[发明专利]环境噪能电池

说明书

本发明涉及一种环境噪能电池。

随着科学技术的发展和物质文化生活水平的提高，便携式小型电子产品(如：手机、寻呼机、笔记本电脑等)和移动式交通工具(如：汽车等)与人们的关系变得越来越密切，如何解决普通电池、电瓶的长期供电问题已迫在眉睫。蓄电池、干电池等化学电池，虽然能够制造成各种各样的形状提供使用，但是，定期充电、更换的工作给人增添了不少麻烦，而且其废弃物对环境的污染较为严重；太阳能电池虽然能满足小功率电子产品的需要，但由于受光照条件的制约，在阴暗环境中不能长期使用。因此，需要寻找一种能够长期供电而又无需人工充电的便携式电池来满足现实生活的需要。为了解决这一问题，我们首先想到了散布在自然环境中的光、热、电磁波和声波等辐射能量，我们称这种自由能量为环境噪能。只要环境的背景温度高于绝对零温度(零下273.15摄氏度)，则这种取之方便、用之不竭的环境噪能将会永远存在，并随温度的变化而起伏。因此，开发一种能够有效吸收环境噪能并将其自动转化为电能进行长期供电的便携式环保电池，将会给人们的生活带来极大方便。

本发明的目的就在于提供一种制造容易、携带方便，能够有效吸收环境噪能并将其自动转化为电能进行长期供电的便携式环保电池。

本发明主要由碱金属合金、光电二极管1、二极管2、整流二极管3、整流二极管4、电子蒸气凝聚板、电解电容、半导体热电制冷元件、温度范围控制开关、压电陶瓷膜片、谐振线圈、谐振电容、透光性真空容器、透光性电池外壳和储热片等部件组成，安装方法为：碱金属合金装在透光性真空容器内，并留有空间V；光电二极管1的阴极与电子蒸气凝聚板相连后装在透光性真空容器内部空间V中，并将二极管1的阴极植入碱金属合金内；光电二极管1的阳极与二极管2的阴极相连；二极管2的阳极与电解电容的阴极相连；电解电容的阳极与透光性真空容器内的碱金属合金相连；半导体热电制冷元件的一端与温度范围控制开关相连，另一端与透光性真空容器内的碱金属合金相连，温度范围控制开关的另一端与光电二极管1的阳极相连；半导体热电制冷元件的放热端与储热片的一个表面紧密接触，吸热端与外部环境接触，储热片的另一表面与透光性真空容器外壁紧密接触；压电陶瓷膜片的一个电输出端经过整流二极管3后与光电二极管1的阳极相连，另一个电输出端与装在透光性真空容器内的碱金属合金相连；谐振线圈和谐振电容组成电磁振荡回路，振荡回路的一个输出端经整流二极管4后与光电二极管1的阳极相连，另一个电输出端与装在透光性真空容器内的碱金属合金相连；将上述联接好的线路结构整体装入透光性电池外壳内部，将光电二极管1的阳极露在外面作为电池的负极，将电解电容的阳极露在外面作为电池的正极。

工作原理为：

1、光、电能量转换：当仅有光线照射到电池上时，电池内部的光电二极管1和碱金属合金因光电效应而产生定向电子流；电子流经电子蒸气凝聚板、光电二极管1和二极管2汇集在电解电容的阴极，并在电解电容的阳极感应出等量正电荷，从而在电解电容的两端建立起静电场。当电解电容阴极上的电荷达到一定量后，光电二极管1和碱金属合金因光电效应而产生的电子流受到电容极板上同性电荷的排斥力和电解电容静电场的吸引力达到平衡，电子流不再定向移动；当负载接入后，电解电容极板上的静电荷由于受到二极管2的单向截止作用而不能通过负载放电，因而电解电容两端的静电场恒定存在，而负载的加入打破了碱金属合金和光电二极管1的内部电平衡，电子流在电解电容的静电场作用下经光电二极管1、负载和碱金属合金回路在负载上作功。由于光线的连续照射和电解电容两端的恒定静电场作用，电池输出的电能在负载上的作功过程将连续进行下去。

2、声、电能量转换：当仅有声波传送到电池上时，电池内部的压电陶瓷膜片产生振动而在膜片的两个电输出端上产生电流，电流经整流二极管3和二极管2后汇集在电解电容的极板上，在电解电容两端建立起恒定电场；当负载加入后，碱金属合金内部的价电子在电解电容的恒定电场作用下，沿光电二极管1、负载和碱金属合金回路在负载上作功，同时，膜片产生的电流经二极管3整流后也将流经负载作功。随着声波的连续传送，压电陶瓷膜片将产生连续的电能。