[發明專利]海帶生物質電池

無效

• 申請號: 201010621117.3
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102097642A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 陳滇寶;鄭弼乾;劉欣;陳紅蕾;唐亞明;張玉冰
• 申請（專利權）人: 陳滇寶
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 史和初;楊小蓉

技術領域

本發明涉及生物電池領域，特別是涉及一種海帶生物質電池。?

背景技術

在大力提倡和發展低碳經濟的今天，生物電池的發展正在向人類展示一個美好的前景。生物電池(bio-mass?cell?or?bio-fuel?cell)通常指能將生物質直接轉化為電能的裝置。其原理是生物體內的生物質存在與能量代謝密切相關的氧化還原體系。各種氧化還原反應過程中存在著互相影響、依存，形成整體的循環網絡，就是生物體的能量代謝。如果能將其中的一步或多步反應中發生的電子轉移鏈引導為電極反應，就能夠較易地將電子傳輸到負極上，化學能就可以變成電能，制造出生物電池。若按生物電池中的反應類型可粗分為三種：1)，利用生物體內的氧化還原物質發生氧化還原反應(redox)制成的生物電池；2)，微生物電池，利用微生物作燃料發生氧化反應，同時釋放出電子，再通過介體將電子運送到負極(-)，經外電路到達正極(+)，反應中產生的H⁺通過質子交換膜進入正極(+)處與O₂和外電路上傳輸過來的電子發生還原反應生成水(H₂O)；3)，酶電池，將燃料的化學能轉化為容易進行電化學反應的形式。如用葡萄糖為燃料的酶電池就是模擬線粒體的反應機制而制成的。世界上首例開發成功的生物電池是日本索尼公司(2007年10月)試制出用酶分解葡萄糖發電的新型生物電池。串聯上述四個邊長為3.9cm的立方體電池單元可驅動MP3播放器和音箱，最大功率是50mw。2007年5月美國德克薩斯大學Dr.亞當.海勒制出了能從每個葡萄中獲取電能的生物電池，可產生2.4μW(微瓦)電量，足于推動一微芯片、微型傳感器或微型發送器工作一周。其原理是利用生物在代謝過程中葡萄糖和氧氣的氧化作用獲得能量。本專利申請人曾在幾年前就開發出了采用西紅柿外皮表層內富含的番茄紅素和海藻類植物紫菜內富含的藻膽素和紫菜色素等一類電子給(授)體材料，與電子功函數較低的一類金屬如Al(4.3ev)，Ag(4.3ev)形成接觸型肖特基結，再與石墨電極(+)構建成生物質電池，此類簡易的番茄紅素電池V＝0.5-1.0v，電流范圍在I＝0.1-2mA/cm²，串聯后可驅動LED連續工作近百小時，蓄電量在30-100mwh/1-5克海帶。應該說當下生物電池尚處研究開發的起步階段。電池?輸出功率較小，壽命短，使用范圍尚小，還未進入規模推廣的應用時代。盡管如此，科學家們還在努力開發，如日本學者發明的脫疼痛生物電池貼片，已實現產業化應用。2010年初，日本東京的玩具制造商應用索尼公司發明的葡萄糖氧化酶生物電池，開發出了新型低碳環保生物電池兒童玩具車、手電等。開發新型低功率小巧薄型生物電池，可應用在無線射頻識別(RFID)，微型傳感器、智能卡、微型標簽顯示器，以及在離子滲透技術的醫療化妝品有效成分的吸收系統等多種低能耗領域。也可以用來制作普及低碳經濟、綠色能源技術的示范性教學儀器。?

發明人在從事“富勒烯蓄能電池”(ZL200710163889.5)和敏化太陽能電池的研發過程中，驚奇地發現食用的海藻生物——海帶(又名昆布)，其生物質為一種優良的含碘天然高分子(多組份復合型)凝膠電解質。其體內“碘化物——氧化酶”可以催化碘化物氧化成I₂。海帶體內存在有I^-/I₃^-/I₅^-的氧化還原體系，其氧化還原過程具有可逆特征。從而可能開發生物質電池，迄今為止，尚未見到國內外有直接利用海帶生物質制造出這種低功率較長壽命的生物電池的報道。?

發明內容：

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足，經發明人多年探索與實踐開發提供一種結構特獨，制備工藝簡單、高效、無毒，是百分之百的綠色能源的海帶生物質電池。?

本發明的另一個目的是提供一種海帶生物質電池電池液及海帶生物質電池的制造方法。?

本發明提供的海帶生物質電池(以下簡稱海帶電池)其特征在于包括下列結構電池：單層結構電池：正極(+)/紙質纖維膜/海帶電池電池液/紙質纖維膜/負極(-)；?

或多層結構電池：正極(+)/紙質纖維膜/海帶電池電池液/紙質纖維膜/海帶電池電池液/紙質纖維膜/……/負極(-)；?

或由單層或多層結構的電池按串聯或并聯構成(組裝成)電池組件；?