(57)【要約】【課題】  環境を保護し、低コストで、加水により再生し電力供給できる微電流電池を提供すること。【解決手段】  水の活性化或いは解離の機能を具えた低電位導体をプラス極基体となし、高電位を具えた導体をマイナス極基体となし、水素イオンのみを伝導する浸透膜でマイナス極基体を被覆し、更に水の活性化或いは解離の機能を具えた添加物を添加して、不断に加水再生して電力を提供できるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池において、
低電位を具えた導体とされ、並びに電解液中の水を活性化或いは解離させる機能を具えたプラス極基体（１、１１）と、
高電位を具えた導体とされるマイナス極基体（２）と、
複数の微小な孔を具えてプラス極基体（１、１１）とマイナス極基体（２）の間に介装され、該プラス極基体（１、１１）とマイナス極基体（２）に最小距離を保持させる薄膜（３）と、
該プラス極基体（１、１１）と該マイナス極基体（２）と薄膜（３）の外部を被覆し、電解液を該薄膜（３）に添加するための少なくとも一つ以上の加水孔（４ａ、４ｂ、４ｃ）を具え、並びにプラス極基体（１、１１）とマイナス極基体（２）と薄膜（３）を緊密に接触させて固定する絶縁ケース（４）と、
を包含し、水解離後のイオンが電池内部の伝導を行い、該プラス極基体（１、１１）と該マイナス極基体（２）が最小距離時に最大電位差を形成し、電池の電力供給ソースとされることを特徴とする、電池。
【請求項２】
請求項１記載の電池において、プラス極基体（１）が電磁波を発射可能な導体とされたことを特徴とする、電池。
【請求項３】
請求項１記載の電池において、プラス極基体（１）が遠赤外線ナノセラミック、ナノマイナスイオン、ナノ炭素、活性炭原料とその混合物のいずれか一種類とされ、適当な比例で導体の粒子或いは繊維と混合されて形成されることを特徴とする、電池。
【請求項４】
請求項１記載の電池において、プラス極基体（１）が遠赤外線を発射可能な活性炭とされ、マイナス極基体（２）がアルミニウム、亜鉛或いは少なくともアルミニウム或いは亜鉛を包含するリチウム或いはマグネシウム或いはリチウムマグネシウムの合金のいずれか一種類とされたことを特徴とする、電池。
【請求項５】
請求項１記載の電池において、プラス極基体（１１）が水を活性化或いは解離させる機能を具えた吸水導体とされ且つ該プラス極基体（１１）が薄膜（３）を被覆したマイナス極基体（２）の内部に装填されたことを特徴とする、電池。
【請求項６】
請求項１記載の電池において、プラス極基体（１１）が水を活性化或いは解離させる機能を具えた吸水導体とされ且つ該薄膜（３）を被覆したマイナス極基体（２）がプラス極基体（１１）の内部に装填されたことを特徴とする、電池。
【請求項７】
請求項１記載の電池において、薄膜（３）が浸透膜とされ且つ直接マイナス極基体（２）の上を被覆したことを特徴とする、電池。
【請求項８】
請求項７記載の電池において、浸透膜が水素イオンのみを伝導する浸透膜とされ、マイナス極基体（２）の酸化を防止することを特徴とする、電池。
【請求項９】
請求項１記載の電池において、薄膜（３）が皮膜とされ、且つマイナス極基体（２）上にコンバージョンコーティング処理により形成された皮膜とされたことを特徴とする、電池。
【請求項１０】
請求項１記載の電池において、添加物（９）を更に包含し、該添加物（９）が電解液中の溝を活性化或いは解離させる機能を具えたことを特徴とする、電池。
【請求項１１】
請求項１０記載の電池において、添加物（９）が遠赤外線ナノセラミック、ナノマイナスイオン、ナノ炭素、活性炭、酸基材料とその混合物のいずれか一種類とされたことを特徴とする、電池。
【請求項１２】
請求項１記載の電池において、プラス極基体（１、１１）、薄膜（３）、マイナス極基体（２）と加水孔（４ａ、４ｂ、４ｃ）が複数組設けられ、複数組が内部で直列に接続される時、隣り合う各組の間に導体（６）が設けられ、隣り合う二組のプラス極基体（１）とマイナス極基体（２）が接続され、該導体（６）が酸化しにくい特性を具え、即ち最外面二側のプラス極基体（１）とマイナス極基体（２）より相加の電圧が獲得されることを特徴とする、電池。
【請求項１３】
請求項１２記載の電池において、高吸水性物質（５）を更に包含し、該高吸水性物質（５）がプラス極基体（１）と薄膜（３）の間に介装され、貯水保湿用とされたことを特徴とする、電池。
【請求項１４】
請求項１記載の電池において、高吸水性物質（５）を更に包含し、該高吸水性物質（  ５）がプラス極基体（１）と薄膜（３）の間に介装され、貯水保湿用とされたことを特徴とする、電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の電池に係り、特に、異なる電位の二つの導体を電池のプラス極基体とマイナス極基体となし、該プラス極基体とマイナス極基体の形成する電位差を、電池の電力供給ソースとなす電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、特許文献２に記載の発明は、二つの極柱がいずれも活性柱と接触し、水と化学反応を形成することにより電力を提供し、伝統的な電気化学電池の一種類とされる。ただし二つの極柱の間は隔離膜により隔離されておらず、また構造が複雑で、ゆえに小型化が困難で、二つの極柱に短絡の欠点があるほか、縮小された水容器は貯水の意義を喪失している。
【０００３】
【特許文献１】台湾特許公告第５６８３６３号明細書
【特許文献２】米国特許公開第２００４０１２５５２７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の主要な目的は、環境を保護し、低コストで、加水により再生し電力供給できる微電流電池を提供することにある。
【０００５】
単位体積内で自由電子数が異なる二つの金属導体が接触する時、電位差を発生するが、いずれも非常に小さく、約１〜１０マイクロボルトの間とされる。ただしこの二つの金属導体の間に、湿潤の薄膜が緊密に接触する時、前述の二つの金属導体接触時の数万倍の電位差が発生しうる。
【０００６】
本発明はこの薄膜で二つの金属導体を最小距離に隔てることで最大の電位差を発生させ、並びに水中のイオンで電池内部の伝導を行い、電池外部は電子の流動により通路を慣性し、電流を生成するものである。
【０００７】
本発明によると、プラス極基体とされる金属導体は、水の活性化或いは解離の機能を具備するか、或いは水の活性化或いは解離の機能を具えた添加物を添加したものとされ、いずれも電流量を増す。この添加物は、遠赤外線ナノセラミック、ナノマイナスイオン等の材料とされる。ナノ材料は高い表面活性を有し、且つ量子効果と化学性質の改変機能を具え、周知のものとは異なる特性を発生する。
【０００８】
一般に電池のマイナス極と電解液が接触して化学反応を形成した後、該マイナス極の表面に次第に絶縁の化合物が形成され、これによりマイナス極が次第に導電の機能を失う。本発明はプロトン交換膜で上述のマイナス極の金属導体を被覆し、該マイナス極の酸化を防止する。
【０００９】
ゆえに本発明は量子学の観念、ナノ材料の特性、燃料電池の技術、電気化学の手法等を整合し、水を電解液として電池を形成する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、電池において、
低電位を具えた導体とされ、並びに電解液中の水を活性化或いは解離させる機能を具えたプラス極基体（１、１１）と、
高電位を具えた導体とされるマイナス極基体（２）と、
複数の微小な孔を具えてプラス極基体（１、１１）とマイナス極基体（２）の間に介装され、該プラス極基体（１、１１）とマイナス極基体（２）に最小距離を保持させる薄膜（３）と、
該プラス極基体（１、１１）と該マイナス極基体（２）と薄膜（３）の外部を被覆し、電解液を該薄膜（３）に添加するための少なくとも一つ以上の加水孔（４ａ、４ｂ、４ｃ）を具え、並びにプラス極基体（１、１１）とマイナス極基体（２）と薄膜（３）を緊密に接触させて固定する絶縁ケース（４）と、
を包含し、水解離後のイオンが電池内部の伝導を行い、該プラス極基体（１、１１）と該マイナス極基体（２）が最小距離時に最大電位差を形成し、電池の電力供給ソースとされることを特徴とする、電池としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の電池において、プラス極基体（１）が電磁波を発射可能な導体とされたことを特徴とする、電池としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の電池において、プラス極基体（１）が遠赤外線ナノセラミック、ナノマイナスイオン、ナノ炭素、活性炭原料とその混合物のいずれか一種類とされ、適当な比例で導体の粒子或いは繊維と混合されて形成されることを特徴とする、電池としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の電池において、プラス極基体（１）が遠赤外線を発射可能な活性炭とされ、マイナス極基体（２）がアルミニウム、亜鉛或いは少なくともアルミニウム或いは亜鉛を包含するリチウム或いはマグネシウム或いはリチウムマグネシウムの合金のいずれか一種類とされたことを特徴とする、電池としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の電池において、プラス極基体（１１）が水を活性化或いは解離させる機能を具えた吸水導体とされ且つ該プラス極基体（１１）が薄膜（３）を被覆したマイナス極基体（２）の内部に装填されたことを特徴とする、電池としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の電池において、プラス極基体（１１）が水を活性化或いは解離させる機能を具えた吸水導体とされ且つ該薄膜（３）を被覆したマイナス極基体（２）がプラス極基体（１１）の内部に装填されたことを特徴とする、電池としている。
請求項７の発明は、請求項１記載の電池において、薄膜（３）が浸透膜とされ且つ直接マイナス極基体（２）の上を被覆したことを特徴とする、電池としている。
請求項８の発明は、請求項７記載の電池において、浸透膜が水素イオンのみを伝導する浸透膜とされ、マイナス極基体（２）の酸化を防止することを特徴とする、電池としている。
請求項９の発明は、請求項１記載の電池において、薄膜（３）が皮膜とされ、且つマイナス極基体（２）上にコンバージョンコーティング処理により形成された皮膜とされたことを特徴とする、電池としている。
請求項１０の発明は、請求項１記載の電池において、添加物（９）を更に包含し、該添加物（９）が電解液中の溝を活性化或いは解離させる機能を具えたことを特徴とする、電池としている。
請求項１１の発明は、請求項１０記載の電池において、添加物（９）が遠赤外線ナノセラミック、ナノマイナスイオン、ナノ炭素、活性炭、酸基材料とその混合物のいずれか一種類とされたことを特徴とする、電池としている。
請求項１２の発明は、請求項１記載の電池において、プラス極基体（１、１１）、薄膜（３）、マイナス極基体（２）と加水孔（４ａ、４ｂ、４ｃ）が複数組設けられ、複数組が内部で直列に接続される時、隣り合う各組の間に導体（６）が設けられ、隣り合う二組のプラス極基体（１）とマイナス極基体（２）が接続され、該導体（６）が酸化しにくい特性を具え、即ち最外面二側のプラス極基体（１）とマイナス極基体（２）より相加の電圧が獲得されることを特徴とする、電池としている。
請求項１３の発明は、請求項１２記載の電池において、高吸水性物質（５）を更に包含し、該高吸水性物質（５）がプラス極基体（１）と薄膜（３）の間に介装され、貯水保湿用とされたことを特徴とする、電池としている。
請求項１４の発明は、請求項１記載の電池において、高吸水性物質（５）を更に包含し、該高吸水性物質（  ５）がプラス極基体（１）と薄膜（３）の間に介装され、貯水保湿用とされたことを特徴とする、電池としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は量子学の観念、ナノ材料の特性、燃料電池の技術、電気化学の手法等を整合し、水を電解液として電池を形成し、電力供給と環境保護の機能と目的を達成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の電池は、図１に示されるように、プラス極基体（１）、マイナス極基体（２）、薄膜（３）、絶縁ケース（４）を包含し、薄膜（３）はプラス極基体（１）とマイナス極基体（２）の間に介装され、プラス極基体（１）とマイナス極基体（２）に最小距離を保持させる。絶縁ケース（４）はプラス極基体（１）とマイナス極基体（２）と薄膜（３）の外側を被覆し、並びにプラス極基体（１）とマイナス極基体（２）と薄膜（３）を緊密に接触させ並びに固定する。絶縁ケース（４）の所定の位置に加水孔（４ａ）が形成されて薄膜（３）の水の補充に用いられる。プラス極基体（１）とマイナス極基体（２）はそれぞれ異なる電位を具えた導体で形成され、プラス極基体（１）は電解液中の水を活性化或いは解離させる機能を具え、水中のイオンで電池内部の伝導を行い、プラス極基体（１）とマイナス極基体（２）が最小距離に隔てられる時、プラス極基体（１）とマイナス極基体（２）の間に最大の電位差が発生し、端部（１ａ）と端部（２ａ）より出力し、電池の電力供給ソースとされる。
【００１３】
また、加水孔（４ａ）の内部に水の活性化或いは解離の機能を具えた添加物（９）が添加されうる。添加物（９）は電磁波を発射可能な遠赤外線ナノセラミック、ナノマイナスイオン、ナノ炭素、活性炭或いは酸素基等の材料とされるか、上述の二種類以上の混合物とされ。電磁波、特に、遠赤外線付近の波段は、水の大クラスタを分裂させて小クラスタとなす機能を有する。小クラスタの水は大量の運動エネルギーを付帯し、運動速度が速く、酸素溶解能力が増し、浸透及び溶解能力が強くなる。ナノマイナスイオンも水の大クラスタを分裂させ小クラスタとなす機能を具え、並びに水分子に微弱な電解作用を発生させる。酸基と水作用後に水素イオンが発生し、本発明は環境を破壊しない弱酸基を添加物（９）となす。プラス極基体（１）は電磁波を発射可能な導体とされるか、或いは上述の添加物（９）（酸基以外）の材料とされて、所定の比例で導体の粒子或いは繊維に混合されて形成される。
【００１４】
図２に示される実施例では、プラス極基体（１）と薄膜（３）の間に、別に高吸水性物質（５）が増設されて貯水量が増され、並びに絶縁ケース（４）に加水孔（４ｂ）が形成されて高吸水性物質（５）の水の補充に用いられる。また、高吸水性物質（５）の内部に添加物（９）が添加される。
【００１５】
図３に示される実施例では、プラス極基体（１１）が水の活性化或いは解離の機能を具えた吸水導体とされ、マイナス極基体（２）が薄膜（３）を被覆し、更にプラス極基体（１１）が装填される。更に導体（８）が設けられてプラス極基体（１１）は緊密に接触し、導体（８）とマイナス極基体（２）の間の絶縁体（７）が設けられ、短絡防止用とされる。導体（８）は酸化しにくい特性を具備する。絶縁体（７）には加水孔（４ｃ）が設けられ、水補充に用いられる。水の活性化或いは解離の機能を具えた吸水導体は、多孔構造とされ得て、例えば活性炭或いはその繊維とされ、高密度を孔を具えているほか、遠赤外線を発射可能である。また、薄膜（３）に被覆されたマイナス極基体（２）がプラス極基体（１１）の装填されることも可能であり、水が外側のプラス極基体（１１）に添加されればよい。またプラス極基体（１１）内に添加される添加物（９）は水を活性化或いは解離させる効率を増すのに用いられる。
【００１６】
本発明はまた一般の電池のように直列、並列に接続して使用可能である。図４は本発明の内部直列接続の実施例を示す。絶縁ケース（４）内にあって、二組のプラス極基体（１）、マイナス極基体（２）、薄膜（３）、加水孔（４ｂ）と高吸水性物質（５）があり、隣り合う各組の間に酸化しにくい導体（６）が設けられて隣り合うプラス極基体（１）とマイナス極基体（２）を接続し、即ち端部（１ａ）と端部（２ａ）より相加の電圧が獲得される。
【００１７】
本発明のプラス極基体（１）とマイナス極基体（２）の間の電位差が大きくなるほど、発生する電圧も高くなる。これによりプラス極基体（１）は低電位の材質とされるのがよく、マイナス極基体（２）は光源の保護構造を具えた材質（例えば、アルミニウム、亜鉛或いは少なくともアルミニウム或いは亜鉛を包含するリチウム或いはマグネシウム或いはリチウムマグネシウムの合金）とされるのがよい。低電位の材料は酸化しにくく、電位が高くなるほど酸化しやすいため、マイナス極基体（２）は一層のただ水素イオンのみを伝導する浸透膜、例えばデュポン（登録商標）社製のＮＡＦＩＯＮ（登録商標）プロトン交換膜が使用され、酸化防止する。電解液は水とされるか環境を破壊しない弱酸とされる。
【００１８】
本発明の薄膜（３）は複数の微小孔を具え、直接マイナス極基体（２）を被覆する。その主要な機能は隔離であり、プラス極基体（１）とマイナス極基体（２）を最小距離に隔てる。薄膜（３）が薄いほどプラス極基体（１）とマイナス極基体（２）の間に発生する電位差は大きくなる。次の機能はマイナス極基体（２）の酸化防止である。ゆえに薄膜（３）は浸透膜或いはプロトン交換膜とされるか、或いはマイナス極基体（２）をコンバージョンコーティング（Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏａｔｉｎｇ）処理することで形成される微小孔を具えた皮膜とされる。
【００１９】
本発明の最良の組合せは、水の活性化或いは解離の機能を具えた低電位導体をプラス極基体となし、高電位を具えた導体をマイナス極基体となし、水素イオンのみを伝導する浸透膜でマイナス極基体を被覆し、更に水の活性化或いは解離の機能を具えた添加物を添加して、不断に加水再生して電力を提供できるようにしたものである。
【００２０】
実際の製品の応用上、本発明は薄膜或いは厚膜技術で小型化を実施でき、或いは製品のサイズ、コスト用途の異なる要求により各種の組合せが可能であるが、その原理は同じである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例の立方体構造の断面図である。
【図２】本発明の第２実施例の立方体構造の断面図である。
【図３】本発明の第３実施例の円筒状構造の断面図である。
【図４】本発明の内部直列の立方体構造の断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
（１）、（１１）プラス極基体
（１ａ）、（２ａ）端部
（２）マイナス極基体
（３）薄膜
（４）絶縁ケース
（４ａ）加水孔
（４ｂ）加水孔
（４ｃ）加水孔
（５）吸水性物質
（６）導体
（７）絶縁体
（８）導体
（９）添加物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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