使用可逆电极反应的电渗透泵以及使用它的流体泵送系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 文中所述的实施方式总体地设及电渗透累，更具体地设及使用可逆电极反应的电 渗透累W及使用它的流体累送系统。
【背景技术】
[0002] 电渗透累是应用如下原理的累：通过使用电极施加电压到毛细管或多孔膜的两端 时，流体由于发生电渗透而流动，并且与普通的累不同，电渗透累的优点在于由于它不具有 机械操作的部分，所W它不引起噪音，并且能够有效地根据所施加的电压控制流速。
[0003] 常规的电渗透累使用化学稳定的销作为电极材料。当水溶液用作流体时，正极（+) 的反应如下面的反应方程式1所示，并且负极（-)的反应如下面的反应方程式2所示。
[0004] [反应方程式U
[0005] 2&0 - 〇2+祉+4e [000引[反应方程式引
[0007]2&0+26 一H2巧0H
[0008] 根据反应方程式1，在正极（+)持续产生来自水的氧化反应的氧气；并且根据反应 方程式2,在负极（-)持续产生来自水的还原反应的氨气。
[0009] 作为氧化反应和还原反应的结果的电子和离子的移动是流体在电渗透累中持续 流动的本质现象。当通过使用如上所述的销电极实现所述电渗透累时，因为由于氧化反应 和还原反应产生的气体困在多孔膜的小孔中的现象，难于实现稳定的流速，并且由于流体 内同时并持续产生氧气和氨气引起的安全问题，难于实现闭合回路，所W难于实际地使用 所述累。
[0010] 此外，在使用销电极的电渗透累的情形下，由于移动的流体中的水参与氧化反应 和还原反应，而且作为电极材料的销未参与反应，且仅用作引起水的氧化反应和还原反应 的电极，所W保持了所述电极。在运个情形下，销电极称为非自耗电极。如果使用不产生气 体的反应制造电极材料，那么可获得不产生气体的稳定地和安全地运行的电渗透累。例如， 在使用银/氧化银电极反应的情形下，正极（+)的反应如下面的反应方程式3所示，并且负 极（-)的反应如下面的反应方程式4所示。
[0011] [反应方程式3]
[001 引 2Ag(S)+&0 一Ag20(S)巧巧e[001引[反应方程式"
[0014] Ag2〇(S)巧巧e一 2Ag(S)
[0015] 在正极（+)，发生根据反应方程式3的银的氧化反应，并且在负极（-)，发生根据反 应方程式4的氧化银的还原反应。在运个情形下，电极作用为参与电极反应的材料，而非仅 仅施加电压的装置。如果应用该自耗电极于所述电渗透累，那么，由于有限量的电极材料， 因此可W通过电渗透累移动的流体的体积受限。
[0016] 因此，使用常规的电渗透累不可能安全并稳定地移动大体积的流体，而长时间不 产生气体。换句话说，由于有限量的电极活性材料，使用自耗电极反应的电渗透累的问题在 于所述累适于通过可用小的值的流体实现的电极反应的方式而一次在一个方向移动小体 积的流体，但是不适于连续地移动大体积的流体。
【发明内容】
本发明解决的技术问题
[0017] 为了解决上述问题，本发明的一个目的为使电渗透累在保持其尺寸和结构的同 时，能够移动大体积的流体，而不在延长的时间内产生气体，并使得电极能够通过可逆反应 被修复，W提高所述电渗透累的可用性。本发明的其它目的可通过下面的实施方式的描述 而容易地理解。 解决技术问题的方式
[0018] 为实现上述目的，本发明的一个方面提供了利用可逆电极反应的电渗透累，其包 括：允许流体移动的膜；W及分别布置在所述膜的两侧上的第一电极和第二电极，并且所 述第一电极和第二电极由允许所述流体流动的多孔材料或结构和引起可逆电化学反应的 材料组成，其中，交替且反向地提供电压给所述第一电极和所述第二电极，使得所述电化学 反应交替地正向和反向重复，结果所述流体的移动方向的交替变化产生累送力W修复所述 第一电极和所述第二电极。
[0019] 此外，进一步包括提供在所述累的两侧中移动的流体的移动通道的流体通道，所 述流体通道夹入所述膜与所述第一电极和所述第二电极之中。
[0020] 此外，其中所述流体通道由分别连接到所述第一电极和第二电极的第一空屯、帽和 第二空屯、帽组成，并且所述第一空屯、帽和所述第二空屯、帽设有用于管的连接的连接部分。
[0021] 此外，其中由导电材料制成的第一接触带和第二接触带分别插入到所述第一电极 和所述第二电极的外周表面。
[0022] 此外，其中所述第一电极或所述第二电极为能够通过可逆电化学反应产生一价阳 离子的材料。
[002引此外，其中所述第一电极或所述第二电极包括Ag/Ag20、MnO(OH)、和聚苯胺（PAW)中的任一种。
[0024] 此外，其中所述第一电极或所述第二电极包括金属氧化物、聚合物、和金属六氯合 铁酸盐中的一种或多种。
[00巧]此外，其中所述金属氧化物包括选自由钢氧化物（Mo〇3)、鹤氧化物（W〇3)、姉氧化 物（Ce〇2)、和多金属氧酸盐组成的组中的一种或多种物质。
[0026] 此外，其中所述聚合物包括选自由聚嚷吩、聚嚷吩衍生物、聚化咯、聚化咯衍生物、 聚硫堇、和酿聚合物组成的组中的一种或多种物质。
[0027] 此外，其中所述金属六氯合铁酸盐包括选自由普鲁±蓝、铁六氯合铁酸盐 (化HCF)、铜六氯合铁酸盐（化HCF)、和钻六氯合铁酸盐（CoHC巧组成的组中的一种或多种 物质。
[0028] 本发明的另一方面提供了一种流体累送系统，其包括：电渗透累，所述电渗透累包 括：允许流体移动的膜；分别布置在所述膜的两侧上的第一电极和第二电极，并且所述第 一电极和第二电极由允许所述流体流动的多孔材料或结构和引起可逆电化学反应的材料 组成；w及电源，所述电源交替且反向地提供电压给所述第一电极和所述第二电极，w提供 累送力给转移目标流体；W及提供在所述电渗透累的至少一端中的W使所述流体与所述转 移目标流体彼此分离的分离器，其中交替且反向地提供电压给所述第一电极和所述第二电 极，使得所述电化学反应交替地正向和反向重复，结果由于所述流体重复的正向和反向移 动，通过所述分离器将抽吸力和排放力重复地传递到所述转移目标流体。
[0029] 此外，其中所述电渗透累包括提供在所述累的两侧中移动的所述流体的移动通道 的流体通道，所述流体通道夹入所述膜与所述第一电极和所述第二电极之中。并且其中所 述流体通道包括连接到所述第一电极的第一空屯、帽和连接到所述第二电极的第二空屯、帽。
[0030] 此外，进一步包括：插入到所述第一电极的外周表面的第一接触带和插入到所述 第二电极的外周表面的第二接触带。
[0031] 此外，其中所述第一电极或所述第二电极通过可逆电化学反应产生一价阳离子， 并且另一电极消耗一价阳离子。
[00础此外，其中所述第一电极和所述第二电极包括Ag/Ag20、MnO(OH)、和聚苯胺（PAW) 中的任一种。
[0033] 此外，其中所述第一电极和所述第二电极包括金属氧化物、聚合物、和金属六氯合 铁酸盐中的一种或多种。
[0034] 此外，其中所述金属氧化物包括选自由钢氧化物（Mo〇3)、鹤氧化物（W〇3)、姉氧化 物（Ce〇2)、和多金属氧酸盐组成的组中的一种或多种物质。
[0035] 此外，其中所述聚合物包括选自由聚嚷吩、聚嚷吩衍生物、聚化咯、聚化咯衍生物、 聚硫堇、和酿聚合物组成的组中的一种或多种物质。
[0036] 此外，其中所述金属六氯合铁酸盐包括选自由普鲁±蓝、铁六氯合铁酸盐 (化HCF)、铜六氯合铁酸盐（化HC巧和钻六氯合铁酸盐（CoHC巧组成的组中的一种或多种物 质。
[0037] 此外，其中所述分离器包括隔膜（diap虹agm)、聚合物膜和滑块（slider)中的一 种。 本发明的效果
[003引利用根据本发明的使用可逆反应的电渗透累W及使用它的流体累送系统，可W使 得电渗透累在长期保持其大小和结构的同时能够移动大体积的流体，并且使所述电极能够 通过可逆反应被修复，W在不产生气体的情况下提高所述电渗透累的可用性。
【附图说明】
[0039] 图1是描述根据第一实施方式的使用可逆电极反应的电渗透累的结构视图。
[0040] 图2A和图2B描述根据第一实施方式的使用可逆电极反应的电渗透累的操作。
[0041] 图3是根据第二实施方式的使用可逆电极反应的电渗透累的分解视图。
[0042] 图4是描述根据第二实施方式的使用可逆电极反应的电渗透累的剖视图。
[0043] 图5是描述根据一实施方式的使用可逆电极反应的流体累送系统的结构视图。
[0044]图6至图11描述根据本发明的使用可逆电极反应的电渗透累W及使用它的流体 累送系统的操作。
【具体实施方式】
[0045] 由于本发明可经各种修改，并具有各种实施方式，所W在附图中描述了具体的实 施方式，并且对其进行详细说明。然而，该描述和说明并不旨在将本发明限制为该具体的实 施方式，而是应该解释为包括落入本发明的技术概念和范围内的任何修改、等同方式或取 代方式。本发明可W进行各种修改，并且本发明的范围不限于下面描述的实施方式。