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一种可从水溶液来还原金属的电解方法，其中在电解时该溶解的金属会被沈积在一阴极的沈积表面上，而该方法包含以下步骤：造成一不均匀的电流密度通过该沈积表面，而形成许多被低电流密度区域间隔分开的高电流密度区域，该等高电流密度区域与低电流密度区域的差异系足以使金属沈积集中在该等高电流密度区域上，而得在该沈积表面上促成不一致的金属沈积。如申请专利范围第1项之方法，其中该等高电流密度及低电流密度区域会在一方向沿该表面延伸，并在一相反方向交替地通过该表面。如申请专利范围第1或2项之方法，其中该电池系可操作来由该水溶液还原铜，且在该等高电流密度区域中的电流密度系为500~2,500A/m2，而更好系为1000A/m2。如申请专利范围第1项之方法，其中该电池系可操作来由该水溶液还原铜，且在该等低电流密度区域中的电流密度系为0~1,250A/m2，而更好系为0~500A/m2。如申请专利范围第1项之方法，更包含一步骤：藉以一元件通过该沈积表面上而来由该表面上除去沈积的金属。如申请专利范围第5项之方法，且当依附于第2项时，其中该元件会沿该等高及低电流密度区域延伸的方向来移动。如申请专利范围第5项之方法，其中当沈积金属被该元件除去时，于该水溶液中仍会保持电流。如申请专利范围第5项之方法，其中该元件系可在第一和第二位置之间移动，并可在该第一及第二位置处来被操作通过该表面上。如申请专利范围第8项之方法，其中当在第一位置时，该元件会接触或靠近于该沈积表面，而来由该表面上除去几乎全部的沈积金属。如申请专利范围第8项之方法，其中当在第二位置时，该元件会与该沈积表面分开，并可操作来触抵并除去由该沈积表面上伸出一预定距离的沈积金属。一种可从水溶液来电还原金属的电解电池，该电池包含一阴极，该阴极具有在该水溶液电解时供沈积金属的一沈积表面，且当该电池操作时，该沈积表面会具有一不均匀的电场，而有许多强电场区域会被弱电场区域间隔分开，该等强电场与弱电场区域之间的差异系足以使金属沈积集中在该等强电场区域上，而在该表面上促成不一致的金属沈积。如申请专利范围第11项之电解电池，其中该等强电场与弱电场区域会在一方向沿该表面延伸，并在一相反方向交替地通过该表面。如申请专利范围第11或12项之电解电池，其中该阴极的沈积表面包含一交替的凸脊和凹槽之阵列，且该等凸脊会形成强电场区域，而凹槽会形成弱电场区域。如申请专利范围第13项之电解电池，其中该阴极包含一板片，该板片具有至少一主表面会形成该阴极的沈积表面，该板片会被预先成型而设有该等交替的凸脊和凹槽。如申请专利范围第14项之电解电池，其中该板片具有二相反的主表面，各形成该阴极的沈积表面。如申请专利范围第15项之电解电池，其中该板片会被弯折而在该等相反的沈积表面上形成凹槽和凸脊，其在一沈积表面上的凸脊系直接对应于在相反表面上的凹槽，且反之亦然。如申请专利范围第13项之电解电池，其中该板片系为均一厚度。如申请专利范围第14项之电解电池，其中该板片系由钛所制成如申请专利范围第14项之电解电池，更包含至少一导电元件会沿该板片延伸，并与该板片电连接，而可在电解过程中对该沈积表面供应电子。如申请专利范围第19项之电解电池，其中该导电元件系有足够的尺寸来增加该板片的刚性。如申请专利范围第19或20项之电解电池，其中该阴极包含一第二板片其会连结于第一板片，并具有一主表面会形成该阴极的第二沈积表面，该第二板片亦会被预先成型而沿该沈积表面设有交替的凸脊及凹槽。如申请专利范围第21项之电解电池，其中该第二板片系连结于该阴极的第一板片，而形成多数的腔穴沿该等交替的凸脊和凹槽之方向延伸，该等腔穴系可容纳该阴极的导电元件。如申请专利范围第11项之电解电池，更包含一拭除装置可操作来通过该阴极的沈积表面上，而由该沈积表面来除去沈积材料。如申请专利范围第23项之电解电池，且当依附于第13项时，其中该拭除装置包含多数的凸部，该等凸部可操作来突入该沈积表面的各凹槽内。一种供使用于电解电池中而可从水溶液来电还原金属的阴极，该阴极具有一沈积表面，该沈积表面包含一交替的凸脊与凹槽之阵列。一种可供除去沈积在阴极沈积表面上的金属之机构，该阴极系如申请专利范围第25项所述之阴极，该机构包含多数的元件被排列成可突入各凹槽内，并能沿其移动而由该等凸脊和凹槽来剥除沈积的金属。如申请专利范围第26项之机构，其中该等元件的形状系大致对应于该等凹槽。如申请专利范围第26或27项之机构，其中该等元件系由一陶瓷材料所制成。如申请专利范围第26项之机构，其中该等元件系可在一突入于凹槽内的第一位置与一未如此突入的第二位置之间来枢转操作。 |
