一種稀土電極、制備方法及平板式風力發電裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于稀土電極領域，具體涉及一種稀土電極、制備方法及平板式風力發電 裝置。
【背景技術】
[0002] EHD(Electro-Hydro-Dynamic，電流體動力學）風力發電是一種基于電場/流場親 合的無透平無動件平板結構的全新概念下的新概念能源技術。其最顯著的優勢在于無活動 部件，幾乎不受尺寸、風速、裝機容量的限制，是一種真正意義上的有風就有電的理想風力 發電裝置。EHD風力發電過程中，電荷與空氣或水霧等耦合而形成的電流體是將風能轉化為 電能的載體。現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，就會發生"非彈性碰撞"的現象，電子的動能使原 子電離。這種電離過程非常復雜，粒子間能量的交換有一定的幾率，即使一個電子的動能已 經達到原子（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。在激光技術中，常用光 來使激光介質預電離。光電離的基本方程是hvSWi，其中h為普朗克常數，v為光的頻 率。要使氣體或金屬電極實現光電離，需要特定的光源。而且，金屬會反射掉大部分入射的 可見光（反射系數達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，很難產生光電發射。
[0005] (3)熱電離。熱電離也是將物質電離的一種有效方法，但溫度太低，產生的離子濃 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，實施起來很不現實。
[0006] (4)電噴霧。電噴霧的方法在國外的一些電流體風力發電系統中已有報道，但這種 方式需要水源，而我國風力發電的風場大多分布在西北和東北的邊遠地區，水資源明顯不 足。
[0007] 現有技術中，還沒有應用稀土材料及其化合物制備的電極來實現電流體形成的報 道。

【發明內容】

[0008] 本發明的目的是為了提供一種稀土電極、制備方法及平板式風力發電裝置，該稀 土電極能與流體耦合形成電流體，并應用到平板式風力發電設備中。
[0009] 本發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、造孔劑和粘結劑混合，經球磨、 造粒，篩選后，得到粉末；
[0012] 步驟二：將步驟一得到的粉末進行注射模成型，將成型后的產品進行燒結，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 合劑和分散劑進行反應，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，得到稀土電極。
[0015] 優選的是，所述的步驟一鎳粉、鈦粉、石英、碳酸鈣、碳酸鎂、粘土、造孔劑和粘結劑 的重量百分比為10 :1〇 :38 :5 :5 :5 :20 :7。
[0016] 優選的是，所述的步驟一造孔劑為石墨粉。
[0017] 優選的是，所述的步驟一粘結劑為聚乙烯醇。
[0018] 優選的是，所述的步驟二燒結溫度為400-1000°C，燒結時間為12h。
[0019] 優選的是，所述的步驟三螯合劑為檸檬酸，分散劑為正丁醇。
[0020] 優選的是，所述的步驟三的反應溫度為80°C，反應時間為2~3h。
[0021] 優選的是，所述的步驟四的反應溫度為720°C，反應時間為2h。
[0022] 本發明還提供一種平板式風力發電裝置，該裝置包括上游極板、電極支架、稀土電 極、下游極板、負載、大地和電流源，所述的上游極板和下游極板平行設置，稀土電極和電極 支架設置在上游極板和下游極板之間，稀土電極設置在電極支架上，電流源與稀土電極連 接，大地與負載連接，負載與下游極板的一端連接。
[0023] 本發明的有益效果
[0024] 本發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，并能應用到平板式風力發電設備中。
[0025] 本發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 稀土電極具有優異的性能。
[0026] 本發明還提供一種平板式風力發電裝置，該裝置利用稀土電極（如氧化銫等）的 負電子親和特性，通過施加一定的電壓使其發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力的作用下，被輸運到預定的空間，當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 而達到將風能轉化為電能的目的。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明稀土電極的外部輪廓形狀圖；
[0028] 圖2為本發明稀土電極的外部輪廓形狀圖；
[0029] 圖3為本發明稀土電極的外部輪廓形狀圖；
[0030] 圖4為本發明稀土電極的外部輪廓形狀圖；
[0031] 圖5為本發明稀土電極的外部輪廓形狀圖；
[0032] 圖6為本發明上游極板和下游極板的結構示意圖；
[0033] 圖7為本發明平板式風力發電裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 本發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、造孔劑和粘結劑混合，經球磨、 造粒，篩選后，得到粉末；
[0037]步驟二：將步驟一得到的粉末進行注射模成型，將成型后的產品進行燒結，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 合劑和分散劑進行反應，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，得到稀土電極。
[0040] 按照本發明，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 劑混合，然后經球磨、造粒、篩選后，得到粉末，所述的粉末的目數優選為150 - 250目；所述 的步驟一鎳粉、鈦粉、石英、碳酸鈣、碳酸鎂、粘土、造孔劑和粘結劑的重量百分比優選為10 : 10 :38 :5 :5 :5 :20 :7;所述的造孔劑為優選石墨粉；所述的粘結劑優選為聚乙稀醇。
[0041] 按照本發明，將上述得到的粉末通過注射機注射到模型中，以注射模實現成型，可 以根據需要得到不同形狀的產品，如圖1-圖5所示，所述的成型壓力優選為6. 5Mpa，將成 型后的產品進行燒結，所述的燒結溫度優選為400-1000°C，燒結時間優選為12h，得到電極 基體。
[0042] 按照本發明，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選 為95%，乙醇的濃度優選為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行反應，得到的產物經蒸發濃縮形 成