[发明专利]一种水燃料电池氢能发电机及其发电的方法

摘要

本发明涉及一种制造仅需要补充水就可以持久性地发电的机器及其发电的方法，这种机器发电的功率密度与已商品化的碱性燃料电池功率密度相近，发电的成本相对其它燃料电池最低。因为其发电的方法是由一种新发现的水制氢法与传统氢燃料电池技术组合而成，故其名称叫水燃料电池氢能发电机，简称JS发电机或碱水发电机。其特点是直接用水代替氢气和空气或氧气作为燃料及氧化剂，其特征为发电时不需要加入氢气和空气，仅需要加入纯水，不消耗任何其它物质就能够持久性的发电。可制备成为移动式家用发电机；或用于制造各种中小型的发电站；特别适用于制造燃料电池动力车，也特别适用于需要氧气的航天飞机或潜艇等地方应用。

主权项

一种以水为原料制备氢气和氧气的方法选择氯碱工业的离子膜电解槽，将该电解槽的阳离子交换膜改装为阴离子交换膜，同时将该电解槽的阳极钛涂钌电极改装为阴极电极，将没有涂层的纯钛电极作为阳极电极，电极安装的标准不变；并且在阴极室一侧与每个阴离子交换膜平行安装一个正渗透技术中的半透膜，半透膜与阳极室的水道联通；原离子膜电解槽的其它装置及其控制系统基本不变；由此改装后的电解槽作为一种水制氢的反应器，叫水燃料电池反应器；其特征为采用该反应器水制氢气和氧气，不需要输入电能或光能或热能等任何能量，也不需要消耗任何其它的物质，就可以自发地将水按需所求地转化为氢气和氧气，同时发出电流；采用水燃料电池反应器水制氢气和氧气的方法，包括以下次序的几个步骤：在该水燃料电池反应器的每个阴极室分别加入计算量的质量浓度为40‑45％的KOH水溶液，在每个阳极室分别加入计算量的质量浓度为20‑25％的KOH水溶液，保持阴极室的水平面高于阳极室的水平面；仿造碱性燃料电池的工艺条件及原离子膜电解槽的操作规程和控制条件进行操作，随着过程的进行直至反应器平稳运行，从阴极室不断地产生氢气，从阳极室不断地产生氧气，同时不断地释放出电流；这时阳极室的KOH溶液被稀释，阴极室的KOH溶液被浓缩，导致二个极室的渗透压差增大，在该渗透压差的驱动下，阳极室的水自动地渗透通过半透膜进入阴极室，由此保持了阳极室的水平面与KOH浓度不变，同时通过在阴极室定时定量地补充纯水，保持了阴极室的水平面与KOH浓度也不变，由此保持了该反应器生产氢气和氧气同时发电的过程连续性地进行；上述步骤中KOH的K表示钾、钠、锂等一切碱金属元素；也可以采用雷尼镍电极代替上述反应器阳极室的纯钛电极，采用银电极代替上述反应器阴极室的钛涂钌电极，由此构建成为原电池电动势驱动氢氧根离子定向迁移的推动力；或者说在上述水燃料电池反应器中，也可以采用传统碱性燃料电池中的由雷尼镍电极与银电极组合的电极电对作为氢氧根离子定向迁移的电位差推动力。