流动流体电化学方法技术

现有研究化学能和电能间相互变换规律的电化学，所研究的都是含有电解质的流体在基本处于非流动状态下发生的电化学反应，以及利用这种状况下发生的电化学反应进行化工生产和多种的工业应用。本发明专利技术“流动流体电化学方法”则是利用含有电解质的溶液或熔液在横向磁场中定向流动时，电解质中的正离子和负离子会在随流体向前流动的同时，发生方向相反的偏转运动，分别趋向并聚集在两边设置的两个电极材料处，并能分别在两边的电极材料上发生电化学反应，从而形成电动势，并在两边的电极材料构成回路时，可以产生电流，并在放电的同时还能在电极材料表面及其附近产生新的化学物质。这是一种新的电化学工艺和生产方法，也是一种新的发电方法。发电方法。发电方法。

【技术实现步骤摘要】
流动流体电化学方法
[0001](一)
：本专利技术属于电化学

[0002](二)
技术介绍
：电化学主要研究化学能和电能间相互变换的规律。由于各种物质材料的不同性能，发生的电化学反应多种多样，应用的方向也各不相同，使得电化学研究成为一门分支众多的科学技术。不过，现有的电化学科学和技术，所研究的都是含有电解质的流体在基本处于非流动状态下发生的电化学反应，以及利用这类非流动状况下发生的电化学反应进行化工生产和多种工业技术的应用。例如利用各种不同性能材料和电解质发生不同的电化学反应进行的各种电解工艺应用、制造各种电池、各种电镀技术、各种电铸产品、金属电解精制；利用电流通过电解质溶液时能在阴阳两极发生氧化还原反应的电解池进行电化工生产，例如电解食盐水生产氢气、氯气和苛性钠等；还有研究各种因电化学原理产生的金属被腐蚀问题和利用电化学原理进行金属防腐蚀等等。不过，现有的各种电化学研究和技术应用，所用到的电解质溶液或熔融体，虽然在电场力的作用下，电解质中的正离子和负离子都会分别趋向相反极性的电极，但电解质溶液或熔融体在总体上都是处于静态的。也就是说，现有电化学研究的和工业应用的对象都是针对静态电解质溶液或熔融体的。虽然在生产过程中也需要原材料和生成物的流动进入或移出，但发生电化学反应的电解质溶液或熔融体本身并不需要流动；而本专利技术“流动流体电化学方法”则提出一种新的电化学工艺方法，是必须处于流动状态下的电解质溶液或熔融体通过横向磁场时才能发生的电解质正、负离子的分离变化，以及电解质离子遇到电极材料时发生的电化学反应和产生的物质转化，并且在电极材料上能够产生电动势，具有发电的功能和效果。
[0003](三)
技术实现思路
：本专利技术“流动流体电化学方法”提出一种新的能够利用流动的电解质溶液或熔液(熔融体)进行化工生产和发电的方法，其特征是利用含有电解质的溶液或熔液在横向磁场中定向流动时，电解质中的正离子和负离子受到磁场力的作用，会在随流体向前流动的同时，发生方向相反的偏转运动，使电解质溶液或熔液的正离子和负离子在流动的过程中分别趋向并聚集在两边设置的两个电极材料处，并能分别在两边的电极材料上发生电化学反应，从而形成电动势，并在两边的电极材料构成回路时，可以产生电流，并在放电的同时还能在电极材料表面及其附近产生新的化学物质。
[0004]具体而言，本专利技术“流动流体电化学方法”是一种让含有电解质的处于溶液状态或熔融状态的流体在管道中流经横向磁场时，溶液或熔液中随着流体向前流动的正离子和负离子，由于受到横向磁场的作用力(洛伦兹力)，会使正离子和负离子在随流体向前流动的同时，还会产生分别趋向左、右两侧的、方向相反的附加偏转运动(根据左手定则判断运动方向)，并分别在管道里流体流动方向的两侧聚集，不断增密，当正、负离子运动到设置于管道中流体流动方向两侧的电极材料处时，就可以在电极材料上发生电化学反应，使处于流体流动方向左、右两边的电极材料之间产生电动势，一旦将两边的电极材料的电路连通，就能够在回路中产生电流，而且在发生电流放电的同时，在电极材料表面会发生氧化或还原反应，使正、负离子分别转化为新物质的原子和分子，再利用管道结构的专门设计，将电极材料附近产生的处于气体或液体状态的新物质引导出来，分别进行与该物质性能相应的进一步处理，生产出相应的产品；而在流体流动的主流方向上，则由于流体中所含的正、负电
解质离子被从左、右两边分别导出，而使得主流流体变得比较纯净。利用这种“流动流体电化学方法”，只需要消耗含有电解质的流体流动的动能，就可以在磁场作用下将电解质从溶液或熔液中分离出来，既能净化主流流体，又能制造新的物质，同时还能产生电能，像电池那样发电。
[0005]不过，在这里的发电，并不像原电池那样，需要消耗电极材料，单纯将电极材料和电解质的化学能转换为电能，而是还利用了流动流体的动能，以及流动流体流经的横向磁场对正负离子的分离作用。这里所生成的电流，也不像常规电池那样，不用时能储存在那里，使用时接通电路随时可用；而是只有在含有电解质的流体流经横向磁场时，才有可能在设置于流体流经路径两边的电极材料上产生电动势，并在设置于流体路径两边的电极材料能够形成闭合回路时产生电流。如果两边的电极材料没有形成闭合回路，就不能在电极材料表面发生电化学反应。在这种情况下，如果流动流体是在简单的单一管道里(即“简单管道系统”)流经横向磁场的，流体中的电解质离子虽然曾经一度被横向磁场左、右分开，由于两边的电极材料没有形成闭合回路，没有能在电极材料表面发生电化学反应，就会随着流体的流动，在离开磁场后，就又重新恢复原来正、负离子在流体里基本均匀分布的状态。
[0006]如果流动流体是流经一个处于横向磁场中、三区并列的“复合管道系统”，倘若两边的电极材料没有形成闭合回路，其结果就会不同。这里所说的三区并列的“复合管道系统”，其中部区是从头到尾直通的主管道，在中部区主管道的两侧，是能让含有在磁场作用下分别趋向两侧聚集增密的正、负离子的流体通过和从中部区“溢出”的、带有栅格结构缝隙的间隔管壁，而在带栅格结构缝隙的间隔管壁外，就是在“复合管道系统”主管道两边并列的同样处于横向磁场中的离子处理区分管道，能收容从栅格缝隙“溢出”的富含正离子或负离子的流体。在离子处理区分管道外侧安装有电极材料，能使正离子或负离子发生电化学反应，而离子处理区分管道的尾部管道，与能够对两侧电化学反应后流出的液体作进一步处理的装置相连接，并且在离子处理区分管道适当部位的上方，还有能够容纳电化学反应产生的气体物质的空间和能够导出气体物质的竖向管道。当含有电解质的流动流体流经这样一个处于横向磁场中、三区并列的“复合管道系统”时，如果两边的电极材料接通回路，就会有电流流过，并且在为回路提供电能的同时，在电极材料表面发生电化学反应，产生新的物质；如果两边的电极材料没有接通回路，就不会有电流流过回路。在从中部区尾部管道流出被去除了正、负离子之后的主流体的同时，从中部区两边带栅格结构缝隙的间隔管壁“溢出”的富含正离子或负离子的流体，在没有能够在电极材料表面发生电化学反应的情况下，就会分别流进不同的容器里，形成两个分别带正电和带负电的液体带电体。如果这两个容器不够大，随着正负离子密度的增加，会产生放电，或漏电，同时还会产生对后来从间隔管壁“溢出”的同性离子的排斥力，使得后来的离子不能再从间隔管壁的栅格结构缝隙“溢出”，其结果，流动流体虽然流经了处于横向磁场中三区并列的“复合管道系统”，也不再会发生电化学反应，仍然保持原来的含有电解质的流体状态。但是，一旦两个电极材料接通回路，就会在电极材料上发生电化学反应，在回路里发生放电，犹如一个电池的作用。
[0007]在这里，在两侧电极材料上所形成的电动势的大小(以及相应能产生电流的大小)，与所用流体材料、其中所含电解质材料种类及其浓度大小、流体流动的速度、横向磁场的强度、流体路径两边的电极材料种类、流体流动路径的管道结构，被分离的正负离子是否能够及时发生电化学反应等等诸多因素都有关系。因此，这里的发电是一种由物理、化学、
以及机械结构和流体运动状况等多种因素共同决定的发电方法。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流动流体电化学方法，其特征是利用含有电解质的溶液或熔液流体在横向磁场中定向流动时，溶液或熔液中的电解质正离子和负离子由于受到磁场力的作用，会在随着流体向前流动的同时，发生方向相反的偏转运动，使电解质正离子和负离子在流动的过程中分别趋向和聚集在左右两边设置的两个电极材料处，并能分别在两边的两个电极材料上发生电化学反应，从而形成电动势，在两个电极材料构成回路时能产生电流，并在放电的同时，会在电极材料表面发生电化学反应，产生出新的化学物质；如果两个电极材料没有构成回路发生放电，此电化学过程就不能发生或不能继续。2.根据权利要求1所述的流动流体电化学方法，其特征是利用管道里流动的含有电解质的流体在流经横向磁场时可使电解质的正、负离子分别趋向左右两边并被分离出去的方法，可以在流动的流体去除电解质后，使流体本身得到净化，例如使海水淡化。3.根据权利要求1所述的流动流体电化学方法，其特征是流动流体需要流经一个处于横向磁场中的、在两边设置有电极材料、并可分别收集电化学反应生成物的简单管道系统；或流经一个处于横向磁场中、三区并列的复合管道系统，其复合管道的中部区是从头到尾直通的主管道；在中部区主管道的两侧，是能让含有在磁场作用下分别趋向两...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旃，
申请(专利权)人：北京东方凌云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：