[发明专利]一种镁燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁燃料电池。

背景技术

镁及镁的化合物在自然界中储存很丰富，利用这丰富资源来发电，提供能源，很多人一直寻找方法来实现这一目的，但由于技术的原因，现有技术的镁燃料电池，由于内阻大，电能转换效率低，不可密封，不可充电，大大降低了实用性，故要提高镁燃料电池的实用性，就必须解决这些技术问题，本发明就解决了这些技术问题。

由于石化，煤碳等传统能源的枯竭，替代能源的开发和利用直接影响到人类的生活及生存环境。目前水能发电，核能电发是主力能源，太阳能发电，风能发电，起到补助的作用，而化学能发电，最主要还是储能发电的作用，而这一作用，就要求化学能发电要有高的能量转换效率，快速的储存功能，持久的发电输出。

现有的镁燃料电池技术的问题，如下表所示：

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种密封、充电迅速、有助电荷的流动减少内阻，提高转换效率的镁燃料电池。

本发明镁燃料电池，所述镁燃料电池包括：

正极，由碳纤维和钛或钛合金制成；

负极，由金属镁或金属镁的化合物制成；

保液部，能保持电解液，所述电解液能够使正、负极反应时，正、负极都释放电荷；

以及正负极之间的隔离膜。

进一步地，所述电解液为硫酸化合物、硝酸化合物、人工螯合剂、无钠氯化合物所述的硫酸化合物、硝酸化合物、人工螯合剂、无钠氯化合物的浓度比为1∶1∶0.1∶0.1。

进一步地，所述隔离膜为合成纤维、树脂、陶瓷。

进一步地，所述隔离膜的孔径不大于50μm。

进一步地，所述电解液的PH值不高于7，且保持不变。

本发明有益效果：

本发明使用碳纤维与钛或钛合金做正极，有助电荷的流动减少内阻，提高转换效率。

本发明技术的电解液使用，硫酸化合物(ASO)，硝酸化合物(BNO)，人工螯合剂(EDTANTA)无钠氯化合物等物质，这些物质使正、负极发生反应时，没有沉淀物的产生，同时正、负极反应时，都释放电荷，从而提高了正、负极的电位差，同时能使反应更彻底，提高了效率。

本发明使用合成纤维，树脂或陶瓷做隔离膜，孔径在50μm以下，这种隔离膜能使正极反应、负极反应产生的离子相互吸引聚集在上面，从而保证电极反应的表面积不变，促使电极表面的充分反应。

本发明正、负电极反应后，生成物都以离子状态存在，并且聚集在隔离膜的周围，当正负电极反向给予电荷时，聚集的离子就会很快还原回原来的物质状态，实现了镁燃料电池的快速充电。

附图说明

图1现有技术中的镁燃料电池的结构示意图；

图2现有技术中的镁燃料电池正、负极之间理论电位差结构示意图；

图3本发明镁燃料电池的结构示意图；

图4本发明镁燃料电池正、负极之间理论电位差结构示意图；

图5本发明镁燃料电池电解反应的结构示意图；

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

在镁燃料电池技术中，目前比较成熟的是空气镁电池，如图1所示，其结构示意图。

现有技术的空气镁电池，正极使用活性碳与铜柱11为正极，电池内阻大，电能的转换效率低，当正负极有负载连接时，会有电流通过，其原因是金属Mg在电解液中分解，Mg表面逐渐释放出Mg2+与电荷，电荷集中在负极上形成电位差，当负载连接时，电荷会通过负载流到正极上，形成外部电流输出。

正极表面，由于得到了电荷，空气中的氧气，在活性碳催化下，氧气和水，电荷在活性碳表面发生反应，释放出OH-离子，OH-与Mg2+中和反应形成Mg(OH)2沉淀，OH-与Mg2+反应沉淀后，OH-与Mg2+浓度减少，使反应能继续进行。结构的化学反应如下：

正极反应：O₂₊H₂O+4e^-→4OH^-

负极反应：2Mg→2Mg²⁺+4e^-

整体反应：2Mg+O₂₊H₂O→2Mg(OH)₂

如图2所示，现有技术空气镁电池反应，理论的电位差如下：