[发明专利]镁电气石离子发电池

说明书

本发明涉及金属发电技术领域，尤其涉及一种镁电气石离子发电池。包括碳素层、矿物质层(电气石)、镁层，以高分子聚合物电池的形式一体化连接。利用释放和吸收离子的负极(即镁板)和存在于空气中的氧气作为活性材料的正极(石墨)，负极处发生氧化还原反应，将这个氧化还原反应产生的化学能转化为电能并输出，克服了现有可再生能源风能、水能、太阳能的问题，具有环保、高性能发电效率、非爆炸稳定性和经济性的优势，是新一代未来能源。

技术领域

本发明涉及金属发电技术领域，尤其涉及一种镁电气石离子发电池。

背景技术

电能，是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力。电能既是一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源形态，又是电力部门向电力用户提供由发、供、用三方共同保证质量的一种特殊产品(它同样具有产品的若干特征，如可被测量、预估、保证或改善。

电能被广泛应用在动力、照明、化学、纺织、通信、广播等各个领域，是科学技术发展、人民经济飞跃的主要动力。电能在我们的生活中起到重大的作用。

日常生活中使用的电能，主要来自其他形式能量的转换，包括水能(水力发电)、热能(火力发电)、原子能(核电)、风能(风力发电)、化学能(电池)及光能(光电池、太阳能电池等)等。但这些能量转换方式多是大型设备，需要耗费大量人力物力进行基础建设，集中供电还需要电网建设，许多恶劣的地方，受资源、环境、资金的限制，不能通电，阻碍了当地的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的发电方式多是大型设备，需要耗费大量人力物力进行基础建设，集中供电还需要电网建设，许多恶劣的地方，受资源、环境、资金的限制，不能通电，阻碍了当地的发展。

为解决上述问题，我们提出了一种镁电气石离子发电池，利用释放和吸收离子的负极(即镁板)和存在于空气中的氧气作为活性材料的正极(石墨)，负极处发生氧化还原反应，将这个氧化还原反应产生的化学能转化为电能并输出，克服了现有可再生能源风能、水能、太阳能的问题，具有环保、高性能发电效率、非爆炸稳定性和经济性的优势，是新一代未来能源。

地球上存在的物质中有三种具自己有能量的材料。第一个是发生放射线的“铀矿石”，第二个是“磁铁矿”，第三个是电气石(Tourmaline)。“铀矿石”释放出非常强的放射线,无法继续使用原石，但“磁铁矿”所具有的磁石性质即磁力，可以合理利用，例如永久拥有电能，而本发明使用的是第三个电气石，其自身具有微弱的能量，是倾向吸收性的宝石。电气石的化学通式为：XY₃Z₆[Si₆O₁₈](BO₃)₃(OH)₄；其中X的位置主要被Na、Ca、K占据；Y的位置主要被Mg、Fe、A1、Li占据；Z的位置主要被A1占据；由于X、Y、Z位置的置换以及形成环境的不同，形成了众多的电气石种类。当Y以Mg为主时，称为镁电气石，以Fe为主时，称为铁电气石或黑电气石，若Mn进入此位置，则称为钠锰电气石。电气石以Li+Al为主时，称为锂电气石。在锂电气石中，部分OH常被F取代。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种镁电气石离子发电池，其原理是金属负极与矿物质水晶膜层发生氧化反应，生成电子，在空气阳极中从外部供应氧气，产生还原反应，从而产生电能。包括碳素层、矿物质层、镁层，以高分子聚合物电池(即各层依次重叠组合)的形式一体化连接，便于组合发电和进行错漏更替。其中，镁层作为负极，用于提供反应的金属材料；矿物质层用于缓慢的提供氧气，实现较低速率的氧化还原反应，保证长效发电；碳素层作为正极，可以减小电极板的尺寸，提高发电效率。

其中，几种金属在与氧气在同等条件下反应时产生的电压如下(以平均产生0.04A电流计)：

Li≥3.04V，Mg＝2.37V，Al≥1.66V，Zn≥0.76V，Fe≥0.44V，H≥0V，Hg≥-0.24V，Cu≥0.34V，Ag≥1.69V。