CN109072460A - 使用接通/断开离子的表面开关的电化学反应装置 - Google Patents

使用接通/断开离子的表面开关的电化学反应装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109072460A
CN109072460A CN201780023200.0A CN201780023200A CN109072460A CN 109072460 A CN109072460 A CN 109072460A CN 201780023200 A CN201780023200 A CN 201780023200A CN 109072460 A CN109072460 A CN 109072460A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolyte
aqueous solution
fluororesin film
hydrophobic porous
porous matter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201780023200.0A
Other languages
English (en)
Inventor
村原正隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
M Hikari and Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
M Hikari and Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by M Hikari and Energy Laboratory Co Ltd filed Critical M Hikari and Energy Laboratory Co Ltd
Publication of CN109072460A publication Critical patent/CN109072460A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/04—Hybrid capacitors
    • H01G11/06—Hybrid capacitors with one of the electrodes allowing ions to be reversibly doped thereinto, e.g. lithium ion capacitors [LIC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00—Diaphragms; Spacing elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00—Diaphragms; Spacing elements
    • C25B13/02—Diaphragms; Spacing elements characterised by shape or form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00—Diaphragms; Spacing elements
    • C25B13/04—Diaphragms; Spacing elements characterised by the material
    • C25B13/08—Diaphragms; Spacing elements characterised by the material based on organic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/02—Process control or regulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/06—Operating or servicing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52—Separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G7/00—Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/22—Devices using combined reduction and oxidation, e.g. redox arrangement or solion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • H01M10/38—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/30—Deferred-action cells
    • H01M6/32—Deferred-action cells activated through external addition of electrolyte or of electrolyte components
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Filling, Topping-Up Batteries (AREA)

Abstract

本发明的一实施例为作为离子导电体运行的具备接通/断开离子的表面开关的电化学反应装置，其包括一对电极，位于该一对电极之间的电解质水溶液，至少一面与所述电解质水溶液接触配置的具有多个彼此连通的细孔的疏水性多孔质氟树脂膜，用于向所述电解质水溶液施压的加压装置。根据本发明，可以提供将疏水性多孔质氟树脂膜用作接通/断开离子的表面开关的电解精炼，二次电池和电容器。

Description

使用接通/断开离子的表面开关的电化学反应装置
技术领域
涉及使用疏液性多孔质氟树脂膜作为离子的开/关表面开关的电解精炼，以及用作二次可充电池和电容器的电化学反应装置。
背景技术
属于元素周期表1、2、13族的碱金属元素，只要与水接触，就会电离且瞬间自放电，并产生氢。因此，作为使这些金属析出的电解精炼技术，由于严禁使用水，除了熔融盐的电解之外没有其他的制造方法。即使在实用电池中，在和水的反应显著的周期表第1族元素以及第2族的Ca、Ba、Sr中，也没有使用了电解质水溶液的一、二次可充电池。而且，在周期表第2族的Be、Mg或第3族元素Al中，有用于一次电池，但关于二次电池的报道很少。因此，对使用了第1族元素的锂离子电池的期待不断增加。那么，改良如何不引起火灾的电池，是今后的课题。
在实用电池中，期望使用电极材料轻、电动势高、并且放电容量大的物质。因此，周期表第1族元素是理想的负极材料，但是很难避免自放电。引起这些实用电池或电解精炼或电容器自放电的原因为电解质水溶液和负极以及正极位于同一电解质内。因此，迫切需要开发用于分离电解质和电极，抑制自放电，并且隔绝属于元素周期表第1、2、13族的碱金属元素和水的技术。
在用于电储存的电容器中，期望使用大容量且可急速充放电的物质。作为满足这种条件的电容器，理想地使用电化学电容器，与此相当地可以使用双电层电容器、氧化还原电容器、混合电容器。这些电容器的缺点是高漏电流和自放电。因此，迫切需要开发用于抑制该漏电流的技术。
自放电为当负极金属溶解时，产生的电子和氢离子发生反应，生成氢，出现的电子不向正极板移动且电流不流动的现象。一般地，作为抑制电解质水溶液中自放电的方法，三星电管株式会社的李相等人在专利文献1(特开平9-180714号公报)中公开了用于碱性蓄电池的在正极上具备镍基多孔体，其中由于具备填充了含有镍及添加物的活性物质粒子的构造体，可以减少自放电。三洋电机株式会社的吉田周平等人在专利文献2(特开2009-181710号公报)中公开了设定即使试图增大碱性蓄电池电极的相对面面积以抑制自放电，而不会减少实际反应面积的形状的方法。东洋纺织株式会社的田中俊雄等人在专利文献3(特开2002-63890号公报)中，通过在含有磺化聚烯烃树脂纤维后的纤维的层上，使用已对强度、液体吸收性、透气性和亲水性进行处理的隔膜，公开了一种自放电少具有优异的容量保持率且寿命长的电池。三洋电机株式会社的池田博昭等人在专利文献4(国际公开第01-031724号)中，公开了吸收、释放锂的活性物质薄膜，例如微晶硅薄膜和非晶硅薄膜是经由中间层设置于集电器上的锂电池用电极，该电极为非水电解质电池的电极，其使用除了锂以外的吸收、释放钠或钾等碱金属、镁或钙等碱土金属的电极活性物质。大冢化学株式会社的糸井伸树等人在专利文献5(特开2012-12261号公报)中，作为锂电池，将多孔质钛酸锂用作电极活性物质时，具有优异的非水电解质的浸渍性，并公开了增强充放电循环特性的方法。独立行政法人产业技术综合研究所的向井孝志等人在专利文献6(特开2013-54987号公报)中，公开了一种正极具有能够吸收及释放阴离子的碳基正极活性物质，以及负极具有能够吸收及释放Na的负极活性物质，例如Sn、Zn等的钠二次电池。熔化钠的钠-硫黄电池需要300℃的环境温度才能形成熔融盐。但是，国立大学法人京都大学的萩原理加等人在专利文献7(特开2009-67644号公报)中，公开了将FSI作为阴离子，碱金属M作为阳离子，通过使用熔融盐MFSI，在环境温度为60～130℃之间进行操作的方法。
关于电解质和电极之间的隔膜，SK创新有限公司的KANG GWIGWON等人在专利文献8(特开2013-32535号公报)中公开了孔径为0.1μm以下的聚烯烃多微孔膜具有热稳定性并且适用于高容量/高输出电池的分隔。日本板硝子株式会社的猪野寿一等人在专利文献9(特开2011-222129号公报)中，公开了通过在正极板或负极板或隔板中设置由二氧化硅、氧化铝等制成的鳞片状无机多孔膜，从而在不损害离子传导性的情况下维持电池性能。松松下株式会社的稻叶幸重等人在专利文献10(特开2009-224097号公报)中公开了非水系二次电池中使用的隔离膜是含氯的耐热性多孔膜、或耐热性树脂和多孔质聚烯烃的层压膜，或耐热性树脂和填充物制成的层和多孔质聚烯烃的层压膜。
在利用疏水性多孔质氟树脂膜方面，日本电气株式会社的小林宪司等人在专利文献11(国际公开等2007/80763号)中公开了使用用于固体高分子型燃料电池中的孔隙率在60-90％之间通气度在20秒以下的氟基疏水性多孔质氟树脂膜。本申请的发明人村原正隆等人在专利文献12(特开2005-253305号公报)，专利文献13(美国专利第6167497号)，专利文献14(欧州专利第0644227号公报)中，公开了在存在具有结合能为128kcal/mol以上的原子和亲水基的化合物的情况下，将受激准分子照射到氟基疏水性多孔质氟树脂膜上，来制备氟基疏水性多孔质氟树脂膜的方法。进一步地，本申请的发明人村原正隆等人在专利文献15(特开平6-293837号公报)中，公开了通过紫外线的光反应将氟基疏水性多孔质氟树脂膜的内孔置换成亲水基，在表现出亲水性的细孔内壁上培养多巴胺生成细胞、纤维芽细胞、胶原增生细胞、干细胞、髓核细胞、胰岛素生成细胞等，以用于帕金森氏病、阿尔茨海默病、糖尿病、骨软化症等患者的制造三维细胞培养要素的方法。进一步地，村原正隆等人在非专利文献1(ProceedingofSPIEVol.4245，P.221－227(2001))中，报告了孔径为3微米的疏水性多孔质氟树脂膜的耐水压为1500torr，但是将孔的内部通过光改为亲水性，使耐水压从1500torr降低到20torr，以用于青光眼患者的房水调节阀。
如在非专利文献2(双电层电容器和电力储存系统日刊工业新闻社)中所公开的，在电化学反应电容器内，用于双电层电容器或氧化还原电容器或混合电容器等中的电解质中使用了强酸或强碱水溶液。日新电机株式会社的板桥司在专利文献16中，公开了在第1电极和第2电极以及第1隔板和第2隔板以扁平形状缠绕的电双层电容器中，通过配备卷芯将两电极的表面压力增加到一定水平以上，并且在不增加隔板厚度的情况下抑制内部电阻及漏电流。日本特殊陶业株式会社的西村等人在专利文献17中，公开了通过将氧化还原电容器的电极基材中的镍或不锈钢换成铝或铜，来降低内阻。
隔绝碱金属元素化合物和水接触的最简单的方法是使用碱金属元素的熔融盐。不存在水的熔融盐是理想的电解质水溶液。但是，为了制作该熔融盐，必须将它们保持在高于融点的高温下。为此消耗的热源的消耗量不可小觑。因此，为了降低该熔融盐的熔融温度，使其和其他金属混合制成混合熔融盐是普遍使用的方法。本申请的发明人村原正隆在专利文献15(特开2011-184260号公报)的(示出各复合盐和融点之间的关系的图2)中也示出了那些混合盐的组合和融点之间的关系。在自然界中，常温的液体元素只有汞和溴，其他元素在常温下无法制成液体。在这里，如果在隔离碱金属和碱金属盐电解质水溶液的状态下可以电解，那么也可以进行电解精炼或制成实用二次电池。本发明的使命正是开发这种隔离膜。这种隔离膜的充分必要条件是该隔离膜具有优异的电解液的保液性并且电阻小。在本发明中，为了解决该课题，采用了针对水溶液表现出疏水性的氟树脂膜。通过采用该氟树脂膜，不仅具有优异的电解质的保液性，而且使电阻保持为零。进一步地，作为该氟树脂膜由于采用了多孔质膜，因此离子可以通过内部。也就是说，只要用等于或高于耐水压值的电解质水溶液对该疏水性多孔质氟树脂膜加压时，就可以实现离子渗透膜。外施该耐水压起到电阻为零/电导机械开关的作用。
因此，在电解精炼或实用电池或电容器充电以及放电时，将电解质水溶液外施电压至耐水压值，由于储电期间不外施电压，因此可以维持电解质的保液性。也就是说，储电时，正负极的活性物质是绝缘状态，由于活性物质不进行反应，因此均没有自然放电。进一步地，由于材质为氟树脂，即使在高温下(约80℃)，也具有优异的耐碱性、耐酸性、耐化学性。而且，具有优异的机械强度和柔软性、耐热性。而且，由于充放电时，是从电解质水溶液侧进行施压，因此作业时膜与电极紧密接触。像这样地，我们认为作为隔膜使用疏水性多孔质氟树脂膜是解决课题的最优的方法。
如果电容器的电介质仅是诸如油的绝缘体，则可以忽略两个电极之间的内部电阻，但是在电介质和导体形成并联或串联等效电路的情况下，其中电介质和导体并联或串联电结合，内阻变为漏电流。特别地，在诸如电双层电容器或氧化还原电容器或混合电容器等的电化学电容器中，无法避免电极内部或两电极之间的电解质引起的内阻增大。此外，当电解质是水系时还会发生电池泄稀。因此，在本发明中，为了防止储电时电池泄稀以及电流泄漏，将强酸或强碱等电解质水溶液封入由疏水性多孔质氟树脂膜制成的袋中，将该疏水性多孔质氟树脂膜制成的袋夹在正极及负极组成的一对电极中，在充放电时对疏水性多孔质氟树脂膜施加耐水压的水压，使两电极表面与电解质水溶液接触，以及通过将金属纤维或碳纤维之类具有空隙的导电材料和电解质一起封入由疏水性多孔质氟树脂膜制成的袋内部，使电解质水溶液之间的电阻在电解质水溶液受压状态下充放电时减小，并且在解除电解质水溶液的压力后的储电期间，由于疏水性多孔质氟树脂膜的内孔部的电解质水溶液排除，内部变为空隙，因此可作为低电介质运行，抑制自放电。另一方面，在充放电时，通过对电解质水溶液进行加压，使疏水性多孔质氟树脂膜细孔内填充电解质，并且电解质变为导电性，并且高电荷在电双层电容器或氧化还原电容器中进行转移。
关于疏水性多孔质氟树脂膜，本申请的发明人村原正隆在非专利文献1(ProceedingofSPIEVol.4245，P.221－227(2001))中如其图6所示，公开了当对生理盐水(BSS)进行加压并使其渗透到疏水性多孔质氟树脂膜(ePTFE)中时，当施加的压力高于耐水压时，生理盐水的流速增加。另外，电解质水溶液渗透到疏水性多孔质氟树脂膜(ePTFE)时的两侧压差为耐水压，在细孔径为3μm，厚度为100μ的疏水性多孔质氟树脂膜中，生理盐水(BSS)的耐水压为300mmHg。因此，当疏水性多孔质氟树脂膜的膜两面的压差比耐水压低时所述膜用作绝缘膜，当膜两面的压差等于耐水压时，电解质水溶液渗透于膜中，所述膜用作导电膜。本发明的主要目的在于将该疏水性多孔质氟树脂膜用作是否对电解质水溶液施压至高于耐水压的离子通道的压力开关。特别地，由于氟树脂具有疏水性，当膜的两面的压差低于耐水压时电解质水溶液无法进入多孔质膜的细孔内。疏水性多孔质氟树脂膜的耐水压根据细孔径的大小，或电解质盐浓度的大小而不同。疏水性多孔质氟树脂膜(细孔径3μm)中的电解质水溶液的浓度和膜的两表面之间的压差如下：淡水中的耐水压为430mmHg，盐浓度为10％时耐水压为330mmHg，盐浓度为20％时耐水压为280mmHg，电解质水溶液的浓度越高耐水压越低。另一方面，多孔质氟树脂膜(细孔径10μm)中的电解质水溶液的浓度和膜的两表面之间的压差如下：淡水中的耐水压为130mmHg，盐浓度为1％时耐水压为7mmHg，盐浓度为2％时耐水压为50mmHg，耐水压较低。如果利用该疏水性多孔质氟树脂膜的耐水压进行开/关操作，则能够在电解质水溶液中进行电解精炼，或成为实用电池。关于通过耐水压，使疏水性多孔质氟树脂膜成为离子透过膜的“离子通/断开关”，本申请的发明人村原正隆在专利文献18(国际公开第2015/034088号)中已公开。
先行技术文件
专利文件
【专利文献1】特开平9-180714号公报
【专利文献2】特开2009-181710号公报
【专利文献3】特开2002-63890号公报
【专利文献4】国际公开第01/031724号
【专利文献5】特开2012-12261号公报
【专利文献6】特开2013-54987号公报
【专利文献7】特开2009-67644号公报
【专利文献8】特开2013-32535号公报
【专利文献9】特开2011-222129号公报
【专利文献10】特开2009-224097号公报
【专利文献11】国际公开第2007/80763号
【专利文献12】特开2005-253305号公报
【专利文献13】美国专利第6167497号说明书
【专利文献14】欧州专利第0644227号说明书
【专利文献15】特开2011-184260号公报
【专利文献16】特开2009-295789号公报
【专利文献17】特开2013-138050号公报
【专利文献18】国际公开第2015/034088号。
非专利文件
【非专利文献1】ProceedingofSPIEVol.4245，P.221－227(2001)
【非专利文献2】电双层电容器和蓄电系统日刊工业新闻社(1999)。
发明内容
发明待解决问题
本发明将要解决的课题是在电解精炼或电池的充放电时或储电期间找到抑制产生非目的的反应或副反应的方法。
本发明将要解决的课题是在电解精炼或电池充电时，为了增加电极沉淀总是将电解质水溶液保持饱和溶解度，在电池放电时，使来自负极的正离子与电解质中的负离子结合形成溶解度高的盐，并且总是将电解质水溶液的溶解度保持在不饱和状态。
作为电动汽车用电池，本发明将要解决的课题是开发一种二次电池，其电极材料便宜且重量轻，还可以在常温常压条件下安全地进行高速充电及长距离行驶，且不会引起火灾。
解决本课题的方式
本发明的一实施例为作为离子导电体运行的具备接通/断开离子的表面开关的电化学反应装置，其包括一对电极，位于该一对电极之间的电解质水溶液，至少一面与所述电解质水溶液接触配置的具有多个彼此连通的细孔的疏水性多孔质氟树脂膜，用于向所述电解质水溶液施压的加压装置。在通过加压装置对所述电解质水溶液进行加压时，接通/断开离子的表面开关使电解质水溶液部分地压入疏水性多孔质氟树脂膜的所述多个细孔中，在形成和疏水性多孔质氟树脂膜的表面平行的离子导电体层的同时，将电解质水溶液的未压入部分作为与该疏水性多孔质氟树脂膜的表面平行的压缩气体层。另一方面，在解除压力时，压缩气体层膨胀，疏水性多孔质氟树脂膜恢复为绝缘体。或者，当通过加压装置对电解质水溶液加压时，将电解质水溶液压入疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔中以置换细孔中的气体，并将疏水性多孔质氟树脂膜作为离子导电体。另一方面，在解除压力时，用气体排出疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔中的电解质水溶液，疏水性多孔质氟树脂膜恢复为绝缘体。
发明效果
根据本发明，在电化学反应中发生的多个的反应可以在分开的反应体系中进行。因此，可以抑制电化学反应装置中的副反应。在该方法中，多个反应室中的化学物质在通过隔离膜彼此电隔绝的状态下串联排列，并且仅在发生电化学反应时隔离膜可以变为离子导电体。本申请的发明人将该隔离膜命名为“接通/断开离子的表面开关”该“接通/断开离子的表面开关”的主要部分是疏水性多孔质氟树脂膜。疏水性多孔质氟树脂膜在大气中或水溶液中为绝缘体。但是，只要将电解质水溶液压入该疏水性多孔质氟树脂膜，最初疏水的水就可以通过该膜。将该水通过时的水压称为该疏水性多孔质氟树脂膜的“耐水压”。在本发明中，将化学反应室用密闭电解槽替代，将多个密闭电解槽通过“接通/断开离子的表面开关”串联连接。当为了使电流流经该串联电路，对各个密闭电解槽中的电解质水溶液施加耐水压时，隔离膜的整个表面变打开状，离子开始在各个密闭电解槽中移动，就可以进行目标反应。特别地，当从作为“接通/断开离子的表面开关”的疏水性多孔质氟树脂膜的两表面压入电解质水溶液时，其在该隔离膜的中央部彼此表面接触。此时，由于两侧的电解质水溶液在相同区域中彼此接触，因此可以抑制除目的之外的反应。另一方面，在电池中，在充放电以外的时间，由于电解质或电极彼此电绝缘，因此不会发生自放电，并且不会发生电解质的扩散或副反应。这里在一侧的电解槽中封入油，在另一侧的电解槽中封入电解质水溶液，当进行电解时，就会在隔离膜附近或中央形成油和水的分界层。通过将该分界层作为虚拟电极进行电解，可以在封入有油的密闭电解槽中回收Li、Na、K等金属。而且，当从该隔离膜的两表面对电解质水溶液施加高于耐水压的压力时，在隔离膜的中央会形成极薄的压缩气体层。该压缩气体层为电容器，当赋予该电容器电荷时，可以实现容量可变的电容器并且可以用作汽车或电车的初始启动力电源。
附图说明
图1示出了疏水性多孔质氟树脂膜的等效电路和“接通/断开离子的表面开关”的原理说明，(A)示出了疏水性多孔质氟树脂膜内部的电解质水溶液分布图，(B)示出了疏水性多孔质氟树脂膜的等效电路，(C)示出了通过科尔劳希电桥测量静电容量方法的说明图。
图2示出了具备2层电解质水溶液和1张疏水性多孔质氟树脂膜的静电容量可变电容器，(a)示出了无电荷状态下的电容器，(b)示出了充电时的电容器，(C)示出了储电时的电容器，(d)示出了逐渐放电时的电容器。
图3示出了静电容量可变电容器，(A)示出了具备1层电解质水溶液和1张疏水性多孔质氟树脂膜的静电容量可变电容器，(a)示出了无压缩气体层的状态，(b)示出了有压缩气体层(电容器，静电容量＝1倍)的状态，(B)示出了具备1层电解质水溶液和2张疏水性多孔质氟树脂膜的静电容量可变电容器，(a)示出了无压缩气体层的状态，(b)示出了有压缩气体层(电容器，静电容量＝1/2倍)的状态，(c)示出了无压缩气体层的状态的并联型电容器，(d)示出了有压缩气体层状态的并联电型容器(静电容量＝2倍)。
图4为具备疏水性多孔质氟树脂膜的二次电池示意图。
图5为Al/Cu二次电池的原理图，(A)示出了充电时电子及离子的移动，(B)示出了放电时电子及离子的移动。
图6为对丹尼尔进行改良后的Al/Cu二次电池的原理图，(A)示出了充电时电子及离子的移动，(B)示出了放电时电子及离子的移动。
图7示出了包括第1检测装置和第2检测装置的二次电池，(A)为说明电解质水溶液的折射率测量和再结晶时透射率变化的测量的图，(B)为在Al/Cu二次电池中设置测试用激光器的图。
图8示出了多层隔离膜，(A)示出了多层隔离膜的结构图，(B)示出了多层隔离膜的部署图。
图9示出了使用多层隔离膜的氢氧化钠生成装置。
图10示出了使用准分子灯的盐酸制造装置，(A)示出了准分子灯的配置，(B)示出了Xe-Cl准分子灯光的振荡波长。
图11示出了使用多层隔离膜的电解水装置。
图12示出了使用多层隔离膜的通过电解盐水溶液制造在油内的金属钠的装置。
图13示出了使用多层隔离膜的通过电解盐水溶液制造在油内的金属钠的装置。
图14示出了使用多层隔离膜的通过电解氢氧化钠水溶液制造在油内的金属钠的装置。
图15示出了使用多层隔离膜的通过电解氢氧化钠水溶液制造在油内的金属钠的装置。
图16示出了碱金属氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、氯化物的溶解度(100g饱和溶液中可溶解的质量)(单位：wt％)。
图17示出了使用水枕型(包封型)电解质水溶液包的Al/Cu二次电池的示意图，(A)示出了水枕型电解质水溶液的受压示意图，(B)示出了水枕型电解质水溶液袋。
图18示出了氯化铝(AlCl3)水溶液的充电、储电、放电时的折射率和透射率的经过时间之间的关系。
图19示出了疏水性多孔质氟树脂膜制成的圆柱形电容器的说明图，(a)示出了处于无电荷状态的电容器，(b)示出了处于充电状态的电容器，(c)示出了并联型电容器。
图20示出了疏水性多孔质氟树脂膜制成的螺旋形电容器的说明图，(a)示出了处于无电荷状态的电容器，(b)示出了处于充电状态的电容器，(c)示出了灭蚊香线型电容器。
图21示出了氯化铝的溶解度和耐水压之间的关系。
图22示出了氢氧化钠、氯化钠、硫酸以及盐酸的浓度和导电率之间的关系。
图23示出了Cu、Mg、Al的硝酸盐、硫酸盐、氯化物的溶解度和温度之间的关系。
具体实施方式
为了抑制在电化学反应中目标之外的反应，根据需要，需要打开/关闭电极和电解质水溶液之间的离子反应的表面开关。作为该接通/断开离子的表面开关材料，我们将注意力集中在疏水性多孔质氟树脂膜上。在疏水性多孔质氟树脂膜内的细孔中充有空气。在该空气存在时，电解质水溶液无法进入疏水性多孔质氟树脂膜内部。因此离子无法穿过。所以，如果向电解质水溶液施加等于耐水压的压力驱逐出空气的话，细孔内会充满电解质水溶液，此时离子就能通过(打开状态)。此时，如果解除电解质水溶液的压力的话，只要空气自发地返回疏水性多孔质氟树脂膜的细孔内，离子就无法通过(关闭状态)。因此，如果疏水性多孔质氟树脂膜的附近的电化学反应区域之外具备气体排出路径或空气胶囊，通过对电解质水溶液进行“加压/除压”，可以制成“接通/断开离子的表面开关”。
本发明用于解决课题的与传统方法不同的地方在于，使用疏水性多孔质氟树脂膜作为隔离膜，用耐水压对电解质水溶液进行加压，加压时离子可通过隔离膜,在解压时隔绝离子通过隔离膜，即将隔离膜作为“接通/断开离子的表面开关”来使用。疏水性多孔质氟树脂膜能够使离子通过及隔绝的原因是氟树脂具有疏水性的性质。在疏水性多孔质氟树脂膜内的细孔中，在大气压下充满有空气。此时，只要对疏水性多孔质氟树脂膜施加水压排出细孔内的空气，水替代空气，离子就能通过。将该疏水性多孔质氟树脂膜的细孔内充满水的水压称为耐水压。当电解质水溶液的加压低于耐水压时，由于细孔内的空气阻断电解质水溶液的通过，因此膜中离子通道为关闭状态。另一方面，当对电解质水溶液施加高于耐水压的压力时，膜中的离子通道就为打开状态。由于该性质，为了使“接通/断开离子的表面开关”处于关闭状态，必须使膜的细孔内存在空气(气体)。通常，如果疏水性多孔质氟树脂膜的一部分处于大气环境中的话，用耐水压将电解质水溶液压入疏水性多孔质氟树脂膜的细孔内使离子通道处于打开状态之后，当解除耐水压的施压时电解质水溶液会和空气(气体)进行交换，离子通道就会变得处于关闭状态。但是，如果疏水性多孔质氟树脂膜的一部分不处于大气环境中的话，无法返回关闭状态。在这种情况下，在电化学反应结束后，如果排除电解质水溶液的话，细孔内就会充满空气(气体)，从而能够使其返回关闭状态。因此在本发明中，在疏水性多孔质氟树脂膜的一部分中具备气体储存器(微小胶囊)或大气开放口，以即使在疏水性多孔质氟树脂膜无法处于大气环境中的情况下，也可以在解除电解质水溶液的耐水压时，使空气(气体)自动地返回细孔内。
另一方面，传统的隔离膜无法电隔离电解质水溶液和电极，且无法完全分离回收电极中的生成物或完全抑制副反应。
因此在本发明中，为了抑制在电解精炼或充电时产生的副反应，使每个化学反应在独立的电解槽中进行。而且，在多个彼此并联排列的电解槽之间配置疏水性多孔质氟树脂膜，并且仅在进行电化学反应时，用耐水压对各电解层内的电解质水溶液进行加压。通过以上操作，使两电解质水溶液彼此接触，并且变为平衡状态，仅使离子进行移动以进行电化学反应。另一方面，在解除加压的状态下，由于气体(空气)返回疏水性多孔质氟树脂膜的细孔内，因此电解质水溶液彼此隔绝，从而可以避免两电解质水溶液产生扩散或混合。而且，负极板和正极板和电解质水溶液隔绝，因此不会增加电池内阻也不会产生自放电。
在电解精炼或电池充电中，为了增加解极板中的析出物的量，可在电解质水溶液中配备热交换管或在电极背面配备热交换塑料套。通过上述处理，通过使温水循环将电解质水溶液的液体温度保持在室温至100℃的范围内，可以实现高饱和溶解度和高导电率。另一方面，在电池放电时，为了使正离子和电解质中的负离子结合生成的金属盐不达到饱和状态，可使冷水在配备于电解质水溶液中的热交换管中循环。通过上述处理，通过使液体温度保持在室温至0℃的低温范围内，可以保持低饱和溶解度，并且使来自负极板的正离子的量变多。而且，在多个串联排列的电解槽的多个电解质水溶液之间的反应中，对提供正离子侧的电解质水溶液进行加温，并且对接收来自反应系统的正离子侧的电解质水溶液进行冷却或用水稀释。通过上述处理，可以提高负极板生成物的沉淀量，且实现市电流放电和高速充电。
作为电动汽车用二次电池，通过使用比锂便宜且资源丰富的铝或镁作为负极板的材料，使用导电率远高于或硫的铜板作为正极板材料，使用在电解质中具有高饱和溶解度的硝酸盐、硫酸盐或氯化物的水溶液，可以使高速充电和长距离行驶在常温常压下安全地进行。
所谓“耐水压”为液体渗入疏水性多孔质氟树脂膜时两侧的压差。测定耐水压的方法如图1所示，用第1电解质水溶液2的液压3和第2电解质水溶液5的液压6之间压差测量第1电解质水溶液2渗入疏水性多孔质氟树脂膜1的细孔内的深度(dx)。如图1(A)所示，当将半径r、表面积S、厚度d的疏水性多孔质氟树脂膜1看作电介质(电容器)8时，静电容量C＝εS/d(ε＝相对介质常数、S＝πr2＝表面积、r＝半径、d＝厚度)如图1(A)-(a)所示，当从一侧受压的第1电解质水溶液2在深度方向上渗入疏水性多孔质氟树脂膜1的细孔内的距离为dx时，静电容量C＝X＝εS/(d－dx)。如图1(A)-(b)所示，当进一步施压时，细孔内的气体从针孔(大气开放口)15排出，第1电解质水溶液2到达疏水性多孔质氟树脂膜1的内表面(厚度d)，并且和第2电解质水溶液5接触(在图1(B)的等效电路中Sw处于打开状态)，此时疏水性多孔质氟树脂膜1变为导电体。在本发明中，由于这种现象起到接通/断开离子的开关，导电体/绝缘体开关，电介质/绝缘体开关的作用，因此其被称为“离子的接通/断开膜”。作为该疏水性多孔质氟树脂膜1的细孔内的气体(空气)的排出场所，配备有经由针孔(大气开放口)15用于排出吸入气体的大气开放阀16。当将疏水性多孔质氟树脂膜1作为电介质使用时，关闭大气开放阀16来使用。当将疏水性多孔质氟树脂膜1作为导电体测量耐水压时，打开大气开放阀16并保持大气开放状态。进一步地，如图1(B)所示，提出了由静电容量可变电容器(Cx)和电阻(R)和开关(Sw)组成的等效电路。在这里，电阻(R)为进入疏水性多孔质氟树脂膜1的细孔内的电解质水溶液的电阻，静电容量可变电容器为Cx＝lim[dx→d]εS/(d－dx)＝∞。在该等效电路中，当Cx＝∞时，表示开关(Sw)处理打开状态。通过使用图1(C)的科尔劳希电桥来测量Cx＝lim[dx→d]εS/(d－dx)＝∞以作为电容器(Cx)的静电容量的变化。同时，在将疏水性多孔质氟树脂膜1夹于第1电解质水溶液2和第2电解质水溶液5之间的测量耐水压装置中测量疏水性多孔质氟树脂膜1的耐水压。耐水压(P)由第1电解质水溶液2的水压(P1)3减第2电解质水溶液5的水压(P2)6(P＝P1-P2)获得。由于耐水压是通过膜的细孔径以及膜厚度决定的，因此使用同一种类的疏水性多孔质氟树脂膜1，重复叠加n张膜时耐水压也为n倍。
在本发明中，作为隔离膜的材质，作为防油(防水是不言而喻的)的材料，使用疏水性多孔质氟树脂膜。该疏水性多孔质氟树脂膜具有彼此连通的多个细孔，市场上销售的膜的细孔径为0.1微米-80微米。如果该细孔径太大的话，耐水压会变小，机械强度变低，从而导致疏水性多孔质氟树脂膜容易损坏。因此，可以在细孔径小的材料中，通过利用紫外光化学反应将亲水基团(－OH)置换到细孔中。在本发明中，例如使用耐水压为0.03～0.014Mpa、细孔径为3微米的疏水性多孔质氟树脂膜。
在与第1实施例相关的发明中，将存在于疏水性多孔质氟树脂膜的细孔内部的气体的“排出/吸入”用作“接通/断开离子的表面开关”，从而在电解质水溶液中进行电化学反应。在电解质水溶液中，当在气体密封于疏水性多孔质氟树脂膜的细孔内的情况下，向电解质水溶液施加至高于耐水压的压力时，膜内会形成强电介质的压缩气体层。另一方面，当解除电解质水溶液的压力时，压缩气体层会膨胀膜返回至绝缘体。将这种电介质/绝缘体开关的现象用于静电容量可变电容器。另一方面，当开放疏水性多孔质氟树脂膜内部的气体时，电解质水溶液会替代细孔内的气体，膜具有导电性。作为该开放气体的装置，在电化学反应区域外具有和疏水性多孔质氟树脂膜相连的气体胶囊或大气开放口。通过这种结构，通过加压使膜内的气体释放到膜的外部，从而使疏水性多孔质氟树脂膜变为导电体。另一方面，当解除加压时，气体会自动地返回至膜的细孔内，从而使膜恢复至绝缘体。这种导电体/绝缘体开关的现象可以用于二次电池或电解中。
在与第2实施例相关的发明中，将“电介质/绝缘体一关”现象用作静电容量可变电容器(电容器)。在该静电容量可变电容器中，向电解质水溶液施加高于耐水压的压力，并且用存在于疏水性多孔质氟树脂膜的细也内的气体(空气、氮气或六氟化硫等)形成非常薄的气体层。然后，在对该压缩气体层施加电荷后，解除电解质水溶液的施压，从而将电荷储存于疏水性多孔质氟树脂膜内的气体表面上。在放电时，通过对电解质水溶液的施压进行增减，可以控制放电容量。当压缩气体层位于电极附近时，疏水性多孔质氟树脂膜的一侧表面与电极板紧密接触，并且另一侧表面与电解质水溶液接触，在该电解质水溶液的另一侧配置电极板，从而在两电极板之间形成电容器。另一方面，当压缩气体层位于疏水性多孔质氟树脂膜的中央时，疏水性多孔质氟树脂膜的两侧表面与电解质水溶液相接触，在这些电解质水溶液的相对侧配置2个电极板，在两个电极之间形成电容器。
在本发明中，如图1(B)所示，将疏水性多孔质氟树脂膜作为电容器Cx。当疏水性多孔质氟树脂膜的厚度为d，电解质水溶液的压入深度为dx时，则电解质水溶液的压入深度dx变为电阻器，压缩气体层的厚度d-dx变为电介质。因此，静电容量Cx＝εS/(d－dx)的d-dx接近0时，静电容量极大地增加。储存于电容器C中的静电能为W＝CV2/2。因此，当静电容量C大时，施加高电压V的话，可以将大量能量储存于电容器中。然后，当释放电解质水溶液的压力时，可以将静电能储存于该疏水性多孔质氟树脂膜中。此时再对电解质水溶液施加低于耐水压的压力的话，静电能可以从正极板及负极板中释放。当逐渐增加施加的电解质水溶液的压力时，静电能与水压的比例也变大。这种情况可以用于静电容量可变电容器或可变静电能释放装置中。
作为电容器的结构，有将1张疏水性多孔质氟树脂膜夹在2个电解质水溶液之间的1个电容器的结构和用2个疏水性多孔质氟树脂膜夹电解质水溶液的2个串联的电容器的结构。
在图2(a)中，示出了包括有一对极板(负极板、正极板10)和1张疏水性多孔质氟树脂膜的将密闭电解槽12(密闭容器)当作电容器的结构。疏水性多孔质氟树脂膜1夹在一对电极(负极板9、正极板10)之间，并且与一对电极平行地安装于封入有电解质水溶液2的密闭电解槽12的中央。
如图2(b)所示，当通过液体加压装置11(加压手段)用高于疏水性多孔质氟树脂膜的耐水压的水压对电解质水溶液施压时，电解质水溶液会从两面渗入疏水性多孔质氟树脂膜1内，从而形成静电容量为C的压缩气体层17。当电压V施加到该压缩气体层17时，W＝CV2/2的静电能W被充电。此时，如图2(c)所示，当解除耐水压使压缩气体层17膨胀时，疏水性多孔质氟树脂膜1恢复为绝缘体。此时，在疏水性多孔质氟树脂膜1内储有W＝CV2/2的静电能。如图2(d)所示，再次用低于耐水压的压力对电解质水溶液进行加压，可以形成随着加压的大小压缩气体层17的厚度改变的静电容量可变电容器，且可以控制要放出的静电能。
图3(A)为疏水性多孔质氟树脂膜1配置成与负极板9表面或正极板10表面中的任一表面接触，除此之外和图2的(a)具有相同的结构的电容器。如图3(A)-(a)所示，疏水性多孔质氟树脂膜1的一侧表面与负极板9相接触，另一侧表面与电解质水溶液13接触。如图3(A)-(b)所示，当用液体加压装置11对电解质水溶液13施加高于耐水压的压力时膜内的气体被压缩，会在该疏水性多孔质氟树脂膜1的一侧表面的与负极板9紧密接触的地方生成压缩气体层17。
图3(B)-(a、b)为疏水性多孔质氟树脂膜(第1疏水性多孔质氟树脂膜22及第2疏水性多孔质氟树脂膜23)配置成与负极板9及正极板10的两板表面相接触，除此之外与图3(A)具有相同的结构的电容器。如图3(B)-(a、b)所示，当在电解质水溶液13的两表面安装第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23时会形成串联电容器。但是，在该电容器中，由于是串联连接的，因此静电容量为1/2。因此，也可以如图3(B)-(c)的所示，形成并联连接的电容器。该电容器包括2个相对的负极板9、9，2个分别位于负极板9、9相对的表面上的第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23，位于各疏水性多孔质氟树脂膜22、23之间的电解质水溶液13，位于电解质水溶液13的中央与负极板9、9平行的正极板10。在该电容器中，由于2个电容器并联连接，因此与图(B)-(a)所示的电容器相比静电容量是其2倍。如图3(B)-(d)所示，当用高于耐水压的水压对电解质水溶液13施压时，电解质水溶液会渗入第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23内，从而形成静电容量为C的压缩气体层17。当电压V施加到该压缩气体层时，W＝2CV2/2＝CV2的静电能W被充电。此时，当解除耐水压时并联连接的第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23内分别储有W＝CV2/2的静电能。此时，当再次施加高于耐水压的水压时，由于随着水压的大小压缩气体层17的厚度随之改变，因此可以用作可以控制静电能的静电容量可变电容器。
与第3实施例相关的发明涉及具备疏水性多孔质氟树脂膜的二次电池。在该二次电池中，为了减少副反应或内阻，正极板、负极板、电解质水溶液仅在充放电时连接，在储电时绝缘。该二次电池通过将疏水性多孔质氟树脂膜的细孔内的气体“排出/吸入”从而将导电体/绝缘体开关现象用作接通/断开离子的表面开关。在该二次电池中，该细孔内的气体例如由空气或氮气组成。如图4所示，由于负极板9和正极板10均在第1表面18和第2表面19灾害间具有连通的针孔15，因此其具有通气性。具有该通气性的负极板9和正极板10分别与第1疏水性多孔质氟树脂膜22的第1主表面20和第2疏水性多孔质氟树脂膜23的第2主表面21紧密接触。此时，当用耐水压对电解质水溶液13进行加压时，电解质水溶液13被压入第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23内的多个细孔中。通过以上处理，气体从第1疏水性多孔质氟树脂膜22的第1主表面20和第2疏水性多孔质氟树脂膜23的第2主表面21中排出，释放于设置于负极板9的第1表面18和正极板10的第1表面18的针孔15中。结果，第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23变为离子导电体。然后，当解除电解质水溶液13的加压时，气体经由负极板9和正极板10的针孔15，返回至第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23中。结果，第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23变为绝缘体。负极板9和正极板10或具有针孔或细孔，或由于为网状或多孔质状具有通气性。当电极材料不优选与大气接触时，为了使针孔或细孔内的压力和大气压相等，用大气保护膜29覆盖正极板10及负极板9的第1表面18之外的表面，从而防止和Li、Na、K、Al、Mg等碱金属或氯化铜、硝酸铜、硫酸铜等金属盐的空气或湿气发生反应。
与第4实施例相关的发明涉及具备疏水性多孔质氟树脂膜的二次电池。特别地，该二次电池为在负极板使用铝、锌、镍或铅等碱金属，在正极板使用铜板的碱金属·铜二次电池。这种类型的电池例如为丹尼尔电池。在丹尼尔电池中，使用硫酸锌水溶液作为负极板侧的电解质水溶液，其中插入有锌电极板。另一方面，使用硫酸铜水溶液作为正极板侧的电解质水溶液，其中插入有铜板。在2个电解质水溶液之间，通常用末煅烧的烧制板隔离。在这种结构中，由于正极板侧的铜离子通过末煅烧的烧制板向负极板侧移动，在负极板的锌板上沉淀而形成局部电池，因此无法制成二次电池。
在本实施例中，在充放电时，为了抑制作为正极板的铜板和电解质水溶液之间的直接反应，将固体电解质介于正极板的铜板和电解质水溶液之间。而且，用疏水性多孔质氟树脂膜隔离该固体电解质和电解质水溶液。该固体电解质由离子晶体制成，且为使铜离子和电解质水溶液中的负离子在固体电解质和作为正极板的铜板之间移动的缓冲反应区域。具体地，正极板为层压由氯化铜、硫酸盐或硝酸盐制成的碱金属盐层的铜电极，负极板为碱金属板。正极板和负极板和电解质水溶液通过疏水性多孔质氟树脂膜来隔离。电解质水溶液使用碱金属的氯化物、硝酸盐或硫酸盐中的1种制成的碱金属盐水溶液。在该二次电池中，在通过加压装置用耐水压将电解质水溶液压入各疏水性多孔质氟树脂膜的状态下进行充放电，在解除加压的状态下进行储电。然后，当解除电解质水溶液的加压时，各疏水性多孔质氟树脂膜变为绝缘体，负极板和正极板侧的固体电解质和电解质水溶液被绝缘，并且维持储电状态。通过上述操作，使二次电池为仅在充放电时才会在正极板和负极板中发生离子反应的构造。
图5为Al/Cu二次电池的原理说明图。将密闭电解槽12(密闭容器)内的电解质水溶液13夹于负极板9和正极板10之间。负极板9和电解质水溶液13通过第1疏水性多孔质氟树脂膜22来隔离。正极板10和电解质水溶液13通过第2疏水性多孔质氟树脂膜23来隔离。电解质水溶液13使用氯化铝(AlCl3)水溶液。负极板9为铝电极板(Al)，正极板10是在其表面层压有氯化铜(CuCl2)晶体64的铜电极板(Cu)。因此，第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23分别与层压有氯化铜(CuCl2)晶体64的铜电极板(Cu)和铝电极板(Al)紧密接触。这些负极板和正极板具有用于将第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23内的气体(空气)“排出/吸入”的针孔(大气开放口、气体胶囊)15。在这里，通过液体加压装置11(加压手段)用耐水压加压电解质水溶液(氯化铝水溶液)，将电解质水溶液13压入第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23内的多个细孔内。由此，细孔内的气体(空气)分别从正极板10和负极板9的针孔15中排出，通过用电解质水溶液替代气体，使第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23成为离子导电体。接下来，当施加来自充电电源供给源45的电压开始充电时，氯化铜(CuCl2)晶体64层压于铜电极板(Cu)的同时，铝沉淀于铝电极板(Al)，以完成充电。随后，当解除通过液体加压装置11的施加的压力后，气体(空气)从针孔(大气开放口、气体胶囊)15返回至第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23中，第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23变为绝缘体，以维持储电状态。随后，当再次用液体加压装置11对电解质水溶液13施加高于耐水压的压力时，第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23内的气体(空气)排入针孔15中，开始放电，负荷(电灯)42点亮。该电池在初始状态(1)、充电(2)、储电(3)、放电(4)中的离子反应为：
(1)初始状态：将正极板铜板和负极板铝板通过疏水性多孔质氟树脂膜分别安装在氯化铝(AlCl3)水溶液的两侧。此时由于不通过加压装置对电解质水溶液施压，因此两极板不与电解质水溶液接触，从而不会产生化学反应。
(2)充电时：通过加压装置对充满氯化铝(AlCl3)水溶液的电解质水溶液进行加压直至耐水压，来开始充电。这里，来自负极板的提供电子的氯化铝(AlCl3)电解质的离子反应为，负极板：Al3+(aq)+3e－→Al(s)，正极板：Cu(s)→Cu2++2e－+Cl－→CuCl2。随着充电的进行，电解质水溶液的浓度降低并达到充电极限。
(3)储电状态：停止所有的化学反应，维持储电状态。
(4)放电时：通过加压装置加压对电解质水溶液施加耐水压，开始放电。当负极板的铝溶于电解液中时，放出的电子通过负载移动到正极板，并且电子被赋予附着到正极板表面的氯化铜CuCl2的铜离子(Cu2+)，金属铜沉淀于正极板上。同时，溶于电解液中的氯离子(Cl-)和来自负极板的铝离子(Al3+)结合，从而形成氯化铝(AlCl3)。负极板：Al(s)－3e－→Al3+(aq)，正极板：CuCl2→Cu2++2e－+2Cl－→Cu(s)+2Cl－，电解液浓度上升(Al3+－+Cl－→AlCl3)。
与第5实施例相关的发明涉及使用负离子交换膜的改良的丹尼尔电池。在丹尼尔电池中，由于正极板侧的铜离子从末煅烧的烧制板渗入负极板侧，并在负极板的锌板上沉淀而产生局部电池，因此无法制成二次电池。因此开发了由负离子交换膜和疏水性多孔质氟树脂膜制成的使用接通/断开离子的表面开关的二次电池。
图6为改良的丹尼尔碱金属/Cu电池的原理说明图，(A)为充电时，(B)为放电时的示意图。如图6所示的电池，还具有将密闭电解槽12分成正极板10侧的第1室和负极板9侧的第2室的负离子交换膜46。在该第1室及第2室中储存在彼此不同的第1电解质水溶液2和第2电解质水溶液5。各个电解质水溶液2、5的负离子彼此相同，正离子为不同的电解质水溶液。第2电解质水溶液2例如为碱金属的氯化物、硝酸盐或硫酸盐的碱金属盐水溶液。第2电解质水溶液5例如为氯化物、硝酸铜或硫酸铜的铜盐水溶液。负极板9使用碱金属板，正极板10使用铜电极板(Cu)。第1电解质水溶液2和第2电解质水溶液5之间通过负离子交换膜46二等分。而且，在铝电极板(Al)和铜电极板(Cu)中分别开有用于将第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23内的气体(空气)“排出/吸入”的针孔(大气开放口、气体胶囊)15。此时，当通过液体加压装置11对第1电解质水溶液2和第2电解质水溶液5施加耐水压时，各个电解质水溶液2、5被压入疏水性多孔质氟树脂膜22、23中，从而变为离子导电体。在该状态下，施加来自充电电源供给源45的电压开始充电。一旦开始充电，来自铜电极板(Cu)的铜离子(Cu2+)溶于氯化铜(CuCl2)水溶液中，氯化铜(CuCl2)水溶液的浓度逐渐升高。另一方面，氯化铝(AlCl3)水溶液中的铝离子(Al3+)在负极板9的铝电极板(Al)上沉淀金属铝，并充电完成。此时，当解除通过液体加压装置11施加的压力后，气体(空气)从针孔15返回至第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23中，则第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23变为绝缘体，从而维持储电状态。此时，当再次用液体加压装置11对第1电解质水溶2和第2电解质水溶液5施加等于耐水压的压力时，第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23内的气体(空气)排入针孔15中，则各膜22、23变为导电体。其结果是，二次电池开始放电，负荷(电灯)42点亮。
与第6实施例相关的发明涉及具备第1检测装置和第2检测装置的二次电池。在该二次电池中，在充电和放电时，通过折射率和透射率测量与电子流动密度成比例变化的电解质水溶液的溶解度和再结晶过程，以检测电池的充电极限和放电极限。
图7(B)示出了图5的Al/Cu二次电池的三维图，其还安装有测量用激光器。图7(A)为测量电解质水溶液的折射率测量和再结晶时透射率变化的说明图。
图7示出了负极板9、正极板10以及密闭电解槽12中的氯化铝(AlCl3)水溶液通过第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23隔离的铝·铜二次电池。如图7所示的二次电池具有在二次电池充电和放电、储电期间激光照射并测量电解质水溶液的折射率的变化并且检测充电结束和放电极限的第1检测装置。进一步地，该二次电池具有在二次电池充电和放电、储电期间激光照射并测量电解质水溶液的透射率的变化并且检测电解质水溶液的再结晶的第2检测装置。在第1检测装置中，通过线性传感器77测量第1半导体激光器(532nm)73的折射角度来测量在充电、放电、储电期间电解质水溶液13的氯化铝(AlCl3)水溶液的折射率变化，并检测充电结束和放电极限。同时，当电解质水溶液超过饱和溶解度时，射折率的变化停止，氯化铝(AlCl3)水溶液开始再结晶。当再结晶开始时，由于氯化铝(AlCl3)水溶液产生散射现象，因此透射率降低。在第2检测装置中，从密闭电解槽12的上部开始向下方沉降槽78照射第2半导体激光(650nm)，并且通过光检测器76测量光的透射强度。此时，可以通过透射率测量电解质水溶液13的氯化铝(AlCl3)水溶液超过饱和溶解度后再结晶的沉淀量，从而估计放电容量。
与第7实施例相关的发明涉及将多层隔离膜用作接通/断开离子的表面开关的电解装置。该电解装置具有串联排列多个充满不同种类电解质水溶液的电解质槽，并且通过由多张疏水性多孔质氟树脂膜组成的多层隔离膜分隔各个电解质槽的结构。在使用该多层隔离膜进行电化学反应时，当从疏水性多孔质氟树脂膜的两侧对电解质水溶液施加等于耐水压的压力时，疏水性多孔质氟树脂膜内的气体逸出场所消失，这会导致在膜内形成气体绝缘层，并导致电化学反应停止。因此，该多层隔离膜还具有用于将疏水性多孔质氟树脂膜内的气体排出电化学反应区域外的作为通道的气体排出/导入管。将该气体排出/导入管开放于大气中，或配备与气体排出/导入管相连的气体储存器(细微胶囊)，当向电解质水溶液施加压力时，电解质水溶液替代多层隔离膜内的气体，从而成为导电体。另一方面，当解除电解质水溶液的压力时，经由气体排出/导入管气体返回至疏水性多孔质氟树脂膜内，从而成为绝缘体。我们提出一种将该气体的“排出/导入”操作作为导电体、绝缘体表面开关来起作用的多层隔离膜。
该多层隔离膜28在密闭状态下分别配置于2个电解质槽(第1电解质槽和第2电解质槽)30、31之间。该多层隔离膜28具有如图8(A)所示的将薄的框状衬垫27夹于第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23之间的结构。该多层隔离膜28中的各个第1疏水性多孔质氟树脂膜22的第1主表面21和第2疏水性多孔质氟树脂膜23的第2主表面20分别与充满电解质水溶液的第1电解质槽30和第2电解质槽31相接触。当一端与由衬垫27和第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23围成的空间相连时，通过气体排出/导入管15以与大气连通，可以释放衬垫27内的空气。或者通过安装于气体排出/导入管15的气体储存器(微小胶囊)26，储存第1疏水性多孔质氟树脂膜22和第2疏水性多孔质氟树脂膜23内的气体。此时，当对第1电解质槽30内的电解质水溶液和第2电解质槽31内的电解质水溶液施加等于耐水压的压力时，则电解质水溶液被压入各个疏水性多孔质氟树脂膜中，且第1疏水性多孔质氟树脂膜22的第1主表面20和第2疏水性多孔质氟树脂膜23的第2主表面21电接触，并成为导电体。当解除第1和第2电解质槽的电解质水溶液的压力时，则气体返回至衬垫27内，并且气体从第1疏水性多孔质氟树脂膜22的第1主表面20和第2疏水性多孔质氟树脂膜23的第2主表面21被抽回，成为细孔内充满气体的绝缘体。
在利用该多层隔离膜28时，最重要的是盐水溶液的电解。在图8(B)中示出了该电解装置的示意图。在该电解装置中，按照以下顺序串联连接负极板9、第3疏水性多孔质氟树脂膜24、第1电解质槽30、多层隔离膜28、第2电解质槽31、第4疏水性多孔质氟树脂膜25以及正极板10。将水供给第1电解质槽30，将盐水溶液供给第2电解质槽31。可以用耐水压加压各个电解质槽30、31，并且可以通过施加电解电压进行电解。通过该电解，可以从负极板9的生成气体回收管33中回收氢气，从第1电解质槽30的碱金属钠回收口35中回收氢氧化钠，从正极板10的生成气体回收管33中回收氯气。
与第8实施例相关的发明涉及使用上述多层隔离膜的电解装置。在本实施例中，电解诸如碱金属氯化物、碱金属硫酸盐或碱金属硝酸盐之类的碱金属盐水溶液，从而使其在负极板生成碱金属氢氧化物和氢，在正极板生成盐酸、硫酸、或氧气。负极板侧的导电剂例如为碱金属氢氧化物。
图9为通过电解食盐生成氢氧化钠的装置。该装置彼此相邻配置，分别具有在密闭状态下的第1电解质槽30和第2电解质槽31。第1电解质槽30和第2电解质槽31通过上述多层隔离膜28隔离。第1电解质槽30和负极板9侧的生成气体回收室56彼此相邻，并且通过第3疏水性多孔质氟树脂膜24隔离。第2电解质槽31和正极板10侧的生成气体回收室56彼此相邻，并且通过第4疏水性多孔质氟树脂膜25隔离。这些负极板9的生成气体回收室56，第1电解质槽30及第2电解质槽31以及正极板10的生成气体回收室56串联连接。第1电解质槽30和第2电解质槽31中分别储存有水和电解质水溶液。
在负极板9侧的生成气体回收室56内设有具有气体(氢气)回收口并且具有网状或多孔质状的通气性的负极板9(碳或镍)。在正极板10侧的生成气体回收室56内设有具有气体(氯气)回收口并且具有网状或多孔质状的通气性的正极板10(碳)。负极板9侧的第1电解质槽30为水电解槽，将作为导电剂的氢氧化钠添加至其中，通过电解生成氢氧化钠水溶液，并且负极板9侧的生成气体回收室56生成氢气。第2电解质槽31为盐水溶液电解槽，在正极板10的生成气体回收室56内生成氯气。在进行电解期间，从位于位压头h1的供水源(压头)49向第1电解质槽30供应淡水，以赋予第1电解质槽30以耐水压。同样地，在进行电解期间，从位于位压头h1的盐水溶液供应源(压头)48(加压手段)供应30％的盐水溶液，以赋予第2电解质槽31以耐水压。这里，由于第3疏水性多孔质氟树脂膜24和第4疏水性多孔质氟树脂膜25以及具有多层隔离膜28的第1、第2疏水性多孔质氟树脂膜具有相同的细孔径(Φ3微米)，因此向第1电解质槽30和第2电解质槽31施加的压力是相同的。由此，使供水源49和盐水溶液供应源48的位压头处于相同的高度(h1)。在充放电时，通过对储存于各电解质槽30、31中的电解质水溶液施加耐水压，以将水及电解质水溶液压入第3疏水性多孔质氟树脂膜24和第4疏水性多孔质氟树脂膜25中，使其成为导电体。在储电时，通过解除水及电解质水溶液的压力，使气体返回至第3疏水性多孔质氟树脂膜24和第4疏水性多孔质氟树脂膜25以及多层隔离膜中，使其成为绝缘体。通过该装置，可以通过电解得到高浓度的氢、氢氧化钠和氯。
与第9实施例相关的发明涉及还具有准分子灯的电解装置。通过电解盐水溶液在正极板上生成氯，其与水反应生成次氯酸。使用准分子类的光化学反应分解该次氯酸，可以制备盐酸。在电解食盐中，通常在正极板上生成氯气，但是储存和输送气体方面成本昂贵。通过使用如本实施例中的液体盐酸，可以减少产品储存和运输所需的费用并且可以确保安全性。因此，当通过电解碱金属氯化物来在正极生成氯气时，不管负极中生成的物质为何物，都可以通过准分子类的光化学反应产生盐酸。
图10(A)为通过准分子光化学反应制备盐酸的装置示意图。如图10(A)所示的装置，彼此相邻配置，分别具有在密闭状态下的第1电解质槽30和第3电解质槽32和第3电解质槽32。第1电解质槽30和第2电解质槽31之间配置有具有和上述多层隔离膜28相同构造的第1多层隔离膜65。第1多层隔离膜65具有与第1电解质槽30内相接的第1疏水性多层隔离膜和与第2电解质槽内相接的第2疏水性多层隔离膜。第2电解质槽31和第3电解质槽32之间配置有具有和上述多层隔离膜28相同构造的第2多层隔离膜66。第2多层隔离膜66具有与第2电解质槽30内相接的第3疏水性多层隔离膜和与第3电解质槽内相接的第4疏水性多层隔离膜。第1电解质槽30和负极板9侧的生成气体回收室56彼此相邻，并且通过疏水性多孔质氟树脂膜1(第5疏水性多孔质氟树脂膜)隔离。这些负极板9的生成气体回收室56，第1电解质槽30、第2电解质槽31、第3电解质槽32串联连接。在第1电解质槽30和第2电解质槽32和第3电解质槽32中，在初始状态中分别储存有水、电解质槽以及水。准分子灯52本体浸入第3电解质槽32的水中。负极板9储存于负极板9侧的生成气体回收室56内，负极板9为如网状之类具有通气性的电极。正极板10位于第3电解质槽32内，正极板10为与第2多层隔离膜66的第4疏水性多孔质氟树脂膜紧密接触配置的具有通气性的电极，例如碳网电极。
在如图9所示的电解装置中，在盐水溶液的电解中，通过电解盐水溶液在正极板10侧的生成气体回收室56中产生氯。另一方面，在如图10(A)所示的电解装置中，使在正极板10中生成的氯吸收水，并通过将微量生成的盐酸作为导电剂将电(交流电)送至准分子灯52中以使其发光，通过光解(HClO+hν＝HCl+1/2O2)与盐酸一起生成的相对大量的次氯酸(HClO)，从而生成盐酸和氯。盐酸具有光吸收波长低于200nm的吸收带，而次氯酸(HClO)具有光吸收波长低于200nm以及位于300nm处的吸收带(图10(B))。因此，Xe准分子灯光(振荡波长306nm)52不被盐酸(HCl)所吸收，仅被次氯酸(HClO)吸收光解而产生盐酸(HCl)。这里使用的准分子灯52由石英玻璃管制成且为同轴型，轴中心部为灯芯电极63，石英玻璃管表面被激发作为同轴电极。由于玻璃管表面被盐酸水溶液包围，因此将正极板10作为用于激发准分子灯的电极以作为一对电极并用，并且通过准分子灯激发电源(交流)53来激发。虽然在该准分子灯表面和正极板10之间的盐酸水溶液有电流流通，但是该电流为交流电，因此不会引起盐酸水溶液和水的电解，也不会对盐酸的生成量产生影响，并且两电极间也不会产生气泡因此也不会对准分子灯的激发效率产生影响。这果生成的盐酸从无机酸回收口36，氧气从生成气体回收管33回收。这里，由于疏水性多孔质氟树脂膜1和第2多层隔离膜65、66使用相同细孔径(Φ3微米)，因此第1电解质槽30和第2电解质槽31和第3电解质槽32的耐水压是相同的。因此，通过在供水源49和盐水溶液供应源48的位压头位于相同的高度(h1)进行加压的状态下进行电解和准分子灯的光化学反应来制备盐酸。此外，在充放电时，通过对储存于各电解质槽30、31、32中的水及电解质水溶液施加耐水压，以将水及电解质水溶液压入疏水性多孔质氟树脂膜1和各个多层隔离膜65、66中，使其成为导电体。在储电时，通过解除水及电解质水溶液的压力，以使气体返回至疏水性多孔质氟树脂膜1和各个多层隔离膜65、66中，使其成为绝缘体。
与第10实施例相关的发明涉及使用多层隔离膜的电解水的装置。在该电解装置中，通过在可以经济地获得与耐水压相当的水压环境下并且在室温下电解水，来制备氢和氧。这里所谓的与耐水压相当的环境下意为在将所述氢发生装置下沉至湖泊、海水、水池等的水面下方的位压头位置的状态下直接供给水，或者将该装置直接连接到自来水管的水龙头上利用水压来供给水，或者从设置于压头可以接触到的高处的储水槽中供给水。这里的室温下的条件为电解质水溶液5为硫酸水溶液。一般情况下，电解水的导电剂使用氢氧化钠，但是在室温(常温)下其饱和溶解度以及导电率都很低，因此通过使液体温度处于80℃左右来提高饱和溶解度，从而提高导电率。但是硫酸即使在室温下溶解度和导电率都高，因此可以不对电解质溶液进行加温，直接在湖泊或海水或水池等水面下使用。进一步地本发明的特征在于，电解质槽在周围具有由疏水性多孔质氟树脂膜组成的3个窗口，并且电解质槽内的电解液与正电极板、负电极板和其他水溶液完全隔离。
图11为电解水的装置的示意图。该装置彼此相邻配置，分别具有在密闭状态下的第1电解质槽30和第2电解质槽31。第1电解质槽30和第2电解质槽31通过多层隔离膜28隔离。第2电解质槽31和负极板9侧的生成气体回收室56彼此相邻，并且通过第3疏水性多孔质氟树脂膜24隔离。第2电解质槽31和正极板10侧的生成气体回收室56彼此相邻，并且通过第4疏水性多孔质氟树脂膜25隔离。这些负极板9的生成气体回收室56，第2电解质槽31以及正极板10的生成气体回收室56串联连接。第1电解质槽30中储存有水或海水的第1电解质水溶液2。第2电解质槽31中储存有约30％的稀硫酸水溶液的第2电解质水溶液5。也就是说，负极板9和第2电解质水溶液5通过第3疏水性多孔质氟树脂膜24来隔离。正极板10和第2电解质水溶液5通过第4疏水性多孔质氟树脂膜25来隔离。第1电解质水溶液2和第2电解质水溶液5通过多层隔离膜28隔离。各个生成气体回收室56内储存有网状等具有通气性的负极板9和正极板10。
这里，只要打开第1电解质槽30的开闭窗口或开闭阀61从水压供给源(位于湖泊或海水的水面下、自来水管、压头位置的储水池)60施加高于2倍耐水压的水压，则第1电解质水溶液2和第2电解质水溶液5压入多层隔离膜28、各个疏水性多孔质氟树脂膜24、25中，就会成为导电体。在该状态下，当在负极板9和正极板10之间施加高于电解水的电压时，第2电解质水溶液5就会开始电解。在负极板9中生成的氢不会产生气泡并且通过生成气体回收管33回收。类似地，在正极板10中生成的氧不会产生气泡并且通过生成气体回收管33回收。这里只要关闭设置于第1电解质槽30中的开闭窗口或开闭阀61，就可以停止从多层隔离膜28向第2电解质槽31的供水。当第3疏水性多孔质氟树脂膜24和第4疏水性多孔质氟树脂膜25变得低于耐水压时，气体就会回到多层隔离膜28、各个疏水性多孔质氟树脂膜24、25中，通过变成绝缘体停止电解。这里，如果打开第1电解质槽30的开闭窗口或开闭阀61，就可以再次开始电解。
与第11实施例相关的发明涉及电解盐水溶液生成金属钠的装置。本发明的特征在于，通过使用多层隔离膜电解水溶液来回收油中的金属钠。由于金属钠的重量比油轻，因此可以在油的下层部位回收金属钠。因此，与传统的通过电解熔融盐来制备金属钠不同，其为水溶液的电解，生成的金属钠不与大气相接触，由于可以100℃以下的温度中来制备，因此是安全的。
图12为通过电解盐水溶液制备金属钠的装置示意图。该装置彼此相邻配置，分别具有在密闭状态下的第1电解质槽30和第2电解质槽31。第1电解质槽30和第2电解质槽31通过上述多层隔离膜28隔离。第3疏水性多孔质氟树脂膜1、1与第2电解质槽31相邻，并且为具有多个彼此连通的细孔的二层构造，经由1、1(第3疏水性多孔质氟树脂膜1为二张重叠的结构)，设置有正极板10侧的生成气体回收室56。这些第1电解质槽30第2电解质槽31以及正极板10侧的生成气体回收室56串联连接。第1电解质槽30中储存有油70。第2电解质槽31中储存有约30％浓度的盐水溶液71。也就是说，第1电解质槽30内的油70和第2电解质槽31内的盐水溶液(30％)71之间通过多层隔离膜28隔离。第2电解质槽31内的盐水溶液71和生成气体回收室56内的正极板10之间通过二层结构的第3疏水性多孔质氟树脂膜1、1来隔离。包极板9与第1电解质槽30的多层隔离膜28紧密接触设置于油70中，并且为具有通气性的网状电极。为了使网状电极位于油70和盐水溶液71的分界面中，使盐水溶液71和油70的分界面与多层隔离膜28和油70的接触面重合(使盐水溶液和油的分界面形成于多层隔离膜28内部)。因此，可以在不对第1电解质槽30的油70进行加压，仅对盐水溶液71进行加压的情况下使盐水溶液和油的分界面形成于多层隔离膜28和油70的接触面中。另一方面，由于正极板10中生成的气体是氯，因此正极板10使用具有通气性的多孔质状的碳电极。这里，使用二层结构的第3疏水性多孔质氟树脂膜1、1的原因是为了使多层隔离膜28和耐水压相等(当1张疏水性多孔质氟树脂膜具有和多层隔离膜28相同的耐水压时不限于此)。
在使用该装置来电解期间，不对有油70的第1电解质槽30加压，仅对盐水溶液(30％)71施加2倍于第1疏水性多孔质氟树脂膜的耐水压。因此，在油供给槽55中没有压头且没有第1电解质槽30的油70和油供给槽55之间的压力差。另一方面，提供高位压头h2于盐水溶液供给源82以对第2电解质槽31内的盐水溶液71施加2倍的耐水压。当对第2电解质槽31内的盐水溶液71施加2倍的耐水压时，盐水溶液71就会压入多层隔离膜28及二层结构的第3疏水性多孔质氟树脂膜1、1中，成为导电体。在该状态下，在正极板10和负极板9之间通过施加电解盐水溶液的电压，使金属钠沉淀至第1电解质槽30的油70的下层部位。生成的金属钠从与第1电解质槽30的下层部位相连的金属钠回收口57中回收。另一方面，氯气从正极板10侧的生成气体回收室56的生成气体回收管33中回收。另外，当施加到第2电解质槽31的压力变得低于耐水压时，气体就会回到多层隔离膜28和二层结构的第3疏水性多孔质氟树脂膜1、1中，通过变成绝缘体停止电解。
在如图12所示的电解装置中，由于与第1电解质槽30的多层隔离膜28紧密接触设置的网状负极板9具有厚度，因此油和水之间的边界较厚。因此，有必要尽量使该边界变薄。因此，如图13(A)所示的电解装置，可以将多层隔离膜28表面附近的水和油的分界面看成是虚拟的负极板58(实际上不存在电极)。油的密度为0.8g/cm3，比水和金属钠(0.98)的密度小。另外，油70起到电介质的功能。如图13(A)所示，在与多层隔离膜28相对的第1电解质槽30的内壁或远离内壁安装了无垢负极板(铜板)9。在该状态下，当接通在负极板9和生成气体回收室56内的具有通气性的正极板10之间并联连接电容器(C1)的直流电源时，电容器(C2)的电荷向电容器(C1)移动(图12(B)的等效电路)。该电容器(C2)为第1电解质槽30内的无垢负极板9和虚拟负极板58之间的油70。当电容器(C2)处于充电状态时，虚拟负极板58和正极板10之间产生电位差，从而第2电解质槽31内的盐水溶液71可以进行电解。生成的金属钠从与第1电解质槽30的下层部位相连的金属钠回收口57中回收。另一方面，氯气从正极板10侧的生成气体回收室56的生成气体回收管33中回收。即使在如图13(A)所示的电解装置中，通过和图12所示的电解装置相同地进行作用，可以生成金属钠。
与第11实施例相关的发明涉及电解氢氧化钠生成金属钠的装置。盐水溶液的饱和溶解度为30％，而氢氧化钠的饱和溶解度在室温下为55％，在80℃下为80％。因此，与电解盐水溶液相比，在氢氧化钠的电解中，可以高效就给地生成金属钠。与图12所示的电解装置相比，图14所示的电解装置储存氢氧化钠水溶液72以替代储存于第2电解质槽31中的电解质水溶液中的盐水溶液71。而且，在第2电解质槽31内，安装有用于加热氢氧化钠水溶液72的热交换管67(加热装置)。上述以外的结构和图12所示的电解装置相同。热交换管67用于加热氢氧化钠水溶液72以提高饱和溶解度，从而增加金属钠的回收量。在热交换管67中通过进行温水循环，可以将氢氧化钠水溶液加热至约80℃。即使在如图14(A)所示的电解装置中，通过和图12说明的电解装置相同地进行作用，可以高效地生成金属钠。
另外，图14所示的电解装置可以和图13(A)所示的电解装置相同，也具有虚拟负极板58。也就是说，如图15(A)所示，在与多层隔离膜28相对的第1电解质槽30的内壁或远离内壁安装了无垢负极板(铜板)9。在该状态下，当接通在负极板9和生成气体回收室56内的具有通气性的正极板10之间并联连接电容器(C1)的直流电源时，也可以将多层隔离膜28表面附近的水和油的分界面作为虚拟负极板58。即使在如图15(A)所示的电解装置中，通过和图13(A)说明的电解装置相同地进行作用，可以高效地生成金属钠。
与第12实施例相关的发明涉及通过控制电解质的溶解度和温度，在二次电池中进行大容量充电、长时间放电，在电解生成中进行大容量沉淀的方法。如图16所示，碱金属元素的大部分硝酸盐、硫酸盐或氯化物在高温下具有高饱和溶解度。一般情况下，通过提高在电解精炼时提供电解生成物原料一侧，或在电池充电时向负极板提供金属的一侧的饱和溶解度，可以增加向负极板输送的正离子的量。另一方面，通过降低在电解精炼时制造电解生成物的一侧，或在电池放电时正离子与电解质中的负离子结合产生盐的一侧的饱和溶解度来降低生成盐的浓度，或通过加水来降低盐浓度，可以使正离子增加且大电流放电，并且增加电解精炼中负极生成物的生成量。在电池中如果例如Al(OH)3，Mg(OH)2，Ca(OH)2等在电解质水溶液中沉淀，即么它就不能用作二次电池，并且如果添加酸以溶解这些盐的话会产生副反应。也就是说，最好反应系统中提供正离子侧的电解质水溶液的饱和溶解度高，接收正离子侧的电解质水溶液的饱和溶解度低。
如图16所示的碱金属氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、氯化物、硫化物的溶解度，在可溶于100g饱和溶液的盐中几乎没有温度依赖性，但是在低温下溶解度低在高温下溶解度高的盐有很多。特别地，在KNO3中，在0℃下低至11％，在100℃下高至71％的溶解度和温度曲线的梯度高。总的来说，碱金属盐的温度梯度高，碱金属氯化物、硫酸盐的溶解度高于铝或镁的氢氧化盐，碱金属硝酸盐在低温下溶解度低，在高温下溶解度高，因此是最适于用于电池的电解质。利用该盐的性质，当温度在0～100℃电解质水溶液的溶解度曲线的梯度在0.1～1.5％/℃时，对该反应系统向另一侧的反应系统提供正离子的一侧的电解质水溶液进行加热。或者，冷却接收正离子侧的电解质水溶液，或者用水稀释。这些加热和冷却可以同时进行或只进行其中一方。这里，当电解质水溶液是对生产氢氧化钠或金属钠必不可少的盐水溶液时，加热水溶液也会提高导电率，因此在电解精炼中加热盐水溶液是重要的。
与第14实施例相关的发明涉及热熔合氟树脂使上述多层隔离膜一体化的方法。具有所述多层隔离膜的密闭电解槽需要通过堆叠多个疏水性多孔质氟树脂膜封闭周边来形成多层包封形密闭袋。但是，氟树脂很难粘接，热熔合是最简单的。氟树脂的融点大约为300℃，而且当空气存在于融合部分时粘接力变弱。在疏水性多孔质氟树脂膜中由于在细孔内存在空气因此空气会成为热熔合的阻碍。因此，在空气中的电加热中，难以找到粘接条件。因此，将被热熔合的材料夹在合成石英玻璃板或红外线透射板中，当将被热熔合材料吸至真空时，疏水性多孔质氟树脂膜内的空气也被吸走，并且由于在大气压下加压合成石英玻璃板或红外线透射板，因此可以通过隔绝空气，并在压力下照射红外线来进行热熔合。
首先，在多层隔离膜的所述框状衬垫由氟脂制成的情况下，准备已将该衬垫夹在2张疏水性多孔质氟树脂膜中并层压的层压体，或准备用于制作水枕型(包封型)电解质水溶液密闭袋的2张疏水性多孔质氟树脂膜的层压体。随后，将该层压体夹在至少一方具有红外线透射性的2块板中，使2块板和所述层压体之间为真空状态，并且在大气压下，从具有所述红外线透射性的板表面照射红外线。通过将氟树脂制成的衬垫和夹住该衬垫的2张疏水性多孔质氟树脂膜在靠近外周边缘的周边彼此热熔合，可以制成堆叠多层隔离膜或多个疏水性多孔质氟树脂膜的袋。
此外，如果从合成石英玻璃表面提供聚集的红外线激光或太阳光的话，热熔合在300℃以上的温度下完成。激光器通过将yag激光器、平板激光器、玻璃激光器、光纤维激光器、红外灯或太阳光的集光束、或二氧化碳激光会聚成点状通过红外线加热来进行热熔合。另外，二氧化碳激光器的红外线透射板为硒化锌板。
<实施例>
下面基于图1至图23对本发明的有效实施例进行详细说明。
图1为与第1～14实施例相关的本发明的作为基础的疏水性多孔质氟树脂膜的耐水压测量装置。将由细孔径为1、3、10微米的氟树脂制成的疏水性多孔质氟树脂膜夹住，并使上下玻璃容器紧密接触，并在室温下将饱和溶解度相同的电解质水溶液装入该上下容器中。对两电解质水溶液施加相同的水压，通过科尔劳希电桥来测量电压突然变为∞的压力，以获得耐水压。电解质水溶液为Ca(NO3)2，NaOH，Cu(NO3)2，KNO3，LiNO3，KOH，NaNO3，CaCl2，Al(NO3)3，Mg(NO3)2，CuCl2，KF，LiCl，MgCl2，Ba(OH)2，AlCl3，Al2(SO4)3，Na2S，CuSO4，BaCl2，KCl，MgSO4，Na2SO4，NaCl，BaS，Ba(NO3)2，LiOH，Ca(OH)2，Al(OH)3，Mg(OH)2，Ca(OH)2，硫酸、盐酸或硝酸水溶液。
图21示出了膜厚100微米，细孔径为1、3、10微米时的疏水性多孔质氟树脂膜在氯化铝溶解度为0至30％时的耐水压。在细孔径1微米(日东电工：NTF-1131)中，淡水(溶解度0％)：0.13Mpa(megapascal)，溶解度高于10％：0.12Mpa。在细孔径3微米(日东电工：NTF-1133)中，淡水(溶解度0％)：0.04Mpa，溶解度高于10％：0.03Mpa。在细孔径10微米中，淡水(溶解度0％)：0.01Mpa，溶解度高于10％：0.05Mpa。因此，在各实施例中，采用耐水压低于1气压(0.1Mpa)的细孔径为3微米(日东电工：NTF-1133)的疏水性多孔质膜。
作为样品的疏水性多孔质氟树脂膜的尺寸采用孔径3微米，厚度100微米，S＝3.14cm2。如图1(A)-(d)所示，关闭如图1所示的耐水压测量装置的气体开放阀16，疏水性多孔质氟树脂膜1的中央部会形成压缩气体层17(电介质8)。压入该样品的第1电解质水溶液2和第2电解质水溶液5两者均使用5％的盐水溶液，并且对第1电解质水溶液和第2电解质水溶液的液体加压装置4、7施加相同水压的压力。不加压时的静电容量为12pF，但用3倍耐水压加压时静电容量为1.15μF。
在玻璃制容器中插入直径为5mm，间隔10mm的碳电极，使用将图1中所示的用于测量静电容量的电容器变为电阻的惠斯登电桥电路，用同步器一边观察1000Hz的交流电变为0V的点，一边测量温度在0～100℃范围内的电阻，并测量Ca(NO3)2，NaOH，Cu(NO3)2，KNO3，LiNO3，KOH，NaNO3，CaCl2，Al(NO3)3，Mg(NO3)2，CuCl2，KF，LiCl，MgCl2，Ba(OH)2，AlCl3，Al2(SO4)3，Na2S，CuSO4，BaCl2，KCl，MgSO4，Na2SO4，NaCl，BaS，Ba(NO3)2，LiOH，Ca(OH)2，Al(OH)3，Mg(OH)2，Ca(OH)2，硫酸、盐酸、硝酸等导电率。
图22示出了液体温度在30℃时氯化钠、氢氧化钠、硫酸、盐酸的导电率(S/cm)。在本发明中，盐水溶液是电解精炼中的重要原料，用于氢氧化钠或金属钠的沉淀，食盐、氢氧化钠及盐酸用于通过电解盐水溶液制造氢、氢氧钠及盐酸时的导电剂，盐酸用于准分子灯的表面电极，氢氧化钠或硫酸用于通过电解水制造氢及氧。作为电解质水溶液的导电剂，盐酸浓度为20％导电最高为0.47S/cm，硫酸：30％为0.41S/cm，食盐：30％为0.24S/cm，氢氧化钠：10％为0.2S/cm。
图16为碱金氢氧化物、硝酸盐、硫酸盐、氯化物的溶解度的测量结果。在用加热器缠绕的玻璃制烧杯中插入Ca(NO3)2，NaOH，Cu(NO3)2，KNO3，LiNO3，KOH，NaNO3，CaCl2，Al(NO3)3，Mg(NO3)2，CuCl2，KF，LiCl，MgCl2，Ba(OH)2，AlCl3，Al2(SO4)3，Na2S，CuSO4，BaCl2，KCl，MgSO4，Na2SO4，NaCl，BaS，Ba(NO3)2，LiOH，Ca(OH)2，Al(OH)3，Mg(OH)2，Ca(OH)2，硫酸、盐酸、硝酸等各浓度水溶液，并且向装有电解质水溶液的烧杯照射He-Ne激光以加热电解质水溶液，测量激光散射光的发光强度，并且将散射光增加的点作为饱和溶解度，在温度为0～100℃的范围内进行测量。
图23为作为用于Al/Cu，Mg/Cu，Pb/Cu电池的电解质水溶液，测量Al、Mg、Pb、Cu的硝酸盐、硫酸盐、氯化物的溶解度的结果。在加热器缠绕的玻璃制烧杯中插入Cu(NO3)2，Al(NO3)3，Mg(NO3)2，CuCl2，MgCl2，AlCl3，Al2(SO4)3，CuSO4，MgSO4、Pb(NO3)2，PbCl2等各浓度的水溶液，并向装有电解质水溶液的烧杯照射He-Ne激光以加热电解质水溶液，测量激光散射光的发光强度，并且将散射光增加的点作为饱和溶解度，在温度为0～100℃的范围内进行测量。
图5为Al/Cu的二次电池。从负极板材料来看，相对于Al的每g重量的放电容量为-4.98Wh/g，Li为-11.73Wh/g，锂是铝2.35倍。但是相对于Al的每质量的放电容量-13.44Wh/cm2，Li为-5.87Wh/cm2，铝是锂的2.28倍。从资源量来看，铝年产量为234M吨(兆吨)，锂为0.36M吨，铝是锂的6500多倍。正极使用金属比使用空气或氧更简单。因此，在如图5所示的Al/Cu二次电池中，正极板使用铜。但是，正极板使用铜的话，充电时铜离子(Cu2+)会溶入电解质水溶液中，并在负极板的铝表面沉淀，从而形成局电池，因此无法制成二次电池。因此，通过在正极板的铜表面层压氯化铜层，构成Al/CuCl2电池而不是Al/Cu电池。电解质水溶液使用氯化铝(AlCl3)的原因为氯化铝的溶解度几乎不存在温度依赖性。在充电中，如果氯化铝水溶液的饱和溶解度超过30％的话，会开始再结晶并沉淀。在放电时，该沉淀物将电解质补充到电解质水溶液中供，因此放电时间能变长。由于负极板9及正极板10中具有针孔15，因此当加压电解质水溶液13时，各个疏水性多孔质氟树脂膜22、23内的空气被推入针孔15内。结果，各疏水性多孔质氟树脂膜的细孔内充满电解质水溶液，从而成为导电体。当解除电解质水溶液13的加压时，气体就会从各极板9、10所具有的针孔15中返回至各个疏水性多孔质氟树脂膜的细孔内，从而成为绝缘体。我们开发了一种二次电池，其将这种“排出/吸入”空气的现象用作“接通/断开离子的表面开关”。由于在该二次电池中，仅在充放电时加压电解质水溶液，在储电时解除电解质水溶液的加压，因此不会发生副反应，且内阻降低。我们制作了具有80cc电解质水溶液的Al/Cu二次电池，在15A下充电2小时，电动势为2V，并且以1A的电流大约可以放电30小时。解除电解质水溶液的加压使该电池处于储电状态，将其放置1000小时，也未观察到放电容量的降低。
图6为改良的丹尼尔电池。丹尼尔电池使用未锻烧的板隔离两种类型的电解质水溶液，并适于放电。但是，丹尼尔电池随着时间的增加，正极板侧的电解质水溶液的铜离子(Cu2+)会通过未锻烧的板使2种类的电解质水溶液混合。此外，即使在作为负极板侧的电解质水溶液的氯化铝水溶液中插入作为负极板的金属铝，铝也难以溶出。但是，当在作为正极板侧的电解质水溶液的氯化铜水溶液中插入作为正极板的金属铜时，铜会马上开始溶出。
因此，在本发明中，两电极板均用疏水性多孔质氟树脂膜来与电解质水溶液隔离，从而仅在充放电时使两电极板可以分别与电解质水溶液接触。而且，当将未锻烧的板作为隔离膜来使用时，充电时从正极溶出的铜离子(Cu2+)会通过未锻烧的板，在负极板(Al)中沉淀，从而产生局部电池并且停止二次电池的功能。因此，由于2种类的电解质水溶液的负离子是相同的，安装负离子交换膜以替代未锻烧的板。
如图6(A)所示，在充电时，在负极板侧向Al3+离子提供来自负极板的电子，从而成为金属Al并沉淀在负极板Al板上。而在正极板侧，失去电子的Cu成为Cu2+离子，并且溶解于第1电解质水溶液2中。这里，在负极板侧的第2电解质水溶液5中Al3+离子减少，该相应程度剩余的Cl-离子通过负离子交换膜46，向离子浓度低的正极板侧的第2电解质水溶液5移动。该Cl-离子与第2电解质水溶液5中的Cu2+离子结合成为CuCl2，从而使第2电解质水溶液5的浓度变高。另一方面，在负极板侧的AlCl3水溶液浓度变低时，解除各电解质水溶液2、5的耐水压，以终止充电。通过该各电解质水溶液2、5的加压的解除，二次电池成为储电状态。在储电状态的二次电池中，不会发化学反应，并且维持储电状态直至开始对各电解质水溶液2、5施加耐水压。
如图6(B)所示，随后，当对各电解质水溶液2、5施加耐水压，就可以开始二次电池的放电。在放电时，负极的Al成为Al3+离子，并且开始溶于第1电解质水溶液2中，生成的电子通过负荷(电灯)42发送至正极板。另一方面，正极板侧的第2电解质水溶液5中的Cu2+离子接收来自正极板的电子，并作为金属Cu沉淀于Cu板电极中。这里，正极板10的第2电解质水溶液5中Cu2+离子减少，该相应程度剩余的Cl-离子向离子浓度低的负极板9侧的第1电解质水溶液2移动。由于Cl-离子与Al3+离子结合成为AlCl3，因此电解质水溶液的浓度变高。但是，正极板侧的CuCl2水溶液的浓度变低，第2电解质水溶液5的Cu2+离子特有的蓝色变淡。通过识别该第2电解质水溶液5的颜色，可以判断是否处于过度放电状态。此时，当正极板侧的CuCl2水溶液的浓度降低时，流动的电子会减少并停止放电。此时的Al/Cu电子的电动势为1.85V。
具有80cc容量的密闭电解槽内通过插入负离子交换膜46来一分为二。随后，在被划分的空间中分别封入AlCl3：40cc，CuCl2：40cc，以制成Al/Cu二次电池。将该二次电池在15A下充电2小时，电动势为1.85V，1A的电流能够放电大约24小时。解除电解质水溶液的加压使该制作的电池处于储电状态，将其放置1000小时，也未观察到放电容量的降低。
在通过电解盐水溶液来制造氢氧化钠中通常使用隔膜法。在该方法中，生成的氢氧化钠中含有氯化钠。而且，在正极板中产生氯气。在与实施例相关的电解装置中，可以不使用离子交换膜，在室温下电解盐水溶液。本实施例的特征在于在第1电解质槽30和第2电解质槽31之间具有多层隔离膜28。当对各电解质槽30、31施加耐水压来电解第2电解质槽31内的盐水溶液时，会产生Na+离子和氯化物离子(Cl-)。另一方面，当电解第1电解质槽30内的水时，会产生氢离子(H+)和氢氧化物离子(OH-)。产生的Na+离子被吸至负极板上，并通过多层隔离膜28与第1电解质槽30内的氢氧化物离子(OH-)结合，生成氢氧化钠。产生的氢离子(H+)通过第3疏水性氟隔离膜，在具有通气性的负极板9中成为氢气(H2)。此时，负极板9表面不会产生气泡，且氢气(H2)通过生成气体回收管33被回收。类似地，产生的氯化物离子(Cl-)通过第4疏水性多孔质氟隔离膜在具有通气性的正极板10中变为氯气(Cl2)。此时，正极板10表面不会产生气泡，且氯气(Cl2)通过生成气体回收管33被回收。当将30％的盐水溶液填充至内容积为100cc的第2电解质槽31中，在室温(25℃)下，一边经常补给盐水溶液，一边在3V、5A条件使其电解10小时时，可以得到大约20的氢氧化钠。
此外，将50％的次氯酸(HClO)和2％的盐酸置于200cc的烧杯中，并将碳圆柱电极和Xe-Cl准分子灯插入其中心轴中。当对该Xe-Cl准分子灯照射60分钟时，可以得到浓度约为30％的盐酸。
具有如图11所示的结构，负极板9和正极板10具有多孔质碳电极，在内容积为42cc的第1电解质槽30中密闭了30％的硫酸。当将第2电解质槽31连接自来水管的水龙头并施加高于耐水压的水压，并在2V、5A的条件下进行电解时，可以证实会生成氢和氧。
将一面具有网电级，另一面具有安装有多孔质碳性的正极板的生成气体回收室，且用疏水性多孔质氟树脂膜隔离两面的内容积10cc的密闭电解质槽插入100cc烧杯的中央部。将油充满至该烧杯中，并且将30％的盐水溶液用耐水压压入密闭电解质槽中，当在3V、5A的条件下进行电解时，可以证实茶色的金属钠会析出于油中。
对于如图7所示的用丙稀酸树脂制成的Al/Cu二次电池，在内容积80cc的密闭电解质槽12中密闭了电解质水溶液13的30％氯化铝水溶液。在使用于测量折射率的绿色半导体激光器(532nm)倾斜入射，并且垂直照射用于再结晶观察的红色半导体激光器(650nm)74的状态下，用耐水压加压电解质水溶液13，并在2V、10A的条件下开始充电。如图18所示，初始溶解度为30％的氯化铝的折射率为1.426(点(a))。当继续流动电流以充电时，溶解度和折射率呈直线下降(点(b))，10小时后当溶解度下降到3％、折射率下降到1.342时终止充电。这里，如果解除耐水压的话，折射率在1000小时中完全不变(点9(c))。这表明该电池在储电状态中不发生副反应且没有内阻。当再次用耐水压加压电解质水溶液13以在10A下开始放电时，折射率呈直线上升(点(d))，在10小时后饱和溶解度变为30％，折射率变1.426，并停止了放电(点(e))。
在图18中，用于观察再结晶程度的透射率在开始充电的初期为23％，随着充电透射率呈直线上升(点(f))，2小时后透射率达到989％(点(g))。随后，在储电状态下透射率不变化(点(h))。随后，在放电时透射率在一定时间内维持在98％(点(i))。放电时，透射率为98％表明电解质水溶液在饱和溶解度以下，并且放电正在顺利进行。随着放电的继续，电解质水溶液氯化铝的浓度上升，开始再结晶，因此激光的透射率下降。这些结果表明该二次电池为既无副反应也无内阻的理想电池。电解质水溶液再结晶意味着该二次电池可以进行大容量的充电。也就是说，即使电解质水溶液在放电中进行再结晶，由于电解质水溶液的浓度保持在超出饱和溶解度的情况下开始再结晶，因此可以长时间放电。
图17为试制的Al/Cu二次电池的原理说明图。该电池具有负极板9、正极板10、2张疏水性多孔质氟树脂膜1、水枕型电解质水溶液密闭袋44。将水枕型电解质水溶液密闭袋44夹在疏水性多孔质氟树脂膜(氟树脂)1之间，且填充氯化铝水溶液。水枕型电解质水溶液密闭袋44夹在正极板10和负极板9之间，正极板10是在其表面上层压有氯化铜(CuCl2)晶体64的铜板，而负极板9是铝板。并且，负极板9和正极板10中开有用于将疏水性多孔质氟树脂膜1内的气体(空气)“排出/吸入”的针孔(大气开放口、气体胶囊)15。这里，在通过加压手段(指压)43压缩负极板9和正极板10的状态下，施加来自充电电源供给源45的电压并开始充电。充电时，氯化铜(CuCl2)晶体64层压在正极板10上，金属铝沉淀于负极板9上。这里，当解除加压手段(指压)时，气体(空气)经由针孔(大气开放口、气体胶囊)15会返回至疏水性多孔质氟树脂膜1中，由于疏水性多孔质氟树脂膜(氟树脂)1变为绝缘体，从而维持储电状态。这里，当再次用加压装置11施加压力时，疏水性多孔质氟树脂膜(氟树脂)1内的气体(空气)会排入针孔(大气开放口、气体胶囊)15中，并开始放电，从而负荷(电灯)42点亮。
试制了在水枕型电解质水溶液密闭袋(包封型电解质垫)44中填充有容量5cc电解质水溶液的Al/Cu二次电池。当该试制电池在1.5A电流下充电1小时后，电动势为2V，并且可以在1A电流下放电约15小时。当解除电解质水溶液的加压使该试制电池处于储电状态时，即使放置1000小时，也未观察到放电容量的降低。
多层隔离膜28或水枕型电解质水溶液密闭袋44具有多张多孔质氟树脂膜，或至少1张多孔质氟树脂膜和氟树脂膜重叠的结构。一般情况下，氟树脂之间是难以接合的。因此，在真空中激光熔接氟树脂的方法是本发明的特征。首先，将重叠有多张氟树脂膜的一束氟树脂夹在2块合成石英玻璃板之间。随后，在将2块石英玻璃板之间抽成真空，并在大气压下加压2块石英玻璃板的状态下，用来自石英玻璃表面的yag激光器或玻璃激光器等的带状束对多个重叠氟树脂束的被熔合部位进行瞬间加热。或者，将夹在2块石英玻璃板之间的样品放置在X-Y平台上，使光纤激光器或太阳光聚集成单点，并以包围平台状地进行扫描，从而热熔融包围部位。这里，当使用二氧化碳激光器时，进行了将氟树脂束夹入1张石英玻璃和1张硒化锌板重叠的板之间的实验。
图19、20为将平板电容器制成圆柱形电容器的示例。圆柱形可变电容器的静电容量Cx如图19(a)所示为Cx＝lim2πε/lnb/a＝∞[b－a→0，b＝a→b/a＝1→ln1＝0]。这里，负极板9为镍板，正极板10为碳棒，电解质水溶液2为5％的盐水溶液。当对电解质水溶液2施加低于耐水压的水压时，如图19(b)所示，电解质水溶液2会从两面开始渗入疏水性多孔质氟树脂膜1中并形成压缩气体层17，从而得到大容量的静电容量。并联排列该电容器进一步增大容量的是如图19(c)所示的电容器。
如图20(c)所示的蚊香线型电容器是通过并联连接2个电容器以如图20(a)所示的增大静电容量并缠绕静电容量变成2倍的电容器而形成的。由于静电容量可变电容器的静电容量为C＝εS/d，因此为了扩大面积S采用蚊香线型。作为用电极为镍薄板，电解质水溶液使用5％的盐水溶液进行实验的结果，证实了通过对电解质水溶液加压0.1Mpa(megapascal)，静电容量变大。
工业上可利用性
石油和煤炭的可采年数有限制，并且排放二氧化碳。另一方面，核燃料产生放射能。与此相反，氢的可采年数没有限制，且不会产生二氧化碳以及放射能，是清洁环保的燃料。但是，氢本身是轻的，但是贮藏氢的容器(液化气瓶)或水素吸藏合金太重，因此不适合运输。特别是最近，氢燃料汽车一直备受关注，但是在汽缸中携带氢气并使用氢作为燃料的燃料电池车只是一个装载了发电站的汽车。发电站交给电力公司，如果将该电力充入电池中的话，汽车的驱动仅变为电动机。本发明的铝/铜电池使用便宜的电极材料，且重量轻，是可以在常温常压下安全地进行高速充电、长距离行驶的二次电池。而且静电容量可变电容器作为启动时的初始驱动源有助于减少汽车的能源消耗。
符号说明
1 疏水性多孔质氟树脂膜
2 第1电解质水溶液
3 第1电解质水溶液的液压
4 第1电解质水溶液的液体加压装置
5 第2电解质水溶液
6 第2电解质水溶液的液压
7 第2电解质水溶液的液体加压装置
8 电介质(电容器)
9 负极板
10 正极板
11 液体加压装置
12 密闭电解质槽
13 电解质水溶液
15 大气开放口(针孔、气体胶囊、气体排出/导入管)
16 阀
17 压缩气体层
18 第1表面
19 第2表面
20 第1主表面
21 第2主表面
22 第1疏水性多孔质氟树脂膜
23 第2疏水性多孔质氟树脂膜
24 第3疏水性多孔质氟树脂膜
25 第4疏水性多孔质氟树脂膜
26 气体储存器
27 衬垫
28 多层隔离膜
29 大气保护膜
30 第1电解质槽
31 第2电解质槽
32 第3电解质槽
33 生成气体回收管
34 金属盐水溶液压入口
35 碱金属钠回收口
36 无机酸回收口
37 水的压入口
42 负荷(电灯)
43 加压装置(指压)
44 水枕型电解质水溶液密闭袋
45 充电电源供给源
46 负离子交换膜
48 盐水溶液供应源(压头)
49 供水源(压头)
52 Xe-Cl准分子灯(波长306nm)
53 准分子灯激发电源(交流)
54 油注入口
55 油供给槽
56 生成气体回收管
57 金属钠回收口
58 虚拟负极板(油和水的分界层)
60 水压供给源(位于湖泊或海水的水面下、自来水管、压头位置的储水槽)
61 开闭窗口或开闭阀
63 芯电极(由石英玻璃管模制而成)
64 氯化铜(CuCl2)晶体
65 第1多层隔离膜
66 第2多层隔离膜
67 热交换管
70 油
71 盐水溶液(30％)
72 氢氧化钠水溶液
73 第1半导体激光(532nm)
74 第2半导体激光(650nm)
75 镜子
76 光检测器
77 线性传感器
78 沉淀槽(再结晶贮留库)。

Claims (17)

1.一种电化学反应装置，其特征在于，具有起到离子导电体作用的接通/断开离子的表面开关，所述电化学反应装置包括一对电极，位于所述一对电极之间的电解质水溶液，至少一面与所述电解质水溶液接触配置的且具有多个彼此连通的细孔的疏水性多孔质氟树脂膜，和用于向所述电解质水溶液施压的加压装置；
所述接通/断开离子的表面开关为，
在通过所述加压装置加压所述电解质水溶液时，使电解质水溶液部分地压入所述疏水性多孔质氟树脂膜的所述多个细孔中，在形成和所述疏水性多孔质氟树脂膜的表面平行的离子导电体层的同时，将所述电解质水溶液的未压入部分作为与所述疏水性多孔质氟树脂膜的表面平行的压缩气体层；而在解除所述加压时，使所述压缩气体层膨胀从而将所述疏水性多孔质氟树脂膜恢复成绝缘体，或
当通过所述加压装置加压所述电解质水溶液时，使所述电解质水溶液压入所述疏水性多孔质氟树脂膜的所述多个细孔中以排出所述细孔中的气体，用所述电解质水溶液替代所述气体，将所述疏水性多孔质氟树脂膜作为离子导电体；而在解除所述加压时，用所述气体排出所述疏水性多孔质氟树脂膜的所述多个细孔中的所述电解质水溶液，将所述疏水性多孔质氟树脂膜恢复为绝缘体。
2.一种电化学反应装置，其特征在于，具有静电容量可变电容器的功能，
所述电化学反应装置配备有起到离子导电体作用的接通/断开离子的表面开关，并且包括正极板和负极板，位于所述正极板和所述负极板之间的电解质水溶液，具有多个彼此连通的细孔的疏水性多孔质氟树脂膜，和用于加压所述电解质水溶液的加压装置；
所述接通/断开离子的表面开关的结构为：在通过所述加压装置加压所述电解质水溶液时，使所述电解质水溶液部分地压入所述疏水性多孔质氟树脂膜的所述多个细孔中，在形成和所述疏水性多孔质氟树脂膜的表面平行的离子导电体层的同时，将所述电解质水溶液的未压入部分作为与所述疏水性多孔质氟树脂膜的表面平行的起到电介质作用的压缩气体层；而在解除所述加压时，使所述压缩气体层膨胀，从而将所述疏水性多孔质氟树脂膜恢复至绝缘体；
在形成了起到所述电介质作用的所述压缩气体层时，再通过所述加压装置用高于所述疏水性多孔质氟树脂膜的耐水压的压力加压所述电解质水溶液，然后在正极板和负极板之间施加额外电压以提供电荷，并且在将所述疏水性多孔质氟树脂膜恢复至所述绝缘体时，将电荷储存于所述绝缘体表面。
3.根据权利要求2所述的电化学反应装置，其特征在于，所述正极板和所述负极板彼此相对配置且构成储存所述电解质水溶液的密闭容器的一部分，
所述疏水性多孔质氟树脂膜液体被密封地设置成在所述密闭容器内分离所述电解质水溶液于2室中，
所述接通/断开离子的表面开关为，在通过所述加压装置加压所述密闭容器的2个室内的所述电解质水溶液时，使电解质水溶液部分地压入所述疏水性多孔质氟树脂膜的两侧的所述多个细孔中，在分别形成和所述疏水性多孔质氟树脂膜的表面平行的离子导电体层的同时，将位于所述疏水性多孔质氟树脂膜的中央附近的所述电解质水溶液的未压入部分作为与所述疏水性多孔质氟树脂膜的表面平行的起到电介质作用的所述压缩气体层；而在解除所述加压时，使所述压缩气体层膨胀从而将所述疏水性多孔质氟树脂膜恢复成绝缘体。
4.根据权利要求2所述的电化学反应装置，其特征在于，所述正极板和所述负极板彼此相对配置，
所述疏水性多孔质氟树脂膜配置成与所述正极板表面或所述负极板表面中任一方或两方接触，并且构成储存所述电解质水溶液的密闭容器的一部分，
所述接通/断开离子的表面开关为，在通过所述加压装置加压所述密闭容器的所述电解质水溶液时，使所述电解质水溶液部分地压入所述疏水性多孔质氟树脂膜的所述多个细孔中，在形成和所述疏水性多孔质氟树脂膜的表面平行的离子导电体层的同时，将位于所述疏水性多孔质氟树脂膜的所述正极板附近或所述负极板附近中的任一方或两方的所述电解质水溶液的未压入部分作为与所述疏水性多孔质氟树脂膜的表面平行的起到电介质作用的所述压缩气体层；而在解除所述加压时，使所述疏水性多孔质氟树脂膜的所述压缩气体层膨胀从而将所述疏水性多孔质氟树脂膜恢复成绝缘体。
5.一种电化学反应装置，其特征在于，具有二次电池的功能，
所述电化学反应装置配备有起到离子导电体作用的接通/断开离子的表面开关，并且包括彼此相向的分别具有通气情的正极板和负极板，位于所述正极板表面且具有彼此连通的多个细孔的第1疏水性多孔质氟树脂膜，位于所述负极板表面且具有彼此连通的多个细孔的第2疏水性多孔质氟树脂膜，储存电解质水溶液且至少一部分由所述第1疏水性多孔质氟树脂膜和第2疏水性多孔质氟树脂膜构成的密闭容器，和用于加压所述电解质水溶液的加压装置，
所述接通/断开离子的表面开关为，当通过所述加压装置加压所述电解质水溶液时，使所述电解质水溶液部分地压入所述第1、第2疏水性多孔质氟树脂膜的所述多个细孔中，使各个细孔内的气体分别排出至具有通气性的所述正极板和负极板中，用所述电解质水溶液置换所述气体，并将所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜作为离子导电体，在中间介有所述电解质水溶液和所述离子导电体的所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜的所述正极板和所述负极板之间开始充电放电；而在解除所述加压时，气体分别从具有通气性的所述正极板和负极板返回至所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔内，并将所述第1、第2疏水性多孔质氟树脂膜恢复成绝缘体，从而维持储电状态。
6.根据权利要求5所述的电化学反应装置，其特征在于，所述正极板由在所述第1疏水性多孔质氟树脂膜侧的表面涂覆有铜盐膜的铜板制成，所述负极板由碱金属板制成，并且所述电解质水溶液为碱金属盐水溶液。
7.根据权要求5所述的电化学反应装置，其特征在于，具有将所述密闭容器分隔成所述正板板侧的第1室和负极板侧的第2室的负离子交换膜，并且位于所述正极板侧的所述第1室和所述负极板侧的第2室储存有负离子相同，正离子不同的第1电解质水溶液和第2电解质水溶液。
8.根据权利要求5所述的电化学反应装置，其特征在于，还包括第1检测装置和第2检测装置，所述第1检测装置用于通过对所述电解质水溶液进行激光照射来测量在所述接通/断开离子的表面开关的接通/断开中，在夹住所述密闭容器内的所述电解质水溶液且相对的所述正极板和所述负极板之间进行充电放电储电期间产生的所述电解质水溶液的折射率变化，并且用于检测充电结束和放电极限；所述第2检测装置用于通过对所述电解质水溶液进行激光照射从透射率变化来检测在进行所述充电放电、储电期间产生的随着超过所述电解质水溶液的饱和溶解度的再结晶化。
9.根据权利要求6所述的电化学反应装置，其特征在于，在具有所述二次电池功能的电化学反应装置中，还包括在充电时用于加热所述电解质水溶液的加热装置，和在放电时，用于冷却所述电解质水溶液的冷却装置或用于补给水的水补给装置。
10.一种电化学反应装置，其特征在于，具有电解功能，包括：
第1电解质槽和第2电解质槽，所述第1电解质槽和第2电解质槽彼此相邻配置且处于密闭状态，
多层隔离膜，所述多层隔膜配置于所述第1和第2电解质槽之间并且具有起到电介质作用的接通/断开离子的表面开关，包括位于所述第1和第2电解质槽之间的框状的衬垫，位于所述第1电解质槽侧的所述衬垫表面并且具有彼此连通的多个细孔的第1疏水性多孔质氟树脂膜，位于所述第2电解质槽侧的所述衬垫表面并且具有彼此连通的多个细孔的第2疏水性多孔质氟树脂膜，一端与由所述衬垫和所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜围成的空间相连的气体排出/导入管，
水，所述水储存于所述第1电解质槽中，
电解质水溶液，所述电解质水溶液储存于所述第2电解质槽中，
第3疏水性多孔质氟树脂膜，所述第3疏水性多孔质氟树脂膜具有彼此连通的多个细孔，并且设置成在位于与所述多层隔离膜相反侧的所述第1电解质槽的壁中与水接触，
第4疏水性多孔质氟树脂膜，所述第4疏水性多孔质氟树脂膜具有彼此连通的多个细孔，并且设置成在位于与所述多层隔离膜相反侧的所述第2电解质槽的表面中与所述电解质水溶液接触，
负极板，所述负极板具有通气性，且配置于所述第3疏水性多孔质氟树脂膜的与所述水接触的表面相反侧的表面，
正极板，所述负极板具有通气性，且配置于所述第4疏水性多孔质氟树脂膜的与所述电解质水溶液接触表面相反侧的表面，
加压装置，所述加压装置用于加压所述电解质水溶液和水；
所述接通/断开离子的表面开关的构造为，当通过所述加压装置加压所述第1和第2电解质槽内的所述电解质水溶液和所述水时，使所述第1电解质槽内的水压入所述第1疏水性多孔质氟树脂膜的所述多个细孔中，排出各个细孔内的气体的同时，将所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液压入所述第2疏水性多孔质氟树脂膜内的多个细孔中，并且排出各个细孔内的气体，将所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜作为离子导电体的同时，将所述气体通过所述空间从所述气体排出/导入管排出外部；而在解除所述第1和第2电解质槽内的所述水和所述电解质水溶液的加压时，气体从所述气体排出/导入管通过所述空间返回至所述第1疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔内和所述第2疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔内，使所述第1、第2疏水性多孔质氟树脂膜成为绝缘体；
在通过所述加压装置加压所述第1电解质槽内的所述水时，将所述第1电解质槽内的所述水压入所述第3疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔内，并将各个细孔内的气体通过具有通气性的所述负极板排出，并将所述第3疏水性多孔质氟树脂膜变为离子导电体；并且在通过所述加压装置加压所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液时，将所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液压入所述第4疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔中，并将各个细孔内的气体通过具有通气性的所述正极板排出，将所述第4疏水性多孔质氟树脂膜变为离子导电体，通过以上处理以在所述正极板和所述负极板之间进行电解。
11.一种电化学反应装置，其特征在于，具有电解功能，包括：
第1电解质槽和第2电解质槽，所述第1电解质槽和第2电解质槽彼此相邻配置且处于密闭状态，
第3电解质槽，所述第3电解质槽和第2电解质槽彼此相邻配置且处于密闭状态，
第1多层隔离膜，所述第1多层隔膜配置于所述第1和第2电解质槽之间并且具有起到电介质作用的接通/断开离子的表面开关，所述第1多层隔离膜包括位于所述第1和第2电解质槽之间的框状的第1衬垫，位于所述第1电解质槽侧的所述第1衬垫表面并且具有彼此连通的多个细孔的第1疏水性多孔质氟树脂膜，位于所述第2电解质槽侧的所述衬垫表面并且具有彼此连通的多个细孔的第2疏水性多孔质氟树脂膜，和一端与由所述第1衬垫和所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜围成的第1空间相连的第1气体排出/导入管，
第2多层隔离膜，所述第2多层隔膜配置于所述第2和第3电解质槽之间并且具有起到电介质作用的接通/断开离子的表面开关，所述第2多层隔离膜包括位于所述第2和第3电解质槽之间的框状的第2衬垫，位于所述第2衬垫的所述第2电解质槽侧的表面并且具有彼此连通的多个细孔的第3疏水性多孔质氟树脂膜，位于所述衬垫的所述第3电解质槽侧的所述衬垫表面并且具有彼此连通的多个细孔的第4疏水性多孔质氟树脂膜，一端与由所述第2衬垫和所述第3和第4疏水性多孔质氟树脂膜围成的第2空间相连的第2气体排出/导入管，
电解质水溶液，所述电解质水溶液储存于所述第2电解质槽中，且为氯化钠水溶液，
水，所述水分别储存于所述第1电解质槽和第3电解质槽中，
准分子灯，所述准分子灯配置于所述第3电解质槽内，
第5疏水性多孔质氟树脂膜，所述第5疏水性多孔质氟树脂膜具有彼此连通的多个细孔，并且设置成在位于与所述第1多层隔离膜相反侧的所述第1电解质槽的表面中与所述电解质水溶液接触，
负极板，所述负极板具有通气性，且配置于所述第5疏水性多孔质氟树脂膜的与所述水接触的表面相反侧的表面，
网状正极板，所述网状正极板具有通气性，并且配置于位于所述第3电解质槽内的所述第4疏水性多孔质氟树脂膜的表面，
加压装置，所述加压装置用于加压所述第1～3电解质槽内的所述电解质水溶液和所述水；
所述第1接通/断开离子的表面开关的构造为，当通过所述加压装置加压所述第1和第2电解质槽内的所述电解质水溶液和所述水时，将所述第1电解质槽内的所述水压入所述第1疏水性多孔质氟树脂膜的所述多个细孔中，在排出各个细孔内的气体的同时，将所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液压入所述第2疏水性多孔质氟树脂膜内的多个细孔中，并且排出各个细孔内的气体，在将所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜作为离子导电体的同时，将所述气体通过所述第1空间从所述第1气体排出/导入管排出外部；而在解除所述第1和第2电解质槽内的所述水和所述电解质水溶液的加压时，气体从所述第1气体排出/导入管通过所述空间返回至所述第1疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔内和所述第2疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔内，使所述第1、第2疏水性多孔质氟树脂膜成为绝缘体；
所述第2接通/断开离子的表面开关的构造为，当通过所述加压装置加压所述第2和第3电解质槽内的所述电解质水溶液和所述水时，使所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液压入所述第3疏水性多孔质氟树脂膜的所述多个细孔中，排出各个细孔内的气体的同时，将所述第3电解质槽内的水压入所述第4疏水性多孔质氟树脂膜内的多个细孔中，并且排出各个细孔内的气体，将所述第3和第4疏水性多孔质氟树脂膜作为离子导电体的同时，将所述气体通过所述第2空间从所述第2气体排出/导入管排出外部；而在解除所述第2和第3电解质槽内的所述水和所述电解质水溶液的加压时，气体从所述第2气体排出/导入管通过所述第2空间返回至所述第3疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔内和所述第4疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔内，使所述第3、第4疏水性多孔质氟树脂膜成为绝缘体；
和通过所述加压装置加压所述第2和第3电解质槽内的所述电解质水溶液和所述水同时发生的是，当加压所述第1电解质槽内的所述水时，所述第1电解质槽内的所述水压入所述第5疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔内，各个细孔内的气体通过具有通气性的所述负极板排出，并通过将所述第5疏水性多孔质氟树脂膜作为离子导电体，使电解在所述正极板和所述负极板之间进行，将来自所述准分子灯的准分子灯光照射在通过所述电解在所述第3电解质槽内生成的次氯酸水溶液。
12.一种电化学反应装置，其特征在于，具有电解功能，包括：
第1电解质槽和第2电解质槽，所述第1电解质槽和第2电解质槽彼此相邻配置且处于密闭状态，
多层隔离膜，所述多层隔膜配置于所述第1和第2电解质槽之间并且具有起到电介质作用的接通/断开离子的表面开关，所述多层隔离膜包括位于所述第1和第2电解质槽之间的框状的衬垫，位于第1电解质槽侧的所述衬垫表面并且具有彼此连通的多个细孔的第1疏水性多孔质氟树脂膜，位于所述第2电解质槽侧的所述衬垫表面并且具有彼此连通的多个细孔的第2疏水性多孔质氟树脂膜，一端与由所述衬垫和所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜围成的空间相连的气体排出/导入管，
海水，所述海水储存于所述第1电解质槽中，
电解质水溶液，所述电解质水溶液为硫酸水溶液或氢氧化钠水溶液，所述电解质水溶液储存于所述第2电解质槽中，
第3疏水性多孔质氟树脂膜，所述第3疏水性多孔质氟树脂膜具有彼此连通的多个细孔，并且设置于所述第2电解质槽中以与所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液相接触，
第4疏水性多孔质氟树脂膜，所述第4疏水性多孔质氟树脂膜具有彼此连通的多个细孔，并且在所述第2电解质槽内与所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液相接触的同时设置于所述第3疏水性多孔质氟树脂膜的相对侧，
负极板，所述负极板具有通气性，且配置于所述第3疏水性多孔质氟树脂膜的与所述电解质水溶液的接触表面相反侧的表面，
正极板，所述负极板具有通气性，且配置于所述第4疏水性多孔质氟树脂膜的与所述电解质水溶液的接触表面相反侧的表面，
加压装置，所述加压装置用于加压所述第1电解质槽内的水或海水；
所述接通/断开离子的表面开关的构造为，当通过所述加压装置加压用所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜中任一疏水性多孔质氟树脂膜的高于2倍的耐压的压力加压所述第1电解质槽内的所述水或海水时，所述第1电内的所述水或海水压入所述第1疏水性多孔质氟树脂膜内的多个细孔中，各细孔内的气体排出，并且通过所述空间从所述气体排出/导入管排至外部，进一步地将所述水或海水经由所述空间压入所述第2疏水性多孔质氟树脂膜内的多个细孔中，各细孔内的气体排至所述第2电解质槽内，从而使所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜成为导电体，而在解除第1电解质槽内对所述水或海水的加压时，气体从所述气体排出/导入管通过所述空间返回至所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔内，使所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜成为绝缘体；
在通过所述加压装置加压所述第1电解质槽内的所述水或海水时，所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液也被加压，所述电解质水溶液被压入设置于所述第2电解质槽内的所述第3和第4疏水性多孔质氟树脂膜内的多个细孔中，各细孔内的气体分别排出至具有通气性的所述正极板和所述负极板中，使所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜成为导电体，从而在所述正极板和所述负极板之间进行电解。
13.一种电化学反应装置，其特征在于，为生成金属钠且具有电解功能的电化学装置，包括：第1电解质槽，所述第1电解质槽储存油且处于密闭状态，
第2电解质槽，所述第2电解质槽彼此相邻配置且储存电解质水溶液钠基水溶液，且处于密闭状态，
多层隔离膜，所述多层隔膜配置于所述第1和第2电解质槽之间并且具有起到电介质作用的接通/断开离子的表面开关，所述多层隔离膜包括位于所述第1和第2电解质槽之间的框状的衬垫，位于所述衬垫的所述第1电解质槽侧的表面并且具有彼此连通的多个细孔的第1疏水性多孔质氟树脂膜，位于所述衬垫的所述第2电解质槽侧的表面并且具有彼此连通的多个细孔的第2疏水性多孔质氟树脂膜，一端与由所述框状的衬垫和所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜围成的空间相连的气体排出/导入管，
第3疏水性多孔质氟树脂膜，所述第3疏水性多孔质氟树脂膜具有彼此连通的多个细孔的二层结构，并且设置成在所述第2电解质槽与所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液接触，网状负极板，所述网状正极板配置于位于所述第1电解质槽侧的所述多层隔离膜的所述第1疏表面，
正极板，所述负极板具有通气性，且配置于和所述二层结构的所述第3疏水性多孔质氟树脂膜的所述电解质水溶液接触的表面相反侧的表面，
加压装置，所述加压装置用于加压所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液；
所述接通/断开离子的表面开关的构造为，当通过所述加压装置加压用高于所述二层结构的第3疏水性多孔质氟树脂膜的耐水压的压力加压所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液时，所述第2电解质槽内的所述电解质槽被压入所述第2疏水性多孔质氟树脂膜内的多个细孔中，各细孔内的气体排出，通过所述空间从所述气体排出/导入管排至外部，进一步地将所述电解质水溶液经由所述间压入所述第1疏水性多孔质氟树脂膜内的多个细孔中，各细孔内的气体排至所述第1电解质槽内，从而使所述多层隔离膜的所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜成为导电体以使电流能够在所述正极板和所述负极板之间流通，
而当解除对所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液的加压时，气体从所述气体排出/导入管通过所述空间返回至所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔内，使所述第1和第2疏水性多孔质氟树脂膜成为绝缘体，
在通过所述加压装置加压所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液时，所述电解质水溶液被压入所述二层结构的所述第3疏水性多孔质氟树脂膜内的多个细孔中将所述第1电解质槽内的所述水压入所述第3疏水性多孔质氟树脂膜的多个细孔内，各细孔内的气体排至所述正极板中，使所述二层结构的第3疏水性多孔质氟树脂膜成为导电体，由此在所述正极板和所述负极板之间进行电解。
14.根据权利要求13所述的电化学反应装置，其特征在于，配置于所述多层隔离膜的所述第1疏水性多孔质氟树脂膜表面的网状负极板为虚拟负极板，所述虚拟负极板在与所述多层隔相对的所述第1电解质槽的内壁中或远离所述内壁设置无垢负极板，连通所述无垢负极板和所述正极板之间的电容器，使电荷通过所述第1电解质槽内的油向所述第1疏水性多孔质氟树脂膜表面移动，由此生成所述电化学反应装置。
15.根据权利要求13或14所述的电化学反应装置，其特征在于，作为所述电解质水溶液的所述钠基水溶液为氢氧化钠水溶液，还包括有用加热所述第2电解质水溶液内的氢氧化钠水溶的加热装置。
16.根据权利要求10所述的电化学反应装置，其特征在于，还包括用于冷却储存于所述第1电解质槽内的所述水的冷却装置或用于补给水的水补给装置，和配置于所述第2电解质槽内用于加热储存于所述第2电解质槽内的所述电解质水溶液的加热装置。
17.根据权利要求10～13中任一项所述的电化学反应装置，其特征在于，当所述多层隔离膜的所述框状衬垫由氟树脂制成时，准备已将所述衬垫夹在2张疏水性多孔质氟树脂膜之间层压的层压体，并且通过将所述层压体夹在至少一方具有红外线透射性的2块板之间，在所述2块板和所述层压体之间为真空的状态下，在大气压下，从所述红外线透射性板表面照射红外线，使氟树脂制的所述衬垫和夹住所述衬垫的所述2张疏水性多孔质氟树脂膜在外周边缘附近彼此热熔合，由此制所述多层隔离膜。
CN201780023200.0A 2016-04-13 2017-04-12 使用接通/断开离子的表面开关的电化学反应装置 Pending CN109072460A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016080210 2016-04-13
JP2016-080210 2016-04-13
PCT/JP2017/015029 WO2017179632A1 (ja) 2016-04-13 2017-04-12 イオンのオン・オフ面スイッチを用いた電気化学反応装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109072460A true CN109072460A (zh) 2018-12-21

Family

ID=60042469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780023200.0A Pending CN109072460A (zh) 2016-04-13 2017-04-12 使用接通/断开离子的表面开关的电化学反应装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10981138B2 (zh)
EP (1) EP3444382A4 (zh)
JP (1) JP6447743B2 (zh)
KR (1) KR102300222B1 (zh)
CN (1) CN109072460A (zh)
WO (1) WO2017179632A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112301366A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 福建省展化化工有限公司 一种基于钛基铂金阳极电极电解法制备过硫酸铵的方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6652695B2 (ja) 2013-09-06 2020-02-26 株式会社エム光・エネルギー開発研究所 撥液性多孔質膜を備えた電気化学反応装置
US20200020991A1 (en) * 2017-03-31 2020-01-16 Toyota Motor Europe System and method for charge protection of a lithium-ion battery
KR102131094B1 (ko) * 2018-09-13 2020-07-08 울산과학기술원 담수 생산 이차전지
JP7159877B2 (ja) * 2019-01-08 2022-10-25 トヨタ自動車株式会社 電池冷却システム
US20210367275A1 (en) * 2021-08-08 2021-11-25 Shen ZHOU Metal-acid-hydrogen energy battery
CN115249872A (zh) * 2022-06-28 2022-10-28 电子科技大学 一种离子传导介质、电容储能器件及其应用
WO2024038871A1 (ja) * 2022-08-16 2024-02-22 株式会社エム光・エネルギー開発研究所 液体誘電体の絶縁破壊を用いた産業機械

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1275250A (zh) * 1997-10-10 2000-11-29 美国3M公司 制备膜电极的方法
CN104011921A (zh) * 2011-12-28 2014-08-27 旭化成电子材料株式会社 氧化还原液流二次电池和氧化还原液流二次电池用电解质膜
WO2015034088A1 (ja) * 2013-09-06 2015-03-12 株式会社 エム光・エネルギー開発研究所 撥液性多孔質膜を備えた電気化学反応装置

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4212714A (en) 1979-05-14 1980-07-15 General Electric Company Electrolysis of alkali metal halides in a three compartment cell with self-pressurized buffer compartment
US4214958A (en) * 1979-05-14 1980-07-29 General Electric Company Electrolysis of alkali metal halides in a three-compartment cell with a pressurized buffer compartment
DE68919859T2 (de) 1989-03-06 1995-05-11 Silveri Michael A Unterwasserschwimmbadreiniger mit elektronischer zelle.
JP3340501B2 (ja) 1993-04-07 2002-11-05 学校法人東海大学 親水性フッ素樹脂多孔質膜の製造方法
WO1994021715A1 (en) 1993-03-23 1994-09-29 Tokai University Solid surface modifying method and apparatus
JPH09196504A (ja) * 1995-07-24 1997-07-31 Mitsubishi Electric Corp 電解反応による水蒸発式冷却方法およびその冷却装置
DE19535212C2 (de) * 1995-09-22 1997-08-14 Dornier Gmbh Vorrichtung zur Elektrolyse sowie deren Verwendung
KR100373724B1 (ko) 1995-12-15 2003-05-16 삼성에스디아이 주식회사 알칼리축전지용양극및음극극판과그제조방법
JPH1011352A (ja) 1996-06-19 1998-01-16 Hitachi Ltd データ処理装置およびそのレジスタアドレス変換方法
AU7951000A (en) 1999-10-22 2001-05-08 Sanyo Electric Co., Ltd. Electrode for lithium cell and lithium secondary cell
JP4587522B2 (ja) 2000-03-29 2010-11-24 京セラ株式会社 電気二重層コンデンサ
JP2002063890A (ja) 2000-08-18 2002-02-28 Toyobo Co Ltd アルカリ電池用セパレータ及びアルカリ電池
JP2003123808A (ja) 2001-10-17 2003-04-25 Sumitomo Electric Ind Ltd レドックスフロー電池
US6911803B2 (en) * 2003-06-27 2005-06-28 Lsi Logic Corporation Systems and methods for evaluating a charge state of a battery based on optical properties of the battery electrolyte material
CN2687584Y (zh) 2003-10-22 2005-03-23 中国科学院理化技术研究所 一种利用溶质溶解降温的循环制冷装置
JP2005253305A (ja) 2004-03-09 2005-09-22 Masataka Murahara ３次元細胞培養素子の製作方法
JP2006193612A (ja) 2005-01-13 2006-07-27 Masataka Murahara 固体材料の表面改質方法および装置
US7923164B2 (en) 2006-01-16 2011-04-12 Nec Corporation Solid polymer fuel cell
WO2008132818A1 (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Mitsui Chemicals, Inc. 電気分解装置、それに用いる電極および電気分解方法
EP2149625B1 (en) 2007-05-11 2012-06-27 M Hikari & Energy Laboratory Co., Ltd. On-site integrated production plant
US20090042066A1 (en) 2007-08-10 2009-02-12 Mphase Technologies, Inc. Adjustable Barrier For Regulating Flow Of A Fluid
JP5273765B2 (ja) 2007-09-14 2013-08-28 国立大学法人京都大学 溶融塩組成物及びその利用
KR101432146B1 (ko) 2007-11-28 2014-08-28 에스케이이노베이션 주식회사 물성과 고온 열안정성이 우수한 폴리올레핀 미세다공막
JP5207750B2 (ja) 2008-01-29 2013-06-12 三洋電機株式会社 アルカリ蓄電池
JP2009224097A (ja) 2008-03-14 2009-10-01 Panasonic Corp 非水電解質二次電池
JP2009295789A (ja) 2008-06-05 2009-12-17 Nissin Electric Co Ltd 電気二重層キャパシタ
US8444846B2 (en) * 2009-12-07 2013-05-21 Battelle Energy Alliance, Llc Method and system for producing hydrogen using sodium ion separation membranes
JP2011184260A (ja) 2010-03-10 2011-09-22 M Hikari Energy Kaihatsu Kenkyusho:Kk 水素化金属の析出及び水素の製造方法
JP2011222129A (ja) 2010-04-02 2011-11-04 Nippon Sheet Glass Co Ltd 電池用隔離膜及び電池
JP2012012261A (ja) 2010-07-02 2012-01-19 Otsuka Chem Co Ltd 多孔質チタン酸リチウムの製造方法、多孔質チタン酸リチウム及びそれを用いたリチウム電池
JP5651871B2 (ja) 2010-07-29 2015-01-14 株式会社エム光・エネルギー開発研究所 水中重量物の降下および浮上方法
JP5759687B2 (ja) 2010-08-16 2015-08-05 広重 松本 水電解セル
ES2699091T3 (es) * 2010-12-08 2019-02-07 Airbus Defence & Space Gmbh Procedimiento de electrólisis y células electrolíticas
US9112217B2 (en) 2011-05-17 2015-08-18 The Penn State University Reverse electrodialysis supported microbial fuel cells and microbial electrolysis cells
JP5812482B2 (ja) 2011-09-06 2015-11-11 国立研究開発法人産業技術総合研究所 ナトリウム二次電池、ナトリウム二次電池用負極の製造方法および電気機器
JP2013138050A (ja) 2011-12-28 2013-07-11 Ngk Spark Plug Co Ltd キャパシタ用電極、キャパシタ、および、キャパシタ用電極の製造方法
JP2013166406A (ja) 2012-02-14 2013-08-29 M Hikari Energy Kaihatsu Kenkyusho:Kk 水中重量物の降下および浮上方法
DE102012204925A1 (de) * 2012-03-27 2013-10-02 INSTITUT FüR MIKROTECHNIK MAINZ GMBH Fluidisches System, Verwendung und Verfahren zum Betreiben desselben
CA2875882A1 (en) * 2012-06-12 2013-12-19 University Of Wollongong Gas permeable electrodes and electrochemical cells
KR20150023666A (ko) * 2012-06-12 2015-03-05 모나쉬 유니버시티 통기성 전극 및 물 분해에서의 사용 방법
WO2015004663A1 (en) * 2013-07-08 2015-01-15 Phinergy Ltd. Electrolyte regeneration
US20150034088A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 Alexander Luchinskiy Method and Device for the Protection of a Resiratory Tract

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1275250A (zh) * 1997-10-10 2000-11-29 美国3M公司 制备膜电极的方法
CN104011921A (zh) * 2011-12-28 2014-08-27 旭化成电子材料株式会社 氧化还原液流二次电池和氧化还原液流二次电池用电解质膜
WO2015034088A1 (ja) * 2013-09-06 2015-03-12 株式会社 エム光・エネルギー開発研究所 撥液性多孔質膜を備えた電気化学反応装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112301366A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 福建省展化化工有限公司 一种基于钛基铂金阳极电极电解法制备过硫酸铵的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6447743B2 (ja) 2019-01-09
US20190046945A1 (en) 2019-02-14
KR102300222B1 (ko) 2021-09-09
EP3444382A4 (en) 2020-04-22
JPWO2017179632A1 (ja) 2018-04-19
KR20180135467A (ko) 2018-12-20
US10981138B2 (en) 2021-04-20
EP3444382A1 (en) 2019-02-20
WO2017179632A1 (ja) 2017-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109072460A (zh) 使用接通/断开离子的表面开关的电化学反应装置
JP7048143B1 (ja) 撥水性多孔質膜を備えた植物用栄養分補給装置
Yang et al. Lithium metal extraction from seawater
US8323817B2 (en) Alkali metal seawater battery
JP2021063301A (ja) リチウムの生成
JP4806017B2 (ja) 水素発生システム
NO136480B (zh)
US20140335392A1 (en) Bi-polar protected electrodes and multi-cell stacks
US20030198862A1 (en) Liquid gallium alkaline electrolyte fuel cell
KR101850070B1 (ko) 연료전지 기반 구명동의
CN101728598B (zh) 一种金属氧气电池/氢氧燃料电池一体式组合电源
US20040175612A1 (en) Electrochemical cell
KR20190004072A (ko) 해수전지용 고체전해질 및 그 제조방법, 이를 이용한 해수전지
US4318968A (en) Batteries, accumulators and electrochemical generators with non-metallic electrodes or electrodes in solution
CN101882685A (zh) 一种用于海水水下的镁氧电池
JP6005142B2 (ja) アルカリ金属伝導性セラミックセパレーターを使用したアルカリ金属イオン電池
CN108963289B (zh) 一种改进设计的救生定位灯
CN102479987B (zh) 一种用于海水水下的镁氧电池
Umoh Non-Technical Project

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181221