TWI383534B - 恆久性電池 - Google Patents

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Description

恆久性電池
本發明是有關於一種電池，特別是指一種不會損耗電極而能恆久延長電池使用壽命之恆久性電池。
電池是能夠儲存與釋放電能的裝置，為實用的電源。電池依使用情況而有各種大小、形狀與材料。有的是能再行充電的二次電池，有的則是不能再行充電的一次電池。學理上的電化學常談論之原始的伏打電池(voltaic pile)，於1798至1800年間，是利用兩種不同金屬電極與電解質接觸而產生伏打電源(voltaic source)，最初的伏打電池採用銀與鋅金屬電極而會有金屬電極的腐蝕損耗以產生電能。電池的結構隨時代的需要而不斷的改進，例如丹尼耳(Daneill)電池、鉛酸蓄電池、乾電池、水銀電池、空氣電池(air cell)、熱電池、鎳鎘電池、鎳氫電池與鋰離子電池等就是例子，但是這些電池需利用電極的腐蝕損耗以及利用電解質的反應，皆是損耗有限的地球資源並造成環境污染以換取電能。另外，二次電池雖然可以恢復電池內因供電而損耗的材料，但是二次電池恢復程度並非完全且也有損耗材料與使用壽命的問題，而其充電時所需的也是寶貴的電能。即便是進步的燃料電池也是損耗有用的資源以換取電能，如最近市面上推出的“水電池”就如同“海水電池(seawater cell)”也需要腐蝕損耗電極以換取電能。除此之外，電池種類繁多，但完整回收體系不易建立，廢電池回收率不高，造成汞、鉛與鎘等重金屬的污 染散播而使生態環境與人體健康都受到嚴重的威脅，為了地球的永續發展，急需有不損耗地球資源且無環境污染的新電池能源。
就如上述，含有電解質的電池皆需損耗有限的地球資源並造成環境污染以換取電能，而且不論是一次電池或二次電池也皆有固定的使用壽命。例外的是不含電解質而利用光電技術發展出的太陽能電池，放電時不消耗地球資源也沒環境污染，此光源是取之不盡的天然能源，沒有能源被壟斷的問題，理論上具有無窮的使用壽命的優點。但是太陽能電池的轉換效率不高，一般需要政策上的補助才能克服其高裝置成本的問題，另外的缺點是太陽能電池在生產過程中會產生環境污染物，同時也需消耗地球上的有限資源，所以至今太陽能電池仍是屬於需更進一步發展的能源。近來也有報導加拿大發明家利用水流經細玻璃管內壁產生電的方式，但是構造繁複，產生的電流極小，屬於還在研究初期階段。
本發明乃針對上述之已有電池的缺點，為了地球的永續發展，而開發此幾乎不損耗地球資源並且又幾乎無環境污染的恆久性電池。
地球上寬廣的海水應有取之不盡的能源而有待人類開發，如前所述，“水電池”與“海水電池”皆會損耗電極資源並造成環境污染，並不適合地球永續發展的需要，而需進一步開發。除了水中的氫離子(H+)與氫氣離子(OH-)外，海 水中主要含有約3.5%的氯化鈉電解質，應是可以利用為有用的物質或能源，兩百多年前伏打(Alessandro Volta)即在鹽水中插入銀與鋅兩電極而產生電流，本發明進一步的改用無消耗性的惰性電極，只有海水電解質在電極上的氧化及還原半反應，流動的海水使電解質組成幾乎維持不變，電流就源源不竭，因而獲得恆久性電池。除了流動海水外，也有其他可利用的電解質，例如工廠排放水於處理後仍含有相當固定成分的電解質。
鉑是最典型的惰性電極，以電源加電壓進行電解水以製取氫與氧氣後也不會發現鉑惰性電極(不論是鉑陽極或鉑陰極)的耗損。但是無可避免的因為加工程度的不同而會造成兩片鉑電極有不同的微結構(microstructure)與應力腐蝕等，性質的不同，也就是有不同的電極電位(electrode potential)，所以將兩片鉑電極(各為2 x 2公分面積)分別的浸入海水中就可利用電位計量得0.1623V的電位，將此兩片鉑電極串連至庫倫計(coulometer)可得相當大的瞬間放電電流，數分鐘後可測得約0.04 μA的穩定電流，特別的是此電流有持久不變的特性，其解釋是有片鉑電極因微結構而有較高電極電位促使海水進行還原半反應(half-reacton)，而另一片鉑電極則相對地較易使海水成分進行氧化半反應，因而能放電產生電流，放電時此兩片惰性鉑電極本身並未有實際反應而沒有實質的腐蝕損耗，反應的海水中之離子濃度變化隨即由流動的海水補充而無濃度降低的現象，所以能維持電流的持續不變，而成恆久性電池。
上述的鉑惰性金屬較貴重而於經濟上有實用的困難，但還有其他較便宜的惰性金屬也可以採用為恆久性電池之電極，一般以標準電極電位(standard electrode potential)約在-0.8 V以下的金屬稱之惰性金屬，例如金、鉑、銥、鈀與銀等皆是。所謂標準電極電位(standard electrode potential)是電極在標準狀態(standard state)時的熱力學電位，與本發明之實際狀態的電極電位不同。然而熱力學的電極電位常會造成事實上認知的誤解，例如鈦金屬雖然在熱力學的電極電位上顯示為易氧化而不穩定，但是事實上一般的鈦金屬卻是很穩定，歐洲地區大都採用鈦金屬為牙冠(crown)材料就是明顯的例子，顯示鈦金屬的惰性事實。另外，例如鉭(tantalum)金屬在熱力學電極電位上也顯示為易氧化而不穩定，但是此金屬可耐酸至王水不溶解而常為鉑金屬的代用品，所以鉭也是事實上的惰性金屬。基本上，恆久性電池之惰性電極所採用的惰性金屬是放電過程中在電解溶液中幾乎不會有損耗的金屬，例如有的鹼性溶液中，鎳金屬就能屬於惰性金屬。
除了惰性金屬外，惰性電極也可以包含其他多種材料而可用於恆久性電池，這些惰性電極材料包括不溶性電極(例如氧化銥電極)、超導體、石墨以及導電高分子等。
除了利用微結構的差異而可以使相同材料的兩惰性電極有恆久性電池的現象外，進一步的以不同材料的兩片惰性電極使用於恆久性電池，此電極材料不同而能產生較明顯的電壓差所以更具實用性。例如採用鉑與鉭為恆久性海 水電池的兩極，於實驗室內就能使放電電流提升至1毫安而大大提升本發明的實用性。配合變壓器更可提升電壓，如1991年美國專利USP 5,006,972號所揭示的”Sea water battery power converter”，可將低電流與低電壓轉變為較高的電流與電壓，而更具實用性。
海水的酸鹼度近中性，所以利用海水電解質之恆久性電池於放電時的正電極(還原電極)表面上進行如下列方程式(1)的主要半反應，而負電極(氧化電極)表面上則有如下列方程式(2a與2b)的主要半反應，這些反應皆為有氣體的半反應，此半反應的氣體過電壓(overvoltage)與電極表面狀態有關，例如鉑黑比鉑平片有較低的氣體過電壓，所以這些氣體半反應較易在鉑黑電極表面進行，亦即鉑黑電極較鉑平片電極能有較高的電流產生。依此些論述，本發明之恆久性電池的惰性電極性質主要依其內部微結構、成分組成與表面狀態而定。
2H2O+2e - → H2+2OH-………(1)
2H2O → 4e -+4H++O2………(2a)
2Cl- → 2e -+Cl2………(2b)
以海水電解液為例，由上述之主要半反應可發現，由於有Cl-離子的氧化作用而使得OH-離子的消耗速率低於H+離子，所以恆久性電池放電的結果會些微增加海水的pH值。依電荷平衡要求，放電後減少的Cl-離子濃度是由OH-離子取代，由於OH-離子比Cl-離子有較大的運輸數字(transference number)，所以放電結果也會微增加溶液的電 導率。由這些主要半反應可發現本發明之主要產物為有用的氣體資源，以此海水電解液為例就可獲得氫氣、氧氣與氯氣的有用資源。
本發明之另一特點是可以直接將回收的惰性金屬材料用為恆久性電池的電極，不只可避免重新冶煉回收之費用，也能避免處理過程中產生的污染。例如回收的鈦金屬就可直接使用為惰性電極，另外如廢棄的石墨電極只需清洗後也可直接使用為惰性電極，其他如電容器回收的鉭金屬為燒結狀的粉體固化物，具有甚大比面積(specific area)的特性，回收清潔後直接使用為電極就能有獲得較大電流的優點。
因此，本發明之目的，即在提供一種不會損耗電極而能恆久延長電池使用壽命之恆久性電池。
於是，本發明恆久性電池，與一盛裝有電解液之電解液供應裝置相連接，該恆久性電池包含一容器，及二惰性電極。
該容器具有一用以盛裝有電解液之容置空間、一入口，以及一出口，且該入口與該出口分別與該電解液供應裝置相連接，使得位於該電解液供應裝置內之電解液與位於該容器之容置空間內的電解液可相互循環流通。
該等惰性電極分別伸入於該容器之容置空間中且彼此相間隔，藉該等惰性電極分別電連接正電位、負電位，以使位於該容器之容置空間內的所述電解液產生氧化及還原半反應，利用兩惰性電極的微結構、組成或表面形態之差 異所造成電極電位或氣體半反應的過電壓之不同，而產生持續不斷的電流。
本發明之功效在於藉由在流動的電解液中置入正、負惰性電極，藉正、負惰性電極的成分、微結構或表面形態之不同而產生的電極電位差，於放電時能趨使電解液中的離子在正、負惰性電極上各進行氧化與還原半作用，以產生恆久性電流且不會損耗電極；另外，可直接採用回收的惰性金屬材料用為正、負電極，不只可避免重新冶煉回收之費用，也能避免處理過程中產生的污染。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖1，為本發明恆久性電池之一較佳實施例，其與一盛裝有電解液(圖未示)之電解液供應裝置(圖未示)相連接，該恆久性電池包含一容器1，及二惰性電極2、3。其中，該容器1具有一圍繞壁11、一由該圍繞壁11界定而成並能用以盛裝有電解液4之容置空間12、二個間隔設置於該容置空間12內且分別設有多數通孔131之隔板13，一設於該圍繞壁11之入口14，以及一設於該圍繞壁11之出口15。藉該等隔板13將該容置空間12區隔成一中間槽121及分別位於該中間槽121兩側之一第一端槽122及一第二端槽123，該入口14是設置於該第一端槽122，該出口15是設置於該第二端槽123，且該入口14與該出口15分別藉由 一管路(圖未示)而與該電解液供應裝置相連接，使得位於該電解液供應裝置內之電解液4與位於該容器1之容置空間12內的電解液4可透過該入口14輸入該第一端槽122，通過一隔板13之該等通孔131而進入該中間槽121，再經過另一隔板13之該等通孔131而進入該第二端槽123，並由該出口15流回該電解液供應裝置。
而各惰性電極2、3是在所述電解液4中不會產生自發性的腐蝕之電極，並選自下列材料之一：氧化銥、金、鉑、銥、鈀、銀、鈦、钽、超導體、石墨、導電高分子或惰性金屬的燒結粉末。該等惰性電極2、3可由相同材料製成，亦可由不同材料製成，特別說明的是，電極材料不同時，更能產生較明顯的電極電位差以獲取較高電流而提升實用性。另外，當該等惰性電極2、3選自金屬材料時，表面可經處理而降低其氣體半反應的過電壓。例如採用鉑與鉭分別為兩惰性電極2、3，於實驗室內就能使放電電流提升至1毫安。配合變壓器更可提升電壓。
該等惰性電極2、3是分別伸入於該容器1之容置空間12的中間槽121內且彼此相間隔。
特別說明的是，所述電解液4可選自海水或工業廢水。在本較佳實施例中是以前者做說明。因各地海水的組成雖有些微差異，但主要成份仍以濃度3.5%氯化鈉為主，所以本發明之實驗室工作就以濃度3.5%氯化鈉的溶液為替代海水。亦即在本較佳實施例中，所使用之電解液4溫度為攝氏10度至60度，容器1之容置空間12盛裝有約1公升 的電解液4，而電解液供應裝置則裝有約10公升的電解液4，電解液供應裝置並連設有一泵(圖未示)能使容器1內的電解液4與電解液供應裝置內的電解液4相互循環流通，維持電解液4的濃度幾乎不變。另外，第一端槽122及一第二端槽123分別設置有Radiometer Ion 85型離子儀之pH電極6與Radiometer CDM 210型電導儀的電極5，同步偵測恆久性電池於短路過程中的電解液4之pH值與電導度的變化。而兩惰性電極2、3則串聯一EG&G Model 379之數位庫倫計(以下簡稱庫倫計)7之正電位與負電位，於放電時，由庫倫計測定通過的電流與累計的電量。同時連接正電位之惰性電極2(即還原電極)表面會進行如下列方程式(1)的主要半反應，而連接負電位之惰性電極3(即氧化電極)表面則會進行如下列方程式(2a與2b)的主要半反應，這些反應皆為有氣體的半反應，此半反應的氣體過電壓(overvoltage)與電極表面狀態有關，例如鉑黑比鉑平片有較低的氣體過電壓，所以這些氣體半反應較易在鉑黑電極表面進行，亦即鉑黑電極較鉑平片電極能有較高的電流產生。依此些論述，本發明之恆久性電池的惰性電極性質主要依其內部微結構、成分組成與表面狀態而定。
2H2O+2e - → H2+2OH-………(1)
2H2O → 4e -+4H++O2………(2a)
2Cl- → 2e -+Cl2………(2b)
由上述之主要半反應可發現，由於具有Cl-離子的氧化作用，使得OH-離子的消耗速率低於H+離子，所以恆久性 電池放電的結果會些微增加海水的pH值，下述的實例八中就顯示改變海水的pH值就提升放電之電流。此外，依電荷平衡要求，放電後減少的Cl-離子濃度是由OH-離子取代，由於OH-離子比Cl-離子有較大的運輸數字(transference number)，所以放電結果也會微增加溶液的電導率，下述的數個實例中就有此電導率提升結果。由這些主要半反應可發現本發明之主要產物為氫氣、氧氣與氯氣等有用的氣體資源。
放電後的電解液4中之金屬離子濃度以Alltech離子色層分析儀(配合有Alltech 550導電偵測儀)測定，兩惰性電極的表面形態(morphology)變化則以ABT-32電子顯微鏡觀測，電極電位則以日本Yokogawa直流電potentiometer type 2727測定，金屬粉末的表面積以Micromeritics公司的Gemini 2360表面分析儀測定。
再者，本發明之另一特點是可以直接將回收的惰性金屬材料用為恆久性電池的電極，不只可避免重新冶煉回收之費用，也能避免處理過程中產生的污染。例如回收的鈦金屬就可直接使用為惰性電極，另外如廢棄的石墨電極只需清洗後也可直接使用為惰性電極，其他如電容器回收的鉭金屬為燒結狀的粉體固化物，具有甚大比面積(specific area)的特性，回收清潔後直接使用為電極就能有獲得較大電流的優點。
依本發明人於1986年6月於美國Plating and Surface Finishing雜誌第73(6)冊第96頁所發表的文章所述之穩定 電位的測定才能代表為本發明之實際狀態的電極電位。亦即將惰性電極置於替代海水中(水溫為30℃或50℃)並相對於飽和甘汞電極，測定其平衡時的穩定電位即為其電極電位，本發明之測定電極電位值皆相對於飽和甘汞電極。除了海水，本發明也測試惰性電極在硫酸鈉溶液中的電極電位，各電極的電極電位愈正則代表愈惰性。
除了電極面積與產生氣體之過電壓外，兩惰性電極2、3的電極電位差皆會改變電流的大小，其中電極電位是直接影響電流的最重要因素之一，所以為下列實例的主要探討。實例中發現，雖然電極面積差異也會影響電流的大小，但是電極電位的差異之影響還是較明顯。當兩惰性電極2、3的電極電位差愈大則此恆久性電池的電流愈大，尤其是兩電極電位差高至150 mV以上時，不論兩電極面積的差異，於本發明之小量設備中就可獲得約0.1 mA以上的電流，放大成實用的大面積電極設備後就可獲得更實用的電流。
下述實例顯示兩惰性電極，利用其微結構、組成或表面形態的差異所造成電極電位或氣體過電壓的不同而獲得電流，又因為電極的惰性而電極材料不消耗，則在能有固定電解質組成的溶液(特別是流動的海水中)內就能獲得不間斷的電流，亦即製成恆久性電池。
[實例一]
如圖1所示，採用替代海水做為電解液，電解液供應裝置裝有10公升電解液，容器1之容置空間12則裝有約1公升電解液，二者相互循環流通。在30℃水溫(即常溫)中， 將兩片由鉑製成之惰性電極2、3(分別為2 x 2以及5 x 8公分面積)相間隔地置於容器1之中間槽121內，電極電位分別為470.1 mV與479.9 mV，兩惰性電極2、3的電極電位差為9.8 mV，第一、二端槽122、123則分別置有pH電極6與電導儀的電極5，將兩片鉑惰性電極2、3串連至庫倫計，可得相當大的瞬間放電電流，數分鐘後可測得約0.05 μA的持續不斷之穩定電流。如同前述推測的，50小時後的電解液4之pH值由5.771升至5.983；而電解液4的電導率則由63.3升至64.0 mS/cm。
[實例二]
如圖1所示，仍採用替代海水做為電解液，電解液供應裝置裝有10公升電解液，容器1之容置空間12則裝有約1公升電解液，二者相互循環流通。在30℃水溫(即常溫)中，兩惰性電極2、3分別由鉑、鉑黑製成，鉑電極為5 x 8公分面積，鉑黑電極為0.7 x 0.8公分面積，分別相間隔地置於容器1之中間槽121內，鉑黑負極雖然不到1平方公分的面積，數分鐘後卻可測得約40μA的持續不斷之穩定電流，顯示改變電極表面形態而降低氣體過電壓的效果。
[實例三]
如圖1所示，仍採用替代海水做為電解液，電解液供應裝置裝有10公升電解液，容器1之容置空間12則裝有約1公升電解液，二者相互循環流通。在30℃水溫(即常溫)中，將鉑片惰性電極(5 x 8公分面積)與鈦片惰性電極(3 x 5公分面積)相間隔地置於容器1之中間槽121內，兩電極電 位分別為479.9 mV、386.8 mV，兩電極電位差為93.1 mV，第一、二端槽122、123則分別置有pH電極6與電導儀的電極5，將鉑片惰性電極與鈦片惰性電極串連至庫倫計可得相當大的瞬間短路電流，數分鐘後可測得約50 μA的持續不斷之穩定電流，並顯示採用相異材質的兩惰性電極而能獲得較大的電流，鈦片惰性電極在此恆久性電池為負極，意即放出電子的電極。如同前述推測的，40小時後的電解液4之pH值由5.814升至5.973；而電解液4的電導率則由63.2升至64.4 mS/cm。利用五位數電子天平測定的結果並未發現鈦片惰性電極於電解前後有重量的變化，同時電子顯微鏡的觀測也發現此鈦片惰性電極於電解前後並未有表面侵蝕的變化。在相同情況下，但是將鉑片惰性電極面積減少為2 x 2公分時則放電後的持續不斷之穩定電流降為26μA，顯示電極面積因素的重要，實用上可加大電極面積而有效的提升穩定電流，使本發明之恆久性電池更具實用性。
[實例四]
如圖1所示，仍採用替代海水做為電解液，電解液供應裝置裝有10公升電解液，容器1之容置空間12則裝有約1公升電解液，二者相互循環流通。在30℃水溫(即常溫)中，將鉑片惰性電極(2 x 2公分面積)與鉭片惰性電極(2.4 x 5公分面積)相間隔地置於容器1之中間槽121內，兩電極電位分別為470.1 mV、319.8 mV，兩電極電位差為150.3 mV，短路後的持續不斷之穩定電流為45μA，放電24小時 後，以離子色層分析儀分析電解液4，並未發現含有鉭成分的離子存在，而顯示鉭電極的惰性。在相同情況下，將鉑片惰性電極面積增加為8 x 5公分時，則放電後的持續不斷之穩定電流提升至0.12 mA。
[實例五]
將鉑包覆(cladding)於鈦片上，一樣具有鉑金屬特性但是可降低電極成本而提升本發明的實用性。如圖1所示，仍採用替代海水做為電解液，電解液供應裝置亦裝有10公升替代海水的，容器1之容置空間12則亦裝有約1公升替代海水，二者相互循環流通。在30℃水溫(即常溫)中，將鉑包覆於鈦片的電極(5.5 x 6公分面積)與鉭片電極(2.4 x 5公分面積)置於中間槽121的兩側，兩電極電位分別為804.8 mV、319.8 mV，兩電極電位差為485 mV，放電後的持續不斷之穩定電流可高達0.35 mA。
[實例六]
如圖1所示，仍採用替代海水做為電解液，電解液供應裝置亦裝有10公升替代海水的，容器1之容置空間12則亦裝有約1公升替代海水，二者相互循環流通。在30℃水溫(即常溫)中，將鉑黑惰性電極(0.7 x 0.8公分面積)與鉭片惰性電極(2.4 x 5公分面積)相間隔地置於容器1之中間槽121內，兩電極電位分別為589.3 mV、319.8 mV，兩電極電位差為269.5mV，面積不到1平方公分的鉑黑惰性電極於放電後的持續不斷之穩定電流可高達0.11 mA，進一步顯示改變惰性電極表面形態而降低氣體過電壓的優異效果，達 成惰性電極每平方公分約有0.2 mA的發電量。
[實例七]
不使用鉑電極，如圖1所示，仍採用替代海水做為電解液，電解液供應裝置亦裝有10公升替代海水的，容器1之容置空間12則亦裝有約1公升替代海水，二者相互循環流通。在30℃水溫(即常溫)中，將鈦惰性電極(5 x 7.5公分面積)與鉭片惰性電極(5 x 7.5公分面積)相間隔地置於容器1之中間槽121內，兩電極電位分別為386.8 mV、319.8 mV，兩電極電位差為67mV，放電後的持續不斷之穩定電流為15μA，此時替代海水4的溫度為30℃度，當升溫至50℃時，則可提升穩定電流至45 μA，顯示替代海水4加溫後的效應。
[實例八]
如圖1所示，仍採用替代海水做為電解液，電解液供應裝置亦裝有10公升替代海水的，容器1之容置空間12則亦裝有約1公升替代海水，二者相互循環流通。在30℃水溫(即常溫)中，電解液供應裝置將鉑包覆於鈦片的惰性電極(5.5 x 6公分面積)與鉭片惰性電極(5 x 7.5公分面積)相間隔地置於容器1之中間槽121內，兩電極電位分別為543.4 mV、164.8 mV，兩電極電位差為378.6mV，放電後的持續不斷之穩定電流為8μA，鉭片惰性電極為陽極，氧化後表面生成藍色的氧化物但仍有導電性。進一步添加稀硫酸降低電解液4之pH值至2.3，則穩定電流增為10μA，顯示低pH的效果。
[實例九]
一般廢水處理後的典型成分為硫酸鈉溶液，所以用2%濃度的硫酸鈉溶液為代表性的電解液，所以如圖1所示之容器1有約1公升硫酸鈉溶液，能與容器1相互循環流通的電解液供應裝置則裝有10公升硫酸鈉溶液，常溫中將鉑包覆於鈦片的惰性電極(5.5 x 6公分面積)與鉭片惰性電極(5 x 7.5公分面積)相間隔地置於容器1之中間槽121內，放電後的持續不斷之穩定電流為45μA。進一步添加稀氫氧化鈉容液提升溶液pH值至13，則穩定電流降為26μA，顯示高pH的反效果。
[實例十]
使用回收材料做為本發明的惰性電極材質也可提升本發明的實用性。D級的chip型式鉭電容器回收後，平均每顆約有130毫克的鉭，此為鉭粉燒結成的鉭塊但是有較代的表面積，測得每塊約有2平方公尺的面積而適用為本發明的惰性電極。如圖1所示，採用替代海水做為電解液，裝有10公升電解液4的電解液供應裝置，與能相互循環流通的容器1裝有約1公升電解液4，常溫中將鉑包覆於鈦片的惰性電極(5.5 x 6公分面積)與3棵回收的D級的chip型式鉭塊電極相間隔地置於容器1之中間槽121內，放電後的持續不斷之穩定電流可高達1.7 mA，顯示回收物質的應用。如同前述推測的，10小時後的電解液4pH值由6.181升至6.382；而電解液4的電導率則由56.4升至56.5mS/cm。另外，此鉭塊地極為粉狀鉭燒結，電極表面粗糙而內容 又多孔隙，使反應後的氣體產物不易逸出，所以放電後可發現甚多氣泡殘留在電極上，證明本發明放電後的產物為氣體。
[實例十一]
如圖1所示，採用替代海水做為電解液，裝有10公升電解液4的電解液供應裝置與能相互循環流通的容器1裝有約1公升電解液4，常溫中將舊石墨惰性電極(2.2 x 8公分面積)與3棵回收的D級的chip型式鉭塊電極相間隔地置於中間槽121內，放電後的持續不斷之穩定電流可達0.12 mA。 上述實例係說明本發明之實用性，但此些實例無意限制本發明的可行性。相反地，本發明涵蓋所有可能包括在所附申請專利範圍所界定之精神及範圍之替代、修正及其相等者。
1‧‧‧容器
11‧‧‧圍繞壁
12‧‧‧容置空間
121‧‧‧中間槽
122‧‧‧第一端槽
123‧‧‧第二端槽
13‧‧‧隔板
131‧‧‧通孔
14‧‧‧入口
15‧‧‧出口
2、3‧‧‧惰性電極
4‧‧‧替代海水
5‧‧‧電導儀的電極
6‧‧‧pH電極
7‧‧‧庫倫計
圖1是一示意圖，說明本發明恆久性電池之一較佳實施例。
1‧‧‧容器
11‧‧‧圍繞壁
12‧‧‧容置空間
121‧‧‧中間槽
122‧‧‧第一端槽
123‧‧‧第二端槽
13‧‧‧隔板
131‧‧‧通孔
14‧‧‧入口
15‧‧‧出口
2、3‧‧‧惰性電極
4‧‧‧電解液
5‧‧‧電導儀的電極
6‧‧‧pH電極
7‧‧‧庫倫計

Claims (8)

  1. 一種恆久性電池，與一盛裝有電解液之電解液供應裝置相連接，該恆久性電池包含：一容器，具有一用以盛裝有電解液之容置空間、一入口，以及一出口，且該入口與該出口分別與該電解液供應裝置相連接，使得位於該電解液供應裝置內之電解液與位於該容器之容置空間內的電解液可相互循環流通；及二惰性電極，分別伸入於該容器之容置空間中且彼此相間隔，藉該等惰性電極分別電連接正電位、負電位，以使位於該容器之容置空間內的所述電解液產生氧化及還原半反應，利用兩惰性電極的微結構、組成或表面形態之差異所造成電極電位或氣體半反應的過電壓之不同，而產生持續不斷的電流。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之恆久性電池，其中，該等惰性電極為在所述電解液中不會產生自發性的腐蝕之電極，且選自下列材料之一：氧化銥、金、鉑、銥、鈀、銀、鈦、钽、超導體、石墨、導電高分子或惰性金屬的燒結粉末。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之恆久性電池，其中，該等惰性電極為相同材料。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之恆久性電池，其中，該等惰性電極為不同材料。
  5. 如申請專利範圍第3或4項所述之恆久性電池，其中， 該等惰性電極選自金屬材料時，表面可經處理而降低其氣體半反應的過電壓。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之恆久性電池，其中，該容器還具有二個間隔設置於該容置空間內且分別設有多數通孔之隔板，藉該等隔板將該容置空間區隔成一中間槽及分別位於該中間槽兩側之一第一端槽及一第二端槽，該入口是設置於該第一端槽，該出口是設置於該第二端槽，且該入口與該出口分別與該電解液供應裝置相連接，使得位於該電解液供應裝置內之電解液與位於該容器之容置空間內的電解液可透過該入口、該第一端槽、該中間槽、該第二端槽、該出口而相互循環流通。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之恆久性電池，其中，所述電解液可選自海水或工業廢水。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之恆久性電池，其中，該電解液的溫度為攝氏10度至60度。
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