基于磁场诱导水膨胀的能量获取方法及其电池制造应用与流程

本发明涉及能源技术领域，更为具体地，涉及一种基于磁场诱导水膨胀的能量获取方法及其电池制造应用。

背景技术：

在能源日趋匮乏的放当下，寻找新的替代能源受到各国重视，在此探索一种干净、清洁的新能源。例如公开号为cn104508895b的中国专利公开了一种密封型非水电解质二次电池，包括非水电解质，其包含气体发生剂，气体发生剂在超过规定的电池电压时分解而产生气体；以及电池外壳，其包括电流中断装置，该电流中断装置在电池外壳内的压力伴随气体产生而升高时工作。正电极具有正电极混合物层，该正电极混合物层至少包含正电极活性材料，该正电极混合物层包含作为导电剂的导电碳颗粒以及具有0.2μm到0.5μm的平均孔径的膨胀石墨。

公开号为cn104810506b的中国授权专利公开了一种高能量密度的锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和外包装，正极片、负极片分别由正、负集流体和涂覆在正、负极集流体上的正、负极材料组成，正极材料包括正极活性物质、正极导电剂与正极粘结剂，负极材料包括负极活性物质、负极导电剂、增稠剂与负极粘结剂，所述正极活性物质采用镍钴铝三元正极材料或镍钴锰三元正极材料，负极活性物质采用碳源包覆硅源的硅碳材料。本发明负极采用纳米碳管包覆sio形式制备硅碳负极，硅源以sio形式存在，同时纳米碳管包覆在sio表面可以有效抑制硅金属的体积膨胀，从而从根本上解决硅碳负极体积效应导致的循环性能差的问题。

公开号为cn105321590b的中国专利公开了一种核能利用技术领域的磁分离电离气体电荷的核电池。该核电池的原理是，金属外壁、金属外壁和绝缘圈形成封闭环形管道，管道内为气态α源与易电离气体的混合物，整个管道处在磁场中，中α源释放出α粒子与周围气体碰撞将气体电离产生大量带电粒子，在风扇的推动下，带电气体在磁场下定向流动，使得正负离子向相反方向运动，分别被金属外壁、金属外壁收集形成正负极，外界负载即可产生电流。风扇的动力可以由电池分出一部分电力提供，也可以由外界风力、太阳能等自然力提供，也可以将改为单向气阀，管内附一弱α源利用产生的热量使气体膨胀产生单向流动。

以上技术，存在材料成本高，效率差等问题。

由于强磁场可使水膨胀，从而导致水密度下降，体积增大，分子间势能增大，水吸热克服重力做功，水体在重力场下势能增大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于磁场诱导水膨胀的能量获取方法及其电池制造应用，

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于磁场诱导水膨胀的能量获取方法，包括：

步骤一，设置一水槽，在水槽中盛有水，水的液面高度水平；

步骤二，水槽中央布置一磁场，将水体分割为a，b，c三区，其中b区域内为磁场区域，加了磁场且水面稳定后，b区水位高于a,c区水位，且a,c区水位等高，在a区、b区和b区、c区两接触面上存在高度为h01压强平衡点，高于h01的b区水向a、c两区流动，低于h01的a、c两区水向b去流动；

步骤三，在a区和b区的接触面，b区和c区的接触面分别植入第一档板(001)，第二档板(002)，且第一档板(001)、第二档板(002)下沿小于或等于h01，且第一档板(001)、第二档板(002)均不接触水槽底部，稳定后，b区水位最高水位上升到hb02，a区水位最高水位下降到ha02，a、b和b、c两接触面处压强平衡水位有h02，且h02高于h01；

步骤四，移动第一档板(001)，第二档板(002)，使第一档板(001)和第二档板(002)下沿高于h02，且小于a区最高水位ha02，这里由于水流动，出现高度h03压强平衡水位，h03高于h01，h03低于h02，从而高于h03至挡极下沿的b区水向a、c区流动，从而低于h03水位的a、c区水向b区流动，并且水位h03以上a、c两区水向下运动，在水位h03以下的b区水向上运动；

步骤五，在水中加入na2so4，b区水将携na2so4于b区内由下向上运动，因有b区磁场存在，na+、so4^2-作切割磁场运动，部分正负带电离子被分开，向a、c区域运动，在a、c区植入电极，调节b区磁场宽度，从而实现调节a、c区电动势能，在增加b区宽度电动势能不再增加时，停止增加b区宽度。

进一步的，在步骤五中，a、c区两电极电势差为e＝bl1v，b为磁场的磁场强度，v为离子运动速度大小，l1为沿abc排列方向b区宽度。

进一步的，在步骤二中，采用环氧树脂包封的铷铁永磁体装置产生磁场。

进一步的，na2so4的浓度为0.5mol/l。

进一步的，水中带电离子运动及水槽沿a,b,c排列的切线方向两侧档板间距l2的增加，磁场强度会削弱，即减小槽宽度，a、c两区电极电势最大emax与最小值emin之间，当emax不高于emin*1％，选择此时的水槽宽度，这里na2so4浓度也会影响b区磁场强度，故调整na2so4浓度，保证emax不高于emin*1％，选择此时的na2so4浓度。

进一步的，第一档板(001)和第二档板(002)均为绝缘材料。

一种制造电池应用，包括如上任一种所述方法。

本发明的有益效果是：

(1)本发明发现了一种新的能源获取方法及构建了应用方案，具体原理为在重力场作用下，以强磁场分割水体水膨胀吸热并造成压强的不平衡，从而利用重力对水体做功，水的重力势能转化为动能，并构建水的循环运动，引入带电离子na+、so4^2-，因其离子在水带动下于磁场中运动，而使部分正负离子分开，并处于强磁场区域两侧水体中，在两侧水体中分别植入电极，可产生电流并可产生h2，o2，从而可以获取能量，并收获副产品h2。

(2)这本发明电极反应会产生h2，o2和电能，从而我们可以收集h2，o2和电能，这里的能量来源于膨胀吸热。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明未设置磁场的液面高度示意图。

图2为本发明中设置有磁场的液面高度示意图。

图3为本发明中设置有档极的第一液面高度示意图。

图4为本发明中设置有档极的第二液面高度示意图。

图5为本发明中设置有电极的液面高度示意图。

图6为本发明中磁场多区域排布的示意图。

图中，001-第一档极，002-第二档极，121-第一电极，122-第二电极。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。本说明书中公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图1～6所示，一种基于磁场诱导水膨胀的能量获取方法，包括：

步骤一，设置一水槽，在水槽中盛有水，水的液面高度水平；

步骤二，水槽中央布置一磁场，将水体分割为a，b，c三区，其中b区域内为磁场区域，加了磁场且水面稳定后，b区水位高于a,c区水位，且a,c区水位等高，在a区、b区和b区、c区两接触面上存在高度为h01压强平衡点，高于h01的b区水向a、c两区流动，低于h01的a、c两区水向b区流动；

步骤三，在a区和b区的接触面，b区和c区的接触面分别植入第一档板(001)，第二档板(002)，且第一档板(001)、第二档板(002)下沿小于或等于h01，且第一档板(001)、第二档板(002)均不接触水槽底部，稳定后，b区水位最高水位上升到hb02，a区水位最高水位下降到ha02，a、b和b、c两接触面处压强平衡水位有h02，且h02高于h01；

步骤四，移动第一档板(001)，第二档板(002)，使第一档板(001)和第二档板(002)下沿高于h02，且小于a区最高水位ha02，这里由于水流动，出现高度h03压强平衡水位，h03高于h01，h03低于h02，从而高于h03至挡极下沿的b区水向a、c区流动，从而低于h03水位的a、c区水向b区流动，并且水位h03以上a、c两区水向下运动，在水位h03以下的b区水向上运动；

步骤五，在水中加入na2so4，b区水将携na2so4于b区内由下向上运动，因有b区磁场存在，na+、so4^2-作切割磁场运动，部分正负带电离子被分开，向a、c区域运动，在a、c区植入电极，调节b区磁场宽度，从而实现调节a、c区电动势能，在增加b区宽度电动势能不再增加时，停止增加b区宽度。

进一步的，在步骤五中，a、c区两电极电势差为e＝bl1v，b为磁场的磁场强度，v为离子运动速度大小，l1为沿abc排列方向b区宽度。

进一步的，在步骤二中，采用环氧树脂包封的铷铁永磁体装置产生磁场。

进一步的，na2so4的浓度为0.5mol/l。

进一步的，水中带电离子运动及水槽沿a,b,c排列的切线方向两侧档板间距l2的增加，磁场强度会削弱，即减小槽宽度，a、c两区电极电势最大emax与最小值emin之间，当emax不高于emin*1％，选择此时的水槽宽度，这里na2so4浓度也会影响b区磁场强度，故调整na2so4浓度，保证emax不高于emin*1％，选择此时的na2so4浓度。

进一步的，第一档板(001)和第二档板(002)均为绝缘材料。

一种制造电池应用，包括如上任一种所述方法。

实施例一

如图2所示，假设布置强磁场后a，b，c三区水面仍相互齐平，水位同高。由于强磁场的作用，b区水密度小于a、c两区，木槽水平放置，在重力场作用下，相同高度的水压强pa＝ρagh，pc＝ρagh，pb＝ρbgh，即pa＝pc＞pb。所以，a区水必然流入b区，b区水位必然大于a区水位和c区水位。而水是一种无定形体，在重力场作用下，而不能像柱子似的立着，必然从高处流向低处，所以b区高于a区的那部分水必然向a区流动。由日常经验，a、b两区水均呈曲面状，而水的曲面也是呈连续的，而在此处由于a、b区的密度不同，在a、b两区接触面上水位等高，必然存在pa＞pb，这里有矛盾。但因a区内，b区内水面不等高，有压力不平衡的运动，又由于b区水面高于a区水面，当水由b区向a区流动，由于落差，水在重力作用下必作加速下落运动，所以存在失重，导致b区上部分水流向a区，a区下部分水流向b区，又由于a区水密度高于b区，a区水进入b区后，经过强磁场膨胀，必向上运动，所以存在超重，故而a区、b区接触面水的压强，a区下部大于b区，a区上部小于b区，且a、b两区水面的曲面可连续。所以，a、b两区接触面上存在一个高度h01，ρa(ha-h01)＝ρb(hb-h01)，h01下方a区水向b区流动，h01上方b区水向a区流动.b区、c区水体运动同理。

在a区与b区的接触面，b区与c区的接触面分别植入一档板，且档板下沿低于或等于ab，bc的接触面压强平衡水位h03，b区水位上升到最高水位hb，此时h03水位处有ρa(ha-h03)g＝ρb(hb-h03)g，a最高水位等于c的最高水位，档板下沿可等于小于ab、bc接触面的a区，c区最高水位，从而高于h03，b区水向a、c区流动，低于h03，ac区向b区流动，并且a、c两区水有向下运动，b区水有向上运动；在水中加入na2so4，b区水将携na2so4于b区向上运动，因有b区磁场存在，na+、so4^2-作切割磁场运动，而由楞次定律，在a、c区植入电极，调节b区磁场区域宽度，使a、c区电动势不增大时停止增大b区宽度，或使a、c区的电极电势开始减小时停止减小b区磁场区域宽度。

由此，a、c区两电极电势差为e＝bl1v，b为强磁场的磁场强度。水中带电离子运动及水槽沿a,b,c排列的切线方向两侧档板间距l2的增加，磁场强度会削弱，即减小槽宽度，a、c两区电极电势最大emax与最小值emin之间，当emax不高于emin*1％，选择此时的水槽宽度，这里na2so4浓度也会影响b区磁场强度，故调整na2so4浓度，保证emax不高于emin*1％，选择此时的na2so4浓度。即na2so4以0.5mol/l时作标准开始进行实验操作。这里电极反应会产生h2，o2和电能，从而我们可以收集h2，o2和电能，这里的能量来源于膨胀吸热。

4h2o+4e^-→2h2↑+4oh^-；

2h2o-4e^-→o2↑+4h⁺；

以上方程式仅为示意性说明，本领域技术人员可根据实际的情形实施本发明的工艺步骤等，此处不再赘述。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。