控制废气排放的电化学双电池板及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电化学双电池板及装置，尤其涉及一种控制废气排放的电化学双电池板及装置。
【背景技术】
[0002]导致空气污染的废气通常包含氮氧化物(Nitrogen Oxides，N0X)、硫氧化物(Sulfur Oxides，S0X)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(Hydrocarbons, HCs)、粒状物(Particulate Matter，PM)等，其中，已有研究显示，包括如汽机车、工厂、发电厂所排放废气中的硫氧化物(S0X)，会对人体健康造成重大的影响，也因此，长期来，众多产业界与学界均持续发展能有效去除废气中的硫氧化物的技术。
[0003]而如机动车辆，虽然机动车辆排放标准不断提高，但由于车辆数量不断增加，车辆排放废气所带来的空气污染问题，仍然与日倶增。一般来说，机动车辆引擎的运转为将不同形式燃料经由汽缸内燃而释放出热能，并产生传输动力；惟在燃烧过程中，产生的废气通常包含氮氧化物(N0X)、一氧化碳(C0)、碳氢化合物(Hydrocarbons，HCs)、粒状物(Particulate Matter, PM)等有害污染物，该些物质不仅会形成光化学烟雾(Photochemical Smog)，更会引致酸雨，进而破坏生态环境，危害人体健康。
[0004]其中，一氧化碳来自引擎的不完全燃烧，其与血红素结合成一氧化碳血红素(COHb)的能力为血红素与氧结合成氧合血红素(Hb02)的300倍，故空气中一氧化碳浓度过高时，将影响血红素输送氧气的功能；氮氧化物则来自氮气与氧气的化合，主要以一氧化氮(N0)或二氧化氮(N02)的形式排出，而与碳氢化合物经紫外线照射后发生反应形成有毒的光化学烟雾，具有特殊气味、刺激眼睛、伤害植物，并使大气能见度降低，且氮氧化物与空气中的水反应形成硝酸及亚硝酸，其为酸雨的成分；碳氢化合物在低浓度时即会刺激呼吸系统，若浓度提高，则会对中枢神经系统的运作机能产生影响；而粒状物亦会危害人体的健康，甚至于引起癌症的发生。
[0005]因此，欧盟、日本、美国等先进国家均已订定益趋严格的废气排放标准(如美规BIN5以及欧规EUR0 6)，针对氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物和粒状物等废气的排放订定标准，藉以控制并减少有害气体的排放，同时鼓励业者制造、研发、引进使用最新污染防制技术的产品。
[0006]如美国发明专利公告第US 5, 401, 372 号的 ΓElectrochemical catalyticreduct1n cell for the reduct1n of NOx in an 02-containing exhaust emiss1n」揭露一种单独去除氮氧化物的装置，为利用电化学触媒还原反应，配合五氧化二银(VanadiumPentaoxide，V205)触媒催化辅助氮氧化物转化为氮气。然而，上述的该装置须额外加上电源供应，致使该装置中的一电化学电池运作，如此不仅耗费能源且无法达成同时去除废气中多种有害气体的目标。
[0007]故于美国发明专利公告第US 9，028，764 号的「Electro-catalytic honeycombfor exhaust emiss1ns control」，其揭露一种控制废气排放的电触媒蜂巢，可用以净化废气中的氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物和粒状物，其中该氮氧化物被分解成氮气与氧气，该一氧化碳、该碳氢化合物及该粒状物被氧化成二氧化碳和水。因此，该电触媒蜂巢在不需耗费额外能源及还原性气体之下，即可净化多种污染物。然而，该电触媒蜂巢的制造成本较高，且于处理含尘量高的废气时易被尘粒阻塞。
【发明内容】
[0008]本发明的主要目的，在于解决现有用于控制废气排放的电触媒蜂巢的制造成本高且于处理含尘量高的废气时易被尘粒阻塞的缺点。
[0009]为达上述目的，本发明提供一种控制废气排放的电化学双电池板，用以净化一富氧燃烧废气，其包括有:
[0010]—由金属或合金组成而呈现一还原性的基板，该基板具有一外表面，该外表面包括一顶面、一相对该顶面的底面以及一连接于该顶面与该底面之间的侧边；
[0011]—覆盖该顶面及该底面的固态氧化物层，该固态氧化物层具有一第一致密微结构；
[0012]—覆盖该侧边的边缘层，该边缘层具有一第二致密微结构，并和该固态氧化物层共同密封该基板的该外表面；以及
[0013]—覆盖该固态氧化物层的阴极层，该阴极层由一多孔性材质组成，并与该富氧燃烧废气接触而具有一氧化性环境；
[0014]其中，该还原性与该氧化性环境令该基板与该阴极层之间产生一电动势，使该阴极层形成一对应该基板的该顶面的第一反应侧以及一对应该基板的该底面的第二反应侧，藉该电动势驱动促进该富氧燃烧废气中的硫氧化物及氮氧化物于该第一反应侧与该第二反应侧进行一分解反应而形成硫蒸气、氧气及氮气。
[0015]为达上述目的，本发明进一步提供一种控制废气排放的电化学装置，用以净化一富氧燃烧废气，包括有:
[0016]多个该控制废气排放的电化学双电池板；以及
[0017]—架体，该架体包含一供该富氧燃烧废气流入的输入端、一供该富氧燃烧废气流出的输出端以及一设于该输入端与该输出端之间的容置空间；
[0018]其中，该控制废气排放的电化学双电池板是相隔地设置于该容置空间内而于彼此间形成至少一供该富氧燃烧废气流经并与该第一反应侧与该第二反应侧接触的通道。
[0019]由于本发明控制废气排放的电化学双电池板是以该基板为结构基础，依序于该基板上覆着该固态氧化物层、该阴极层以及该边缘层，即完成制作，故具有工艺简便的优点，该基板除了具有承载该固态氧化物层以及该阴极层的功能外，藉由其所呈现的该还原性，使该基板兼具阳极的特性；且该基板仅为一板状的材料，毋须如现有的电触媒蜂巢装置需要蜂巢状结构以致制造较为困难而成本较高，因此，本发明更具有成本便宜的优点；此外，于该电化学装置中，由于该控制废气排放的电化学双电池板是相隔地设置于该容置空间内而于彼此间形成一供该富氧燃烧废气流经的通道，该通道可较不易被尘粒阻塞，因此，该电化学双电池板的电化学装置尚具有处理含尘量高的废气的特点。
[0020]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0021]图1，为本发明第一实施例的立体外观示意图；
[0022]图2，为本发明第一实施例中，图1的A-A结构剖视示意图；
[0023]图3，为本发明第二实施例的结构剖视示意图；
[0024]图4，为本发明第三实施例的立体外观示意图；
[0025]图5，为本发明第三实施例中，图4的B-B结构剖视示意图；
[0026]图6，为本发明第四实施例的立体外观示意图；
[0027]图7，为本发明第五实施例的立体外观示意图。
【具体实施方式】
[0028]涉及本发明的详细说明及技术内容，现就配合【附图说明】如下:
[0029]本发明为一种控制废气排放的电化学双电池板，用以净化一富氧燃烧废气，本发明所指的富氧燃烧废气是指包含硫氧化物(Sulfur Oxide)、氮氧化物(N0X)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(Hydrocarbons，HCs)或粒状物(Particulate Matter, PM)的废气，包括但不限于汽机车所排放的废气、工厂运作所产生的废气以及发电厂所排放的废气或沼气环境等。为方便理解本发明的技术，以下是以发电厂所排放的富氧燃烧废气作为说明。
[0030]如图1与图2所示，分别为本发明第一实施例的立体外观示意图以及图1的A-A结构剖视示意图，本发明提供的一控制废气排放的电化学双电池板10是用于净化一富氧燃烧废气20，该控制废气排放的电化学双电池板10包括一基板11、一固态氧化物层12、一边缘层13以及一阴极层14，该基板11具有一外表