別從離解器的兩個(gè)出口輸出。
本實(shí)施例中采用太陽能汽化電解室實(shí)現(xiàn)電解(如圖二)圖二A為截面圖，圖二B為側(cè)面圖。
1——噴嘴 2——磁極(磁場) 3——電極板(集熱箱底板)4——集熱箱的雙層玻璃 5——地線 6——抽氣嘴 7——真空層8——保溫玻璃外殼(內(nèi)鍍銀) 9——太陽光 10——?dú)錃獬隹谟捎诓捎锰柲?，這里的汽體電解室就是一個(gè)裝有電極、磁極、噴嘴等部件的太陽能集熱箱。用抽氣機(jī)將汽化電解室內(nèi)抽成低壓態(tài)，用太陽熱能使汽化電解室內(nèi)的溫度升高到一定程度，再使析氫溶液和析氧溶液分別從噴嘴噴入各自的汽化電解室中，由于汽化電解室內(nèi)呈高溫低壓態(tài)，噴入的溶液很快汽化，其中的離子在磁場作用下，向集熱箱的金屬板聚集，從而失去電荷，被電解還原為鉀原子，電荷通過地線導(dǎo)走，如果汽體中含有兩種或兩種以上電解能力不同的同電性離子，必須運(yùn)用分次電解法對它們進(jìn)行電解，分次電解法就是讓電解能力(活潑性)不同的。同電性離子在不同時(shí)間而同一電極或不同電極而同一時(shí)間上進(jìn)行電解的方法，前者為不連續(xù)性分次電解法，后者為連續(xù)性分次電解法。鉀離子電解還原為鉀原子，鉀原子又與水反應(yīng)生成氫氧化鉀、析出氧氣并放出大量熱，即又開始重復(fù)上述過程。氫氧根離子電解生成氧氣和水。化學(xué)反應(yīng)如下氫氣和氧氣被抽出利用，氫氧化鉀被循環(huán)利用，這樣，不斷地產(chǎn)生氫氣和氧氣，本質(zhì)上是不斷地將水分解。
由于吸收了太陽能，氫氣和氧氣化合產(chǎn)生的水可以循環(huán)作用，即水不具有消耗性，在本實(shí)施例中，在析氫溶液的汽化電解室里，可只利用太陽能啟動，而以反應(yīng)熱維持汽化，將太陽能主要集中在析氧溶液的汽化電解室里。
事實(shí)上，可以將析氧溶液作為一種廢液排掉，從而減少能量投入，但是，水具有消耗性。
在本技術(shù)中，利用鋁、鎂參與反應(yīng)析氫，其收獲將更大。
本實(shí)施例是將析氫溶液與析氧溶液各為一個(gè)集熱箱，這樣，可以將其產(chǎn)生的電能收集利用(如利用導(dǎo)體殼的性質(zhì)可將其產(chǎn)生的靜電能收集起來)。
離解器本身具有提高離子濃度的功能，將其設(shè)計(jì)為多次分離結(jié)構(gòu)，一方面可提高純度，一方面也可提高濃度，提高離子濃度可提高析氫效率，減少能量損耗。離解器的結(jié)構(gòu)靈活。設(shè)計(jì)，可提高其離解能力。
可利用硅光電池將太陽能直接轉(zhuǎn)化為本技術(shù)系統(tǒng)必須之電能。
作用提供能源
權(quán)利要求
(1)離子解水運(yùn)用了電磁學(xué)與化學(xué)知識，其特征是利用能夠與水反應(yīng)的物質(zhì)[可以是一種物質(zhì)如鹵素、堿金屬族元素、鋁、鎂、三氧化硫等等，也可以是兩種以上物質(zhì)合在一起與水反應(yīng)；如氫氧化鉀和鋁合在一起與水反應(yīng)等]與水反應(yīng)。同時(shí)以一定方式[熔融、溶解等]將生成的化合物電離。再利用電場或磁場[包括旋轉(zhuǎn)磁場]將陰陽離子分離，然后以一定方式[如汽化法]實(shí)現(xiàn)電解[如靜電場電解、非靜電場電解等]，將陰陽離子電解及伴隨的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣和氧氣。本技術(shù)中，還可利用電場或磁場改變離子運(yùn)動方向或聚焦，其實(shí)質(zhì)是在物質(zhì)和能量的共同作用下，使水分解，同時(shí)最大限度地增強(qiáng)物質(zhì)的作用，減少能量的投入。
(2)離解器的特征是利用水將化合物電離，在電場力作用下，使陰離子高度聚集在陽極，陽離子高度聚集在陰極，在抽氣機(jī)的作用下，使之產(chǎn)生析氫溶液與析氧溶液。在電熱(或其它熱能)的作用下實(shí)現(xiàn)汽化電解，有時(shí)電熱僅用于啟動，利用反應(yīng)熱維持汽化狀態(tài)。抽氣機(jī)或(壓縮機(jī))維護(hù)系統(tǒng)的循環(huán)運(yùn)動，并保證一定的壓強(qiáng)(低壓或高壓)。
(3)汽化電解室的特征是將汽體中含有的電解能力(活潑性)不同的同電性離子依據(jù)分次電解的方法進(jìn)行連續(xù)性的或不連續(xù)性的完全電解。汽化電解室的設(shè)計(jì)方案靈活多樣。單一離子可一次完成電解。
(4)使之汽化的能量可采用太陽能，也可采用電熱，燃料反應(yīng)熱(如碳等)或其它天然熱能。
全文摘要
離子解水運(yùn)用了電磁學(xué)與化學(xué)知識,其特征是:利用能夠與水反應(yīng)的物質(zhì)與水反應(yīng),同時(shí)以一定方式將生成的化合物電離,再利用電場或磁場[包括旋轉(zhuǎn)磁場]將陰陽離子分離,然后以一定方式[如汽化法]實(shí)現(xiàn)電解,將陰陽離子電解及伴隨的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生氫氣和氧氣。需要解決的技術(shù)問題是如何才能充分利用本技術(shù)中直接提供的熱能和電能。作用:提供能源。
文檔編號C25B1/02GK1184166SQ9611969
公開日1998年6月10日 申請日期1996年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月2日
發(fā)明者鄢烈為 申請人:鄢烈為