ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР, СОДЕРЖАЩИЙ ОТТАЛКИВАЮЩУЮ ЖИДКОСТЬ ПОРИСТУЮ МЕМБРАНУ

1. Электрохимический реактор, содержащий
положительный электрод с первой главной поверхностью и второй главной поверхностью на стороне, противоположной первой главной поверхности;
отрицательный электрод с первой главной поверхностью и второй главной поверхностью на стороне, противоположной первой главной поверхности, причем положительный электрод и отрицательный электрод обращены друг к другу своими первыми главными поверхностями и расположены отстоящими друг от друга, образуя пространство между ними;
электропроводящую жидкость и/или диэлектрическую жидкость, которая заполняет это пространство;
первый изоляционный элемент, который предусмотрен на первой поверхности положительного электрода и изолирует положительный электрод от жидкости, причем первый изоляционный элемент содержит первую отталкивающую жидкость пористую мембрану, имеющую множество пор;
второй изоляционный элемент, который предусмотрен на первой поверхности отрицательного электрода и изолирует отрицательный электрод от жидкости, причем второй изоляционный элемент содержит вторую отталкивающую жидкость пористую мембрану, имеющую множество пор; и
прикладывающий давление элемент, который сжимает жидкость, чтобы заполнить поры первой и второй отталкивающих жидкость пористых мембран жидкостью, тем самым вызывая электрохимическую реакцию с участием положительного электрода и отрицательного электрода.
2. Электрохимический реактор по п. 1, при этом отталкивающие жидкость пористые мембраны образованы из фторкаучука, полипропилена или полиэтилена, жидкость является водным раствором электролита, а сжатие выполняется при давлении, равном давлению жидкостойкости отталкивающих жидкость пористых мембран.
3. Электрохимический реактор по п. 1, при этом отталкивающие жидкость пористые мембраны образованы из фторкаучука, жидкость является маслом, а сжатие выполняется при давлении, равном давлению маслостойкости отталкивающих жидкость пористых мембран.
4. Электрохимический реактор по п. 1, при этом отталкивающие жидкость пористые мембраны выполнены из пористого углерода, а жидкость является электролитом из солевого расплава.
5. Электрохимический реактор по п. 1 или 2, при этом давление, с которым сжимается жидкость, равно давлению водостойкости водоотталкивающих пористых мембран, и водоотталкивающие пористые мембраны образованы из полимерной смолы, и для того, чтобы изменить значение давления водостойкости, на поверхности и/или стенках пор каждой пористой мембраны введена водоотталкивающая группа или гидрофильная группа, используются пористые мембраны, содержащие поры с различными диаметрами, изменяются концентрация соли и/или температура жидкости водного раствора электролита, или прикладывается потенциал между водоотталкивающими пористыми мембранами, тем самым управляя количеством жидкости или ионов, которое может проникнуть через водоотталкивающие пористые мембраны, в соответствии с давлением жидкости.
6. Электрохимический реактор по п. 1 или 2, при этом в то время, как изоляционный элемент помещается в открытый контейнер, такой как море, соленое озеро, горячий источник, бассейн с минеральным источником, отстойник водных растворов отходов, ванна термовыдержки, резервуар, водопровод, бассейн или бак большого размера, или герметичный контейнер, такой как мешок, внутренняя трубка или небольшой контейнер, или еще более маленький герметичный контейнер помещается в открытый контейнер или герметичный контейнер, водный раствор электролита в изоляционном элементе проникает через водоотталкивающую пористую мембрану за счет сжатия, вызывая электрохимическую реакцию водного раствора электролита между положительным электродом и отрицательным электродом.
7. Электрохимический реактор по пп. 1, 2 или 4, при этом, когда прикладывающий давление элемент является жидкостью, находящейся в открытом контейнере, первый и второй изоляционные элементы опускаются до гидростатического напора, при котором давление водного раствора электролита равно давлению водостойкости водоотталкивающих пористых мембран, или, когда элемент является герметичным контейнером, прикладывающий давление элемент соединяется соединительной трубкой с водяным баком, установленным на высоте, где получается такой гидростатический напор, чтобы давление этого водного раствора электролита внутри этого герметичного контейнера стало равным давлению водостойкости водоотталкивающих пористых мембран, тем самым устанавливая потенциальный напор водного раствора электролита; или
давление придается водному раствору электролита в герметичном контейнере посредством соединительной трубки вручную, или электрически, или с помощью устройства сжатия с храповым механизмом, или с помощью произвольной поверхности снаружи герметичного контейнера; или
заполненный электролитом герметичный контейнер, заполненный водным раствором электролита высокой концентрации, помещается в пресную воду, такую как озеро или болото, или водный раствор электролита низкой концентрации, такой как соленая вода или минеральный источник, чтобы оказать на внешнюю поверхность стенки герметичного контейнера гидравлическое давление, равное давлению водостойкости водоотталкивающих пористых мембран; или
заполненный электролитом герметичный контейнер герметизируют в контейнере, соединенном с вентилем водопроводной воды, и водопроводная вода и давление водопроводной воды используются совместно; или
при этом реактор содержит прикладывающий давление элемент, который сжимает заполняющий газ внутри герметичного контейнера, выполненного из отталкивающих жидкость пористых мембран, чтобы проникнуть в солевой расплав через поры отталкивающих жидкость пористых мембран под действием давления.
8. Электрохимический реактор по пп. 1, 2 или 6, при этом, когда первая и вторая отталкивающие жидкость пористые мембраны образуют полый герметичный мешок, который должен быть заполнен внутри полым герметичным мешком с водным раствором электролита, полый герметичный мешок, в котором заранее заключено растворяемое вещество, такое как химикат, помещается в атмосферу пара, либо растворитель, такой как вода, подается под давлением с внешней стороны, либо электролит заливается в полый герметичный мешок, являющийся пустым, через соединительную трубку, подготовленную как дополнение, либо водный раствор электролита подается под давлением с другой стороны, в то время как одна поверхность стенки полого герметичного мешка отсасывается под отрицательным давлением, которое ниже или равно давлению водостойкости водоотталкивающих пористых мембран, либо после нанесения спирта на одну поверхность стенки полого герметичного контейнера и предоставления растворителю или водному раствору электролита возможности входить через обработанную спиртом поверхность, спирт рассеивается за счет выдержки или нагревания, тем самым запечатывая водный раствор электролита в полом герметичном контейнере.
9. Электрохимический реактор по п. 1 или 2, при этом положительный электрод и отрицательный электрод выполнены из электродных пластин при применении в батарее, из электродных камер, содержащих средства для сбора электродных продуктов, при применении в электролитическом устройстве, или из диэлектрика, размещенного между положительной и отрицательной электродными пластинами, при применении в конденсаторе, в электрохимической реакции жидкости,
когда электроды применяются в батарее, если отрицательный электрод из электродных пластин состоит из амфотерного элемента, Mg или металлического элемента, имеющего большую склонность к ионизации, чем у водорода, за исключением металлов группы 1 или 2, а положительный электрод - из кислорода, фторида графита или металлического элемента, имеющего меньшую склонность к ионизации, чем у водорода, оба электрода являются голыми электродами, подвергающимися воздействию внешнего воздуха, или если отрицательный электрод состоит из элемента группы 1 или 2, а положительный электрод состоит из галогена или галогенидного соединения, оба электрода являются электродными камерами, защищенными от внешнего воздуха; или
когда электроды применяются в электролизе, если электродный продукт является газом, внутренности обоих электродов формируются в пористый электрод, имеющий текстуру сетки, волокон, пористого материала или зерен или газопроницаемой электродной камеры такой конструкции, что задняя поверхность пористого электрода включает в себя зазор; или
когда электродный продукт является элементом группы 1, 2 и/или 13 Периодической таблицы, отрицательный электрод формируется в конструкцию электродной камеры, заполненную маслом, и поры пористого электрода или зазор на его задней поверхности заполняются маслом, чтобы подвергнуть продукт отрицательного электрода разделению в тяжелой жидкости, либо на задней поверхности масла предусмотрена электродная пластина, таким образом образуя в электродную камеру, заполненную маслом, для использования в качестве диэлектрического конденсатора, а также среды хранения энергии; или
когда электродный продукт представляет собой основный или кислотный водный раствор, положительный электрод формируется в электродную камеру, заполненную водой, и в случае основного водного раствора передняя сторона отрицательной электродной пластины заполняется водой, к которой заранее добавлена разбавленная щелочь, либо в случае кислотного водного раствора перед положительной электродной пластины заполняется водой, к которой заранее добавлена кислота, и заполненные водой электродные камеры снабжены впуском для подачи воды и выпуском для извлечения полученного кислотного или основного водного раствора, а также патрубком для сбора полученного газа в их верхней части, либо конструкцией для циркуляции воды к порам пористого электрода, выполненного из углерода, или в зазоре на его задней поверхности, чтобы поглощать газообразный галоген, сульфит или азотистую кислоту в воду; или
когда электроды применяются в конденсаторе, положительная и отрицательная электродные пластины образуют конструкцию для помещения между ними масла или водного диэлектрика, оба через водоотталкивающие пористые мембраны, или двойной электрический слой типа, в котором органические молекулы адсорбируются на поверхности электрода из активированного угля, или электроды окислительно-восстановительного типа из оксида металла, и к водному раствору электролита прикладывается гидравлическое давление, равное давлению водостойкости водоотталкивающих пористых мембран, вызывая электрохимическую реакцию.
10. Электрохимический реактор по п. 1 или 9, при этом в электрической схеме, в которой граница раздела между поверхностью слоя масла и поверхностью водного раствора электролита, которые составляют заполненную маслом электродную камеру, функционирует в качестве электрода, причем слой масла является масляным конденсатором, а водный раствор электролита является сопротивлением воды,
эта граница раздела используется в качестве отрицательного электрода масляного конденсатора, между положительным электродом и отрицательным электродом масляного конденсатора предусмотрен промежуточный электрод с образованием диэлектрика 1 между положительным электродом и промежуточным электродом и диэлектрика 2 между отрицательным электродом и промежуточным электродом либо диэлектрик 1 заменяется на конденсатор постоянной емкости; и
заряд прикладывается к диэлектрику 1, и одновременно водный раствор электролита в качестве сопротивления воды подсоединяется между отрицательным электродом диэлектрика 2 и положительным электродом диэлектрика 1, и к ним прикладывается напряжение, большее или равное напряжению разложения, чтобы осуществлять разделение в тяжелой жидкости продукта отрицательного электрода в масляном слое диэлектрика 2.
11. Электрохимический реактор по п. 1 или 9, при этом граница раздела поверхности масла формируется между поверхностью водного раствора электролита в качестве отрицательного электрода, как в масляном конденсаторе по п. 10,
если эта граница раздела наклонена под произвольным углом относительно центральной оси земли, эта граница раздела формируется только тогда, когда водный раствор электролита находится под давлением за счет вставки водоотталкивающей пористой мембраны между поверхностью масла и поверхностью водного раствора электролита, или
если эта граница раздела является вертикальной плоскостью к центральной оси земли, водоотталкивающая пористая мембрана может быть опущена, и когда плотность водного раствора электролита является более высокой, чем у масла, слой масла формируется в верхней части водного раствора электролита, а когда плотность водного раствора электролита является более низкой, чем у масла, слой масла формируется в нижней части водного раствора электролита, и
подается заряд к диэлектрику 1, и одновременно водный раствор электролита подсоединяется между отрицательным электродом диэлектрика 2 и положительным электродом диэлектрика 1, чтобы подать на них напряжение, большее или равное напряжению разложения, тем самым осуществляя разделение в тяжелой жидкости продукта отрицательного электрода в масле диэлектрика 2.
12. Электрохимический реактор по п. 1, 2 или 9, при этом при использовании для получения водорода путем непосредственного электролиза водного раствора электролита низкой концентрации, такого как морская вода или вода соленого озера, пара газопроницаемых электродных камер, образованных из положительного электрода и отрицательного электрода, опускается на глубину гидростатического напора, равного давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны в открытом контейнере, таком как море или соленое озеро, с помощью изоляционного элемента, или
герметичный контейнер соединяется соединительной трубкой с водяным баком, установленным на такой высоте, где у водного раствора электролита в герметичном контейнере получается гидростатический напор, равный давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны, или водный раствор электролита в герметичном контейнере сжимается, и
одна пара положительной и отрицательной электродных камер состоит из газопроницаемых электродных камер, и положительная и отрицательная электродные камеры расположены близко друг к другу, и таким образом один набор пар или множество наборов газопроницаемых электродных камер частично связаны вместе, и водный раствор электролита подвергается электролизу при напряжении, большем или равном напряжению разложения, под давлением, равным давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны, с получением газообразного водорода в отрицательной электродной камере и газообразного кислорода или газообразного хлора в положительной электродной камере.
13. Электрохимический реактор по пп. 1, 2, 5 или 9, при этом при использовании для получения водорода путем электролиза водного раствора электролита высокой концентрации, разбавленного впрыскиванием в него водного раствора электролита низкой концентрации, такого как пресная вода, морская вода, вода горячего источника или высокотемпературные сточные воды, через водоотталкивающую пористую мембрану b, присоединенную к части герметичного контейнера c, выполненного из водоотталкивающей пористой мембраны a и заполненного водным раствором электролита высокой концентрации,
устройство получения водорода имеет конструкцию, содержащую одну пару положительной и отрицательной газопроницаемых электродных камер, включающих в себя водоотталкивающую пористую мембрану a, присоединенную к герметичному контейнеру c,
если водоотталкивающие пористые мембраны a и b отличаются друг от друга по типу, водоотталкивающая пористая мембрана b выполнена содержащей поры, имеющие больший диаметр, чем у водоотталкивающей пористой мембраны a, или
если водоотталкивающие пористые мембраны a и b являются одинаковыми по типу, стенка пор на стороне водоотталкивающей пористой мембраны b, контактирующей с водным раствором электролита низкой концентрации, замещена гидрофильной группой, чтобы способствовать смачиваемости водой, либо гидравлическое давление со стороны водного раствора электролита низкой концентрации делается положительным (высоким), либо давление с выходной стороны водоотталкивающей пористой мембраны а, в которой содержится водный раствор электролита высокой концентрации, делается отрицательным (всасывание) при условии, что перепад давления между гидравлическим давлением, приложенным к водному раствору электролита низкой концентрации, и давлением полученного газа в газопроницаемой электродной камере на выходной стороне водоотталкивающей пористой мембраны b является более высоким или равным сумме давления водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны a и давления водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны b,
герметичный контейнер c, в котором запечатан водный раствор электролита высокой концентрации, вставляется в открытый контейнер d, заполненный водным раствором электролита низкой концентрации, и герметичный контейнер c опускается на глубину гидростатического напора, или герметичный контейнер c вставляется в большой герметичный контейнер с водным раствором электролита низкой концентрации и сжимается с давлением, большим или равным давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны b, или с помощью гидравлического давления водопроводной воды путем непосредственного соединения контейнера с вентилем водопроводной воды с тем, чтобы пресная вода и водный раствор электролита низкой концентрации проникали в герметичный контейнер c, что также вызывает сжатие разбавленного водного раствора электролита высокой концентрации, для электролиза раствора при напряжении, большем или равном напряжению разложения воды, тем самым получая газообразный водород в отрицательной электродной камере и газообразный кислород в положительной электродной камере.
14. Электрохимический реактор по пп. 1, 2 или 9, при этом при использовании для получения гидроксида основного металла, такого как едкий натр, на отрицательном электроде путем электролиза водного раствора соли основного металла, такой как хлорид натрия, хлорид основного металла, нитрат основного металла или сульфид основного металла, в изоляционном элементе,
отрицательный электрод является заполненной водой электродной камерой, и конструкция заполненной водой электродной камеры содержит выполненную из металла или углерода электродную пластину, предусмотренную через воду с добавленной к ней щелочью в контакте с водоотталкивающей пористой мембраной, впуск для воды, выпуск для полученного водного раствора гидроксида основного металла и выпуск для газообразного продукта отрицательного электрода, такого как газообразный водород, в ее верхней части, и
положительный электрод является положительной электродной камерой для сбора продукта положительного электрода, в которой осуществляется электролиз в то время, как давление, равное давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны, прикладывают к водному раствору соли основного металла в изоляционном элементе, непрерывно извлекая гидроксид основного металла и газообразный водород в заполненной водой электродной камере со стороны отрицательного электрода, газообразный продукт положительного электрода в газопроницаемой электродной камере со стороны положительного электрода, и газообразный продукт положительного электрода, такой как неорганическая кислота или газообразный кислород, в гидролитической камере.
15. Электрохимический реактор по пп. 1, 2 или 9, при этом при использовании для получения основного металла на отрицательном электроде путем электролиза водного раствора хлорида основного металла в изоляционном элементе,
отрицательный электрод является заполненной маслом электродной камерой, в которой пористый электрод, выполненный из металла или углерода, приводится в контакт с поверхностью стенки изоляционного элемента, выполненного из водоотталкивающего пористого материала, а его обратная сторона заполнена маслом,
положительный электрод является положительной электродной камерой, имеющей механизм для сбора продукта положительного электрода, в которой в качестве водного раствора электролита используется водный раствор хлорида основного металла, выбираемого из элементов группы 1 (Li, K и Na), группы 2 (Mg, Ca, Ba и Sr) и группы 13 (Al) Периодической таблицы, и целевой металл отбирается путем разделения в тяжелой жидкости в масле этой заполненной маслом электродной камеры путем прикладывания потенциала, большего или равного напряжению разложения подлежащего осаждению целевого металла, между поверхностями стенок обеих противоположных поверхностей изоляционного элемента при поддержании гидравлического давления водного раствора электролита в изоляционном элементе на уровне, равном давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны, непрерывно извлекая газообразный продукт положительного электрода в газопроницаемой электродной камере со стороны положительного электрода или концентрированную неорганическую кислоту, такую как концентрированная соляная кислота, и газообразный продукт положительного электрода, такой как газообразный кислород, в гидролитической камере.
16. Электрохимический реактор по пп. 1, 2, 9 или 10, при этом заполненная маслом электродная камера использует масло в отрицательном электроде в качестве масляного конденсатора, а границу раздела между поверхностью масла и поверхностью водного раствора электролита в качестве отрицательного электрода, и заряд подается между положительным электродом масляного конденсатора и промежуточным электродом для электролиза при прикладывании потенциала, большего или равного напряжению разложения целевого осадка водного раствора электролита между отрицательным электродом и положительным электродом, тем самым осаждая целевой основный металл в масле заполненной маслом электродной камеры,
газопроницаемая электродная камера или заполненная водой электродная камера используется в качестве положительного электрода, водный раствор хлорида по меньшей мере одного типа основного металла, выбираемого из металлов, принадлежащих группе 1 и группе 2 Периодической таблицы, используется в качестве водного раствора электролита, и гидравлическое давление водного раствора электролита поддерживается на уровне, равном давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны, чтобы отобрать целевой металл с помощью разделения в тяжелой жидкости в масле заполненной маслом электродной камеры, тем самым непрерывно извлекая газообразный продукт положительного электрода, когда положительный электрод является газопроницаемой электродной камерой, или газообразный продукт положительного электрода, такой как кислород или концентрированная неорганическая кислота, такая как концентрированная соляная кислота, когда положительный электрод является гидролитической камерой.
17. Электрохимический реактор по пп. 1, 4, 7 или 9, при этом газопроницаемая электродная камера выполнена из пористого углерода, который является отталкивающей жидкость пористой мембраной, функционирующей и как изоляционная стенка, и как отрицательный электрод, и конструкция этой газопроницаемой электродной камеры представляет собой полую электродную камеру, содержащую зазор в задней поверхности электрода, газообразный водород с давлением, большим или равным осмотическому давлению газа, впрыскивается в полую часть задней поверхности отрицательного электрода, и солевой расплав приводится в контакт между отрицательным электродом и положительным электродом, бак солевого расплава содержит внутри нагревательный механизм, и бак солевого расплава заполнен гидроксидом элемента-основного металла,
2
3
2
3
напряжение разложения прикладывается между обоими электродами для получения анионов водорода, и анионы водорода, полученные на пористом углероде, объединяются с элементом-основным металлом в солевом расплаве с получением гидридов основных металлов, и гидриды основных металлов, за исключением MgH и AlH, которые всплывают на поверхность в качестве верхнего остатка из солевого расплава, кристаллизуясь и отвердевая, подвергаются разделению в тяжелой жидкости, тогда как MgH и AlH кристаллизуются на охлаждающей стенке, предусмотренной в верхней части бака солевого расплава.
18. Электрохимический реактор по пп. 1, 2 или 9, при этом реактор предназначен использоваться в качестве первичной или вторичной батареи, имеющей такую конструкцию, в которой изоляционный элемент составляет мешок, и этот мешок, заполненный водным раствором электролита, помещается между положительной электродной пластиной и отрицательной электродной пластиной, имея такой механизм, что при зарядке и разрядке давление, равное давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны, прикладывается к водному раствору электролита для протекания электрохимической реакции между обоими электродами, а при хранении заряда прикладываемое к водному раствору электролита сжатие снимается для того, чтобы избежать саморазряда между обоими электродами,
если отрицательная электродная пластина состоит из амфотерного элемента (Zn, Al, Sn, Pb), Mg или металла, имеющего большую склонность к ионизации, чем у водорода, за исключением металлов группы 1 или 2 (а именно Ti, Mn, Cr, Ga, Fe, Cd, Co, Ni, Fe), электродная пластина, прикрепленная к водоотталкивающей пористой мембране, не обязательно должна быть изолирована от внешней среды,
если отрицательный электрод выполнен из твердой электродной пластины из элемента группы 1 или 2, и продукт отрицательного электрода, состоящий из элементов группы 1 и/или 2 Периодической таблицы, накапливается в зазоре внутри выполненного из углерода пористого электрода, электродная пластина закрывается коробкой, покрытием, водоотталкивающей мембраной или полимерной пленкой, чтобы быть изолированной от внешней среды,
если положительная электродная пластина выполнена из металла, имеющего меньшую склонность к ионизации, чем у водорода и оксида металла, воздуха или кислорода, электродная пластина, прикрепленная к водоотталкивающей пористой мембране, не обязательно должна быть изолирована от внешней среды, и
если положительный электрод состоит из газообразного галогена, за исключением фтора, или галогенида металла, электродная пластина, прикрепленная к водоотталкивающей пористой мембране, закрывается коробкой, покрытием, водоотталкивающей мембраной или полимерной пленкой, либо вся батарея отливается изолированной от внешней среды, либо, если электродная пластина положительного электрода состоит из водоотталкивающего материала или подвергнутого водоотталкивающей обработке материала, электроды могут быть вставлены в водный раствор электролита без обеспечения водоотталкивающей пористой мембраны для них.
19. Электрохимический реактор по пп. 1, 2 или 18, при этом при использовании в первичной или вторичной батарее, которая использует водный раствор электролита из гидроксида основного металла или галогенида основного металла, залитый в герметичный контейнер, выполненный из водоотталкивающей пористой мембраны, в которой водный раствор электролита проникает через водоотталкивающую пористую мембрану под действием приложенного давления, чтобы иметь ионную реакцию между положительным электродом и отрицательным электродом,
в начале зарядки растворимость гидроксида основного металла или галогенида основного металла в воде высока при комнатной температуре для того, чтобы выполнить высокоэффективную зарядку, в начале разрядки плотность растворения гидроксида основного металла или галогенида основного металла низка для того, чтобы продолжать выдавать большую мощность в течение долгого времени, во время завершения разрядки плотность растворения должна быть высокой и близкой к степени насыщения, и, кроме того, для высокоскоростной зарядки или разрядки с высокой мощностью водный раствор электролита может быть нагрет (горячим источником, теплом промышленных отходов, циркулирующей охлаждающей жидкостью двигателя внутреннего сгорания).
20. Электрохимический реактор по пп. 1, 2, 9, 18 или 19, при этом при использовании в первичной или вторичной батарее, которая использует кислород или воздух в качестве положительного электрода, металлы из групп 1, 2 и/или 13 Периодической таблицы в качестве отрицательного электрода, и основание, такое как едкий натр, едкий калий или гидроксид бария, или кислоту, такую как серная кислота, соляная кислота или азотная кислота, в качестве водного раствора электролита,
кислородный электрод является электродной пластиной, в которой воздух или кислород адсорбируется на выполненном из углерода пористом электроде, с такой конструкцией положительного электрода, что вспомогательный сетчатый положительный электрод для зарядки помещается между водоотталкивающей пористой мембраной и пористым электродом, либо поверхность положительного электрода, приводимая в контакт с электролитом, состоит из оксида металла,
отрицательный электрод выполнен из твердого электрода из элементов групп 1, 2 и/или 13 Периодической таблицы, или электрода, в котором элементы продуктов отрицательного электрода из элементов групп 1, 2 и/или 13 Периодической таблицы адсорбируются внутри выполненного из углерода пористого электрода или пор в его поверхности, и, кроме того, отрицательный электрод изолируется от внешней среды путем заключения его окружения в полимерную пленку или пропитки отрицательного электрода маслом, и
зарядка осуществляется в то время, как водный раствор электролита находится под давлением, а при завершении зарядки оказываемое на изоляционный элемент давление снимается для поддержания хранения заряда, и для начала разрядки на водный раствор электролита снова оказывается давление.
21. Электрохимический реактор по пп. 1, 2, 9, 18 или 19, при этом при использовании в первичной или вторичной батарее, которая использует хлорид металла для положительного электрода и водный раствор хлорида металла для водного раствора электролита,
отрицательный электрод является однослойной или многослойной батареей, содержащей металлическую пластину из Zn, Mg, Al, Ni, Pb или т.п.,
в случае первичной батареи водный раствор электролита состоит из хлорида произвольного металла, включая хлорид натрия, и в однослойной батарее сочетание отрицательного электрода и положительного электрода произвольно выбирается из Zn, Mg, Al, Ni, Pb и т.п., или они могут состоять из одного и того же металла, а положительный электрод состоит из хлорида металла, тогда как в многослойной первичной батарее отрицательный электрод и положительный электрод состоят из одного и того же металла, и положительный электрод содержит хлорид металла, используемого для отрицательного электрода,
в случае вторичной батареи водный раствор электролита состоит из хлорида металла, используемого для отрицательного электрода, в случае однослойной вторичной батареи сочетание отрицательного электрода и положительного электрода произвольно выбирается из Zn, Mg, Al, Ni, Pb и т.п., или они могут состоять из одного и того же металла, или отрицательный электрод выполнен из твердого электрода из элементов группы 1 или 2 или электрода, в котором элементы продуктов отрицательного электрода из элементов группы 1 или 2 адсорбируются внутри выполненного из углерода пористого электрода или пор в его поверхности, и, кроме того, отрицательный электрод изолируется от внешней среды путем заключения его окружения в полимерную пленку или путем пропитывания отрицательного электрода маслом, и положительный электрод является металлом, таким как Zn, Mg, Al, Ni или Pb, и
зарядка осуществляется в то время, как на водный раствор электролита оказывается давление, с осаждением металла на отрицательном электроде, и оказываемое на водный раствор электролита давление снимается при получении хлорида металла на положительном электроде и завершении зарядки, и при необходимости электродная поверхность на стороне положительного электрода, расположенной между обеими противоположными поверхностями мешка, выполнена грубой, и внешние стенки положительной электродной камеры или все устройство батареи закрыты для защиты хлорида металла от влаги.
22. Электрохимический реактор по пп. 1, 2, 9, 18 или 19, при этом при использовании в первичной или вторичной батарее, которая использует бром или йод для положительного электрода,
положительный электрод использует жидкий бром, имеющий температуру кипения 58,8°C или ниже, или твердый йод с 113,6°C или ниже, а отрицательный электрод является голым электродом из элемента-металла, имеющего большую склонность к ионизации, чем у водорода, за исключением амфотерных элементов (Zn, Al, Sn и Pb) и Mg или элементов группы 1 или 2 (то есть Ni, Pb, Ti, Mn, Cr, Ga, Fe, Cd, Co, Ni или Fe), или твердым электродом из элементов группы 1 или 2 Периодической таблицы, или электродом, в котором элементы из группы 1 или 2 осаждаются в качестве продуктов отрицательного электрода и хранятся в порах выполненного из углерода пористого электрода, и, кроме того, отрицательный электрод изолирован от внешней среды путем заключения его окружения в полимерную пленку или пропитывания отрицательного электрода маслом,
положительный электрод является выполненным из углерода пористым электродом, изолированным от внешней среды, и имеет такую конструкцию, что раствор брома или твердый йод хранится внутри пористого электрода, и водный раствор бромида или йодида металлического элемента, используемого для отрицательного электрода, используется в качестве водного раствора электролита,
температура атмосферы для положительного электрода все время поддерживается на температуре кипения или ниже, и на водный раствор электролита в мешке оказывается давление для зарядки, а когда зарядка завершена, оказываемое на изоляционный элемент давление снимается для поддержания хранения заряда, а при разрядке водный раствор электролита сжимается для начала разрядки.
23. Электрохимический реактор по пп. 1, 2, 9, 18 или 19, при этом реактор представляет собой первичную или вторичную батарею, включающую в себя положительный электрод из фторида графита, использующего фтор, и отрицательный электрод из Al, K или Na,
когда отрицательный электрод состоит из Al, электродная камера не обязательно изолирована от внешней среды, или когда отрицательный электрод состоит из K или Na, электродная камера, в которой располагается отрицательный электрод, изолируется от внешней среды, или отрицательный электрод пропитывается снаружи маслом для его изоляции от внешней среды, и
водный раствор электролита состоит из водного раствора фторида металла, используемого для отрицательного электрода, зарядка осуществляется в то время, как на водный раствор электролита оказывается давление, чтобы осадить металл на поверхности металла внутри отрицательного электрода, тогда как в положительном электроде фторид графита получается на поверхности графита или фторида графита, а когда зарядка завершена, оказываемое на водный раствор электролита давление снимается, чтобы поддерживать хранение заряда, а при разрядке на водный раствор электролита оказывается давление для начала разрядки.
24. Электрохимический реактор по пп. 1, 2 или 3, при этом при использовании в качестве конденсатора, имеющего такую конструкцию, что положительная и отрицательная электродные пластины предусмотрены на двух внешних боковых поверхностях герметичного контейнера (оболочечного типа) из водоотталкивающей пористой мембраны, в котором заключен диэлектрический раствор или водный раствор электролита,
положительный и отрицательный электроды, расположенные на герметичном контейнере (оболочечного типа) из водоотталкивающей пористой мембраны, являются электродными пластинами, электродами конденсатора с двойным электрическим слоем, в которых органические молекулы адсорбируются на поверхностях электрода, выполненного из активированного угля, графита, наноуглерода или т.п., или электродами окислительно-восстановительного конденсатора, в которых оксидная пленка, электропроводящий полимер, активированный уголь или т.п. образован на поверхности проводника, или электродами гибридного конденсатора из активированного угля, полифенола, графита титаната лития, плотно присоединенных к ней, и при зарядке давление, равное давлению жидкостойкости отталкивающей жидкость пористой мембраны, прикладывается к водному раствору для зарядки между двумя электродами, при хранении заряда оказываемое на жидкий раствор давление снимается, а при разрядке к нему прикладывается давление, равное давлению жидкостойкости.
25. Электрохимический реактор по пп. 1, 2, 3 или 24, при этом при использовании в качестве конденсатора, пористый электропроводящий материал, такой как металлическое волокно, углеродное волокно, активированный уголь или т.п., заполняющий герметичный контейнер (оболочечного типа) из водоотталкивающей пористой мембраны, расположенной между одной парой положительной и отрицательной электродных камер электрохимического конденсатора, такого как конденсатор с двойным электрическим слоем или окислительно-восстановительный конденсатор, пропитывается раствором электролита, и на раствор электролита оказывается давление на уровне, большем или равном давлению жидкостойкости отталкивающей жидкость пористой мембраны, чтобы заставить раствор проходить через поры отталкивающей жидкость пористой мембраны для заряда или разряда, при хранении заряда оказываемое на жидкий раствор давление снимается, чтобы использовать внутренность герметичного контейнера (оболочечного типа) из отталкивающей жидкость пористой мембраны в качестве проводника.
26. Электрохимический реактор по пп. 1, 2, 15 или 16, при этом, когда множество комплектов устройства получения водорода, указанного в п. 12, и устройств сбора основного металла, указанных в п. 15 или 16, соединяются последовательно для выполнения электролитического рафинирования водных растворов электролита, в которых смешано множество солей основных металлов, в порядке от самого низкого напряжения разложения осаждаемого металла, начиная с устройства получения водорода, и непрореагировавший водный раствор электролита переносится к последующему устройству сбора основного металла, и водный раствор электролита подвергается электролитическому рафинированию под давлением, и основные металлы собираются при переносе водного раствора электролита в порядке от металла с более низким напряжением разложения к металлу с более высоким напряжением разложения,
водный раствор электролита подвергается электролитическому рафинированию при приложении к нему давления, равного давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны, чтобы последовательно собирать водород и основные металлы с отрицательного электрода каждого электрохимического реактора и газообразный продукт положительного электрода и неорганические кислоты, такие как серная кислота, соляная кислота и азотная кислота, с положительного электрода каждого электрохимического реактора выборочно.
27. Топливный цикл едкого натра с использованием давления водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны, содержащий получение водорода под морской поверхностью, как указано в пп. 12 и 13, и едкого натра, как указано в п. 14, используя водный раствор хлорида натрия в морской воде в качестве сырья, на океанской фабрике, использующей природные источники энергии, такие как выработка электроэнергии из энергии ветра, выработка электроэнергии из солнечной энергии или выработка электроэнергии работающим за счет плавучести-гравитации генератором в качестве электропитания на море, или на прибрежной фабрике, использующей электроэнергию прибрежной теплоэлектростанции или атомной электростанции, и используя водород и едкий натр для получения гидрида натрия, как указано в п. 17, на море или на суше, и
заливку воды в гидрид натрия на суше для получения водорода, и
повторное получение гидрида натрия с побочным продуктом в виде едкого натра для использования в топливном цикле едкого натра, или
подвергание едкого натра в качестве водного раствора электролита для вторичной батареи использованию на электростанции или в батарее транспортного средства.
28. Способ химической реакции, в котором по меньшей мере одну поверхность изоляционного элемента, заполненного водным раствором электролита, неэлектролита или воды, располагают напротив электродной камеры или водной реакционной камеры через водоотталкивающую пористую мембрану, причем камера и водный раствор изолированы друг от друга водоотталкивающей пористой мембраной, и водный раствор проникает через поры в водоотталкивающей пористой мембране под давлением текучей среды, равным давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны, вызывая ионную реакцию, реакцию гидролиза или реакцию растворения между веществом в контейнере или электродной пластине и водным раствором.
29. Способ химической реакции по п. 28, который использует водную реакционную камеру (мешок с химическим материалом) из водоотталкивающей пористой мембраны в воде или водном растворе неэлектролита, причем вещество, содержащееся в водной реакционной камере, является гидролитическим генератором газа, гидролитическим экзотермическим средством (обезвоживающим средством), гидролитическим эндотермическим средством или водорастворимым органическим соединением (сахаридом, лекарством, приправой, питательным веществом) или т.п., которое реагирует с водой, когда разность между внешним давлением и внутренним давлением водной реакционной камеры является более высокой или равной давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны, вызывая гидролитическую реакцию с выделением газа или с выделением или поглощением тепла, или реакцию растворения для переноса лекарства или питательного вещества внутри живого организма, или для добавления органического соединения к водному раствору.
30. Способ химической реакции по п. 28, при этом при использовании для подачи водного раствора, содержащего химикат, питательное вещество, удобрение или т.п., добавленные в него, наружу из химикатраспыляющего резервуара внутренней трубки или мешка, выполненного из водоотталкивающей пористой мембраны,
этот способ содержит
доставку с помощью трубки или шланга от отверстия подачи химиката до камеры распыления химиката, и
прикладывание давления, большего или равного давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны, к водному раствору химиката непрерывно или периодически по мере необходимости для того, чтобы подавать водный раствор из распыляющего химикат резервуара.
31. Способ химической реакции по п. 28, при этом при использовании для эндоскопа концевая часть эндоскопа представляет собой двойную капсульную конструкцию, которая содержит капсулу, заполненную водой, водную реакционную камеру (мешок), образованную из водоотталкивающей пористой мембраны, содержащую гидролитическое экзотермическое средство, которое содержится в капсуле, и вода проникает через внешнюю стенку в водную реакционную камеру в то время, как разность внешнего давления и внутреннего давления водной реакционной камеры является более высокой или равной давлению водостойкости водоотталкивающей пористой мембраны, вызывая гидролитическую экзотермическую реакцию и нагревая раковую клетку в органе вырабатываемым таким образом теплом.