專利名稱：接觸半導(dǎo)體電容脈沖電解水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電解水技術(shù)領(lǐng)域。
以往任何燃料的取得都要花費(fèi)繁重的勞動(dòng)和消費(fèi)時(shí)受到限制。木材的取得需要砍伐林木，大量森林植被遭到破壞將帶來(lái)水土流失的嚴(yán)重后果；秸桿被燒掉將造成土壤肥力下降的后果；開采煤礦需要大量的人力物力，并將造成地面下沉、空氣污染、形成酸雨等不良后果；石油、天然氣開采比較容易，但大量消費(fèi)也將帶來(lái)溫室效應(yīng)，使氣候變暖，兩極冰雪開始溶化，海平面上升。所以人們希望得到一種不需要花費(fèi)大量勞動(dòng)并且到處都可以獲得、在消費(fèi)時(shí)不受限制、污染較少的燃料。
本發(fā)明的目的在于提供一種利用半導(dǎo)體電子技術(shù)將常溫物體的熱量轉(zhuǎn)化為脈沖電流把水分解為氫氣和氧氣的設(shè)備。
不同類型的半導(dǎo)體相接觸和不同金屬相接觸一樣，也會(huì)產(chǎn)生電位差。由于N型半導(dǎo)體的逸出功比金屬的低，P型半導(dǎo)體的逸出功比金屬的高，所以半導(dǎo)體的接觸電位差比金屬間的大。利用半導(dǎo)體間的接觸電流也可以將水分解為氫氣和氧氣。半導(dǎo)體的PN結(jié)具有內(nèi)電場(chǎng)，內(nèi)電場(chǎng)不能在電路中激發(fā)電流，但卻可激發(fā)半導(dǎo)體電容器帶電。將帶電的半導(dǎo)體電容器與一個(gè)電解槽相接觸，半導(dǎo)體電容器將放電，在電解槽中的部分水分解為氫氣和氧氣。然后將電路斷開，電容器又恢復(fù)原來(lái)的帶電狀態(tài)。再用另一個(gè)電解槽與另一個(gè)半導(dǎo)體電容器相接觸，同樣也將把水分解為氫氣和氧氣。然后將電路斷開，只要兩個(gè)電解槽交替與兩個(gè)電容器接通與斷開，半導(dǎo)體電容器就將常溫物體的熱能轉(zhuǎn)化為脈沖電流，電解槽就把水分解為氫氣和氧氣。
本發(fā)明是在常溫常壓下將水分解為氫氣和氧氣，它比高溫高壓下的電解設(shè)備要簡(jiǎn)便，比一般電解水優(yōu)越的是效率高，可達(dá)100％，不用消耗外界電能，它所用的電能是從空氣和水中的熱量轉(zhuǎn)化而來(lái)的。一般來(lái)說(shuō)空氣中的熱能是不會(huì)把水分解的。水的直接熱分解需要2500-4000℃的高溫，分解后將氫氣和氧氣分離也是困難的。本發(fā)明將水在常溫下分解是在發(fā)生質(zhì)變的條件下進(jìn)行的，是在將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡?，而電具有在常溫下分解水的能力。這樣人類的燃料問(wèn)題就最終永久地解決了，再不用刨草根、燒秸桿、砍樹、挖煤，過(guò)去人們把雪中送炭當(dāng)作理想，現(xiàn)在人們學(xué)會(huì)了水中取火。哪里有水，哪里就有制造燃料的原料和能源。過(guò)去制造氫氣大多是在大水電站的地方或原子能電站在用電低峰時(shí)利用多余的電能?，F(xiàn)在只要有水的地方就能制造氫，水最多的地方是海洋，將大量的海水分解為氫氣和氧氣，可以提供燃料和化工原料，電解水得到的重氫可以制造氫彈和可控?zé)岷嗽?。另外將海水溫度降低，可以減輕由海水溫度高造成的自然災(zāi)害。以電和氫代替現(xiàn)在大量應(yīng)用的燃料就能大大減輕大氣污染和緩解生態(tài)環(huán)境惡化。
附面說(shuō)明。


圖1、半導(dǎo)體電容器X的N極接二極管a的負(fù)極，二極管a的正極接半導(dǎo)體電容器Y的P極，電容器Y的N極接二極管b的負(fù)極，二極管b的正極接半導(dǎo)體電容器X的P極。電解槽R1的正極與半導(dǎo)體電容器X的N極間接有開關(guān)K1，電解槽R1的負(fù)極與半導(dǎo)體電容器X的P極間接有電子開關(guān)K2。電解槽R2的正極與半導(dǎo)體電容器Y的N極間接開關(guān)K3，電解槽R2的負(fù)極與半導(dǎo)體電容器Y的P極間接開關(guān)K4。
圖2、同時(shí)關(guān)閉開關(guān)K1和K2，半導(dǎo)體電容器Y的兩極處在串聯(lián)體的一端，仍保持原來(lái)的電荷，半導(dǎo)體電容器X的兩極處在串聯(lián)體的中間，電荷將中和，在電解槽R1上放電將部分水分解為氫氣和氧氣。
圖3、同時(shí)開啟開關(guān)K1和K2，半導(dǎo)體電容器X和半導(dǎo)體電容器Y一樣，恢復(fù)原來(lái)的帶電狀態(tài)，電路中產(chǎn)生由N極到P極的電子流。
圖4、同時(shí)關(guān)閉開關(guān)K3和K4，半導(dǎo)體電容器X的兩極處在串聯(lián)體的一端，保持原來(lái)的電荷。半導(dǎo)體電容器Y的兩極處在串聯(lián)體的中間，電荷將中和，在電解槽R2上放電將部分水分解為氫氣和氧氣。
圖5，同時(shí)開啟K3和K4，半導(dǎo)體電容器Y和半導(dǎo)體電容器X一樣，恢復(fù)原來(lái)的帶電狀態(tài)，電路中產(chǎn)生由N極到P極的電子流。
在開關(guān)K1、K2、和K3、K4的關(guān)閉和開啟的交替變換中，電容器X和電容器Y交替發(fā)生充電和放電作用，充電時(shí)將常溫物體的熱量轉(zhuǎn)化為電能，放電時(shí)將電解槽中的水分解為氫氣和氧氣。
在實(shí)施中為了提高接觸電壓和功率，應(yīng)將普通二極管改為隧道二極管，普通開關(guān)換為電子開關(guān)。其電路結(jié)構(gòu)如圖6所示。半導(dǎo)體電容器X的N極接隧道二極管a的負(fù)極，隧道二極管a的正極接電解槽R3的負(fù)極，電解槽R3的正極接半導(dǎo)體電容器Y的P極，半導(dǎo)體電容器Y的N極接電解槽R4的負(fù)極，電解槽R4的正極接隧道二極管b的負(fù)極，隧道二極管b的正極接半導(dǎo)體電容器X的P極。電解槽R1的正極與半導(dǎo)體電容器X的N極間接電子開關(guān)KD1，電解槽R1的負(fù)極與半導(dǎo)體電容器X的P極間接有電子開關(guān)KD2，電解槽R2的正極與半導(dǎo)體電容器Y的N極間接有電子開關(guān)KD3，電解槽R2的負(fù)極與半導(dǎo)體電容器Y的P極間接有電子開關(guān)KD4?？刂频某绦蚴菍?dǎo)通KD1與KD2，然后關(guān)斷，再導(dǎo)通KD3和KD4，然后關(guān)斷。導(dǎo)通KD1和KD2時(shí)，電解槽R1工作，電路關(guān)斷時(shí)，電解槽R3和R4工作。導(dǎo)通KD3和KD4時(shí)，電解槽R2工作，電路關(guān)斷時(shí)，電解槽R3和R4工作?？傊?，在電子開關(guān)KD1、KD2和KD3、KD4交替導(dǎo)通與關(guān)斷的變換過(guò)程中，半導(dǎo)體電容器和隧道二極管將常溫物體的熱能轉(zhuǎn)化為電能，電解槽在方向不變的脈沖電流作用下，將水分解為氫氣和氧氣。
權(quán)利要求
1.一種利用半導(dǎo)體電容器充、放電作用為能量轉(zhuǎn)換方式的電解水裝置，其特征為半導(dǎo)體電容器X的N極接隧道二極管a的負(fù)極，隧道二極管a的正極接電解槽R3的負(fù)極，電解槽R3的正極接半導(dǎo)體電容器Y的P極，電容器Y的N極接電解槽R4的負(fù)極，電解槽R4的正極接隧道二極管b的負(fù)極，隧道二極管b的正極接半導(dǎo)體電容器X的P極，電解槽R1的正極與半導(dǎo)體電容器X的N極間接電子開關(guān)KD1，電解槽R1的負(fù)極與半導(dǎo)體電容器X的P極間接電子開關(guān)KD2，電解槽R2的正極與半導(dǎo)體電容器Y的N極間接電子開關(guān)KD3，電解槽R2的負(fù)極與半導(dǎo)體電容器Y的P極間接電子開關(guān)KD4，控制的程序是導(dǎo)通KD1和KD2然后關(guān)斷，再導(dǎo)通KD3和KD4，然后關(guān)斷，循環(huán)往復(fù)，導(dǎo)通KD1和KD2時(shí)，電解槽R1工作，電子開關(guān)關(guān)斷時(shí)，電解槽R3和R4工作，導(dǎo)通KD3和KD4時(shí)，電解槽R2工作，電子開關(guān)關(guān)斷時(shí)，電解槽R3和R4工作，在電子開關(guān)KD1、KD2和KD3、KD4交替導(dǎo)通與關(guān)斷的變換過(guò)程中，半導(dǎo)體電容器和隧道二極管將常溫物體的熱能轉(zhuǎn)化為脈沖電能，電解槽在方向不變的脈沖電流作用下，把水分解為氫氣、氧氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以半導(dǎo)體電容器充、放電作用為能量轉(zhuǎn)變的電解水裝置。利用隧道二極管激發(fā)兩個(gè)相連的N型和P型半導(dǎo)體制造的電容器X和Y帶電,每條電路各接一個(gè)電解槽R3和R4,用電子開關(guān)KD1、KD2將電容器X和電解槽R1連接,用電子開關(guān)KD3、KD4將電容器Y和電解槽R2連接。導(dǎo)通KD1和KD2,電解槽R1工作,關(guān)斷KD1和KD2,電解槽R3和R4工作,導(dǎo)通KD3和KD4,電解槽R2工作,關(guān)斷KD3和KD4,電解槽R3和R4工作,將常溫物體的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔馨阉纸鉃闅錃夂脱鯕狻?br> 文檔編號(hào)C25B9/04GK1272558SQ9912697
公開日2000年11月8日 申請(qǐng)日期1999年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月24日
發(fā)明者石運(yùn)達(dá), 張金鋒, 石鐘艷 申請(qǐng)人:石運(yùn)達(dá)