專利名稱：電解時不消耗電能反而發(fā)電并析出物質(zhì)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在電解時，不消耗電能，反而發(fā)出直流電，同時析出物質(zhì)的方法及
其裝置。該方法及裝置可用于電解法制取氫氧，氯堿，金屬的電解及精煉，電鍍等電化學(xué)工 業(yè)，并可在電解的同時對外輸出電流。
背景技術(shù)：
磁流體發(fā)電磁流體發(fā)電可將熱能轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電時，將氣體加熱到3000度左 右，使其電離，再利用加速噴管使電離氣體高速通過磁場兩極間的發(fā)電通道，在磁場力的作 用下，正離子向一個極板聚集，負(fù)離子向另一個極板聚集，從而在兩電極間產(chǎn)生電動勢，正 負(fù)離子通過外電路中和將電流輸出。磁流體發(fā)電的工作溫度過高，電導(dǎo)率低，所選工作媒質(zhì) 的正負(fù)離子在中和放電后不發(fā)生電解反應(yīng)。
電解技術(shù)電解時消耗直流電而析出物質(zhì)，當(dāng)電源與極板導(dǎo)通后，極板分別帶上正
電與負(fù)電，建立起電場，在電場力的作用下，電解液中的正離子奔向負(fù)電極，負(fù)離子奔向正
電極，與電極上的異號電荷中和而析出物質(zhì)，同時也消耗了電能。但事實(shí)上，離子本身就帶
電，帶電的離子和電源產(chǎn)生的電荷相互抵消使物質(zhì)析出浪費(fèi)了電能，電解液中的正負(fù)離子
只要分開聚集，完全可以由離子自身通過外電路放電而析出物質(zhì)，磁流體發(fā)電已說明離子
通過外電路中和可以產(chǎn)生電流，因此在電解時，離子自身放電也可使物質(zhì)析出。
磁流體發(fā)電與電解均為公用公知技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在電解時不消耗電能，反而生電，同時析出
物質(zhì)的方法。該方法可使電解液中的正負(fù)離子在運(yùn)動中分離而發(fā)出直流電，同時完成電解
并析出物質(zhì)。整個過程所消耗的動能與發(fā)出的電能相等，物質(zhì)的析出是正負(fù)離子通過外電
路放電后自發(fā)完成的，因此不消耗動能與電能，而且析出物質(zhì)越多，發(fā)出電流越強(qiáng)。 本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供實(shí)施上述方法的裝置，該裝置可以在發(fā)電
的同時使電解液中離子放電變成物質(zhì)析出，并將析出物質(zhì)分類收集。 對于本發(fā)明的方法來說，上述技術(shù)問題是這樣解決的先將電解質(zhì)溶于溶劑中或
加溫制成電解液，使之成為離子導(dǎo)體，然后將電解液放入磁場中切割磁力線，電解液中的正
負(fù)離子在洛侖茲力作用下將分別向相反方向運(yùn)動，在正負(fù)離子的聚集處分別放置電極，離
子將所帶電荷傳遞給電極并通過外電路轉(zhuǎn)化成電流，同時離子放出電荷之后成為中性分子
析出，電解液同時被電解。該方法可以把電解時離子放電的電能充分利用。
對于本發(fā)明的裝置來說，上述技術(shù)問題是這樣解決的為在不同情況下實(shí)施本發(fā)
明，裝置設(shè)計成兩種第一種裝置為磁場運(yùn)動，電解液靜止型，它主要由轉(zhuǎn)子磁體與定子電
解槽構(gòu)成。轉(zhuǎn)子用電磁體或永磁體制成，產(chǎn)生垂直于電解槽的磁場。定子電解槽為產(chǎn)生電流
并發(fā)生電解反應(yīng)的部分，由槽殼和多組電極板構(gòu)成。槽殼是絕緣體制成的空心圓桶形容器，
用于盛放電解液。與槽殼壁平行放置多組環(huán)形電極，用于引出電流并使生成物析出或附著，其中內(nèi)圍與外圍的兩個極板作為電流輸出端。當(dāng)磁體繞中軸旋轉(zhuǎn)，磁力線切割電解液時，定 子輸出電流，定子內(nèi)的電解液也同時完成電解而析出物質(zhì)。 第二種裝置為電解液運(yùn)動，磁場靜止型。該裝置由電解槽加上磁體構(gòu)成。電解槽 由槽殼及多組電極板組成，槽殼由絕緣介質(zhì)制成長槽形，使電解液從中流過，平行與槽殼兩 壁放置多組極板。磁體可以是電磁體也可以是超導(dǎo)體，兩個磁極分別位于電解槽的底部與 上方，異極相對。當(dāng)電解液流過磁場，切割磁力線時，正負(fù)離子分別向兩邊的極板聚集，并通 過外電路放出電流，同時析出物質(zhì)。 本發(fā)明的電解反應(yīng)與發(fā)電是同時發(fā)生的，因此電解反應(yīng)的速度與引出的電流成正 比，引出的電流越大，放出電荷的離子越多，電解速度越高，輸出功率越大。
本發(fā)明既可發(fā)電，又可在發(fā)電的同時完成電解。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)發(fā)出的電能與所消耗 的動能相等，電解析出物質(zhì)不消耗任何外能也不占用發(fā)出的電功，和過去的電解法相比，不 僅不消耗電能，而且可對外輸出電流，因此可產(chǎn)生雙重的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)能效果明顯。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明 圖1為磁場運(yùn)動，電解液靜止型發(fā)電并同時完成電解的裝置剖示圖。
圖2為上述裝置的立體圖，為方便觀察，圖中對磁體上半部分做了剖切。
圖3為電解液運(yùn)動，磁場靜止型發(fā)電并同時完成電解的裝置立體圖。
具體實(shí)施例方式
將電解液溶于溶劑中或加溫使其電離，制成電解液。然后將電解液放入磁場中切 割磁力線，電解液中的正負(fù)離子在洛侖茲力的作用下，分別向相反方向運(yùn)動并聚集，在正負(fù) 離子聚集處分別放上電極板，離子將所帶電荷傳遞給電極并通過外電路轉(zhuǎn)化成電流，離子 失去電荷后成為中性粒子，還原成物質(zhì)在電極上析出，電解液被電解。以氯化銅為例將氯 化銅溶于水中，水溶液以高速切割磁力線，氯化銅溶液中的銅離子和氯離子分別向相反方 向的電極聚集，銅離子和氯離子將所帶電荷傳遞給電極后，轉(zhuǎn)化成物質(zhì)析出，負(fù)極析出金屬 銅，正極析出氯氣。整個過程中，電解析出物質(zhì)是離子中和放電的結(jié)果，不消耗電能。本方 法在實(shí)施時，輸入的動能消耗在發(fā)出的直流電上，析出物質(zhì)不消耗能。 圖1為磁場運(yùn)動，電解液靜止型發(fā)電同時完成電解的裝置剖示圖，圖2為該裝置的 立體圖。其中1為轉(zhuǎn)子磁體，是產(chǎn)生磁場的部分，其磁場如圖中虛線9，2為轉(zhuǎn)子的勵磁線圈， 勵磁電流可通過電刷4及滑環(huán)5引入。定子電解槽是電解并感生電流的部分，為復(fù)極式，它 主要由槽殼6，單極單極板7，偶極電極8及電解液組成。其中槽殼為一空心圓桶形容器，由 絕緣耐腐蝕材料制成，用于盛放電解液。電極7和8用于引出電流，并使生成物析出或附著， 由惰性金屬或石墨等耐腐蝕導(dǎo)體制成，電極共有多個，在電解槽內(nèi)呈同心圓狀分布，分為單 極電極和偶極電極兩種，其中單極電極兩個，一正一負(fù)，為電流引出極，偶極電極位于兩個 單極電極之間，有多個，極板一面為正極，一面為負(fù)極。裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時，相鄰兩個極板之間感生 的電壓應(yīng)略大于所選電解液的分解電壓。由于電極用非電解質(zhì)制成，不發(fā)生電解反應(yīng)，因而 電極越薄越好，過厚則占用太多空間。外圍單極電極的引出線可直接連接用電器，但內(nèi)圍單 極電極的引出線若直接穿過磁場，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時線上會感生與離子放電相反的電動勢，使
4引出電流變小，所以只能通過電刷與滑環(huán)引出電流。圖中io為內(nèi)滑環(huán)，與內(nèi)圍單極電極相 連接，固定在電解槽上。11為內(nèi)電刷，固定在轉(zhuǎn)子上， 一端與內(nèi)滑環(huán)導(dǎo)通，另一端與外滑環(huán) 12連接，外滑環(huán)12固定在傳動軸3上，與電刷13導(dǎo)通。傳動軸3用非磁性材料制成，與動 力機(jī)連接，軸上安裝三個滑環(huán)，除上面的輸出滑環(huán)12夕卜，另兩個滑環(huán)5用來輸入激磁電流， 三個滑環(huán)都通過電刷引入或輸出電流。外圍單極電極與電刷13作為電流輸出端。
該裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時，電解槽內(nèi)注滿電解液，轉(zhuǎn)子繞傳動軸做自轉(zhuǎn)運(yùn)動，電解液受到磁場 切割而感生電動勢，電流輸出的同時電解液中離子完成放電而析出，電解液被電解。在此過 程中，電解反應(yīng)是由離子放電引起，電流是離子放電的產(chǎn)物，所以只有引出電流，電解反應(yīng) 才能發(fā)生，電解的速度與引出電流的大小成正比。 在電解食鹽水制取氯堿時，電解槽可設(shè)計成封閉式，只留下生成物輸出口與電解 液輸入口，正負(fù)電極之間加上離子交換膜，使析出物分開，以便于分類收集。在電解制取 氫氧時，電解槽也為封閉式，只留下氣體輸出口與電解液輸入口，正負(fù)電極之間加上石棉隔 膜，將電極之間的空間隔成陰極室與陽極室，以利于氣體的分類收集?？傊?，不同的電解工 業(yè)，可根據(jù)情況做適當(dāng)?shù)男薷模蓱?yīng)用本發(fā)明。 圖3為電解液運(yùn)動，磁場靜止型發(fā)電并同時完成電解的裝置圖。其中14為產(chǎn)生磁 場的部分，應(yīng)為電磁體或超導(dǎo)磁體。15為電解槽殼，它用耐腐蝕電介質(zhì)制成長槽形，兩端開 口，電解液從一端流入，從另一端流出，槽內(nèi)平行放置多個電極，最外圍的兩個單極電極用 于直接引出電流，其余為偶極電極，每個偶極電極一面為正極，一面為負(fù)極。該裝置適合利 用天然能及天然電解液來發(fā)電并完成電解，例如可利用天然勢能將已蒸騰濃縮過的海水 引入該槽，使之切割磁力線而感生電流并析出氯堿。由于海水的流速及電導(dǎo)率都不太高，因 此需選用磁場強(qiáng)度大的超導(dǎo)磁體或電磁體，才能達(dá)到較高的發(fā)電和電解效率。實(shí)際操作時， 可在槽上方加上氣體收集裝置，在電極之間加上半透膜，將生成物隔離并分類收集。
由于本裝置在運(yùn)行時，輸入能幾乎完全轉(zhuǎn)化成電能，而電解反應(yīng)由離子放電后自 發(fā)完成，不消耗輸入能，因此可將磁場運(yùn)動，電解液靜止型的發(fā)電同時完成電解裝置輸出的 電流輸入電動機(jī)，電動機(jī)作為另一個相同裝置的動力源，使另一個裝置在完成電解同時也 對外輸出電流并帶動下級裝置，然后依次類推，直到輸出電流衰減至無循環(huán)價值為止，可完 成多級循環(huán)電解，節(jié)能50%以上。 本發(fā)明的方法及裝置不局限以上實(shí)施方式，不論將其作怎樣的改動，只要是利用 電磁力使電解液中離子分離，放出電荷而發(fā)出電流，同時完成電解的方法及裝置，均屬本發(fā) 明保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種在電解時，不消耗電能，反而發(fā)電并析出物質(zhì)的方法，其特征在于先把電解質(zhì)溶于溶劑中或加溫制成電解液，使其成為離子導(dǎo)體，然后將電解液放入磁場中切割磁力線，電解液中的正負(fù)離子在洛侖茲力的作用下分別向相反方向運(yùn)動并聚集，在正負(fù)離子的聚集處分別放上電極板，正負(fù)離子將所帶電荷傳遞給電極并通過外電路轉(zhuǎn)化成電流，同時離子放出電荷后成為中性分子析出，電解液被電解，整個過程中，電解液流動或磁場運(yùn)動所消耗的動能與發(fā)出的電能相等，物質(zhì)的析出由正負(fù)離子自身放電完成，不消耗電能與動能，析出物質(zhì)越多，發(fā)出電流越強(qiáng)。
2. —種在電解時，不消耗電能，反而發(fā)電并析出物質(zhì)的裝置，本裝置是磁場運(yùn)動，電解 液靜止型，其特征在于該裝置主要由轉(zhuǎn)子磁體(1)與定子電解槽及電刷和滑環(huán)構(gòu)成，轉(zhuǎn)子 選用電磁體或永磁體，產(chǎn)生垂直于電解槽的磁場，定子電解槽是產(chǎn)生電流并發(fā)生電解反應(yīng) 的部分，由槽殼(6)及多組電極板(7)和(8)組成，槽殼是電介質(zhì)制成的空心圓桶形容器， 內(nèi)盛電解液，與槽殼平行內(nèi)置多組環(huán)形極板用于引出電流，并使生成物析出或附著，電刷(11)固定在轉(zhuǎn)子上，摩擦與直徑最小的電極連接的內(nèi)滑環(huán)(IO)，再通過傳動軸(3)上的滑 環(huán)(12)及電刷(13)把電流引出，電刷(13)和直徑最大的單極電極作為電流最終輸出端， 裝置運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子磁體(1)繞傳動軸(3)自轉(zhuǎn)，磁力線切割電解液，電流產(chǎn)生，電解液也同時 被電解而析出物質(zhì)。
3. —種在電解時，不消耗電能，反而發(fā)電并析出物質(zhì)的裝置，本裝置是電解液運(yùn)動，磁 場靜止型，其特征在于該裝置主要由電解槽加上磁體(14)構(gòu)成，電解槽由槽殼(15)及多 組電極板組成，槽殼由電介質(zhì)制成長槽形，平行于槽殼兩壁放置多組極板，極板是弓I出電流 析出物質(zhì)的部分，磁體選用電磁體或超導(dǎo)磁體，兩個磁極分別位于電解槽的底部和上部，磁 力線垂直穿入電解槽，最外圍的兩個極板作為電流的輸出端，該裝置運(yùn)行時，電解液流過電 解槽，切割磁力線，正負(fù)離子分別向電極聚集，并通過外電路放出電流，同時電解液也被電 解而析出物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在電解時不消耗電能，反而發(fā)電，同時析出物質(zhì)的方法及裝置。該方法可使電解液在電磁力的作用下使正負(fù)離子分離并通過外電路放電而發(fā)出電流，正負(fù)離子放電的同時使電解液完成電解。本發(fā)明的兩種裝置可實(shí)現(xiàn)該方法，主要由電解槽與產(chǎn)生磁場的部分組成，磁場或電解液運(yùn)動時發(fā)出電流，電解液同時被電解并析出物質(zhì)，發(fā)電與電解過程中，消耗的動能與發(fā)出的電能相等，析出的物質(zhì)是正負(fù)離子自身放電的產(chǎn)物，并不消耗動能，也不消耗電能，且析出物質(zhì)越多，發(fā)出的電流也越強(qiáng)，節(jié)能將近50％，本發(fā)明可用于制取氫氧，氯堿，金屬，非金屬，有機(jī)化合物以及電解精煉，電鍍等電化學(xué)工業(yè)，并同時發(fā)電。
文檔編號C25B5/00GK101709480SQ200910066300
公開日2010年5月19日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者王露 申請人:王露