[发明专利]热解水电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用化学反应热解水同时把热能直接转化为电能的装置。 

背景技术

现有热解水技术是通过把水加热到1000度，水分解为氢气和氧气，用于制氢。它是一种利用化学反应进行物质转化的方法，但效率低。发电则用热机，效率也不高。 

发明内容

发明目的：发明一种利用化学反应热解水，即能发电，同时又能制造氢气和氧气的装置。 

技术方案：用不同的导体做正负极，在水中加入离子做电解液，用它们组成电池，加热电解液或使电解液自然吸收环境的能量，用两极的电压电解电解液中的水，在两个电极产生氢气和氧气，同时产生电流，获得电能。 

加入的离子应该满足两个条件：第一不与电极反应生成电极金属的化合物，否则便成了原电池，损失电极金属。第二，离子与两极形成的电压要高，能够电解水，电压越高效率越高。 

用还原性强的导体做阴极，氧化性强的导体做阳极，溶液中加入的离子，一般可用阴极金属的硫酸盐、硝酸盐溶液。因为热解水电池是利用两极导体的氧化还原性质不同来分解水，水中要有两极中的一种金属离子来和电极产生电压，用阳极金属的离子会发生置换反应，所以电解液中的阳离子用阴极金属的离子；而阴离子当然氧化性越强越好，但常用的酸是硫酸和硝酸，所以阴离子一般用硫酸根或硝酸根的离子，这样的电解液就是阴极金属的硫酸盐、硝酸盐溶液。如果直接用酸，在酸和电极反应的同时水也会被分解，酸和电极的反应结束后，只发生热解水反应。 

通常阴极金属与水反应生成碱和氢气 ，如果加入阴极金属的硫酸盐，两极产生的电压，是各种离子与两极电压的代数和，硫酸根氧化性高于氢氧根，阴极金属离子的还原性高于氢离子，硫酸根、金属离子和两极形成的电压，高于氢氧根、氢离子和两极形成的电压，各种离子不会与两极化合，接通电路，只有氢氧根和氢离子能参加电解反应，水就会在两极被电解为氢气和氧气，产生电流。常温下电解作用较弱，加热溶液，氢氧根的化学键就更容易断裂，水就会快速在两极被电解为氢气和氧气，产生较大电流。这是个吸热反应，常温下也会吸收环境的热量发生反应，进行物质和能量的转化，只是速度慢；加热便会快速反应，实现大功率高效率物质和能量的转化。 

化学反应中新物质的生成总伴随着能量的转化，这个反应是将环境提供的热能，转化为氢氧的化学能和电能。是环境提供的热能，而不是以水为燃料，水只是一种工质。这个反应就是低温下的热分解水反应，写成化学反应方程式： 

         催化剂                                                                                          

2H₂O     =       2H₂↑+O₂↑ 

本发明的有益效果：热电直接转换技术和制氢技术是两项很重要的技术，本发明能同时解决两个技术问题，大功率高效率的获得电能制取氢气和氧气，也可用于制造小型电源。结构简单，固体燃料，液体燃料，核能，太阳能，地热能，余热等各种热源都可用，也可自然吸收环境的热量进行物质和能量的转化。

具体实施方式

    负极导体可以用镁、铝、锌，把负极做成容器，正极导体可以用铜、银、铂或碳，电解液分别用硫酸镁、硫酸铝、硫酸锌的水溶液，或分别用硝酸镁、硝酸铝、硝酸锌的水溶液，也可以用硫酸或硝酸和电极反应生成相应的盐，同时产生热解水反应，酸和电极反应完成后只产生热解水反应。用正负极、电解液组成单个热解水电池。根据需要再多做一些串联或并联起来。热解水电池能自然从环境吸热，也能使用各种热源，根据热源特点把它们适当排列。水分解到一定程度，接着加纯净水，使电解液能循环使用。 

    产生的氢气和氧气的收集利用：在容器上部加盖儿，盖儿上留出气孔，再接上管子，管子接上容器，会得到氢氧的混合气体，根据它们的液化压力不同，液化分离。直接使用得到的氢氧混合气体的方法：用来助燃，把管子通入火焰即可；用来直接燃烧加热物体；用热机吸入该气体做功等。