一種將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法
2023-08-11 15:32:46 1
專利名稱：一種將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法
技術領域：
本發明涉及一種電能的轉換方法，尤其是一種將電網谷電轉換為移動存儲電能的 方法。
背景技術：
電能不僅是工業生產、鐵路運輸中的重要能源，同時也是人們日常生活、工作和學 習中必不可少的能源。現有的火力發電、水力發電、風力發電、光伏發電等多種電能只能向 外輸送，但不能大量存儲。除火力發電外，大多數可再生的電能都具有較強的季節性或時段 性，由於不能大量存儲，造成淡季或某個時段電力不足，而旺季又供過於求的矛盾，導致無 碳電能資源不能充分有效地利用。現有技術 除蓄電池儲能、釩電儲能外，還有抽水蓄能發電 等，前者僅作為向某個用電設備提供短時電能的供電電源，而不能作為大規模存儲電能的 專門設施，更不能移動輸出大規模電能，因為它們的存儲量是極為有限的，加之資源及環保 問題、價格及成本問題以及安全和性能等諸多因素，不能作為移動儲能的專用設施。後者即 抽水蓄能發電，存在投資大，蓄能效率低，併網後價格低，經濟效益差等不足。如何將電網谷 電轉換為可存儲、運輸的電能，並用其取代有碳排汙的化石燃料作為交通工具的能源，則是 一條無汙染、可再生循環使用、可持續發展的途徑。
發明內容
本發明就是為解決現有技術因不能存儲只能輸送電能而帶來的上述諸多不足，而 提供一種將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法。本發明提供的是這樣一種將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，其特徵在於經 過下列步驟A、用電網谷電對金屬氧化物進行常規電解，得電解產物；B、將A步驟的電解產物經常規還原為金屬元素；C、將B步驟所得金屬元素經常規配方配製成以金屬元素為主的合金電極；D、將C步驟所得合金電極置於金屬發電裝置中，完成下列電化學反應金屬電極反應金屬+0H_ =金屬氧化物理學+電子+H2O空氣電極反應02+H20+電子=OF總反應金屬+O2 =金屬氧化物E、將D步驟電化學反應產生的電經輸電線向用電設備供電，同時回收放電完畢的 金屬電極，過濾回收電化學反應後的反應產物，並將金屬電極及反應產物返回A步驟。所述A步驟的金屬氧化物為氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅、氧化鋰中的一種，優選氧化鎂。所述A步驟的電解為常規真空電解。所述C步驟的以金屬元素為主的合金電極，由下列質量百分比的組分組成鎂 88-96 %，鋁4-8 %，鋅0. 5-15 %，餘量為稀土金屬。
所述D步驟的金屬發電裝置由多個反應單元間隔並列成發電組，兩兩反應單元之 間形成空氣通道，每個反應單元包括空氣電極及其內的電解液，插入電解液中並位於空氣 電極間的金屬電極，每個反應單元的出液通孔與過濾器連通，過濾器與儲液箱連通，儲液箱 與每個反應單元的進液通孔連通，每個反應單元的進、出液通孔均與保護液儲液箱連通。以 便將各反應單元的含有反應生成物的電解液送至過濾器過濾後，電解液經儲液箱再返回各 自的反應單元內循環使用，過濾後的反應生成物則取出另存，以待回收處理，一旦電解液流 完後，即向各反應單元補充保護液，以防止自放電現象而消耗金屬電極，維持放電曲線的平 穩。所述反應單元的出液通孔、進液通孔分別通過輸液管與過濾器進液口、儲液箱出 液口連通，且在輸液管上設有控制閥，以便將反應單元內的電解液送至過濾器中過濾後，經 儲液箱返回。所述過濾器出液口與儲液箱進液口通過輸液管連通，以將過濾器過濾出來的電解 液送入儲液箱中存儲。
所述儲液箱出液口與反應單元的進液通孔間的輸液管上設有抽液泵，以便根據需 要將儲液箱內的電解液送入殼體中。所述反應單元的進、出液通孔均通過輸液管與保護液儲液箱連通，且在輸液管上 設控制閥和水泵，以便根據需要向反應單元內補充保護液，以防自放電而消耗金屬電極。所述儲液箱內的保護液為純淨水，或者為防氧化的油或液。所述過濾器內設有平面過濾網，平面過濾網一側的過濾器壁上設有物料出口，以 方便取出過濾後的反應生成物。所述過濾器內設有中空過濾網柱，位於中空過濾網柱上方的過濾器頂部設有物料 出口，以方便取出過濾後的反應生成物。所述反應單元頂部設有蓋，以便開蓋後通過人工或者機械取出放完電的金屬電 極，裝入新的金屬電極。所述空氣通道的進口端設有空氣濾清器，空氣濾清器包括送風管，設於送風管出 口的過濾網，或過濾布，以過濾空氣中的顆粒物、汙染物、塵土，防止發電組空氣通道被堵 塞，同時有利散熱。本發明具有下列優點和效果採用上述方案，可將電網谷電轉換為可存儲、運輸的 發電用原料，以用來替換交通運輸工具的動力能源，從而取代有碳排汙的化石燃料，同時發 電後的反應生成物、廢金屬電極回收後，返回工藝系統中處理成新金屬電極，實現能源再生 及循環使用，使無碳電能資源得到充分有效地利用，且不產生任何汙染，每生產Ikg金屬電 極，可取代2升化石燃料柴油，同時減少4. 536kg的二氧化碳排放，真正實現綠色環保和可 持續發展。對促進電動交通工具發展，解決石油危機和環境汙染，具有重大意義。
圖1為本發明金屬發電裝置結構示意圖，圖2為圖1的A-A視圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步描述。實施例1本發明提供的無碳金屬發電裝置，是由多個反應單元1間隔並列成發電組，兩兩反應單元1之間形成空氣通道2，空氣通道2的進口端設有空氣濾清器，空氣濾清器包括送 風管3，設於送風管3出口的過濾布31，以便在向空氣通道2供風的同時，經過濾布31過濾 空氣中的顆粒物、汙染物、塵土，防止發電組空氣通道2被堵塞，同時有利散熱，如圖2;每個 反應單元1包括空氣電極11及其內的電解液114，插入電解液114中並位於空氣電極11間 的金屬電極12及濾袋122，空氣電極11上連接有導線111，用作電源負極，金屬電極12上 連接有導線121，用作電源正極，每個反應單元的頂部設有蓋123，以便開蓋123後通過人工 或者機械取出放完電的金屬電極12，裝入新的金屬電極12，每個反應單元1的出液通孔115 通過輸液管5及控制閥4與過濾器13連通，過濾器13通過輸液管5與儲液箱14連通，儲 液箱14底部設有排汙口 141，儲液箱14出液口通過輸液管5及其上的水泵6、控制閥4與 每個反應單元1的進液通孔116連通，以將各反應單元1內的含有反應生成物的電解液114 送至過濾器13過濾後，使電解液114進入儲液箱14，再泵入反應單元1中循環使用；每個 反應單元1的進、出液通孔112、113均通過輸液管5及其上的控制閥4、水泵6與儲液箱15 連通，儲液箱15底部設排汙口 151，以便當電解液114流完後，向各反應單元1內補充純淨 水，以防止自放電現象而消耗金屬電極，維持放電曲線的平穩。過濾器13內設有中空過濾 網柱131，位於中空過濾網柱131上方的過濾器13頂部設有物料出口，物料出口上設蓋132，打開 蓋132即可方便取出中空過濾網柱131，以將其內的反應生成物收集起來等待回收處理，如圖1。實施例2本發明提供的一種將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，經過下列步驟A、用電網谷電對金屬氧化鎂進行常規電解，得電解產物；B、將A步驟的電解產物經常規還原為金屬鎂元素；C、將B步驟所得金屬鎂元素按下列質量比，經常規方法製成以金屬鎂為主的合金 電極鎂89%，鋁8%，鋅1.5%，稀土金屬1.5%。D、將C步驟所得合金電極置於上述實施例1的金屬發電裝置中，完成下列電化學 反應金屬電極反應金屬+0H_ =金屬氧化物理學+電子+H2O空氣電極反應02+H20+電子=OF總反應金屬+O2 =金屬氧化物E、將D步驟電化學反應產生的電經輸電線向用電設備供電，同時回收放電完畢的 金屬鎂電極，過濾回收電化學反應後的反應產物，並將金屬鎂電極及反應產物返回A步驟。實施例3本發明提供的一種將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，經過下列步驟A、用電網谷電對金屬氧化鋁進行常規電解，得電解產物；B、將A步驟的電解產物經常規還原為金屬鎂元素；C、將B步驟所得金屬鎂元素按下列質量比，經常規方法製成以金屬鎂為主的合金 電極鎂95%，鋁4%，鋅0. 5%，稀土金屬0. 5%。
D、將C步驟所得合金電極置於上述實施例1的金屬發電裝置中，完成下列電化學 反應金屬電極反應金屬+0H_ =金屬氧化物理學+電子+H2O空氣電極反應02+H20+電子=OF總反應金屬+O2 =金屬氧化物
E、將D步驟電化學反應產生的電經輸電線向用電設備供電，同時回收放電完畢的 金屬鎂電極，過濾回收電化學反應後的反應產物，並將金屬鎂電極及反應產物返回A步驟。
權利要求
一種將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，其特徵在於經過下列步驟A、用電網谷電對金屬氧化物進行常規電解，得電解產物；B、將A步驟的電解產物經常規還原為金屬元素；C、將B步驟所得金屬元素經常規配方配製成以金屬元素為主的合金電極；D、將C步驟所得合金電極置於金屬發電裝置中，完成電化學反應；E、將D步驟電化學反應產生的電經輸電線向用電設備供電，同時回收放電完畢的金屬電極，過濾回收電化學反應後的反應產物，並將金屬電極及反應產物返回A步驟。
2.如權利要求1所述的將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，其特徵在於所述A步 驟的金屬氧化物為氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅、氧化鋰中的一種，優選氧化鎂。
3.如權利要求1所述的將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，其特徵在於所述C步 驟的以金屬元素為主的合金電極，由下列質量百分比的組分組成鎂88-96 %，鋁4-8 %，鋅 0. 5-15%，餘量為稀土金屬。
4.如權利要求1所述的將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，其特徵在於所述D步 驟的金屬發電裝置由多個反應單元間隔並列成發電組，兩兩反應單元之間形成空氣通道， 每個反應單元包括空氣電極及其內的電解液，插入電解液中並位於空氣電極間的金屬電 極，每個反應單元的出液通孔與過濾器連通，過濾器與儲液箱連通，儲液箱與每個反應單元 的進液通孔連通，每個反應單元的進、出液通孔均與保護液儲液箱連通。
5.如權利要求4所述的將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，其特徵在於所述D步 驟的金屬發電裝置中的反應單元的出液通孔、進液通孔分別通過輸液管與過濾器進液口、 儲液箱出液口連通，且在輸液管上設有控制閥，所述過濾器出液口與儲液箱進液口通過輸 液管連通；所述儲液箱出液口與反應單元的進液通孔間的輸液管上設有抽液泵；所述反應 單元的進、出液通孔均通過輸液管與保護液儲液箱連通，且在輸液管上設控制閥和水泵。
6.如權利要求4所述的將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，其特徵在於所述D步 驟的金屬發電裝置中的反應單元的過濾器內設有平面過濾網，平面過濾網一側的過濾器壁 上設有物料出口。
7.如權利要求4所述的將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，其特徵在於所述D步 驟的金屬發電裝置中的反應單元的過濾器內設有中空過濾網柱，位於中空過濾網柱上方的 過濾器頂部設有物料出口。
8.如權利要求4所述的將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，其特徵在於所述D步 驟的金屬發電裝置中的反應單元的頂部設有蓋。
9.如權利要求4所述的將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，其特徵在於所述D步 驟的金屬發電裝置中的空氣通道的進口端設有空氣濾清器，空氣濾清器包括送風管，設於 送風管出口的過濾網，或過濾布。
全文摘要
本發明提供一種將電網谷電轉換為移動存儲電能的方法，其步驟是用離網的不持續不穩定電能對金屬氧化物進行常規電解、還原為金屬元素，經常規配方配製成以金屬元素為主的合金電極；將合金電極置於金屬發電裝置中，完成電化學反應，產生的電經輸電線向用電設備供電，同時回收放電完畢的金屬電極，過濾回收電化學反應後的反應產物，並將金屬電極及反應產物返回A步驟。以將離網的不持續、不穩定的無碳電能轉換為可存儲、運輸的發電用原料，以用來替換交通運輸工具的動力能源，從而取代有碳排汙的化石燃料，實現能源再生及循環使用，使無碳電能資源得到充分有效地利用，且不產生任何汙染。
文檔編號H02J3/32GK101872982SQ20101019327
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月7日 優先權日2010年6月7日
發明者餘建嶽, 薛命霖, 許小虎 申請人:餘建嶽;許小虎;薛命霖