一种将离网的不持续不稳定无碳电能转换为移动存储电能的方法

摘要

本发明提供一种将离网的不持续不稳定无碳电能转换为移动存储电能的方法，其步骤是：用离网的不持续不稳定电能对金属氧化物进行常规电解、还原为金属元素，经常规配方配制成以金属元素为主的合金电极；将合金电极置于金属发电装置中，完成电化学反应，产生的电经输电线向用电设备供电，同时回收放电完毕的金属电极，过滤回收电化学反应后的反应产物，并将金属电极及反应产物返回A步骤。以将离网的不持续、不稳定的无碳电能转换为可存储、运输的发电用原料，以用来替换交通运输工具的动力能源，从而取代有碳排污的化石燃料，实现能源再生及循环使用，使无碳电能资源得到充分有效地利用，且不产生任何污染。

说明书

技术领域

本发明涉及一种转换存储电能的方法，尤其是一种将离网的不持续不稳定无碳电能转换为移动存储电能的方法

背景技术

电能不仅是工业生产、铁路运输中的重要能源，同时也是人们日常生活、工作和学习中必不可少的能源。现有的火力发电、水力发电、风力发电、光伏发电等多种电能只能向外输送，但不能大量存储。除火力发电外，大多数可再生的电能都具有较强的季节性的时段性，由于不能大量存储，造成淡季或某个时段电力不足，而旺季又供过于求的矛盾，导致无碳电能资源不能充分有效地利用。现有技术虽有蓄电池和各种各样的新型蓄能设施，如抽水蓄能发电、钒电储能等，但这些储能设施仅作为向某个用电设备提供短时电能的供电电源，而不能作为大规模存储电能的专门设施，更不能移动输出大规模电能，因为这些蓄能设施的存储量是极为有限的，加之资源及环保问题、价格及成本问题以及安全和性能等诸多因素，不能作为移动储能的专用设施。如何将离网的不持续、不稳定的无碳电能转换为可存储、运输的发电用原料，以用来替换交通运输工具的动力，从而取代有碳排污的化石燃料，这样一条无污染、可再生循环使用的途径，则是经济的、可持续发展的。

发明内容

本发明就是为解决现有技术因不能存储只能输送电能而带来的上述诸多不足，而提供一种将离网的不持续不稳定无碳电能转换为移动存储电能的方法。

本发明提供的是这样一种将离网的不持续不稳定无碳电能转换为移动存储电能的方法，其特征在于经过下列步骤：

A、用离网的不持续不稳定电能对金属氧化物进行常规电解，得电解产物；

B、将A步骤的电解产物经常规还原为金属元素；

C、将B步骤所得金属元素经常规配方配制成以金属元素为主的合金电极；

D、将C步骤所得合金电极置于金属发电装置中，完成下列电化学反应：

金属电极反应：金属+OH^-＝金属氧化物理学+电子+H₂O

空气电极反应：O₂+H₂O+电子＝OH^-

总反应：金属+O₂＝金属氧化物

E、将D步骤电化学反应产生的电经输电线向用电设备供电，同时回收放电完毕的金属电极，过滤回收电化学反应后的反应产物，并将金属电极及反应产物返回A步骤。

所述A步骤的金属氧化物为氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化锂中的一种，优选氧化镁。

所述A步骤的电解为常规真空电解。

所述C步骤的以金属元素为主的合金电极，由下列质量百分比的组分组成：镁88-96％，铝4-8％，锌0.5-15％，余量为稀土金属。

所述D步骤的金属发电装置由多个反应单元间隔并列成发电组，两两反应单元之间形成空气通道，每个反应单元包括空气电极及其内的电解液，插入电解液中并位于空气电极间的金属电极，每个反应单元的出液通孔与过滤器连通，过滤器与储液箱连通，储液箱与每个反应单元的进液通孔连通，每个反应单元的进、出液通孔均与保护液储液箱连通。以便将各反应单元的含有反应生成物的电解液送至过滤器过滤后，电解液经储液箱再返回各自的反应单元内循环使用，过滤后的反应生成物则取出另存，以待回收处理，一旦电解液流完后，即向各反应单元补充保护液，以防止自放电现象而消耗金属电极，维持放电曲线的平稳。

所述反应单元的出液通孔、进液通孔分别通过输液管与过滤器进液口、储液箱出液口连通，且在输液管上设有控制阀，以便将反应单元内的电解液送至过滤器中过滤后，经储液箱返回。

所述过滤器出液口与储液箱进液口通过输液管连通，以将过滤器过滤出来的电解液送入储液箱中存储。

所述储液箱出液口与反应单元的进液通孔间的输液管上设有抽液泵，以便根据需要将储液箱内的电解液送入壳体中。

所述反应单元的进、出液通孔均通过输液管与保护液储液箱连通，且在输液管上设控制阀和水泵，以便根据需要向反应单元内补充保护液，以防自放电而消耗金属电极。

所述储液箱内的保护液为纯净水，或者为防氧化的油或液。

所述过滤器内设有平面过滤网，平面过滤网一侧的过滤器壁上设有物料出口，以方便取出过滤后的反应生成物。

所述过滤器内设有中空过滤网柱，位于中空过滤网柱上方的过滤器顶部设有物料出口，以方便取出过滤后的反应生成物。

所述反应单元顶部设有盖，以便开盖后通过人工或者机械取出放完电的金属电极，装入新的金属电极。

所述空气通道的进口端设有空气滤清器，空气滤清器包括送风管，设于送风管出口的过滤网，或过滤布，以过滤空气中的颗粒物、污染物、尘土，防止发电组空气通道被堵塞，同时有利散热。

本发明具有下列优点和效果：采用上述方案，可将离网的不持续、不稳定的无碳电能转换为可存储、运输的发电用原料，以用来替换交通运输工具的动力能源，从而取代有碳排污的化石燃料，同时发电后的反应生成物、废金属电极回收后，返回工艺系统中处理成新金属电极，实现能源再生及循环使用，使无碳电能资源得到充分有效地利用，且不产生任何污染，每生产1kg金属电极，可取代2升化石燃料柴油，同时减少4.536kg的二氧化碳排放，真正实现绿色环保和可持续发展。对促进电动交通工具发展，解决石油危机和环境污染，具有重大意义。

附图说明

图1为本发明金属发电装置结构示意图，

图2为图1的A-A视图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

本发明提供的无碳金属发电装置，是由多个反应单元1间隔并列成发电组，两两反应单元1之间形成空气通道2，空气通道2的进口端设有空气滤清器，空气滤清器包括送风管3，设于送风管3出口的过滤布31，以便在向空气通道2供风的同时，经过滤布31过滤空气中的颗粒物、污染物、尘土，防止发电组空气通道2被堵塞，同时有利散热，如图2；每个反应单元1包括空气电极11及其内的电解液114，插入电解液114中并位于空气电极11间的金属电极12及滤袋122，空气电极11上连接有导线111，用作电源负极，金属电极12上连接有导线121，用作电源正极，每个反应单元的顶部设有盖123，以便开盖123后通过人工或者机械取出放完电的金属电极12，装入新的金属电极12，每个反应单元1的出液通孔115通过输液管5及控制阀4与过滤器13连通，过滤器13通过输液管5与储液箱14连通，储液箱14底部设有排污口141，储液箱14出液口通过输液管5及其上的水泵6、控制阀4与每个反应单元1的进液通孔116连通，以将各反应单元1内的含有反应生成物的电解液114送至过滤器13过滤后，使电解液114进入储液箱14，再泵入反应单元1中循环使用；每个反应单元1的进、出液通孔112、113均通过输液管5及其上的控制阀4、水泵6与储液箱15连通，储液箱15底部设排污口151，以便当电解液114流完后，向各反应单元1内补充纯净水，以防止自放电现象而消耗金属电极，维持放电曲线的平稳。过滤器13内设有中空过滤网柱131，位于中空过滤网柱131上方的过滤器13顶部设有物料出口，物料出口上设盖132，打开盖132即可方便取出中空过滤网柱131，以将其内的反应生成物收集起来等待回收处理，如图1。

实施例2

本发明提供的一种将离网的不持续不稳定无碳电能转换为移动存储电能的方法，经过下列步骤：

A、用离网的不持续不稳定电能对金属氧化镁进行常规电解，得电解产物；

B、将A步骤的电解产物经常规还原为金属镁元素；

C、将B步骤所得金属镁元素按下列质量比，经常规方法制成以金属镁为主的合金电极：镁89％，铝8％，锌1.5％，稀土金属1.5％。

D、将C步骤所得合金电极置于上述实施例1的金属发电装置中，完成下列电化学反应：

金属电极反应：金属+OH^-＝金属氧化物理学+电子+H₂O

空气电极反应：O₂+H₂O+电子＝OH^-

总反应：金属+O₂＝金属氧化物

E、将D步骤电化学反应产生的电经输电线向用电设备供电，同时回收放电完毕的金属镁电极，过滤回收电化学反应后的反应产物，并将金属镁电极及反应产物返回A步骤。

实施例3

本发明提供的一种将离网的不持续不稳定无碳电能转换为移动存储电能的方法，经过下列步骤：

A、用离网的不持续不稳定电能对金属氧化铝进行常规电解，得电解产物；

B、将A步骤的电解产物经常规还原为金属镁元素；

C、将B步骤所得金属镁元素按下列质量比，经常规方法制成以金属镁为主的合金电极：镁95％，铝4％，锌0.5％，稀土金属0.5％。

D、将C步骤所得合金电极置于上述实施例1的金属发电装置中，完成下列电化学反应：

金属电极反应：金属+OH^-＝金属氧化物理学+电子+H₂O

空气电极反应：O₂+H₂O+电子＝OH^-

总反应：金属+O₂＝金属氧化物

E、将D步骤电化学反应产生的电经输电线向用电设备供电，同时回收放电完毕的金属镁电极，过滤回收电化学反应后的反应产物，并将金属镁电极及反应产物返回A步骤。