一種稀土電極、制備方法及平板式風(fēng)力發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于稀土電極領(lǐng)域，具體涉及一種稀土電極、制備方法及平板式風(fēng)力發(fā)電 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] EHD(Electro-Hydro-Dynamic，電流體動力學(xué)）風(fēng)力發(fā)電是一種基于電場/流場親 合的無透平無動件平板結(jié)構(gòu)的全新概念下的新概念能源技術(shù)。其最顯著的優(yōu)勢在于無活動 部件，幾乎不受尺寸、風(fēng)速、裝機容量的限制，是一種真正意義上的有風(fēng)就有電的理想風(fēng)力 發(fā)電裝置。EHD風(fēng)力發(fā)電過程中，電荷與空氣或水霧等耦合而形成的電流體是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為 電能的載體?，F(xiàn)有的電流體形成方法主要有以下幾種：
[0003] (1)碰撞電離，即電子與原子之間的碰撞或原子與原子之間的碰撞。當(dāng)一個速度為 v的電子碰撞一個氣體原子時，電子的動能就有一部分或全部傳給了原子，如果電子的動能 滿足R(Wi為氣體的電離能）時，就會發(fā)生"非彈性碰撞"的現(xiàn)象，電子的動能使原 子電離。這種電離過程非常復(fù)雜，粒子間能量的交換有一定的幾率，即使一個電子的動能已 經(jīng)達(dá)到原子（或分子）的激勵或電離能，也不是每次碰撞都能引起原子的激勵或電離。例 如能量等于氣體原子電離能的單能電子束注入到氣體里的時候，電子束只有少數(shù)電子可以 電離氣體原子（或分子），而且可控性很差。
[0004] (2)光電離，光或X射線對原子的作用也可以引起光電離。在激光技術(shù)中，常用光 來使激光介質(zhì)預(yù)電離。光電離的基本方程是hvSWi，其中h為普朗克常數(shù)，v為光的頻 率。要使氣體或金屬電極實現(xiàn)光電離，需要特定的光源。而且，金屬會反射掉大部分入射的 可見光（反射系數(shù)達(dá)90%以上），吸收效率很低。光電子與金屬中大量的自由電子碰撞， 在運動中喪失很多能量。只有很靠近表面的光電子，才有可能到達(dá)表面并克服勢皇逸出， 即金屬中光電子逸出深度很淺，只有幾nm，而且金屬逸出功大多為大于3eV，對能量小于 3eV(λ>410nm)的可見光來說，很難產(chǎn)生光電發(fā)射。
[0005] (3)熱電離。熱電離也是將物質(zhì)電離的一種有效方法，但溫度太低，產(chǎn)生的離子濃 度滿足不了要求，在大電流放電時，需要上百萬攝氏度的高溫，實施起來很不現(xiàn)實。
[0006] (4)電噴霧。電噴霧的方法在國外的一些電流體風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中已有報道，但這種 方式需要水源，而我國風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)場大多分布在西北和東北的邊遠(yuǎn)地區(qū)，水資源明顯不 足。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有應(yīng)用稀土材料及其化合物制備的電極來實現(xiàn)電流體形成的報 道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是為了提供一種稀土電極、制備方法及平板式風(fēng)力發(fā)電裝置，該稀 土電極能與流體耦合形成電流體，并應(yīng)用到平板式風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中。
[0009] 本發(fā)明首先提供一種稀土電極，該稀土電極是將碳酸銫溶解于溶劑中得到渾濁 液，將渾濁液以化學(xué)沉積的方式涂敷在電極基體上而得到的，所述的電極基體由多孔材料 制成。
[0010] 本發(fā)明首先提供一種稀土電極的制備方法，該方法包括：
[0011] 步驟一：將鎳粉、鈦粉、石英、碳酸鈣、碳酸鎂、粘土、造孔劑和粘結(jié)劑混合，經(jīng)球磨、 造粒，篩選后，得到粉末；
[0012] 步驟二：將步驟一得到的粉末進(jìn)行注射模成型，將成型后的產(chǎn)品進(jìn)行燒結(jié)，得到電 極基體；
[0013] 步驟三：將碳酸銫溶液、硝酸鑭溶液、硝酸鍶溶液和硝酸錳溶液混合，然后加入螯 合劑和分散劑進(jìn)行反應(yīng)，得到凝膠；
[0014] 步驟四：將步驟二得到的電極基體放入步驟三得到的凝膠中浸泡，然后再放入氫 氣爐中反應(yīng)，得到稀土電極。
[0015] 優(yōu)選的是，所述的步驟一鎳粉、鈦粉、石英、碳酸鈣、碳酸鎂、粘土、造孔劑和粘結(jié)劑 的重量百分比為10 :1〇 :38 :5 :5 :5 :20 :7。
[0016] 優(yōu)選的是，所述的步驟一造孔劑為石墨粉。
[0017] 優(yōu)選的是，所述的步驟一粘結(jié)劑為聚乙烯醇。
[0018] 優(yōu)選的是，所述的步驟二燒結(jié)溫度為400-1000°C，燒結(jié)時間為12h。
[0019] 優(yōu)選的是，所述的步驟三螯合劑為檸檬酸，分散劑為正丁醇。
[0020] 優(yōu)選的是，所述的步驟三的反應(yīng)溫度為80°C，反應(yīng)時間為2~3h。
[0021] 優(yōu)選的是，所述的步驟四的反應(yīng)溫度為720°C，反應(yīng)時間為2h。
[0022] 本發(fā)明還提供一種平板式風(fēng)力發(fā)電裝置，該裝置包括上游極板、電極支架、稀土電 極、下游極板、負(fù)載、大地和電流源，所述的上游極板和下游極板平行設(shè)置，稀土電極和電極 支架設(shè)置在上游極板和下游極板之間，稀土電極設(shè)置在電極支架上，電流源與稀土電極連 接，大地與負(fù)載連接，負(fù)載與下游極板的一端連接。
[0023] 本發(fā)明的有益效果
[0024] 本發(fā)明首先提供一種稀土電極，該稀土電極是以碳酸銫為原料，將碳酸銫溶解于 溶劑中得到渾濁液，將渾濁液以化學(xué)沉積的方式涂敷在由多孔材料制成的電極基體上而得 到的。由于碳酸銫沒有放射性，在使用過程中對人體無害，不需采取任何防護(hù)措施，且電極 基體由多孔材料制成，既可以保證不阻擋空氣流動，又能保證具有足夠大的電子發(fā)射表面， 該稀土電極的容量可以度量、效率高、密度可控，并能與流體（氣體或液體及其霧滴）耦合 而形成電流體，并能應(yīng)用到平板式風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中。
[0025] 本發(fā)明還提供一種稀土電極的制備方法，該制備方法簡單、原料易得，制備得到的 稀土電極具有優(yōu)異的性能。
[0026] 本發(fā)明還提供一種平板式風(fēng)力發(fā)電裝置，該裝置利用稀土電極（如氧化銫等）的 負(fù)電子親和特性，通過施加一定的電壓使其發(fā)射出可控的空間電荷，該空間電荷與流體耦 合而形成的電流體在風(fēng)力的作用下，被輸運到預(yù)定的空間，當(dāng)這些空間電荷被收集后，會形 成一個逐漸攀升的電場，將此電場的一個極板與大地連接后，就會形成可以做功的電流，從 而達(dá)到將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的目的。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明稀土電極的外部輪廓形狀圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明稀土電極的外部輪廓形狀圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明稀土電極的外部輪廓形狀圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明稀土電極的外部輪廓形狀圖；
[0031] 圖5為本發(fā)明稀土電極的外部輪廓形狀圖；
[0032] 圖6為本發(fā)明上游極板和下游極板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖7為本發(fā)明平板式風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 本發(fā)明首先提供一種稀土電極，該稀土電極是將碳酸銫溶解于溶劑中得到渾濁 液，將渾濁液以化學(xué)沉積的方式涂敷在電極基體上而得到的，所述的電極基體由多孔材料 制成。
[0035]本發(fā)明首先提供一種稀土電極的制備方法，該方法包括：
[0036] 步驟一：將鎳粉、鈦粉、石英、碳酸鈣、碳酸鎂、粘土、造孔劑和粘結(jié)劑混合，經(jīng)球磨、 造粒，篩選后，得到粉末；
[0037]步驟二：將步驟一得到的粉末進(jìn)行注射模成型，將成型后的產(chǎn)品進(jìn)行燒結(jié)，得到電 極基體；
[0038] 步驟三：將碳酸銫溶液、硝酸鑭溶液、硝酸鍶溶液和硝酸錳溶液混合，然后加入螯 合劑和分散劑進(jìn)行反應(yīng)，得到凝膠；
[0039] 步驟四：將步驟二得到的電極基體放入步驟三得到的凝膠中浸泡，然后再放入氫 氣爐中反應(yīng)，得到稀土電極。
[0040] 按照本發(fā)明，按照比例先將鎳粉、鈦粉、石英、碳酸鈣、碳酸鎂、粘土、造孔劑和粘結(jié) 劑混合，然后經(jīng)球磨、造粒、篩選后，得到粉末，所述的粉末的目數(shù)優(yōu)選為150 - 250目；所述 的步驟一鎳粉、鈦粉、石英、碳酸鈣、碳酸鎂、粘土、造孔劑和粘結(jié)劑的重量百分比優(yōu)選為10 : 10 :38 :5 :5 :5 :20 :7;所述的造孔劑為優(yōu)選石墨粉；所述的粘結(jié)劑優(yōu)選為聚乙稀醇。
[0041] 按照本發(fā)明，將上述得到的粉末通過注射機注射到模型中，以注射模實現(xiàn)成型，可 以根據(jù)需要得到不同形狀的產(chǎn)品，如圖1-圖5所示，所述的成型壓力優(yōu)選為6. 5Mpa，將成 型后的產(chǎn)品進(jìn)行燒結(jié)，所述的燒結(jié)溫度優(yōu)選為400-1000°C，燒結(jié)時間優(yōu)選為12h，得到電極 基體。
[0042] 按照本發(fā)明，將碳酸銫溶解在含有乙醇的去離子水中，所述的碳酸銫的純度優(yōu)選 為95%，乙醇的濃度優(yōu)選為15%，形成碳酸銫溶液，然后將碳酸銫溶液、硝酸鑭溶液、硝酸 鍶溶液和硝酸錳溶液混合，然后加入螯合劑和分散劑進(jìn)行反應(yīng)，得到的產(chǎn)物經(jīng)蒸發(fā)濃縮形 成