[發明專利]以氧化還原反應產生電位的電池裝置

無效

• 申請號: 201110203231.9
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102891346A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 徐夫子;凃杰生
• 申請（專利權）人: 徐夫子;凃杰生
• 主分類號: H01M12/06
• 分類號: H01M12/06
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及一種以氧化還原反應產生電位的電池裝置，其主要通過電性觸媒(Catalyst)技術，將正電化學阻尼效應用來氧化發電，負電化學阻尼效應產生還原反應，構成物理的共振封閉回路，達到百分之百零污染、零排放的綠色能源。

背景技術

燃料電池是化學生電的裝置，其中，氫及氧直接結合成水，合成反應所釋出的能量即為電能(Cell)。電池可分為酸性(Acid)及堿性(Alkaline)兩種性質。據Arrhenius的酸堿離子理論，在水溶液中可以電離(Ionization)出氫氧根離子(OH^-)，并不會產生其他陰離子的化合物，亦即是提供氫氧根離子(OH^-)或吸收氫離子(H⁺)的化合物，稱為堿性。其中電離即是一物理性質，表示在能量作用下，原子、分子形成離子的過程。若溶液中氫離子(H⁺)大于純水中氫離子的濃度的化合物，亦即溶解于水時釋出的陽離子全部都是氫離子(H⁺)的化合物，或是電子(e^-)的接受者，稱為酸性。故氧離子(O^2-)是氫氧根離子(OH^-)的共軛堿。

O^2-+H₂O→2OH^-

請參閱圖2，將氫、氧氣為燃料時，先將純水20電解，此時，陽極放出電子為氧化反應，陰極得到電子為還原反應，稱為電解反應。圖2中，以氧化鋅21作為陽極，以碳棒22作為陰極，箭頭表示電荷流方向23。

陽極：2H₂O→O₂+4H⁺+4e^-

陰極：2H₂O+2e^-→H₂+2OH^-

電解全反應：2H₂O→2H₂+O₂

反電解反應，即陽極加入氫氣，陰極加入氧氣，產生純水、電動勢、及熱(即是水蒸氣)，稱為氫氧燃料電堆。

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

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

反電解全反應：2H₂+O₂→2H₂O+熱????????????????Ec-Ea＝1.22PV

其中電解(Electrolysis)是一種化學反應，表示在能量作用于電解質時，在陰極、陽極上引起的氧化還原反應的過程。當電解金屬-空氣燃料電堆時，以不同金屬當電極為酸性、單一金屬為電極為堿性。請參閱圖1。本發明以堿性的鋅-空氣燃料電堆為例；

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

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

充電反應：2Zn+O₂→2ZnO????????????????Ec-Ea＝1.22PV

此化學反應產生電動勢外，還產生純水與熱。其中，電解液10為氫氧化鉀溶液(KOH)；另還會吸收二氧化碳(CO₂)，導致燃料電池無法持續運作。圖1中作為陽極的為鋅板11，作為陰極的為碳棒12。圖1中，編號為K的為陰極；編號為A為陽極；標號為13的箭頭表示電子流的方向。

發明內容

本發明所提供的以氧化還原反應產生電位的電池裝置，其包含：一電池槽裝置，其以鹽類水溶液為電解液，其陽極為不會與電解液產生化學反應的金屬，其陰極為具有導電性與呼吸孔隙的碳材料；該碳材料呼吸空氣并在空氣溶解于電解液中時釋出含有氫氧根的負離子；