能长效提升燃料能量效率的纳米贵金属远红外线的能量转化装置及其制作方法制造方法及图纸

一种能长效提升燃料能量效率的纳米贵金属远红外线的能量转化装置及其制作方法，该方法利用温差作用所产生的渗透效应，使得一含纳米贵金属粒子、远红外线粒子及介质粒子的水溶液能顺利地渗入至一能量转化材料表面，以在该能量转化材料经高温处理而完全干燥后，能在其表面形成一层复合薄膜，使得该能量转化材料所形成的能量转化装置，被安装至各式内燃机的燃料供应管路时，该复合薄膜所产生的远红外线能对流经其中的燃料，长效地执行高效能量转化处理，待呈长链状碳氢化合物的燃料分子被裂解成短链状燃料分子后，始依序被投入至各该内燃机的燃烧室，进行燃烧，以令该燃料能发挥最佳的燃烧效率。燃烧效率。燃烧效率。

【技术实现步骤摘要】
能长效提升燃料能量效率的纳米贵金属远红外线的能量转化装置及其制作方法


[0001]本专利技术关于能量转化装置，尤指一种利用温差作用所产生的渗透效应，使得含贵金属纳米粒子及远红外线粒子的水溶液能顺利地渗入至由多孔性材料制成的一能量转化装置上密集分布的孔洞中，以在该能量转化装置经高温处理而完全干燥后，能在其表面及孔洞内壁形成一层含贵金属纳米粒子及远红外线粒子的复合薄膜，使得该能量转化装置被安装至各式内燃机的燃料供应管路时，该复合薄膜所产生的远红外线能对流经其中的燃料(无论液态或气态的燃料)，长效地执行高效能量转化处理；另外，本专利技术还能在该复合薄膜中或外增设铈(Ce)、钌(Ru)及/或铑(Rh)等纳米粒子，以通过其所产生的强效吸氧作用，令各该纳米铂金粒子始终拥有清洁的表面，从而使该能量转化材料能对流经其中的燃料激发出最大的能量转化效率。

技术介绍

[0002]目前，各式车辆及各种产业所排放的燃烧废气，已无庸置疑地被证实是造成空气污染的主要及重要原因。经详细调查及研究分析，各式车辆及各种产业所产生的废气主要来自其所使用的各式内燃机排汽管所排出的燃烧废气(55％)、各式内燃机曲轴箱所渗漏的油气(25％)及油箱所挥发渗漏的油气(20％)，这些燃烧废气及渗漏油气中均含有对人体有害的污染物质，如：二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NO
x
)等；其中，由于一般普遍使用的石化燃料(汽油、柴油或煤油等)及煤炭中，都含有少量的硫(0.5％到5％)，当这些燃料被燃烧时，其中的硫(S)便与空气中的氧(O2)发生化学反应，而产生了二氧化硫(SO2)。以硫含量为5％的煤炭为例，一个壹千百万瓦特的火力发电厂，每天将产生高达六百吨的二氧化硫。其他二氧化硫的污染源，还包括硫矿的金属精炼厂、硫酸工厂及石油炼制厂等，因此，二氧化硫极为普遍且大量地存在于燃烧石化燃料或煤炭的各式车辆或各式工业废气中，而最终却直接被排放至空气里，据此，二氧化硫(SO2)乃被称的为「原级污染物」；另外，还有一种空气污染物，是由原级污染物在空气中进行化学反应而生成者，被称之为「二级污染物」，其中，三氧化硫(SO3)即是工业空气污染中「二级污染物」的一个典型的例子，它是二氧化硫(SO2)在阳光照射下，与空气中的氧O2，进行下列化学反应后生成者：
[0003]2SO2+O2→
2SO3[0004]事实上，三氧化硫(SO3)在空气中的生命周期相当短，非常容易与空气中的水分子发生化学反应，而产生硫酸分子；另一方面，硫酸也会进一步与空气中的氨发生化学反应，产生硫酸铵(NH4)2SO4的固体微粒，因此，硫酸及硫酸铵也是工业污染的二级污染物。
[0005]都市中的光烟雾在温暖、干燥而且阳光充足的日子里特别严重，是因为它的原级污染物主要为一氧化氮(NO)，一氧化氮乃是空气中的氮气和氧气，在市区各式车辆引擎(即，前述内燃机)的高温作用下，依下列化学反应生成者：
[0006]N2+O2+热
→
2NO
[0007]事实上，这个一氧化氮的生成过程，与闪电时所产生的一氧化氮过程相同。其他「
光烟雾」的原级污染物还包括汽油挥发渗漏所产生的碳氢化合物(HC)及一氧化碳(CO)。根据研究，一般内燃机常会因燃料的燃烧效能不佳而在每燃烧1公升的汽油后，产生大约230公克的一氧化碳污染物，另外，虽然一氧化氮(NO)是一种无色的气体，但是当它随着车辆废气被排放至空气中后，会缓慢地与空气中的氧气发生化学反应，从而产生黄褐色的二氧化氮(NO2)；随后，在阳光中紫外线的照射下，二氧化氮(NO2)还会依下列光化学反应，而裂解产生一氧化氮(NO)及原子态的氧O*：
[0008]NO2+紫外线
→
NO+O*
[0009]此时，由于原子态氧O*的化学反应能力相当强，非常容易与空气中的氧分子O2发生下列化学作用，而生成臭氧(O3)：
[0010]O*+O2+M
→
O3+M*；
[0011]其中，M可以是氮气分子、氧气分子或固体微粒，它的作用乃是吸收在臭氧分子生成过程中所释放出来的热量；臭氧(O3)是一种刺鼻性非常强的分子，如果空气中每一亿个气体分子含有一个臭氧分子，我们的鼻子就可以轻易地辨识出它的存在。「光烟雾」的前述形成过程，亦造成「光烟雾」中隐含着不同的污染物，其中，请参阅图1所示，在每个工作天出现最高浓度的时段，彼此不同，在早上七点的上班时段，空气中一氧化氮的浓度，将达到最大值；随后，一氧化氮将因逐渐与氧气作用而减少，取而代之的是二氧化氮的浓度将逐渐增加，直到早上九点左右，将达到最大浓度；如果是晴朗的日子，阳光中的紫外线，会持续催化二氧化氮的裂解反应，造成在中午时分，空气中的臭氧浓度达到最大值。
[0012]反之，如果二氧化氮不进行上述的光化学反应，也会与空气中的水分子发生下列化学反应，而生成硝酸(HNO3)及亚硝酸(HNO2)：
[0013]2NO2+H2O
→
HNO3+HNO2[0014]前述化学反应同时也会帮助空气中水汽的凝聚。但是，由于硝酸及亚硝酸的酸性极强，如果吸入含有这种液体微滴的空气，将对人体造成相当程度的伤害。再者，汽油挥发或燃烧所排放出的碳氢化合物(HC)，还会与臭氧(O3)或原子态的氧(O*)发生下列化学反应，而产生醛类化合物(RCHO)或是酮类化合物(RCOR)：
[0015]HC+O*
→
HCO
[0016]HC+O3→
HCO3[0017]HCO+O2→
HCO3[0018]HCO3+HC
→
RCHO或RCOR；
[0019]其中，HC是碳氢化合物，R代表烷基，RCHO是醛类化合物，RCOR是酮类化合物。另外，在氮氧化合物(NO)及臭氧(O3)存在的状态下，碳氢化合物(HCO3)还会进行下列化学反应，而产生过氧酰硝酸盐(peroxyacyl nitrates PANs)及其他产物：
[0020]HCO3+NO
→
HCO2+NO2[0021]HCO3+O2→
O3+HCO2[0022]HCO3+NO2→
RCO3NO2(即PANs)+其他产物
[0023]这些二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、硝酸(HNO3)、亚硝酸(HNO2)、醛类化合物(RCHO)、酮类化合物(RCOR)、过氧酰硝酸盐(PANs)及各种其他随的生成的有机化合物，都是「光烟雾」的二级污染物。
[0024]当这些排放废气及渗漏油气被人们吸入至身体后，轻者不仅会伤及人们的器官、
神经，严重者还可能会导致中毒而死亡，所以，为了避免这些排放废气及渗漏油气对人们身体造成伤害，世界各国相关业者及主管机关莫不汲汲营营地致力于研究，如何通过对这些排放废气及渗漏油气，执行对应的氧化及还原处理，而令其变成无毒气体后，始被安全地排放至大气中。尤其是，近三十年来，世界各国在环保及节能减碳意识逐渐高涨的强大压力下，莫不针对各式内燃机(无论燃烧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能长效提升燃料能量效率的纳米贵金属远红外线的能量转化装置的制作方法，其中，该能量转化装置由至少一能量转化材料所构成，且其沿轴向会形成至少一燃料通道，以供一内燃机的燃料供应管路内所运送的燃料通过，该制作方法利用温差作用所产生的渗透效应，使得至少含有纳米贵金属粒子、远红外线粒子及介质粒子的一第一混合溶液，能渗入至该能量转化材料中，并在该能量转化材料经高温处理而完全干燥后，能在其上形成一层复合薄膜，且该复合薄膜中的该纳米贵金属粒子会激发该远红外线粒子产生远红外线，以在该燃料通过该燃料通道的状态下，该复合薄膜会对其施加提升能量的转化处理，令该复合薄膜所产生的远红外线，能使呈长链状碳氢化合物的燃料分子，被裂解成呈短链状碳氢化合物的燃料分子后，才依序被投入至该内燃机的燃烧室，进行燃烧。2.如权利要求1所述的制作方法，其中，该能量转化材料为多孔性材料，且其表面及其内均匀分布有多个孔洞，该第一混合溶液会渗入该能量转化材料的表面及各该孔洞中，使得最后形成的该复合薄膜能披覆至其表面与各该孔洞中。3.如权利要求2所述的制作方法，包括下列步骤：将该第一混合溶液中的各成份均匀混合后，令该第一混合溶液保持在一第一温度；将该能量转化材料放入至一烘箱，烘烤至一第二温度，且保持在该第二温度达1～2小时后，将该能量转化材料置入该第一混合溶液，使得该第一混合溶液能利用温差作用所产生的渗透效应，令其中的各成份粒子能随着该第一混合溶液均匀地渗入至该能量转化材料的表面及各该孔洞中；然后，将该能量转化材料重新放入至该烘箱，烘烤至该第二温度，且保持在该第二温度1～2小时，以使该能量转化材料内所含的水分挥发殆尽后，令其静置至室温；及最后，将该能量转化材料放入至一高温烧结炉，在2小时内，对该能量转化材料加热至一第三温度；然后，在6小时内，对该能量转化材料加热至一第四温度；此时，由于这些介质粒子的材料特性会与该能量转化材料的材料特性相近似，而能通过该高温烧结炉所施加的高温，令这些介质粒子熔融，而与该纳米贵金属粒子及该远红外线粒子一同烧结且涂布至该能量转化材料表面及各该孔洞中，形成该复合薄膜。4.如权利要求3所述的制作方法，其中，该第一混合溶液包含水、远红外线粒子、水溶性铂金盐、还原剂、水溶性压克力粉末及水性黏着剂的成份，且依下列重量百分比，均匀混合而成：水，其重量百分比为35％～97％；远红外线粒子，其重量百分比为0.2％～10％，其粒子被研磨成1～100微米的大小；水溶性铂金盐，其重量百分比为0.001％～5％，该铂金盐为氢氯铂酸、氯铂化钾或氯亚铂化钾，在该铂金盐溶解于水中后，会在水中解离出铂金离子，且因铂金离子具有亲氧的特性，故会与该远红外线粒子上的氧键结，而在该第一混合溶液的调制过程中，均匀且稳固地附着在各该远红外线粒子的表面上；还原剂，其重量百分比为0.5％～10％，由乙二胺四乙酸二钠塩、氢氧化钾及碳酸氢钾的成份，依预定的重量百分比，混合而成的一水溶液；其中，乙二胺四乙酸二钠塩在该还原剂中的重量百分比为0.15％～3％，氢氧化钾的重量百分比为0.08％～1.5％，碳酸氢钾的重量百分比为0.3％～6％，该还原剂能在该第一混合溶液中提供铂金离子还原成纳米铂金粒子所需的电子，使得铂金离子能通过该还原剂的氧化作用，逐渐且稳固地在各该远红外
线粒子表面上分别形成纳米铂金粒子；水溶性压克力粉末，其重量百分比为2％～30％，该水溶性压克力粉末为一水溶性分散剂，且为一聚丙烯酸衍生物，其作用为在溶解于水中后，能使这些远红外线粒子及这些纳米铂金粒子均匀且分散地悬浮在该第一混合溶液中，并使这些远红外线粒子及这些纳米铂金粒子均匀地分散在该第一混合溶液中，而不致发生沉淀或淤积结块的现象；及水溶性黏着剂，其重量百分比为0.2％～10％，且包含聚尿酯树脂、N-甲基比咯酮及三乙胺的成份，其中，该水溶性黏着剂用以包覆在该第一混合溶液中均匀且分散的这些远红外线粒子及这些铂金纳米粒子表面。5.如权利要求3所述的制作方法，其中，该第一混合溶液包含水、远红外线粒子、纳米铂金粒子、水溶性压克力粉末及水性黏着剂的成份，且依下列重量百分比，均匀混合而成：水，其重量百分比为35％～97％；远红外线粒子，其重量百分比为0.2％～10％，其粒子被研磨成1～100微米的大小；纳米铂金粒子，其重量百分比为500～2,000ppm；水溶性压克力粉末，其重量百分比为2％～30％，该水溶性压克力粉末为一水溶性分散剂，且为一聚丙烯酸衍生物，其作用为在溶解于水中后，能使这些远红外线粒子及这些纳米铂金粒子均匀且分散地悬浮在该第一混合溶液中，并使这些远红外线粒子及这些纳米铂金粒子均匀地分散在该第一混合溶液中，而不致发生沉淀或淤积结块的现象；及水溶性黏着剂，其重量百分比为0.2％～10％，且包含聚尿酯树脂、N-甲基比咯酮及三乙胺的成份，其中，该水溶性黏着剂用以包覆在该第一混合溶液中均匀且分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文礼，
申请(专利权)人：张文礼，
类型：发明
国别省市：