[发明专利]以氧化还原反应产生电位的电池装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种以氧化还原反应产生电位的电池装置，其主要通过电性触媒(Catalyst)技术，将正电化学阻尼效应用来氧化发电，负电化学阻尼效应产生还原反应，构成物理的共振封闭回路，达到百分之百零污染、零排放的绿色能源。

背景技术

燃料电池是化学生电的装置，其中，氢及氧直接结合成水，合成反应所释出的能量即为电能(Cell)。电池可分为酸性(Acid)及碱性(Alkaline)两种性质。据Arrhenius的酸碱离子理论，在水溶液中可以电离(Ionization)出氢氧根离子(OH^-)，并不会产生其他阴离子的化合物，亦即是提供氢氧根离子(OH^-)或吸收氢离子(H⁺)的化合物，称为碱性。其中电离即是一物理性质，表示在能量作用下，原子、分子形成离子的过程。若溶液中氢离子(H⁺)大于纯水中氢离子的浓度的化合物，亦即溶解于水时释出的阳离子全部都是氢离子(H⁺)的化合物，或是电子(e^-)的接受者，称为酸性。故氧离子(O^2-)是氢氧根离子(OH^-)的共轭碱。

O^2-+H₂O→2OH^-

请参阅图2，将氢、氧气为燃料时，先将纯水20电解，此时，阳极放出电子为氧化反应，阴极得到电子为还原反应，称为电解反应。图2中，以氧化锌21作为阳极，以碳棒22作为阴极，箭头表示电荷流方向23。

阳极：2H₂O→O₂+4H⁺+4e^-

阴极：2H₂O+2e^-→H₂+2OH^-

电解全反应：2H₂O→2H₂+O₂

反电解反应，即阳极加入氢气，阴极加入氧气，产生纯水、电动势、及热(即是水蒸气)，称为氢氧燃料电堆。

阳极：H₂→2H⁺+2e^-                            Ea：0V

阴极：O₂+4H⁺+4e^-→2H₂O                       Ec：1.22PV

反电解全反应：2H₂+O₂→2H₂O+热                Ec-Ea＝1.22PV

其中电解(Electrolysis)是一种化学反应，表示在能量作用于电解质时，在阴极、阳极上引起的氧化还原反应的过程。当电解金属-空气燃料电堆时，以不同金属当电极为酸性、单一金属为电极为碱性。请参阅图1。本发明以碱性的锌-空气燃料电堆为例；

阳极：Zn+2OH^-→ZnO+H₂O+2e^-            Ea：0V

阴极：O₂+2H₂O+4e^-→4OH^-               Ec：1.22PV

充电反应：2Zn+O₂→2ZnO                Ec-Ea＝1.22PV

此化学反应产生电动势外，还产生纯水与热。其中，电解液10为氢氧化钾溶液(KOH)；另还会吸收二氧化碳(CO₂)，导致燃料电池无法持续运作。图1中作为阳极的为锌板11，作为阴极的为碳棒12。图1中，编号为K的为阴极；编号为A为阳极；标号为13的箭头表示电子流的方向。

发明内容

本发明所提供的以氧化还原反应产生电位的电池装置，其包含：一电池槽装置，其以盐类水溶液为电解液，其阳极为不会与电解液产生化学反应的金属，其阴极为具有导电性与呼吸孔隙的碳材料；该碳材料呼吸空气并在空气溶解于电解液中时释出含有氢氧根的负离子；