一種二元自發(fā)電電池的發(fā)電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種二元自發(fā)電電池的發(fā)電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]原電池是利用兩個(gè)電極的電極電勢的不同，產(chǎn)生電勢差，從而使電子流動(dòng)，產(chǎn)生電流。又稱非蓄電池，是電化學(xué)電池的一種。其電化學(xué)反應(yīng)不能逆轉(zhuǎn)，即是只能將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。簡單說就即是不能重新儲(chǔ)存電力，與蓄電池相對。
[0003]燃料電池是將所供燃料的化學(xué)能直接變換為電能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置，是通過連續(xù)供給燃料從而能連續(xù)獲得電力的發(fā)電裝置。由于其具有發(fā)電效率高，適應(yīng)多種燃料和環(huán)境特性好等優(yōu)點(diǎn)，近年來已在積極地進(jìn)行開發(fā)。由于燃料電池能將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，因此，它沒有像普通火力發(fā)電廠那樣的通過鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的能量形態(tài)變化，可避免過程中轉(zhuǎn)換損失，達(dá)到市制發(fā)電效率。此外，還具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)部分負(fù)荷時(shí)也能保持高的效率;(2)通過與燃料供給裝置的組合，可適用范圍的燃料;(3)由于輸出功率單位由堆的輸出功率決定，故機(jī)組容量具有自由度；(4)電池本體的負(fù)荷響應(yīng)性好；(5)Ν0χ及SOx等的排出量少，有利環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保、低成本、免充電的二元自發(fā)電電池的發(fā)電方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種二元自發(fā)電電池的發(fā)電方法，步驟如下:
(1)先進(jìn)行金屬的氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電力和氫氣；
(2)氫氣被電池正極材料中的多壁碳納米管所存儲(chǔ)，等待參與二次反應(yīng)；
(3)在電池正極材料中納米二氧化鈦的作用下，正極材料中多壁碳納米管所存儲(chǔ)的氫氣和外界的氧氣進(jìn)行二次反應(yīng)，利用燃料電池反應(yīng)原理從而產(chǎn)生電力和水；
(4)由燃料電池反應(yīng)所產(chǎn)生的水，被納米二氧化鈦吸收，使得金屬的氧化還原反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:多壁碳納米管的直徑為8-13nm。
[0007]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:電池的負(fù)極材料包括但不限于鋁、鎂、不銹鋼、鋅、錫。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明提供一種二元自發(fā)電電池的發(fā)電方法，結(jié)合了金屬氧化還原反應(yīng)(原電池)發(fā)電和燃料電池發(fā)電兩種綜合反應(yīng)，所以我們首次提出二元自發(fā)電方法”的概念。電池的負(fù)極材料包括但不限于:鋁、鎂、不銹鋼、鋅、錫等有色環(huán)保金屬。避免了重金屬鉛、鎘，硫酸等環(huán)境二次污染的材料。主要應(yīng)用于環(huán)保型二元自發(fā)電電池的制造。整個(gè)二元發(fā)電循環(huán)中實(shí)現(xiàn)了環(huán)保運(yùn)行，只需不定期補(bǔ)充少量水即可長時(shí)間發(fā)電，具有環(huán)保、低成本、免充電、微型便攜式等產(chǎn)品優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0011]實(shí)施例1
請參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例中，一種二元自發(fā)電電池的發(fā)電方法，步驟如下:
(I)整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)先進(jìn)行金屬的氧化還原反應(yīng)，即:原電池化學(xué)原理，由此產(chǎn)生電力和氫氣。
[0012](2)氫氣被電池正極材料中的多壁碳納米管所存儲(chǔ)，等待參與二次反應(yīng)。
[0013](3)在電池正極材料中納米二氧化鈦的作用下，多壁碳納米管所存儲(chǔ)的氫氣和外界的氧氣進(jìn)行二次反應(yīng)，形成燃料電池反應(yīng)原理，從而產(chǎn)生電力和水。
[0014](4)由燃料電池反應(yīng)所產(chǎn)生的水，被納米二氧化鈦吸收，確保的金屬氧化還原反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。
[0015]本發(fā)明同時(shí)具備金屬氧化還原反應(yīng)(原電池)發(fā)電和燃料電池發(fā)電兩種綜合反應(yīng)。關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)是以8-13nm的多壁碳納米管為儲(chǔ)氫材料結(jié)合了納米二氧化鈦保水催化的特性，使含有納米二氧化鈦的金屬燃料電池在完成一個(gè)放電周期后能從空氣中再次吸入氧氣和多壁碳納米管中存儲(chǔ)的氫形成燃料電池而產(chǎn)生電力。納米二氧化鈦(T12)化學(xué)穩(wěn)定性而且非常環(huán)保，導(dǎo)電性相對其他金屬氧化物高，并且來源豐富，成本低廉。
[0016]氧化還原發(fā)電產(chǎn)生電力和氫氣，氫氣被固體電解質(zhì)中的多壁碳納米管存儲(chǔ)，成為燃料電池的內(nèi)生氫源。燃料電池發(fā)電:氫與空氣中氧氣反應(yīng)產(chǎn)生電力和水，二氧化鈦的保水性讓氧化還原反應(yīng)得以持續(xù)。兩種發(fā)電方式的相互循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了電池的長效性，環(huán)保型。
[0017]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0018]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種二元自發(fā)電電池的發(fā)電方法，其特征在于，步驟如下: (1)先進(jìn)行金屬的氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電力和氫氣； (2)氫氣被電池正極材料中的多壁碳納米管所存儲(chǔ)，等待參與二次反應(yīng)； (3)在電池正極材料中納米二氧化鈦的作用下，正極材料中多壁碳納米管所存儲(chǔ)的氫氣和外界的氧氣進(jìn)行二次反應(yīng)，利用燃料電池反應(yīng)原理從而產(chǎn)生電力和水； (4)由燃料電池反應(yīng)所產(chǎn)生的水，被納米二氧化鈦吸收，使得金屬的氧化還原反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二元自發(fā)電電池的發(fā)電方法，其特征在于，多壁碳納米管的直徑為 8_13nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二元自發(fā)電電池的發(fā)電方法，其特征在于，電池的負(fù)極材料包括但不限于鋁、鎂、不銹鋼、鋅、錫。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二元自發(fā)電電池的發(fā)電方法，先進(jìn)行金屬的氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電力和氫氣；氫氣被電池正極材料中的多壁碳納米管所存儲(chǔ)，等待參與二次反應(yīng)；在電池正極材料中納米二氧化鈦的作用下，正極材料中多壁碳納米管所存儲(chǔ)的氫氣和外界的氧氣進(jìn)行二次反應(yīng)，產(chǎn)生電力和水；水被納米二氧化鈦吸收，使得金屬的氧化還原反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。本發(fā)明結(jié)合了金屬氧化還原反應(yīng)發(fā)電和燃料電池發(fā)電兩種綜合反應(yīng)，避免了重金屬鉛、鎘，硫酸等環(huán)境二次污染的材料。主要應(yīng)用于環(huán)保型二元自發(fā)電電池的制造。整個(gè)二元發(fā)電循環(huán)中實(shí)現(xiàn)了環(huán)保運(yùn)行，只需不定期補(bǔ)充少量水即可長時(shí)間發(fā)電，具有環(huán)保、低成本、免充電、微型便攜式等產(chǎn)品優(yōu)勢。
【IPC分類】H01M14/00
【公開號】CN105529511
【申請?zhí)枴緾N201610027426
【發(fā)明人】陳陟
【申請人】云南星能科技股份有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月15日