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CN104466207A - 海水发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种海水发电系统，与一海洋相邻设置，包含有一海水处理设备、一沉淀设备、一分离设备以及一发电设备。该海水处理设备取得一海水而对该海水进行浓缩得到一浓缩海水；该沉淀设备对该浓缩海水加热以形成一金属氧化物；该分离设备将该金属氧化物加热而还原形成一金属；而该发电设备以该金属作为一第一电极并且包含一第二电极以及一与该第一电极及该第二电极接触的电解质。据此，本发明利用该海水持续形成该第一电极，并以该第一电极及该第二电极分别与该电解质进行一电化学反应，使该第一电极与该第二电极产生一电位差而产生稳定的电力。

Description

海水发电系统
技术领域
本发明涉及一种发电装置，尤其是涉及一种海水发电系统。
背景技术
随着人口的增加，以及工业化与城市化的演进，人类对于能源的需求有增无减，然而，地球有限的资源却日渐枯竭，使得能源短缺的问题已迫在眉睫，而目前许多发达国家所使用的核能发电，由于产生大量的热污染以及发电后的核废料处理问题，使得利用低污染的绿色能源进行发电，越来越受到重视，例如使用风力发电以及太阳能发电等。
在中国台湾实用新型专利公告第M437386号中，即揭示一种风力发电装置，包括一受风机舱、一塔座、一塔柱及一液压传动组。受风机舱具有一风扇本体。塔座具有一发电机组，并固设于地面上。塔柱位于塔座及受风机舱之间，并将受风机舱支撑于空中。液压传动组同时跨设于受风机舱及塔座中，并连接风扇本体及发电机组，用以被风扇本体传动而带动发电机组运作。
另在中国台湾实用新型专利公告第M343721号中，揭示一种太阳能发电模块，用以接受太阳光照射而发电，该太阳能发电模块包括太阳能板、框架、第一透镜以及反射板，框架连接于太阳能板并形成于其上方，第一透镜连接于框架上，并形成于太阳能板上方，反射板固定连接于框架，并与第一透镜呈倾斜配置；借由反射板将所述太阳光反射至第一透镜，经第一透镜的折射以平行光输出，且照射于太阳能板并输出电力。
上述的风力发电技术，其来源为风力，基于气候和地理因素，其未必能稳定且长期的供应予风力发电装置，将相应地使得所产生的发电量、质量及产生电的时间受到影响；至于太阳能发电技术，其类似于风力发电技术，受到气候变迁、昼夜变化等影响，亦有上述的问题。
发明内容
本发明的主要目的，在于解决现有的发电技术，容易受到气候或地理因素的影响，而具有发电量、质量及产生电的时间不如预期的问题。
为达上述目的，本发明提供一种海水发电系统，与一海洋相邻设置，包含有一海水处理设备、一沉淀设备、一分离设备以及一发电设备。该海水处理设备包括一与该海洋相接而自该海洋取得一海水的一取水装置以及一与该取水装置连接而对该海水进行浓缩以得到一浓缩海水的提浓装置；该沉淀设备包括一与该提浓装置连通供该浓缩海水流入的腔室以及一设置于该腔室内对该浓缩海水加热以形成一金属氧化物沉淀的第一加热器；该分离设备与该沉淀设备连接，并包括一将该金属氧化物加热而还原形成一金属的第二加热器；该发电设备以该金属作为一第一电极并且包含一第二电极以及一与该第一电极及该第二电极接触的电解质。
其中，该发电设备的该第一电极及该第二电极分别与该电解质进行一电化学反应，使该第一电极与该第二电极产生一电位差而产生电力。
如此一来，本发明借由设置该海水处理设备、该沉淀设备、该分离设备，从该海水提炼出该金属以作为该发电设备的该第一电极，再通过该第一电极及该第二电极进行该电化学反应，而产生电力，至少具有下列优点：
1.本发明的海水发电系统，发电所取用的资源为海水，相较于其它资源，如风力及太阳，海水的蕴藏量大且供应量稳定，能连续且稳定地补充予该海水发电系统，使作为该第一电极的该金属得以持续且稳定地产出，因此，具有发电资源丰富的优点。
2.该海水发电系统只需设置于和海洋相邻的区域，即可持续运作并进行发电，反观，太阳能发电设备于昼夜期间并无法进行发电，又风力发电设备容易因气候变化的影响，而无法照预期运作，且地理位置的限制较多，故本发明的海水发电系统，尚具有能长时间持续供电以及地理因素限制较少的优点。
附图说明
图1为本发明第一实施例的结构示意图；
图2为本发明第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
关于本发明的详细说明及技术内容，现就配合附图说明如下：
请参照图1所示，为本发明第一实施例的结构示意图，本发明为一种海水发电系统，与一海洋相邻设置，例如可设置于与海洋相邻的海岸，或是受海洋环绕的小岛上，该海水发电系统包含有一海水处理设备10、一沉淀设备20、一分离设备30以及一发电设备40。该海水处理设备10包括一取水装置11以及一提浓装置12，该取水装置11与该海洋相接而自该海洋取得海水1，在此实施例中，该取水装置11包含一与该海洋接触的输入端、一与该输入端相对的输出端以及一抽水泵，借由该抽水泵的运作，将海水1从该海洋抽出而由该输入端流入该取水装置11，再由该输出端流出该取水装置11而流入该提浓装置12，该提浓装置12在此包含一超音波震荡器121，利用该超音波震荡器121对该海水1产生震动，而于该海水1中沉淀出一沉淀物，该沉淀物可为氯化镁或氯化铝为主体的含水化合物等，以进一步将该海水1形成一含有该沉淀物的浓缩海水2。除了使用该超音波震荡器121外，于其它实施例中，亦可使用电析法或加热移除水分等方式进行提浓，以取得该沉淀物。
该沉淀设备20与该海水处理设备10连接，并包含一腔室21以及一第一加热器22，该腔室21与该提浓装置12连通以接收由该提浓装置12流出的该浓缩海水2，该第一加热器22设置于该腔室21内，用以对该浓缩海水2进行加热，使该浓缩海水2产生一金属氧化物3的沉淀，在此实施例中，该第一加热器22为一由太阳能提供能量进行发热的石墨加热器，但不以此为限制，其主要可将该浓缩海水2加热至80℃～700℃之间而产生该金属氧化物3的沉淀，该金属氧化物3则可为氧化镁或氧化铝为主体的化合物等。
该分离设备30与该沉淀设备20连接并接收该金属氧化物3，该分离设备30包含一第二加热器31，该第二加热器31加热该金属氧化物3以使该金属氧化物3产生一还原反应，而形成一金属4，在此该第二加热器31可为一栅列激光加热器，但不以此为限制，该栅列激光加热器可通过一激光激发该金属氧化物3，并加热该金属氧化物3至产生该还原反应的一还原温度，致使该金属氧化物3还原成该金属4，例如在此实施例中，该金属氧化物3为氧化镁，该第二加热器31则可将该氧化镁加热至超过20000℃的该还原温度，而使得氧化镁还原成为镁的该金属4，同理可知，若该金属氧化物3为氧化铝，该金属4则可为铝。
至于该发电设备40则可与该分离设备30连接，接收由该分离设备30输出的该金属4，该发电设备40包含有一第一电极41、一第二电极42以及一电解质43，该第一电极41为利用该金属4直接形成，该第二电极42的材质则可为纳米碳管或碳所形成的阴极，本发明所称的碳包括石墨、碳棒、碳纤维、碳墨、纳米尺寸的平板状碳、碳球或活性碳等材料，而该电解质43则与该第一电极41以及该第二电极42连接，其直接取用该海水1形成，亦可使用含有阴离子和阳离子的混合溶液。
在第一实施例中，于进行发电时，该电解质43将与该第一电极41及该第二电极42分别进行一电化学反应，该电解质43与该第一电极41所进行的该电化学反应为：
Mg+2H2O→Mg(OH)2+H2
而与该第二电极42所进行的电化学反应为：
O2+2H2O+4e-→4OH-
如此，由该第一电极41的金属材料和电解质43反应，再借由电解质43同时与该第二电极42处的气体还原完成发电回路，据此，使该第一电极41与该第二电极42持续产生一电位差而产生电力。
再者，尚需说明的是，在本发明之中，该海水发电系统由该提浓装置12对该海水1进行浓缩所形成另一部分的一淡化海水，还可将该淡化海水输出经处理后，进一步形成生活用水、工业用水或者是饮用水供应。
另外，如图2所示，在本发明的第二实施例中，相较于第一实施例，其特征在于当该发电设备40于进行发电时，该电化学反应所产生的一氢氧化金属5，例如为氢氧化镁Mg(OH)2，还可进一步输送至该沉淀设备30，而于该沉淀设备30中受该第一加热器的加热，而形成氧化镁，反应如下：
Mg(OH)2→MgO+H2O
上述反应约发生在700℃左右，所形成的MgO将再成为提供该金属氧化物3的原料之一。
综上所述，由于本发明借由设置该海水处理设备、该沉淀设备、该分离设备，从该海水提炼出该金属以作为该发电设备的该第一电极，再通过该第一电极及该第二电极进行该电化学反应，而产生电力，由于该海水相较于其它资源，总量较多，且能连续性地进行补充，使作为该第一电极的该金属得以持续且稳定地产出，据而有发电资源丰富的优点，再者，该海水发电系统只需设置于和海洋相邻的区域即可持续运作并进行发电，反观，一般太阳能发电设备于昼夜期间并无法进行发电，又风力发电设备容易因气候变化的影响，而无法照预期运作，且地理位置的限制较多，故本发明的海水发电系统，还具有能长时间持续供电以及地理因素限制较少的优点，最后，经由该提浓装置所输出的该淡化海水，更可形成生活用水、工业用水或者是饮用水而供应，因此本发明极具创造性及符合申请发明专利的要件。
以上已将本发明做一详细说明，但是以上所述仅为本发明的一较佳实施例而已，当不能限定本发明实施的范围。即凡依本发明权利要求书所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种海水发电系统，与一海洋相邻设置，其特征在于，包含有：
一海水处理设备，包括一与该海洋相接而自该海洋取得一海水的一取水装置以及一与该取水装置连接而对该海水进行浓缩以得到一浓缩海水的提浓装置；
一沉淀设备，包括一与该提浓装置连通供该浓缩海水流入的腔室以及一设置于该腔室内对该浓缩海水加热以形成一金属氧化物沉淀的第一加热器；
一与该沉淀设备连接的分离设备，该分离设备包括一将该金属氧化物加热而还原形成一金属的第二加热器；以及
一以该金属作为一第一电极并且包含一第二电极以及一与该第一电极及该第二电极接触的电解质的发电设备；
其中，该发电设备的该第一电极及该第二电极分别与该电解质进行一电化学反应，使该第一电极与该第二电极产生一电位差而产生电力。
2.根据权利要求1所述的海水发电系统，其特征在于，该提浓装置还包含一使该海水产生一据以形成该浓缩海水的沉淀物的超音波震荡器。
3.根据权利要求2所述的海水发电系统，其特征在于，该沉淀物为选自氯化镁或氯化铝。
4.根据权利要求1所述的海水发电系统，其特征在于，该第一加热器包含一由一太阳能提供能量进行发热的石墨加热器。
5.根据权利要求1所述的海水发电系统，其特征在于，该第二加热器包含一栅列激光加热器。
6.根据权利要求1所述的海水发电系统，其特征在于，该金属氧化物为选自氧化镁或氧化铝。
7.根据权利要求1所述的海水发电系统，其特征在于，该金属为选自镁或铝。
8.根据权利要求1所述的海水发电系统，其特征在于，该第二电极的材料为选自纳米碳管或碳。
9.根据权利要求1所述的海水发电系统，其特征在于，该电解质为选自海水及含有阴离子和阳离子的混合溶液所组成的群组。
10.根据权利要求1所述的海水发电系统，其特征在于，该发电设备于该电化学反应产生一氢氧化金属，该氢氧化金属输送至该沉淀设备与该浓缩海水混合。
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