[發(fā)明專利]熱-電化學(xué)轉(zhuǎn)換器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201580043445.0 | 申請日： | 2015-08-10 |
| 公開（公告）號： | CN106797038B | 公開（公告）日： | 2020-12-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | L·G·約翰遜 | 申請（專利權(quán)）人： | 約翰遜IP控股有限公司 |
| 主分類號： | H01M8/04029 | 分類號： | H01M8/04029;H01M8/1004 |
| 代理公司： | 上海一平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266 | 代理人： | 崔佳佳;馬莉華 |
| 地址： | 美國佐*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 電化學(xué) 轉(zhuǎn)換器 | ||
1.一種熱-電轉(zhuǎn)換器，包括：
至少三個多孔電極；
工作流體；
至少兩個離子或質(zhì)子傳導(dǎo)膜，所述至少三個多孔電極與所述至少兩個離子或質(zhì)子傳導(dǎo)膜堆疊成重疊構(gòu)型，由此每個膜夾在一對多孔電極之間，所述至少三個多孔電極和所述至少兩個離子或質(zhì)子傳導(dǎo)膜包括共燒結(jié)或熔融的單片式結(jié)構(gòu)；和
第一管道，所述的第一管道是高壓管道，所述第一管道包含處于第一壓力下的工作流體；
第二管道，所述的第二管道是低壓管道，所述的第二管道包含處于低于所述第一壓力的第二壓力下的工作流體；
其中任何順序多孔電極對的第一多孔電極耦合到所述高壓管道，用于高壓工作流體流過其中，并且任何順序多孔電極對中的第二多孔電極耦合到低壓管道，用于低壓工作流體流過其中，所述第一多孔電極是高壓電極，并且所述第二多孔電極是低壓電極；
熱-電轉(zhuǎn)換器還包括外部負(fù)載，當(dāng)電負(fù)載連接在高壓電極和低壓電極之間且轉(zhuǎn)換器耦合到熱源時，轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電能，當(dāng)工作流體從高壓膨脹到低壓時，來自熱源的熱量被轉(zhuǎn)換成電能，膨脹熱由熱源提供；
當(dāng)電源連接在高壓電極和低壓電極之間且轉(zhuǎn)換器耦合到散熱器時，轉(zhuǎn)換器用作熱泵，當(dāng)電能驅(qū)動工作流體從低壓到高壓壓縮時，壓縮熱被排出到散熱器。
2.一種熱-電化學(xué)轉(zhuǎn)換器，包括第一MEA堆和第二MEA堆，所述第一MEA堆和第二MEA堆中的每一個包括：
至少三個多孔電極；
工作流體；
至少兩個離子或質(zhì)子傳導(dǎo)膜，所述至少三個多孔電極與所述至少兩個離子或質(zhì)子傳導(dǎo)膜以交替順序堆疊；
至少三個包含工作流體的管道，所述管道中的至少一個是包含處于第一壓力的工作流體的高壓管道，并且所述管道中的至少另一個是包含處于低于第一壓力的第二壓力的工作流體的低壓管道，
其中每個MEA堆中的任何順序多孔電極對的第一多孔電極耦合到所述高壓管道，用于高壓工作流體流過其中，并且順序多孔電極對中的第二多孔電極耦合到低壓管道，用于低壓工作流體流過其中，使得每個膜經(jīng)受一對多孔電極之間的壓力差，所述第一多孔電極是高壓電極，并且所述第二多孔電極是低壓電極，
其中所述高壓管道在所述第一MEA堆中的高壓電極與所述第二MEA堆中的高壓電極之間耦合高壓工作流體流，
其中所述低壓管道在所述第一MEA堆中的低壓電極與所述第二MEA堆中的低壓電極之間耦合低壓工作流體流，和
其中所述MEA堆中的至少一個是具有單片式結(jié)構(gòu)的高密度多層MEA堆；
熱-電轉(zhuǎn)換器還包括外部負(fù)載，當(dāng)電負(fù)載連接在高壓電極和低壓電極之間且轉(zhuǎn)換器耦合到熱源時，轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電能，當(dāng)工作流體從高壓膨脹到低壓時，來自熱源的熱量被轉(zhuǎn)換成電能，膨脹熱由熱源提供；
當(dāng)電源連接在高壓電極和低壓電極之間且轉(zhuǎn)換器耦合到散熱器時，轉(zhuǎn)換器用作熱泵，當(dāng)電能驅(qū)動工作流體從低壓到高壓壓縮時，壓縮熱被排出到散熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱-電化學(xué)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其中總負(fù)載被耦合到所述第一MEA堆，由此借助電子通過外部負(fù)載的傳導(dǎo)，和離子或質(zhì)子通過所述第一MEA堆的離子或質(zhì)子傳導(dǎo)膜傳導(dǎo)，當(dāng)壓力迫使所述工作流體從所述高壓電極流動到所述第一MEA堆的低壓電極時，向所述總負(fù)載供電，
其中所述總負(fù)載包括所述外部負(fù)載和所述第二MEA堆的串聯(lián)連接，由此由所述第一MEA堆產(chǎn)生的功率的一部分耦合到所述第二MEA堆的高壓和低壓電極，以迫使工作流體從低壓到高壓流動，因為電子流被功率強制并且通過所述第二MEA堆的所述離子或質(zhì)子傳導(dǎo)膜誘導(dǎo)離子或質(zhì)子傳導(dǎo)，而由第一MEA堆產(chǎn)生的任何剩余功率被提供給外部負(fù)載。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱-電化學(xué)轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一MEA堆包括陶瓷材料，并且所述第二MEA堆包括聚合物材料。
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