[發(fā)明專利]光催化效應(yīng)電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610991758.5
• 申請日: 2016-11-05
• 公開（公告）號: CN108063268B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧士平;顧海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 顧士平
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M8/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明光催化效應(yīng)電池，無需鉑催化劑；光催化效應(yīng)定律：(1)對于每種化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)都存在一極限頻率(或稱截止頻率)，即照射光的頻率不能低于某一臨界值；相應(yīng)的波長被稱做極限波長(或稱紅限波長)；當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時，無論多強(qiáng)的光對催化物質(zhì)的反應(yīng)無作用；(2)光催化對化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的活化程度與光的頻率有關(guān)，而與光強(qiáng)無關(guān)；(3)入射光的強(qiáng)度只影響催化反應(yīng)物質(zhì)的多少，即只影響在單位時間單位面積內(nèi)催化反應(yīng)物質(zhì)多少。發(fā)光管陣列或有孔的平面發(fā)光管用來催化氫、烴類、氧離解；正電極、負(fù)電極材料；空心電極板、粒子顆粒、納米顆粒增加表面積；外加電場提高燃料電池的效率；電池控制輸出功率的方法。

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光催化效應(yīng)電池，特別涉及帶發(fā)光管或發(fā)光板激發(fā)催化的電池。

二、背景技術(shù)

(1)催化劑：在化學(xué)反應(yīng)里能改變反應(yīng)物化學(xué)反應(yīng)速率(提高或降低)而不改變化學(xué)平衡，且本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變的物質(zhì)叫催化劑。

(2)催化：催化改變化學(xué)反應(yīng)速率而不影響化學(xué)平衡的作用。催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率的作用稱催化作用，它本質(zhì)上是一種化學(xué)作用。在催化劑參與下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱催化反應(yīng)。催化是自然界中普遍存在的重要現(xiàn)象，催化作用幾乎遍及化學(xué)反應(yīng)的整個領(lǐng)域。

(3)光觸媒PHOTOCATALYST是光Photo＝Light+觸媒(催化劑)catalyst的合成詞。光觸媒是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，光觸媒是利用自然界存在的光能轉(zhuǎn)換成為化學(xué)反應(yīng)所需的能量，來產(chǎn)生催化作用，使周圍的氧氣及水分子激發(fā)成極具氧化力的自由負(fù)離子。幾乎可分解所有對人體和環(huán)境有害的有機(jī)物質(zhì)及部分無機(jī)物質(zhì)，不僅能加速反應(yīng)，亦能運(yùn)用自然界的定侓，不造成資源浪費(fèi)與附加污染形成。最具代表性的例子為植物的″光合作用″，吸收二氧化碳，利用光能轉(zhuǎn)化為氧氣及有機(jī)物。

三、發(fā)明內(nèi)容

要解決的問題：現(xiàn)在鉑作為燃料電池催化劑，雖然通過減小鉑催化劑顆粒的粒徑，納米鉑顆粒，增加鉑催化劑的表面積，從而減少鉑的用量，但鉑在地殼內(nèi)含量太少了，地球上所有的鉑都用來造汽車電池也不夠。因此，要尋找非鉑催化劑電池；另外利用光催化也減少了催化劑中毒的可能性。

技術(shù)方案：

光催化效應(yīng)定律：

1)對于每種化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)都存在一極限頻率(或稱截止頻率)，即照射光的頻率不能低于某一臨界值；相應(yīng)的波長被稱做極限波長(或稱紅限波長)；當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時，無論多強(qiáng)的光對催化物質(zhì)的反應(yīng)無作用；

2)光催化對化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的活化程度與光的頻率有關(guān)，而與光強(qiáng)無關(guān)；

3)入射光的強(qiáng)度只影響催化反應(yīng)物質(zhì)的多少，即只影響在單位時間單位面積內(nèi)催化反應(yīng)物質(zhì)多少；在光頻率不變的情況下，入射光越強(qiáng)，催化反應(yīng)的物質(zhì)越多。

氫燃料電池的構(gòu)成：如圖1所示，電極板1(101)，氫氣1(102)，發(fā)光管陣列或有孔的平面發(fā)光管1(103)，質(zhì)子交換膜1(104)，發(fā)光管陣列或有孔的平面發(fā)光管2(105)，氧氣或空氣1(106)，電極板2(107)；外加電場板1(108)，絕緣體1(109)，絕緣體2(110)，外加電場板2(111)，電解液1(112)；電解液2(113)；外電路1(114)；用電設(shè)備或電力變換器1(115)；外電路2(116)；

烴類燃料電池的構(gòu)成：如圖2所示，電極板3(201)，烴類化合物2(202)，發(fā)光管陣列或有孔的平面發(fā)光管3(203)，質(zhì)子交換膜2(204)，發(fā)光管陣列或有孔的平面發(fā)光管4(205)，氧氣或空氣2(206)，電極板4(207)；外加電場板3(208)，絕緣體3(209)，絕緣體4(210)，外加電場板4(211)，電解液3(212)，電解液4(213)，外電路3(214)，用電設(shè)備或電力變換器2(215)，外電路4(216)；烴類燃料包括：烴、或烴化合物。

專利創(chuàng)新點(diǎn)：