[发明专利]一种水和金属的反应发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及发电技术领域，特别涉及一种水和金属的反应发电系统。

背景技术

如今人类生存环境越来越恶劣，对能源的需求也在增大，据2015年统计我国每5个人就拥有一部汽车，还在不断增长。而通过调查我国雾霾的形成有差不多一半是来自汽车尾汽排放。为了解决环境污染问题，人类寻找清洁能源的脚步从未停止过。一种金属铝做为燃料的可行性在20世纪60年代被人发现，与其它金属相比，铝的比重小，能量密度高，其质量比能量仅次于Li，铝的分布非常丰富，成本仅为Li的3％，是一种环保清洁高效能源。虽然铝空气电池含有高的比能量，但比功率较低，充电和放电速度比较缓慢，铝在反应过程中容易形成致密的氧化膜，使铝电极电位迅速下降；所以有必要这些问题进行解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种水和金属的反应发电系统，所要解决的技术问题是：铝空气电池含有高的比能量，但比功率较低，充电和放电速度比较缓慢，铝在反应过程中容易形成致密的氧化膜，使铝电极电位迅速下降。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种水和金属的反应发电系统，包括盛装水和金属进行反应的反应装置、过滤装置和循环装置，所述反应装置的溢流口与所述过滤装置的进水口连通，所述过滤装置的出水口与所述循环装置的进水口连通，所述过滤装置对反应装置流出的溶液进行过滤；所述循环装置的出水口与所述反应装置连通，所述循环装置将过滤后的溶液进行散热或直接循环传输至反应装置；所述反应装置的输出电端通过线路连接有升压装置，所述升压装置对反应装置输出电进行升压；所述升压装置的输出电端通过线路连接有变压装置，所述变压装置对升压装置的输出电进行变压。

本发明的有益效果是：反应装置内的水和金属进行反应，通过过滤装置和循环装置，对反应装置内溢出的溶液进行过滤和降温循环进反应装置内，利用反应过程中的混合水先分离水中的颗粒物再循环使用，同时能过滤反应过程中产生的杂物，提升反应效率和放电速度，环保清洁能源；产生电能通过升压装置和变压装置输出电能，满足各类用电设备需求。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述反应装置包括多个依次并列的反应槽，每一个所述反应槽的上端均并列设置有两个夹持阳极的阳极夹具；相邻两个所述阳极夹具的一侧均设置有夹持阴极的阴极夹具。

采用上述进一步方案的有益效果是：阳极夹具便于对阳极进行夹持和更换，阴极夹具便于对阴极进行夹持和更换，提升更换便利及保障放电反应效率和放电速度。

进一步，所述阳极夹具内的阳极由钛40％、镁50％和银10％通过1700度高温熔铸后，450度保温2小时以上，在阳极夹具表面进行涂层，涂层厚度为0.02mm，表面涂层由高分子材料制成。

采用上述进一步方案的有益效果是：导电性能强，电流密度大，可满足电动汽车、大功率电驱动需要。

进一步，所述阴极夹具内的阴极由铅、铝、锡、铬、镁、镍、钛、锰、钕、铈、碳和硅通过热熔铸成型。

采用上述进一步方案的有益效果是：降低了阴极材料在电解液中的腐蚀率；电流密度大，满足放电需要。

进一步，所述反应槽内的溶液为钠离子溶液。

采用上述进一步方案的有益效果是：成本低，反应效率高。

进一步，每一个所述反应槽的上部均设置有溢流口，每一个所述反应槽的下部均设置有进水口。

采用上述进一步方案的有益效果是：溢流口和进水口便于进行补充钠离子溶液，以及钠离子溶液循环利用。

进一步，所述过滤装置包括开口向上的容器、进水管和出水管，所述容器内侧的中部设置有多个滤材；多个所述滤材由上至下依次层叠；所述进水管的一端与所述反应装置的溢流口连通，另一端经所述容器的开口处向下依次穿过多个滤材伸入所述容器的内侧底部；所述出水管的一端伸入所述容器的内侧上部，另一端经所述容器的开口处与所述循环装置的进水口连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：多个滤材对溶液进行过滤，先分离水中的颗粒物再循环使用，提升反应效率和放电速度。

进一步，所述循环装置包括节温器、散热器和循环泵，所述节温器的进水口与所述出水管连通，所述节温器的出水口分别通过管道与所述散热器的进水口和循环泵的进水口连通，所述节温器根据出水管输入的溶液温度调控向所述散热器的进水口或循环泵的进水口输出溶液；所述散热器的出水口与所述循环泵的进水口连通；所述循环泵的出水口与所述反应槽的进水口通过管道连通。