CN109830730A - 一种化学能电能转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化学能电能转换装置,包括电化学区域A和电化学区域B,所述电化学区域A经微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系设置。本发明所公开的化学能电能转换装置将终结传统化学能电能转换装置以电解质的存在为必要条件的历史,为高效、长寿命、低成本的化学能电能转换装置的产业化提供了新的途径,并将重新定义发动机。
Description
技术领域
本发明涉及电学领域、电化学领域,尤其涉及一种化学能电能转换装置。
背景技术
传统化学能电能转换装置(例如燃料电池)在电化学区域A和电化学区域B间(即两电极间)均存在与两电极相接触的电解质,而电解质技术一直没有取得实质性突破,也正是因为电解质的缘故,传统化学能电能转换装置的产业化一直难以实施。如果能够发明一种利用两个电极间的间隙实现化学能电能转换的装置则可以消除这类装置对电解质的依赖性,也对能源动力行业具有重要意义。因此,需要发明一种新型化学能电能转换装置。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出的技术方案如下:
方案1:一种化学能电能转换装置,包括电化学区域A和电化学区域B,所述电化学区域A经微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系设置;
或,所述电化学区域A经微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A设为立体电极A和/或所述电化学区域B设为立体电极B。
方案2:一种化学能电能转换装置,包括电化学区域A和电化学区域B,所述电化学区域A与还原剂供送通道连通设置,所述电化学区域B与氧化剂供送通道连通设置,所述电化学区域A经微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系设置;
或,所述电化学区域A与还原剂供送通道连通设置,所述电化学区域B与氧化剂供送通道连通设置,所述电化学区域A经微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A设为立体电极A和/或所述电化学区域B设为立体电极B。
方案3:一种化学能电能转换装置,包括电化学区域A和电化学区域B,所述电化学区域A设置在腔体内,所述电化学区域B设置在所述腔体内,所述电化学区域A与还原剂供送通道连通设置,所述电化学区域B与氧化剂供送通道连通设置,所述电化学区域A经微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系设置;
或,所述电化学区域A设置在腔体内,所述电化学区域B设置在所述腔体内,所述电化学区域A与还原剂供送通道连通设置,所述电化学区域B与氧化剂供送通道连通设置,所述电化学区域A经微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A设为立体电极A和/或所述电化学区域B设为立体电极B。
方案4:一种化学能电能转换装置,包括电化学区域A和电化学区域B,所述电化学区域A与还原剂和氧化剂的混合物供送通道连通设置,所述电化学区域B与还原剂和氧化剂的混合物供送通道连通设置,所述电化学区域A经微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系设置;
或,所述电化学区域A与还原剂和氧化剂的混合物供送通道连通设置,所述电化学区域B与还原剂和氧化剂的混合物供送通道连通设置,所述电化学区域A经微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A设为立体电极A和/或所述电化学区域B设为立体电极B。
方案5:一种化学能电能转换装置,包括电化学区域A和电化学区域B,所述电化学区域A设置在腔体内,所述电化学区域B设置在所述腔体内,所述电化学区域A经微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系设置,所述腔体与还原剂和氧化剂的混合物供送通道连通设置;
或,所述电化学区域A设置在腔体内,所述电化学区域B设置在所述腔体内,所述电化学区域A经微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系设置,所述腔体与还原剂和氧化剂的混合物供送通道连通设置,所述电化学区域A设为立体电极A和/或所述电化学区域B设为立体电极B。
方案6:在方案1至5中任一方案的基础上,进一步选择性地选择使所述电化学区域A经所述微间隙和电解质与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A经电解质和所述微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A经电解质和所述微间隙和电解质与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A经所述微间隙和电解质和所述微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A经设置在电解质内贯穿孔洞式的所述微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A经设置在电介质内贯穿孔洞式的所述微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A经所述微间隙和具有贯穿孔洞式的所述微间隙的电介质与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A经具有贯穿孔洞式的所述微间隙的电介质和所述微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A经所述微间隙和具有贯穿孔洞式的所述微间隙的电介质和所述微间隙与所述电化学区域B具有非电子导通电学关系。
方案7:在方案1至5中任一方案的基础上,进一步选择性地选择使所述电化学区域A与电源电学连通设置或所述电化学区域A设置在电场中,和/或,使所述电化学区域B与电源电学连通设置或所述电化学区域B设置在电场中;
或,在所述电化学区域A和所述电化学区域B之间设置电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合;
或,对所述电化学区域A处的离子和/或对所述电化学区域B处的离子实施电作用力、电场力、旋转离心力、摆动惯性力、往复惯性力或实施流体带动力作用。
方案8:在方案6的基础上,进一步选择性地选择使所述电化学区域A与电源电学连通设置或所述电化学区域A设置在电场中,和/或,使所述电化学区域B与电源电学连通设置或所述电化学区域B设置在电场中;
或,在所述电化学区域A和所述电化学区域B之间设置电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合;
或,对所述电化学区域A处的离子和/或对所述电化学区域B处的离子实施电作用力、电场力、旋转离心力、摆动惯性力、往复惯性力或实施流体带动力作用。
方案9:在方案1至5和8中任一方案的基础上,进一步选择性地选择使所述电化学区域A和所述电化学区域B中的至少一件设置在旋转结构体上;
或,使所述电化学区域A和所述电化学区域B中的至少一件设置在摆动结构体上。
方案10:在方案6的基础上,进一步选择性地选择使所述电化学区域A和所述电化学区域B中的至少一件设置在旋转结构体上;
或,使所述电化学区域A和所述电化学区域B中的至少一件设置在摆动结构体上。
方案11:在方案7的基础上,进一步选择性地选择使所述电化学区域A和所述电化学区域B中的至少一件设置在旋转结构体上;
或,使所述电化学区域A和所述电化学区域B中的至少一件设置在摆动结构体上。
本发明前述所有方案均可进一步选择性地选择使所述电化学区域A设置在摆动结构体A上,所述电化学区域B设置在摆动结构体B上,所述摆动结构体A和所述摆动结构体B经绝缘体固连设置,所述电化学区域A、所述微间隙、所述电化学区域B、所述摆动结构体A的导电体和所述摆动结构体B的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,使所述电化学区域A设置在旋转结构体A上,所述电化学区域B设置在旋转结构体B上,所述旋转结构体A和所述旋转结构体B经绝缘体固连设置,所述电化学区域A、所述微间隙、所述电化学区域B、所述旋转结构体A的导电体和所述旋转结构体B的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,使所述电化学区域A设置在旋转结构体上,所述电化学区域B设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A、所述微间隙、所述电化学区域B、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分;
或,使所述电化学区域A设置在旋转结构体上,所述电化学区域B设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A、所述微间隙、所述电化学区域B、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体和周向S极磁单极体对应设置;
或,使所述电化学区域A设置在旋转结构体上,所述电化学区域B设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A、所述微间隙、所述电化学区域B、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体和周向S极磁单极体对应设置,所述周向N极磁单极体和所述周向S极磁单极体经齿轮联动设置;
或,使所述电化学区域A设置在旋转结构体上,所述电化学区域B设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A、所述微间隙、所述电化学区域B、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分;
或,使所述电化学区域A设置在旋转结构体上,所述电化学区域B设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A、所述微间隙、所述电化学区域B、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体和周向S极磁单极体对应设置;
或,使所述电化学区域A设置在旋转结构体上,所述电化学区域B设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A、所述微间隙、所述电化学区域B、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体和周向S极磁单极体对应设置,所述周向N极磁单极体和所述周向S极磁单极体经齿轮联动设置;
或,使所述电化学区域A设置在旋转结构体上,所述电化学区域B设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体转动电力连通设置,所述电化学区域A、所述微间隙、所述电化学区域B、所述旋转结构体的导电体和所述结构体的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,使所述电化学区域A设置在旋转结构体上,所述电化学区域B设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体转动电力连通设置,所述电化学区域A、所述微间隙、所述电化学区域B、所述旋转结构体的导电体和所述结构体的导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体和周向S极磁单极体对应设置。
本发明中,所述微间隙可选择性地选择设为真空或设为非真空。
本发明中,所述微间隙中无电解质充填是所述微间隙的根本特征。
本发明中,可选择性地选择使所述电化学区域A和/或所述电化学区域B与附属流体通道连通设置,以利用流体在所述附属流体通道的流通强化离子脱离原所在电极。
本发明中,由于氧化剂对电子具有强亲和能力,所以在两电极间(即所述电化学区域A和所述电化学区域B)形成的正离子和负离子的对垒。
本发明中,可选择性地选择在所述电化学区域的电子导出导入的电路上设置负载、端子、电学连接结构和/或设置电源。
本发明中,所谓的“电感导体”是指一切对外输出磁力能和自外吸收磁力能的导体。例如变压器线圈、电机线圈、电机导条等。
本发明中,所谓的“相位转换器”是指使电流(或带电粒子流)的矢量方向和其电压成一定角度的装置,例如包括电容的电路、包括电感的电路和包括电容也包括电感的电路等。
本发明中,也可以通过引弧手段引发离子脱离原所在电极穿越或进入所述微间隙实现电化学过程。
本发明中,与电容放电过程类同,当离子穿越或进入所述微间隙就会使两电极间的电压发生骤降放出能量。
本发明中,可以通过控制氧化剂供送的速率和/或通过控制还原剂供送的速率减少或消除氧化剂和还原剂在所述电化学区域A和/或在所述电化学区域B处发生完全放热的氧化还原反应,然而尽管发生一些完全放热的氧化还原反应,仍然不会影响本发明所公开的化学能电能转换装置的工作性,而仅仅会影响其实际效率与理论效率的接近,但因这一装置具有高可靠性,所以具有广泛的应用空间。不仅如此,发生一些完全放热的氧化还原反应所产生的热量也可以通过做功机构予以回收。
本发明中,在所述电化学区域A和所述电化学区域B之间微间隙的存在是本发明所公开的化学能电能转换装置的根本特征。
本发明中,所述电化学区域A和所述电化学区域B之间的电子的导出导入为工作常态。
本发明中,按照本发明所公开的装置,物质与电极(例如电化学区域A或电化学区域B)的作用优先于电与电极的作用,这种形式完全可以实现本发明应有的电化学过程,但是还原剂和氧化剂在很多情况下会出现同时存在于同一电极处(特别是使用还原剂和氧化剂的混合物时),如果这种状态恰好是启动阶段或电极没有电作用的时间段内,这时还原剂和氧化剂会直接发生氧化还原反应丧失与电能之间的转换过程,为了避免这种状态产生,可选择性地选择预先对电极实施电作用,而所谓的“对参与电化学反应的区域施加电作用,以使参与电化学反应的物质难以直接进行氧化还原反应”的目的就在于此。
本发明中,在一定温度和/或压力下,所谓的电化学区域A可选择性地选择设为不包括催化剂的导电区域,因为在一定温度和/或压力下,不使用催化剂仍可以进行电化学反应。
本发明中,在一定温度和/或压力下,所谓的电化学区域B可选择性地选择设为不包括催化剂的导电区域,因为在一定温度和/或压力下,不使用催化剂仍可以进行电化学反应。
本发明中,所谓的催化区在一定温度和/或压力下,可选择性地选择设为不包括催化剂的区域,因为高温高压也是一种促进反应的催化过程。
本发明中,可选择性地选择对所述电化学区域(例如电化学区域A或电化学区域B)施加电作用,以实现对所述电化学区域的电作用优先于物质与所述电化学区域之间的相互作用,进而减少或避免还原剂和氧化剂直接进行氧化还原反应丧失输出电能的情况。
本发明中,作为实现使带电粒子存储在电化学区域的手段,可选择性地选择通过使电化学区域和参与电化学反应的两种物质交替接触以及电流的交替变化来实现,也可选择性地选择使参与电化学反应的两种物质与电化学区域交替接触以及电流的交替变化来实现,然而电化学反应的两电极(例如电化学区域A和电化学区域B)之间的非电子带电粒子的导通则可以存在也可以不存在。
本发明中,作为实现使带电粒子存储在电化学区域的手段,可选择性地选择使电化学区域和参与电化学反应的两种物质的混合物接触以及电流的交替变化来实现,可选择性地选择使电化学区域和参与电化学反应的两种物质的混合物断续接触以及电流的交替变化来实现,然而电化学反应的两电极(例如电化学区域A和电化学区域B)之间的非电子带电粒子的导通则可以存在也可以不存在。
本发明中,由摆动运动、往复运动和旋转运动形成的对离子的作用会使离子在一定程度上发生位移,进而形成对电化学区域(所述电化学区域A和/或所述电化学区域B)的电作用,进而使电化学区域在一定程度上处于带电状态,从而实现规避或减少氧化剂和还原剂在电化学区域直接进行完全放热的氧化还原反应。例如,氢和氧在铂存在的条件下在较低温度就可以进行完全放热的氧化还原反应,然而,氢和氧在带有正电的铂或在带有负电的铂的作用下均无法进行完全放热的氧化还原反应,而只能进行电化学条件下的氧化还原反应。
本发明中,在某些情况下,氧化剂、还原剂、还原剂和氧化剂的混合物可能会进入所述微间隙,或发生一定量的完全放热的氧化还原反应,这并不影响本发明所公开的装置的工作性,仅仅会在一定程度上影响其效率。
本发明中,在某些情况下,氧化剂、还原剂、还原剂和氧化剂的混合物可能会进入所述微间隙,或发生一定量的完全放热的氧化还原反应,在这种情况下,可选择性选择通过做功机构或其他机构对产生的热量予以回收。
本发明中,所谓的使在P处产生的Q存储在所述P处是指使在P处产生的Q存储在所述P处所代表的电极区域,包括非必要性地将所述Q传递到与所述P处代表的电极区域极性相反的电极区域的过程。
本发明中,在实现所述化学能电能转换装置中,需要将某种带电粒子存储在某一区域内等待在下一步骤中参与反应,所谓的使在P处产生的Q存储在所述P处是指使在P处产生的Q存储在所述P处所代表的电极区域,包括非必要性地将所述Q传递到与所述P处代表的电极区域极性相反的电极区域的过程。
本发明中,在所述化学能电能转换装置中使用的还原剂和氧化剂以所述还原剂和所述氧化剂的混合物的形式存在的情况下,可进一步选择性地选择以所述还原剂和所述氧化剂的摩尔比混合物的形式存在,或以爆炸极限以下的所述还原剂和所述氧化剂的混合物的形式存在,或以本地爆炸极限以下的所述还原剂和所述氧化剂的混合物的形式存在,或以爆炸极限以上的所述还原剂和所述氧化剂的混合物的形式存在,或以本地爆炸极限以上的所述还原剂和所述氧化剂的混合物的形式存在。
本发明中,所谓的还原剂与氧化剂的混合物可进一步选择性地选择设为还原剂和氧化剂的摩尔比混合物、爆炸极限以下的还原剂和氧化剂的混合物、本地爆炸极限以下的还原剂和氧化剂的混合物、爆炸极限以上的还原剂和氧化剂的混合物或本地爆炸极限以上的还原剂和氧化剂的混合物。
本发明中,所谓的摩尔比混合物是指混合物的摩尔浓度比在化学反应摩尔比正负10%之内的混合物。
本发明中,所述电化学区域A和所述电化学区域B的电子的导出导入是指不包括电子分离过程中的电子的出现和积累。
本发明中,所述电化学区域A的电子的导出导入为持续工作过程。
本发明中,所述电化学区域B的电子的导出导入为持续工作过程。
本发明中,针对非电子带电粒子形成的电学导通关系,可选择性地选择经非电子带电粒子形成的直接电学导通关系,经非电子带电粒子往复振荡形成的电学导通关系,经电容关系形成的电学导通关系中的一种、其二之合或其三之合。
本发明中,可选择性地选择在两电极(即所述电化学区域A和所述电化学区域B)间设置电解质,在这种结构中,要么所述电解质只与一个电极接触留有微间隙,要么所述电解质与两个电极都不接触留有微间隙,要么所述电解质具有贯穿孔洞式微间隙,进而实现离子从其所在电极脱离进入微间隙或穿越微间隙到达另一电极。
本发明中,可选择性地选择在两电极(即所述电化学区域A和所述电化学区域B)间设置具有贯穿孔洞式微间隙的电介质。在这种结构中,要么所述电介质只与一个电极接触,要么所述电介质与两个电极都不接触,要么所述电介质与两个电极均接触,进而实现离子从其所在电极脱离进入所述贯穿孔洞式微间隙或穿越所述贯穿孔洞式微间隙到达另一电极。
本发明中,所谓的“微间隙”是指小于100mm、99mm、98mm、97mm、96mm、95mm、94mm、93mm、92mm、91mm、90mm、89mm、88mm、87mm、86mm、85mm、84mm、83mm、82mm、81mm、80mm、79mm、78mm、77mm、76mm、75mm、74mm、73mm、72mm、71mm、70mm、69mm、68mm、67mm、66mm、65mm、64mm、63mm、62mm、61mm、60mm、59mm、58mm、57mm、56mm、55mm、54mm、53mm、52mm、51mm、50mm、49mm、48mm、47mm、46mm、45mm、44mm、43mm、42mm、41mm、40mm、39mm、38mm、37mm、36mm、35mm、34mm、33mm、32mm、31mm、30mm、29mm、28mm、27mm、26mm、25mm、24mm、23mm、22mm、21mm、20mm、19mm、18mm、17mm、16mm、15mm、14mm、13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2.9mm、2.8mm、2.7mm、2.6mm、2.5mm、2.4mm、2.3mm、2.2mm、2.1mm、2.0mm、1.9mm、1.8mm、1.7mm、1.6mm、1.5mm、1.4mm、1.3mm、1.2mm、1.1mm、1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm、0.1mm、0.09mm、0.08mm、0.07mm、0.06mm、0.05mm、0.04mm、0.03mm、0.02mm、0.01mm、0.009mm、0.008mm、0.007mm、0.006mm、0.005mm、0.004mm、0.003mm、0.002mm或小于0.001mm的间隙。
本发明中,可选择性选择所述电化学区域A和/或所述电化学区域B设为立体电极。
本发明中,可选择性选择在所述电化学区域A和/或所述电化学区域B上设置流体通道。
本发明中,可选择性选择在所述电化学区域A和/或所述电化学区域B上设置生成物逃逸通道。
本发明人认为,如果能够利用带电粒子(即由氧化剂形成的离子、由还原剂形成的离子)在电化学区域A和电化学区域B间(即在两电极间)的微间隙穿越和/或利用离子脱离原所在电极进入所述微间隙形成回路就可以实现回路的导通,进而实现化学能电能转换过程。
本发明中,通过在两极间设置微间隙且使由氧化剂形成的离子和/或由还原剂形成的离子穿越所述微间隙或使由氧化剂形成的离子和/或由还原剂形成的离子脱离原所在电极进入微间隙,进而形成导通回路,实现化学能电能转换过程。
本发明中,设置摆动的结构体、往复运动的结构体和转动的结构体的目的,是利用离子质量形成惯性力强化离子穿越微间隙的过程或强化离子脱离原所在电极进入微间隙的过程。传统燃料电池离子通过电解质的过程本身并不消耗可观的功,这意味着离子穿越两极间的微间隙或脱离原电极进入微间隙也不会消耗可观的功或需要可观的功但此可观的功事后可以放出,因此,通过在所述电化学区域A和所述电化学区域B之间设置微间隙且使离子穿越或使离子脱离原所在电极进入微间隙的结构具有可行性。
本发明中,从某一区域导出电子过程的时长与向这一区域导入电子过程的时长之比在1/6和6之间、在1/5和5之间、在1/4和4之间、在1/3和3之间、在1/2.5和2.5之间、在1/2和2之间、在1/1.5和1.5之间、在1/1.3和1.3之间、在1/1.2和1.2之间或在1/1.1和1.1之间,或从某一区域导出电子过程的时长与向这一区域导入电子过程的时长相等。
本发明中,在电子的导出导入的过程中,均可使用电作用;或,在电子的导出导入的过程中,均可选择性地选择使用电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合。
本发明中,在输出电能和/或吸收电能的过程中,选择性地选择使用电作用;或,在输出电能和/或吸收电能的过程中,选择性地选择使用电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合。
本发明中,在电子的导出导入的过程中,使用的电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合所构成的电路与所述微间隙具有串联关系。
本发明中,所谓的“在输出电能和/或吸收电能的过程中,使用电作用”的目的是利用电作用控制或强化输出电能的过程和/或吸收电能的过程,这样可以提升过程的效率和安全性,例如一个电化学过程可能需要很长的时间才能完成,但是如果利用电过程可以使电化学反应速度较慢的过程段的反应速率提升,进而提高效率。
本发明中,所谓的电作用是指利用电场、电流等对带电粒子(例如电子)施加使其发生位移和/或流动的作用。
本发明中,所述电化学区域A和所述电化学区域B所形成的电容量越大越有利于电化学反应密度的提升,因此在利用本发明所公开的装置进行电化学反应时,应使所述电化学区域A和所述电化学区域B间的电容量尽可能地增大。
本发明中,为了增加所述电化学区域A和所述电化学区域B间的电容量,可在所述电化学区域A和所述电化学区域B之间设置等离子体、离子液体、离子气体或离子溶液,并使离子在所述电化学区域A和所述电化学区域B之间振荡,和/或在所述电化学区域A附近振荡且在所述电化学区域B附近振荡,以实现增加所述电化学区域A和所述电化学区域B间的电容量的目的。
本发明中,在所述电化学区域A和所述电化学区域B间所形成的电容量越大越有利于电化学反应密度的提升,因此在利用本发明所公开的装置进行电化学反应时,应使所述电化学区域A和所述电化学区域B间的电容量尽可能地增大。
本发明中,为实现特定带电粒子存储在电化学区域,需要使所述电化学区域在参与电化学反应的不同物质间交替改变物质环境或使所述电化学区域与参与电化学反应的不同物质的混合物接触,才能实现。从根本上讲,只要使所述电化学区域在参与电化学反应的不同物质间交替改变物质环境或使所述电化学区域与参与电化学反应的不同物质的混合物接触,就能实现所述特定带电粒子存储在电化学区域的目的,无论所述电化学区域具有两种带电粒子的导通通道(例如其中一种为质子导通通道,即两电极间存在导通特定带电粒子的电解质,另一种为电子导通通道),还是所述电化学区域只有电子导通通道,换句话说,只要使所述电化学区域在参与电化学反应的不同物质间交替改变物质环境或使所述电化学区域与参与电化学反应的不同物质的混合物接触,就能实现所述特定带电粒子存储在电化学区域且在下一步骤中参与反应实现电化学反应的目的,无论两电极(例如电化学区域A和电化学区域B)间是否存在电解质。
本发明中,在电化学区域具有两种带电粒子的导通通道(例如其中一种为质子导通通道,即两电极间存在导通特定带电粒子的电解质,另一种为电子导通通道)的化学能电能转换装置中,通过使所述电化学区域在参与电化学反应的不同物质间交替改变物质环境或使所述电化学区域与参与电化学反应的不同物质的混合物接触,均可实现消除从所述电化学区域移出在所述电化学区域产生的非电子带电粒子的必要性,也可实现非电子带电粒子存储在所述电化学区域且在下一步骤中参与反应实现电化学反应的目的。物质环境的交替改变或使所述电化学区域与参与电化学反应的不同物质的混合物接触,会使存储在所述电化学区域中的非电子带电粒子在下一个步骤中参与反应,实现电化学过程,因此从所述电化学区域中导出非电子带电粒子的必要性完全消失。在非电子带电粒子导出的必要性消失的情况下,尽管有一部分理应被存储在所述电化学区域的非电子带电粒子被导出,也会有非电子带电粒子被存储在所述电化学区域等待下一个反应步骤,换句话说,如果所述电化学区域在参与电化学反应的不同物质间交替改变物质环境,或与参与电化学反应的不同物质的混合物接触,尽管在两电极(例如电化学区域A和电化学区域B)间存在电解质,也会有非电子带电粒子被存储在所述电化学区域等待在下一个步骤中参与反应实现电化学反应过程。
本发明所公开的化学能电能转换装置,在两电极间存在电解质的情况下可以减少电解质负荷、延长其寿命且有利于系统的平衡稳定运行。
本发明中,在电化学区域只有电子导通通道的装置中(即所述电化学区域A与所述电化学区域B间的内电路或外电路处于电子和非电子带电粒子隔绝状态),所述电化学区域在参与电化学反应的不同物质间交替改变物质环境和所述电化学区域与参与电化学反应的不同物质的混合物接触,均会使非电子带电粒子存储在所述电化学区域,物质环境的改变或使所述电化学区域与参与电化学反应的不同物质的混合物接触会使存储在所述电化学区域的非电子带电粒子在下一个步骤中参与反应实现电化学过程,即消除了从电化学区域移出非电子带电粒子的必要性。在此明示,在传统化学能电能转换装置中,电化学区域(即电极)至少包括两种带电粒子导通,例如一个电子导通通道,一个质子导通通道。
本发明所公开的化学能电能转换装置在具体工作过程中,电子的导出导入的不同步骤可以存在输出电能和吸收电能的情况,但是其总和是输出电能的。
本发明所公开的化学能电能转换装置不言而喻地包含物质的参与。
本发明所公开的化学能电能转换装置使用时,所述氧化剂可选择性选择设为:氧、压缩空气、氧气、液氧、空气、液化空气、氟、氯、溴、碘、臭氧、硝酸、浓硫酸、次氯酸、铬酸、过氧乙酸、高氯酸、氯酸盐、硝酸盐、高锰酸盐、高氯酸盐、重铬酸盐、高氯酸钙、高氯酸铵、高氯酸钠、高氯酸钾、高氯酸锂、高氯酸镁、高氯酸钡、高氯酸锶、高氯酸银、氯酸铵、氯酸钠、氯酸钾、氯酸镁、氯酸钙、氯酸铜、氯酸锌、氯酸铊、氯酸银、高锰酸钾、高锰酸钙、高锰酸钡、硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙、硝酸铯、硝酸铍、溴酸钾、溴酸锌、高碘酸铵、碘酸钙、碘酸铁、重铬酸钠、重铬酸钾、氯化铁、硝酸铈铵、次氯酸钠、过碳酸钠、过硼酸钠、次氯酸钙、二氯异氰尿酸钠、氧化铜、三氧化二铁、过氧化钠、二氧化锰、二氧化氮、过氧化钾、二氧化镁、二氧化钙、过氧化氢、三氧化铬、二氧化锶、二氧化钠、氧化银、丙酮、丙烯腈、苯甲醛、过氧化二苯甲酰、苯醌、四溴化碳或设为氯胺等;所述还原剂可选择性选择设为:氢、烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇类化合物、酚类化合物、醛类化合物、酮类化合物、羟酸类化合物、酯类化合物、钠、铝、锌、锂、钾、镁、锰、碳、钙、钡、钒、铬、铁、钴、铜、硼、硅、磷、锡、汞、铅、碳粉末、煤粉末、硫、氢化铝锂、氢化二乙基铝钠、硼氢化钠、硼氢化钾、一氧化碳、硫化氢、肼、氨气、氯化氢、碘化氢、二氧化硫、过氧化氢、硫化钠、氯化亚锡、甲醛、亚硫酸、硫酸、草酸、乙醇、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、甲醇、天然气、煤气、甲烷、焦炭、柴油、二甲醚、煤油、汽油、氢一氧化碳混合物或设为重油等。
本发明中,所述还原剂和所述氧化剂间可存在电化学作用。
本发明中,所述还原剂和所述氧化剂在本发明所公开的化学能电能转换装置的条件下,可发生电化学反应。
本发明中,所述还原剂为单质、化合物或混合物,离子或离子溶液不属于所述还原剂。
本发明中,所述氧化剂为单质、化合物或混合物,离子或离子溶液不属于所述氧化剂。
本发明中,可选择性地选择在电子导出和/或导入的过程中,使用电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合,其目的是通过电作用控制和/或强化电子的导出导入。
本发明中,可选择性地选择在电子导出和/或导入的过程中,使用电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合,其目的是通过电作用控制和/或强化电子的导出导入,而控制和/或强化电子的导出导入可有效避免还原剂和氧化剂混合直接发生氧化还原反应,提高安全性、可靠性和效率,而且控制和/或强化电子的导出导入可有效提升使用还原剂和氧化剂以混合物形式存在的装置的安全性、可靠性和效率。
本发明中,可选择性地选择在电子导出和/或导入的过程中,使用电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合,其目的是通过电作用控制和/或强化电子的导出导入。这一控制过程中的某一步骤是耗电的,但整个过程是供电的。
本发明所述化学能电能转换装置在使用还原剂和氧化剂的混合物时,可选择性地选择在电子导出和/或导入的过程中,使用电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合,其目的不仅是通过电作用控制和/或强化电子的导出导入,而且是通过强化电子的导出导入防止还原剂和氧化剂直接进行氧化还原反应的有效手段。这一控制过程中的某一步骤是耗电的,但整个过程是供电的。
本发明中,可选择性地选择在电子导出和/或导入的过程中,使用电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合,其目的不仅是通过电作用控制和/或强化电子的导出导入,而且是通过强化电子的导出导入防止还原剂和氧化剂直接进行氧化还原反应的有效手段。这一控制过程中的某一步骤是耗电的,但整个过程是供电的。
本发明中,可进一步选择性地选择使与所述还原剂对应的催化剂设为催化剂A,与所述氧化剂对应的催化剂设为催化剂B,所述催化剂A和所述催化剂B不同,在这种情况下,所述电化学区域中的催化剂可选择性地选择设为所述催化剂A和所述催化剂B的无规则混合物,或所述电化学区域中的催化剂选择性地选择设为与催化区比邻接触的所述催化剂A和所述催化剂B的混合物,为了提高效率,可增加所述催化剂A和所述催化剂B之间的带电粒子的流动性。
本发明中,所述的微间隙既可以具有使电荷产生对垒的电介质功能,也具有使带电粒子(电子以外的)穿越的功能。
本发明中,可选择性选择使离子穿越所述微间隙形成闭合回路的部分电路。
本发明中,可选择性选择使离子进入所述微间隙形成闭合回路的部分电路。
本发明中,可选择性选择,在电场力、旋转离心力、摆动惯性力、往复惯性力、流体带动力的作用下,使离子脱离原所在电极穿越所述微间隙到达另一电极形成闭合回路的部分电路。
本发明中,可选择性选择,在电场力、旋转离心力、摆动惯性力、往复惯性力、流体带动力的作用下,使离子脱离原所在电极进入所述微间隙形成闭合回路的部分电路。
本发明中,插入所述惰性物质的目的是为了规避所述还原剂和所述氧化剂在所述电化学区域处的同时存在,或减少所述还原剂和所述氧化剂在所述电化学区域处同时存在的机会。
本发明中,所述电化学区域A可选择性选择设为电化学反应的电极或电极的一部分,所述电化学区域B可选择性选择设为电化学反应的电极或电极的一部分。
本发明中,可根据所述还原剂和所述氧化剂的性质和所述电化学区域的工作温度选择不同的催化剂。
本发明中,向所述电化学区域导入浓度比值在本地爆炸极限以下的所述还原剂和所述氧化剂的混合物可包含阻燃剂,例如在氢和氧的混合物中加入氮、二氧化碳等。
本发明中,在所述电化学区域处于设定温度下的装置中,所述设定温度可设为高于等于100℃。
本发明中,在所述电化学区域处于设定温度下的装置中,所述设定温度可设为低于等于90℃。
本发明中,所述还原剂和所述氧化剂是指能够在所述电化学区域发生电化学反应的物质。
本发明中,所述还原剂和所述氧化剂吸收电能后能发生反应生成化合物,或在对外供送电能后能发生反应生成化合物。
本发明中,在包括交流电源的装置中,所述还原剂和所述氧化剂的反应可以是吸收电能的反应,也可以是输出电能的反应,但总体是输出电能的。
本发明中,在包括交变电源的装置中,所述还原剂和所述氧化剂的反应可以是吸收电能的反应,也可以是输出电能的反应,但总体是输出电能的。
本发明中,消除从电化学区域移出非电子带电粒子的必要性意味着只需要移出电子,而非电子带电粒子(例如质子)可以存储在其生成的电化学区域且在下一过程中参与电化学反应,这意味着两电极之间没有必要一定具有非电子带电粒子通道构成的内电路或外电路,只需要电子导通电路,即可实现电化学过程,在这种装置中,可选择性地选择其内电路的导通是通过其内部部件间形成的电容和/或其内部部件内带电粒子的往复振荡实现的,而且利用外电路输出电能和/或吸收电能。
本发明中,消除从电化学区域移出两种带电粒子的必要性意味着只需要移出电子,而另一种带电粒子(例如质子)可以存储在其生成的电化学区域且在下一过程中参与电化学反应,这意味着两电极之间没有必要一定具有非电子带电粒子通道构成的内电路或外电路,只需要电子导通电路,即可实现电化学过程,在这种装置中,其内电路的导通是通过其内部部件间形成的电容和/或其内部部件内带电粒子的往复振荡实现的,而且利用外电路输出电能和/或吸收电能。
本发明中,电子的导出导入是一种工作常态,所谓电子的导出导入是指经外电路所进行的电子的导出导入。
本发明中,所述电化学区域A可选择性地选择设为三维电极。
本发明中,所述电化学区域B可选择性地选择设为三维电极。
本发明中,如将J和K作为代名词,J供送通道与K区域连通设置是指所述J供送通道内的物质可以与所述K区域接触设置的结构关系。
本发明中,如将J和K作为代名词,K区域设置在腔体内,J供送通道与所述腔体连通设置是指所述J供送通道内的物质可以与所述K区域接触设置的结构关系。
本发明中,如将Y和X作为代名词,Y与X具有非电子导通电学关系,所述Y的电子导出导入的表述方式,是指所述Y、所述X和电子导出导入电路三者均为同一闭合回路的组成部分,可选择性地选择将电子导出导入电路设为外电路,而将非电子导通电学关系所形成的电路设为内电路。
本发明中,如将U、W和V作为代名词,U经W与V具有非电子导通电学关系,电子在所述U与所述V之间导出导入的表述方式,是指所述U、所述W、所述V和电子导出导入电路四者均为同一闭合回路的组成部分,可选择性地选择将电子导出导入电路设为外电路,而将非电子导通电学关系所形成的电路设为内电路。
本发明中,为控制和减少未参与电化学反应的还原剂进入所述微间隙,可选择性选择在所述还原剂供送通道上设置控制开关或设置控制阀。
本发明中,为控制和减少未参与电化学反应的氧化剂进入所述微间隙,可选择性选择在所述氧化剂供送通道上设置控制开关或设置控制阀。
本发明中,为控制和减少未参与电化学反应的还原剂和氧化剂的混合物进入所述微间隙,可选择性选择在所述还原剂和氧化剂的混合物供送通道上设置控制开关或设置控制阀。
本发明中,可选择性选择使所述电化学区域A和/或所述电化学区域B的与膨胀做功机构的工质入口连通设置或与透平的工质入口连通设置。
本发明中,可选择性选择使所述氧化剂供送通道与压缩机构的工质出口连通设置或与叶轮压气机的工质出口连通设置。
本发明中,可选择性选择使所述还原剂供送通道与压缩机构的工质出口连通设置或与叶轮压气机的工质出口连通设置。
本发明中,可选择性选择使所述还原剂和氧化剂的混合物供送通道与压缩机构的工质出口连通设置或与叶轮压气机的工质出口连通设置。
本发明中,为控制和减少未参与电化学反应的还原剂进入所述微间隙,可选择性选择将还原剂对应的电化学区域设为立体电极。
本发明中,为控制和减少未参与电化学反应的氧化剂进入所述微间隙,可选择性选择将氧化剂对应的电化学区域设为立体电极。
本发明中,为控制和减少未参与的还原剂和氧化剂的混合物进入所述微间隙,可选择性选择将还原剂和氧化剂的混合物对应的电化学区域设为立体电极。
本发明中,所谓的A与B具有非电子导通电学关系是指在A与B之间的内电路上具有非电子导通电学关系,而其外电路可选择性地选择电子导通关系;或,所谓的A与B具有非电子导通电学关系是指在A与B之间的外电路上具有非电子导通电学关系,而其内电路可选择性地选择电子导通关系。
本发明中,所谓的“电子导通区”是指导通电子不导通非电子带电粒子的区域,可选择性地选择设为金属导体区、碳导体区等。
本发明中,在选择电子导通区的形状时,应以增大其与相邻物的电容量为目的进行选择。
本发明中,所谓的“非电子导通电学关系”是指经电子以外的带电粒子形成的电学导通关系或经电子对垒形成的电学导通关系,例如,非电子带电粒子往复振荡形成的电学导通关系等。
本发明中,所谓的电化学区域A、所谓的电化学区域B与电极等同。
本发明中,所谓的“电容”可选择性地选择设为电解电容、超级电容、双电层电容、法拉第准电容、赝电容等一切电容。
本发明中,所谓的“可逆电机”是指可以在电动机和发电机之间相互转换的电机,例如,供电时可输出旋转动力、旋转时可发电的电机。
本发明中,可选择性地选择使用直流可逆电机或选择性选择使用周向磁单极直流可逆电机。
本发明中,使用可逆电机的目的是利用可逆电机的供电时可输出动力接收动力时可发电的特点,与电极配合工作,实现对电子导出导入的强化与控制,进而实现对电化学过程的优化。
本发明中,可选择性地选择,使可逆电机运动发电对电极实施电作用,当电极的电动势达到设定程度时,电极对可逆电机供电推动可逆电机运动,当电极的电动势降低到设定程度时,可逆电机利用自身及其联动件的动能发电对电极实施电作用,如此周而复始地进行循环过程;循环中,电极存在提供电能和吸收电能的过程,但循环整体是提供电能的;可选择性地选择,在可逆电机和电极间设置控制装置;可选择性地选择,负载与可逆电机、电极串联设置,或负载与可逆电机并联设置。
本发明中,可选择性地选择,使可逆电机运动发电对电极实施电作用,当电极在电化学反应和/或可逆电机的作用下电动势达到设定程度时,电极在电化学反应和/或累积电荷的作用下离子脱离原所在电极穿越所述微间隙到达另一电极或进入微间隙,进而如同电容放电一样,对可逆电机供电推动可逆电机运动,当电极的电动势降低到设定程度时,可逆电机利用自身及其联动件的动能发电对电极实施电作用,如此周而复始地进行循环过程;循环中,电极存在提供电能和吸收电能的过程,但循环整体是提供电能的;可选择性地选择,在可逆电机和电极间设置控制装置;可选择性地选择,负载与可逆电机、电极串联设置,或负载与可逆电机并联设置。
本发明中,可选择性地选择,使电极对可逆电机供电使可逆电机运动,当电极的电动势降低到设定程度时,可逆电机利用自身及其联动件的动能发电对电极实施电作用,当电极的电动势达到设定程度时,电极对可逆电机供电推动可逆电机运动,如此周而复始地进行循环过程;循环中,电极存在提供电能和吸收电能的过程,但循环整体是提供电能的;可选择性地选择,在可逆电机和电极间设置控制装置;可选择性地选择,负载与可逆电机、电极串联设置,或负载与可逆电机并联设置。
本发明中,可选择性地选择,使电极在电化学反应和/或累积电荷的作用下对可逆电机供电使可逆电机运动,当电极的电动势降低到设定程度时,可逆电机利用自身及其联动件的动能发电对电极实施电作用,当电极在电化学反应和/或可逆电机的作用下电动势达到设定程度时,电极在电化学反应和/或累积电荷的作用下对可逆电机供电推动可逆电机运动,如此周而复始地进行循环过程;循环中,电极存在提供电能和吸收电能的过程,但循环整体是提供电能的;可选择性地选择,在可逆电机和电极间设置控制装置;可选择性地选择,负载与可逆电机、电极串联设置,或负载与可逆电机并联设置。
本发明中,所谓的“电解质”是指一切设置在化学能电能转换装置两电极之间的只允许特定带电粒子通过但不允许电子通过的物质,其可为固体、液体或膜状体等,例如PEMFC的质子膜和固体氧化物电解质等。
本发明中,所谓的“在所述还原剂和所述氧化剂之间插入惰性物质”是指在所述还原剂与电化学区域接触和所述氧化剂与此电化学区域接触之间使惰性物质与此电化学区域接触,其目的是使所述还原剂的电化学反应和所述氧化剂的电化学反应之间的界限更清晰。
本发明中,所谓的“在所述还原剂和所述氧化剂之间插入空段时长”是指在所述还原剂与电化学区域接触和所述氧化剂与此电化学区域接触之间设置空段时长,其目的是避免所述还原剂和所述氧化剂混合,使所述还原剂的电化学过程和所述氧化剂的电化学过程之间的界限更清晰,所谓空段时长是指设定的时间间隔,其具体时长根据所述还原剂和所述氧化剂的性质、电化学区域的温度及催化剂有无以及所述还原剂和所述氧化剂需要的停留时间等来决定。
本发明中,所谓的“惰性物质”是指与所述还原剂和所述氧化剂不发生反应的物质。
本发明中,所谓的“电化学区域”是指一切可以发生电化学反应的区域,例如包括催化剂、超微结构和/或在设定温度下的区域(例如燃料电池中的电极等),再例如在设定温度下的金属区域。
本发明中,所谓的“包括催化剂、超微结构和/或在设定温度下的电化学区域”是指所述电化学区域要么包括催化剂,要么包括超微结构,要么处于设定温度下,要么所述电化学区域包括这三种条件中的两种或三种。
本发明中,所谓的“超微结构”是指在设定条件下能够引发电化学反应的微观结构。
本发明中,所谓的“本地爆炸极限”是指在所述电化学区域的条件下,所述还原剂和所述氧化剂不能发生爆炸的浓度比例。
本发明中,在包括所述催化剂的装置中,所述催化剂设为包括贵金属的催化剂,或所述催化剂设为包括稀土元素的催化剂。
本发明中,所谓的极间隔离物是指为使电极间具有非电子导通电学关系所需要的微间隙(包括真空)。
本发明中,极间隔离物可选择性选择设为隔绝体、隔绝空间、电解质、电介质、电容、等离子体、离子液体、离子气体、离子溶液和电子导通区中的至少一种与微间隙的合。
本发明中,所述电化学区域A、所述电化学区域B的电子的导出导入为工作常态。
本发明中,所谓的极间隔离物可选择性地选择设为内电路,也可选择性地选择设为外电路。
本发明中,所谓的电作用是一种选择性选择。
本发明中,所谓的“非电子带电粒子”是指电子以外的带电粒子,例如质子或离子。
本发明中,所谓的“具有附加转动惯量的电机”是指具有根据对转动惯量的要求,额外设置转动惯量的电机。
本发明中,在某一部件名称后加所谓的“A”、“B”等字母仅是为了区分两个或几个名称相同的部件或物质。
本发明中,对本发明所公开的化学能电能转换装置的原理进行如下说明:
本发明人认为,如果能够利用带电粒子(即由氧化剂形成的离子、由还原剂形成的离子)在电化学区域A和电化学区域B间(即在两电极间)的微间隙穿越或利用离子脱离原所在电极(即原所在电化学区域)进入微间隙形成回路就可以实现回路的导通,进而实现化学能电能转换过程。本发明中,通过在两极间设置微间隙且使由氧化剂形成的离子和/或由还原剂形成的离子穿越所述微间隙或使由氧化剂形成的离子和/或由还原剂形成的离子脱离原所在电极(即原所在电化学区域)进入微间隙,进而形成导通回路,实现化学能电能转换过程。本发明中,设置摆动的结构体、往复运动的结构体和转动的结构体的目的,是利用离子质量形成惯性力强化离子穿越微间隙的过程或强化离子脱离原所在电极(即原所在电化学区域)进入微间隙的过程。传统燃料电池离子通过电解质的过程本身并不消耗可观的功,这意味着离子穿越两极间的微间隙或脱离原所在电极(即原所在电化学区域)进入微间隙也不会消耗可观的功,因此,通过在所述电化学区域A和所述电化学区域B之间设置微间隙且使离子穿越或使离子脱离原所在电极(即原所在电化学区域)进入微间隙的结构具有可行性。
本发明中,由摆动运动、往复运动和旋转运动形成的对离子的作用会使离子在一定程度上发生位移,进而形成对电化学区域(所述电化学区域A和/或所述电化学区域B)的电作用,进而使电化学区域在一定程度上处于带电状态,从而实现规避或减少氧化剂和还原剂在电化学区域直接进行完全放热的氧化还原反应。例如,氢和氧在铂存在的条件下在较低温度就可以进行完全放热的氧化还原反应,然而,氢和氧在带有正电的铂或在带有负电的铂的作用下均无法进行完全放热的氧化还原反应,而只能进行电化学条件下的氧化还原反应。
本发明中,在某些情况下,氧化剂、还原剂、还原剂和氧化剂的混合物可能会进入所述微间隙,或发生一定量的完全放热的氧化还原反应,这并不影响本发明所公开的装置的工作性,仅仅会在一定程度上影响其效率。
本发明中,在某些情况下,氧化剂、还原剂、还原剂和氧化剂的混合物可能会进入所述微间隙,或发生一定量的完全放热的氧化还原反应,在这种情况下,可选择性选择通过做功机构或其他机构对产生的热量予以回收。
本发明中,所述的微间隙既可以具有电介质使电荷产生对垒的功能,也具有使带电粒子(电子以外的)穿越的功能,所以上述关于工作原理的说明对本发明适用。
本发明中,可选择性选择离子会穿越所述微间隙形成闭合回路的部分电路。
本发明中,可选择性选择,在旋转离心力、摆动惯性力、往复运动的作用下,离子会穿越所述微间隙形成闭合回路的部分电路。
本发明中,所述电化学区域A可选择性选择设为电化学反应的电极的一部分,所述电化学区域B可选择性选择设为电化学反应的电极的一部分。
本发明中,可选择性选择所述电化学区域A的一部分和所述电化学区域B的一部分经所述微间隙非电子导通电学关系设置。
本发明中,可选择性选择所述电化学区域A的一部分和所述电化学区域B的一部分经所述微间隙非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A的另一部分和所述电化学区域B的另一部分经电解质非电子导通电学关系设置。
本发明中,可选择性选择所述电化学区域A和/或所述电化学区域B与附属流体通道连通设置。设置所述附属流体通道的目的是为了强化离子脱离原所在电化学区域,进而强化电化学反应过程。
本发明中,可选择性选择通过电刷与旋转的结构体建立导通关系。
本发明中,设置在旋转的结构体上的所述电化学区域A和所述电化学区域B的对应面可选择性选择设为锥面。
本发明中,可选择性选择通过外部力量使氧化剂产生的离子和/或还原剂产生的离子穿越所述微间隙或脱离原所在电极(即原所在电化学区域)进入微间隙。
本发明中,在包括旋转的结构体的结构中,可选择性选择将产生轻离子的电化学区域套装设置在产生重离子的电化学区域外。其目的是为了加大离心力的作用效果。
本发明中,所谓的“重离子”是指比所谓的“轻离子”的质量大的离子。
本发明中,所谓的“轻离子”是指比所谓的“重离子”的质量小的离子。
本发明中,应根据电学领域、电化学领域的公知技术,在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
本发明的有益效果如下:本发明所公开的化学能电能转换装置将终结传统化学能电能转换装置以电解质(例如质子交换膜和固体氧化物电解质等)的存在为必要条件的历史,为高效、长寿命、低成本的化学能电能转换装置的产业化提供了新的途径,并将重新定义发动机。
附图说明
图1:本发明实施例1的结构示意图;
图2:本发明实施例2的结构示意图;
图3:本发明实施例3的结构示意图;
图4:本发明实施例4的结构示意图;
图5:本发明实施例5的结构示意图;
图5.1:图5的K-K剖视图;
图6:本发明实施例6的结构示意图;
图7:本发明实施例7的结构示意图;
图8:本发明实施例8的结构示意图;
图9:本发明实施例9的结构示意图;
图10:本发明实施例10的结构示意图;
图11:本发明实施例11的结构示意图;
图12:本发明实施例12的结构示意图;
图13:本发明实施例13的结构示意图;
图中:
1、电化学区域A;2、电化学区域B;3、还原剂供送通道;4、氧化剂供送通道;5、腔体;8、还原剂和氧化剂的混合物供送通道;12、微间隙;30、旋转结构体;40、结构体;70、周向N极磁单极体;80、周向S极磁单极体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步进行说明。
本发明公开了一种化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系。为了对本发明做出清楚地说明,下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步进行说明:
实施例1
如图1所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1与还原剂供送通道3连通设置,所述电化学区域B2与氧化剂供送通道4连通设置,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例1可进一步选择性地选择使所述电化学区域A1设为立体电极A和/或所述电化学区域B2设为立体电极B。
实施例2
如图2所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1设置在腔体5内,所述电化学区域B2设置在所述腔体5内,所述电化学区域A1与还原剂供送通道3连通设置,所述电化学区域B2与氧化剂供送通道4连通设置,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置。
实施例3
如图3所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1与还原剂和氧化剂的混合物供送通道8连通设置,所述电化学区域B2与还原剂和氧化剂的混合物供送通道8连通设置,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置。
作为可变换的实施方式,与所述电化学区域A1和所述电化学区域B2连通设置的所述还原剂和氧化剂的混合物供送通道8可设为同一个或设为不同的两个。
实施例4
如图4所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1设置在腔体5内,所述电化学区域B2设置在所述腔体5内,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置,所述腔体5与还原剂和氧化剂的混合物供送通道8连通设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例1至实施例4及其可变换的实施方式均可进一步选择性地选择使所述电化学区域A1和所述电化学区域B2中的至少一件设置在旋转结构体上或使所述电化学区域A1和所述电化学区域B2中的至少一件设置在摆动结构体上。
实施例5
如图5和图5.1所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1与还原剂供送通道3连通设置,所述电化学区域B2与氧化剂供送通道4连通设置,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A1设置在旋转结构体A10上,所述电化学区域B2设置在旋转结构体B20上,所述旋转结构体A10和所述旋转结构体B20经绝缘体21固连设置,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体A10的导电体和所述旋转结构体B20的导电体设为闭合回路的组成部分。
作为可变换的实施方式,本发明实施例1至实施例4及其可变换的实施方式均可进一步选择性地使所述电化学区域A1设置在旋转结构体A10上,所述电化学区域B2设置在旋转结构体B20上,所述旋转结构体A10和所述旋转结构体B20经绝缘体21固连设置,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体A10的导电体和所述旋转结构体B20的导电体设为闭合回路的组成部分。
实施例6
如图6所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1与还原剂供送通道3连通设置,所述电化学区域B2与氧化剂供送通道4连通设置,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在所述旋转结构体30上,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的一部分导电体和所述旋转结构体30的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体30的导体与周向N极磁单极体70和周向S极磁单极体80对应设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例1至实施例4及其可变换的实施方式均可进一步选择性地选择使所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在所述旋转结构体30上,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的一部分导电体和所述旋转结构体30的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体30的导体与周向N极磁单极体70和周向S极磁单极体80对应设置。
实施例7
如图7所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1与还原剂供送通道3连通设置,所述电化学区域B2与氧化剂供送通道4连通设置,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在所述旋转结构体30上,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的一部分导电体和所述旋转结构体30的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体30的导体与周向N极磁单极体70和周向S极磁单极体80对应设置,所述周向N极磁单极体70和所述周向S极磁单极体80经齿轮联动设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例1至实施例4及其可变换的实施方式均可进一步选择性地选择使所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在所述旋转结构体30上,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的一部分导电体和所述旋转结构体30的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体30的导体与周向N极磁单极体70和周向S极磁单极体80对应设置,所述周向N极磁单极体70和所述周向S极磁单极体80经齿轮联动设置。
实施例8
如图8所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1与还原剂供送通道3连通设置,所述电化学区域B2与氧化剂供送通道4连通设置,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在结构体40上,所述旋转结构体30和所述结构体40绝缘转动设置,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的导电体、所述结构体40的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分。
作为可变换的实施方式,本发明实施例1至实施例4及其可变换的实施方式均可进一步选择性地选择使所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在结构体40上,所述旋转结构体30和所述结构体40绝缘转动设置,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的导电体、所述结构体40的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分。
实施例9
如图9所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1与还原剂供送通道3连通设置,所述电化学区域B2与氧化剂供送通道4连通设置,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在结构体40上,所述旋转结构体30和所述结构体40绝缘转动设置,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的导电体、所述结构体40的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体30的导体与周向N极磁单极体70和周向S极磁单极体80对应设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例9还可进一步选择性地选择使所述周向N极磁单极体70和所述周向S极磁单极体80经齿轮联动设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例1至实施例4及其可变换的实施方式均可进一步选择性地选择使所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在结构体40上,所述旋转结构体30和所述结构体40绝缘转动设置,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的导电体、所述结构体40的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体30的导体与周向N极磁单极体70和周向S极磁单极体80对应设置;并可再进一步选择性地选择使所述周向N极磁单极体70和所述周向S极磁单极体80经齿轮联动设置。
实施例10
如图10所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1与还原剂供送通道3连通设置,所述电化学区域B2与氧化剂供送通道4连通设置,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在结构体40上,所述旋转结构体30和所述结构体40绝缘转动设置,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的导电体、所述结构体40的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体30的导体与周向N极磁单极体70和周向S极磁单极体80对应设置,所述周向N极磁单极体70和所述周向S极磁单极体80经齿轮联动设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例1至实施例4及其可变换的实施方式均可进一步选择性地选择使所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在结构体40上,所述旋转结构体30和所述结构体40绝缘转动设置,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的导电体、所述结构体40的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体30的导体与周向N极磁单极体70和周向S极磁单极体80对应设置,所述周向N极磁单极体70和所述周向S极磁单极体80经齿轮联动设置。
实施例11
如图11所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1与还原剂和氧化剂的混合物供送通道8连通设置,所述电化学区域B2与还原剂和氧化剂的混合物供送通道8连通设置,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在结构体40上,所述旋转结构体30和所述结构体40绝缘转动设置,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的导电体、所述结构体40的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分。
作为可变换的实施方式,本发明实施例11均可进一步选择性地选择使所述旋转结构体30的导体与周向N极磁单极体70和周向S极磁单极体80对应设置,并可更进一步选择性地选择使所述周向N极磁单极体70和所述周向S极磁单极体80经齿轮联动设置。
实施例12
如图12所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1与还原剂供送通道3连通设置,所述电化学区域B2与氧化剂供送通道4连通设置,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在结构体40上,所述旋转结构体30和所述结构体40绝缘转动设置,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的导电体、所述结构体40的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体30的导体与周向N极磁单极体70对应设置,所述结构体40的导体与周向S极磁单极体80对应设置。
作为可变换的实施方式,本发明实施例12均可进一步选择性地选择使所述周向N极磁单极体70和所述周向S极磁单极体80经齿轮联动设置。
实施例13
如图13所示的化学能电能转换装置,包括电化学区域A1和电化学区域B2,所述电化学区域A1设置在腔体5内,所述电化学区域B2设置在所述腔体5内,所述电化学区域A1与还原剂供送通道3连通设置,所述电化学区域B2与氧化剂供送通道4连通设置,所述电化学区域A1经微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A1设置在旋转结构体30上,所述电化学区域B2设置在结构体40上,所述旋转结构体30和所述结构体40绝缘转动设置,所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述旋转结构体30的导电体、所述结构体40的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分。
作为可变换的实施方式,本发明实施例13均可进一步选择性地选择使所述旋转结构体30的导体与周向N极磁单极体70和周向S极磁单极体80对应设置(图中未示),并可更进一步选择性地选择使所述周向N极磁单极体70和所述周向S极磁单极体80经齿轮联动设置。
作为可变换的实施方式,本发明所有含有所述结构体40的实施方式均可进一步选择性地选择使所述结构体40转动设置或非转动设置,当所述结构体40转动设置时,可进一步选择性地选择使所述结构体40与所述旋转结构体30的旋转方向相同或相反。
作为可变换的实施方式,本发明前述所有含有所述旋转结构体A10的实施方式均可进一步选择性地选择使所述旋转结构体A10设为摆动结构体A,且使所述旋转结构体B20设为摆动结构体B,并可进一步使所述电化学区域A1、所述微间隙12、所述电化学区域B2、所述摆动结构体A的导电体和所述摆动结构体B的导电体设为闭合回路的组成部分。
作为可变换的实施方式,本发明前述所有实施方式均可进一步选择性地选择使所述电化学区域A1经所述微间隙12和电解质与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A1经电解质和所述微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A1经电解质和所述微间隙12和电解质与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A1经所述微间隙12和电解质和所述微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A1经设置在电解质内贯穿孔洞式的所述微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A1经设置在电介质内贯穿孔洞式的所述微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A1经所述微间隙12和具有贯穿孔洞式的所述微间隙12的电介质与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A1经具有贯穿孔洞式的所述微间隙12的电介质和所述微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系,或使所述电化学区域A1经所述微间隙12和具有贯穿孔洞式的所述微间隙12的电介质和所述微间隙12与所述电化学区域B2具有非电子导通电学关系。
作为可变换的实施方式,本发明前述所有实施方式均可进一步选择性地选择使所述电化学区域A1与电源电学连通设置或所述电化学区域A1设置在电场中,和/或,使所述电化学区域B2与电源电学连通设置或所述电化学区域B2设置在电场中。
作为可变换的实施方式,本发明前述所有实施方式还均可进一步选择性地选择使在所述电化学区域A1和所述电化学区域B2之间设置电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合。
作为可变换的实施方式,本发明前述所有实施方式还均可进一步选择性地选择对所述电化学区域A1处的离子和/或对所述电化学区域B2处的离子实施电作用力、电场力、旋转离心力、摆动惯性力、往复惯性力或实施流体带动力作用。
作为可变换的实施方式,本发明前述所有实施方式均可进一步选择性地选择使所述电化学区域A1设为立体电极A和/或使所述电化学区域B2设为立体电极B。
本发明附图中的A代表氧化剂,B代表还原剂。
本发明的附图仅为一种示意,任何满足本申请文字记载的技术方案均属于本申请的保护范围。
显然,本发明不限于以上实施例,根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案,可以推导出或联想出许多变型方案,所有这些变型方案,也应认为是本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种化学能电能转换装置,包括电化学区域A(1)和电化学区域B(2),其特征在于:所述电化学区域A(1)经微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系设置;
或,所述电化学区域A(1)经微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A(1)设为立体电极A和/或所述电化学区域B(2)设为立体电极B。
2.一种化学能电能转换装置,包括电化学区域A(1)和电化学区域B(2),其特征在于:所述电化学区域A(1)与还原剂供送通道(3)连通设置,所述电化学区域B(2)与氧化剂供送通道(4)连通设置,所述电化学区域A(1)经微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系设置;
或,所述电化学区域A(1)与还原剂供送通道(3)连通设置,所述电化学区域B(2)与氧化剂供送通道(4)连通设置,所述电化学区域A(1)经微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A(1)设为立体电极A和/或所述电化学区域B(2)设为立体电极B。
3.一种化学能电能转换装置,包括电化学区域A(1)和电化学区域B(2),其特征在于:所述电化学区域A(1)设置在腔体(5)内,所述电化学区域B(2)设置在所述腔体(5)内,所述电化学区域A(1)与还原剂供送通道(3)连通设置,所述电化学区域B(2)与氧化剂供送通道(4)连通设置,所述电化学区域A(1)经微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在腔体(5)内,所述电化学区域B(2)设置在所述腔体(5)内,所述电化学区域A(1)与还原剂供送通道(3)连通设置,所述电化学区域B(2)与氧化剂供送通道(4)连通设置,所述电化学区域A(1)经微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A(1)设为立体电极A和/或所述电化学区域B(2)设为立体电极B。
4.一种化学能电能转换装置,包括电化学区域A(1)和电化学区域B(2),其特征在于:所述电化学区域A(1)与还原剂和氧化剂的混合物供送通道(8)连通设置,所述电化学区域B(2)与还原剂和氧化剂的混合物供送通道(8)连通设置,所述电化学区域A(1)经微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系设置;
或,所述电化学区域A(1)与还原剂和氧化剂的混合物供送通道(8)连通设置,所述电化学区域B(2)与还原剂和氧化剂的混合物供送通道(8)连通设置,所述电化学区域A(1)经微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系设置,所述电化学区域A(1)设为立体电极A和/或所述电化学区域B(2)设为立体电极B。
5.一种化学能电能转换装置,包括电化学区域A(1)和电化学区域B(2),其特征在于:所述电化学区域A(1)设置在腔体(5)内,所述电化学区域B(2)设置在所述腔体(5)内,所述电化学区域A(1)经微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系设置,所述腔体(5)与还原剂和氧化剂的混合物供送通道(8)连通设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在腔体(5)内,所述电化学区域B(2)设置在所述腔体(5)内,所述电化学区域A(1)经微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系设置,所述腔体(5)与还原剂和氧化剂的混合物供送通道(8)连通设置,所述电化学区域A(1)设为立体电极A和/或所述电化学区域B(2)设为立体电极B。
6.如权利要求1至5中任一项所述化学能电能转换装置,其特征在于:所述电化学区域A(1)经所述微间隙(12)和电解质与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系,或所述电化学区域A(1)经电解质和所述微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系,或所述电化学区域A(1)经电解质和所述微间隙(12)和电解质与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系,或所述电化学区域A(1)经所述微间隙(12)和电解质和所述微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系,或所述电化学区域A(1)经设置在电解质内贯穿孔洞式的所述微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系,或所述电化学区域A(1)经设置在电介质内贯穿孔洞式的所述微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系,或所述电化学区域A(1)经所述微间隙(12)和具有贯穿孔洞式的所述微间隙(12)的电介质与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系,或所述电化学区域A(1)经具有贯穿孔洞式的所述微间隙(12)的电介质和所述微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系,或所述电化学区域A(1)经所述微间隙(12)和具有贯穿孔洞式的所述微间隙(12)的电介质和所述微间隙(12)与所述电化学区域B(2)具有非电子导通电学关系。
7.如权利要求1至5中任一项所述化学能电能转换装置,其特征在于:所述电化学区域A(1)与电源电学连通设置或所述电化学区域A(1)设置在电场中,和/或,所述电化学区域B(2)与电源电学连通设置或所述电化学区域B(2)设置在电场中;
或,在所述电化学区域A(1)和所述电化学区域B(2)之间设置电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合;
或,对所述电化学区域A(1)处的离子和/或对所述电化学区域B(2)处的离子实施电作用力、电场力、旋转离心力、摆动惯性力、往复惯性力或实施流体带动力作用。
8.如权利要求6所述化学能电能转换装置,其特征在于:所述电化学区域A(1)与电源电学连通设置或所述电化学区域A(1)设置在电场中,和/或,所述电化学区域B(2)与电源电学连通设置或所述电化学区域B(2)设置在电场中;
或,在所述电化学区域A(1)和所述电化学区域B(2)之间设置电容、直流电源、交流电源、交变电源、电感导体、电感线圈、电场、振荡电路、电机、可逆电机、具有附加转动惯量的电机或其两项之合、其三项之合、其四项之合、其五项之合、其六项之合、其七项之合、其八项之合、其九项之合、其十项之合、其十一项之合;
或,对所述电化学区域A(1)处的离子和/或对所述电化学区域B(2)处的离子实施电作用力、电场力、旋转离心力、摆动惯性力、往复惯性力或实施流体带动力作用。
9.如权利要求1至5和8中任一项所述化学能电能转换装置,其特征在于:所述电化学区域A(1)和所述电化学区域B(2)中的至少一件设置在旋转结构体上;
或,所述电化学区域A(1)和所述电化学区域B(2)中的至少一件设置在摆动结构体上。
10.如权利要求6所述化学能电能转换装置,其特征在于:所述电化学区域A(1)和所述电化学区域B(2)中的至少一件设置在旋转结构体上;
或,所述电化学区域A(1)和所述电化学区域B(2)中的至少一件设置在摆动结构体上。
11.如权利要求7所述化学能电能转换装置,其特征在于:所述电化学区域A(1)和所述电化学区域B(2)中的至少一件设置在旋转结构体上;
或,所述电化学区域A(1)和所述电化学区域B(2)中的至少一件设置在摆动结构体上。
12.如权利要求1至5和8和10和11中任一项所述化学能电能转换装置,其特征在于:所述电化学区域A(1)设置在摆动结构体A上,所述电化学区域B(2)设置在摆动结构体B上,所述摆动结构体A和所述摆动结构体B经绝缘体固连设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述摆动结构体A的导电体和所述摆动结构体B的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体A上,所述电化学区域B(2)设置在旋转结构体B上,所述旋转结构体A和所述旋转结构体B经绝缘体固连设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体A的导电体和所述旋转结构体B的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置,所述周向N极磁单极体(70)和所述周向S极磁单极体(80)经齿轮联动设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置,所述周向N极磁单极体(70)和所述周向S极磁单极体(80)经齿轮联动设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体转动电力连通设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体和所述结构体的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体转动电力连通设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体和所述结构体的导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置。
13.如权利要求6所述化学能电能转换装置,其特征在于:所述电化学区域A(1)设置在摆动结构体A上,所述电化学区域B(2)设置在摆动结构体B上,所述摆动结构体A和所述摆动结构体B经绝缘体固连设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述摆动结构体A的导电体和所述摆动结构体B的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体A上,所述电化学区域B(2)设置在旋转结构体B上,所述旋转结构体A和所述旋转结构体B经绝缘体固连设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体A的导电体和所述旋转结构体B的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置,所述周向N极磁单极体(70)和所述周向S极磁单极体(80)经齿轮联动设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置,所述周向N极磁单极体(70)和所述周向S极磁单极体(80)经齿轮联动设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体转动电力连通设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体和所述结构体的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体转动电力连通设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体和所述结构体的导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置。
14.如权利要求7所述化学能电能转换装置,其特征在于:所述电化学区域A(1)设置在摆动结构体A上,所述电化学区域B(2)设置在摆动结构体B上,所述摆动结构体A和所述摆动结构体B经绝缘体固连设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述摆动结构体A的导电体和所述摆动结构体B的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体A上,所述电化学区域B(2)设置在旋转结构体B上,所述旋转结构体A和所述旋转结构体B经绝缘体固连设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体A的导电体和所述旋转结构体B的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置,所述周向N极磁单极体(70)和所述周向S极磁单极体(80)经齿轮联动设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置,所述周向N极磁单极体(70)和所述周向S极磁单极体(80)经齿轮联动设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体转动电力连通设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体和所述结构体的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体转动电力连通设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体和所述结构体的导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置。
15.如权利要求9所述化学能电能转换装置,其特征在于:所述电化学区域A(1)设置在摆动结构体A上,所述电化学区域B(2)设置在摆动结构体B上,所述摆动结构体A和所述摆动结构体B经绝缘体固连设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述摆动结构体A的导电体和所述摆动结构体B的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体A上,所述电化学区域B(2)设置在旋转结构体B上,所述旋转结构体A和所述旋转结构体B经绝缘体固连设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体A的导电体和所述旋转结构体B的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在所述旋转结构体上,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的一部分导电体和所述旋转结构体的另一部分导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置,所述周向N极磁单极体(70)和所述周向S极磁单极体(80)经齿轮联动设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体绝缘转动设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体、所述结构体的导电体和电刷设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置,所述周向N极磁单极体(70)和所述周向S极磁单极体(80)经齿轮联动设置;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体转动电力连通设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体和所述结构体的导电体设为闭合回路的组成部分;
或,所述电化学区域A(1)设置在旋转结构体上,所述电化学区域B(2)设置在结构体上,所述旋转结构体和所述结构体转动电力连通设置,所述电化学区域A(1)、所述微间隙(12)、所述电化学区域B(2)、所述旋转结构体的导电体和所述结构体的导电体设为闭合回路的组成部分,所述旋转结构体的导体与周向N极磁单极体(70)和周向S极磁单极体(80)对应设置。
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