[發明專利]一種自驅動海水淡化和海水電解的裝置及方法

在審

• 申請號: 201410721264.6
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN105645522A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 王中林;曹霞;姜倩文;韓宇
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/42;C02F103/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 孫向民;肖冰濱

1.一種自驅動海水淡化裝置，其特征在于，包括：

摩擦納米發電機；

分別連接所述摩擦納米發電機的正、負信號輸出端的兩個電極板；以及

交替放置在所述兩個電極板之間的若干陽離子交換膜和陰離子交換膜。

2.根據權利要求1所述的自驅動海水淡化裝置，其特征在于，還包括夾 緊裝置，其用于將所述電極板、陽離子交換膜和陰離子交換膜連成整體。

3.根據權利要求1所述的自驅動海水淡化裝置，其特征在于，所述摩擦 納米發電機依次連接變壓器和整流橋后，再連接至所述電極板。

4.根據權利要求1至3中任一所述的自驅動海水淡化裝置，其特征在于， 所述摩擦納米發電機包括從下至上依次接觸設置在同一根轉軸上的緩沖層、 第一摩擦層、第二摩擦層和第一導電元件，所述轉軸與驅動裝置連接，所述 驅動裝置在水流運動的推動下帶動所述轉軸轉動，使所述第二摩擦層的下表 面材料和所述第一摩擦層的上表面材料發生相對滑動摩擦，以產生電信號， 并通過所述第一導電元件向所述電極板輸出電信號。

5.根據權利要求4所述的自驅動海水淡化裝置，其特征在于，所述第一 導電元件的電極A和電極B交替排列，且電極A和電極B間留有間隙。

6.根據權利要求4所述的自驅動海水淡化裝置，其特征在于，在所述第 一導電元件的上表面和/或緩沖層的下表面接觸設置支撐層。

7.根據權利要求4所述的自驅動海水淡化裝置，其特征在于，所述第一 摩擦層厚度范圍為50nm-5mm，所述第二摩擦層厚度范圍為10nm-1mm。

8.根據權利要求1至3中任一所述的自驅動海水淡化裝置，其特征在于， 所述摩擦納米發電機包括從下至上依次設置的第三摩擦層、第四摩擦層和第 二導電元件，所述第三摩擦層同時作為第三導電元件，且所述第四摩擦層和 第二導電元件均呈拱形放置，拱形的邊緣與所述第三摩擦層和所述第三導電 元件緊貼，在水流運動的拍打下，所述第四摩擦層的下表面材料和所述第三 摩擦層的上表面材料發生接觸，以產生電信號，并通過所述第二導電元件和 所述第三導電元件向所述電極板輸出電信號。

9.根據權利要求8所述的自驅動海水淡化裝置，其特征在于，在所述第 二導電元件的上表面和/或所述第三導電元件的下表面接觸設置支撐層。

10.根據權利要求8所述的自驅動海水淡化裝置，其特征在于，所述 第三摩擦層和第四摩擦層的厚度范圍為50nm-5mm。

11.根據權利要求8所述的自驅動海水淡化裝置，其特征在于，設置 在所述第二導電元件的上表面的支撐層為拱形。

12.一種自驅動海水淡化方法，其特征在于，采用權利要求1至11中 任一所述的海水淡化裝置，包括：

摩擦納米發電機依靠水流運動的推動和/或拍打產生電信號，并利用該 電信號使兩個電極板間產生電場；

在電場的作用下，通過陽離子交換膜和陰離子交換膜的選擇透過性，使 海水中的離子產生選擇性遷移，實現海水淡化。

13.根據權利要求12所述的自驅動海水淡化方法，其特征在于，對摩 擦納米發電機產生的電信號進行變壓和整流，再輸出給所述電極板。

14.一種自驅動海水電解裝置，其特征在于，包括：

摩擦納米發電機；

分別連接在所述摩擦納米發電機的正、負信號輸出端的兩個電極；

插入有所述兩個電極的電解容器；以及

所述電解容器中的電解液。

15.根據權利要求14所述的自驅動海水電解裝置，其特征在于，所述 電解液為海水或者權利要求1至11中任一所述的海水淡化裝置中排出的濃 鹽水。

16.根據權利要求14所述的自驅動海水電解裝置，其特征在于，所述 摩擦納米發電機采用權利要求1至11中任一所述的摩擦納米發電機。