[发明专利]光催化效应电池

说明书

本发明光催化效应电池，无需铂催化剂；光催化效应定律：(1)对于每种化学反应物质都存在一极限频率(或称截止频率)，即照射光的频率不能低于某一临界值；相应的波长被称做极限波长(或称红限波长)；当入射光的频率低于极限频率时，无论多强的光对催化物质的反应无作用；(2)光催化对化学反应物质的活化程度与光的频率有关，而与光强无关；(3)入射光的强度只影响催化反应物质的多少，即只影响在单位时间单位面积内催化反应物质多少。发光管阵列或有孔的平面发光管用来催化氢、烃类、氧离解；正电极、负电极材料；空心电极板、粒子颗粒、纳米颗粒增加表面积；外加电场提高燃料电池的效率；电池控制输出功率的方法。

一、技术领域

本发明涉及光催化效应电池，特别涉及带发光管或发光板激发催化的电池。

二、背景技术

(1)催化剂：在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。

(2)催化：催化改变化学反应速率而不影响化学平衡的作用。催化剂改变化学反应速率的作用称催化作用，它本质上是一种化学作用。在催化剂参与下进行的化学反应称催化反应。催化是自然界中普遍存在的重要现象，催化作用几乎遍及化学反应的整个领域。

(3)光触媒PHOTOCATALYST是光Photo＝Light+触媒(催化剂)catalyst的合成词。光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量，来产生催化作用，使周围的氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，不仅能加速反应，亦能运用自然界的定侓，不造成资源浪费与附加污染形成。最具代表性的例子为植物的″光合作用″，吸收二氧化碳，利用光能转化为氧气及有机物。

三、发明内容

要解决的问题：现在铂作为燃料电池催化剂，虽然通过减小铂催化剂颗粒的粒径，纳米铂颗粒，增加铂催化剂的表面积，从而减少铂的用量，但铂在地壳内含量太少了，地球上所有的铂都用来造汽车电池也不够。因此，要寻找非铂催化剂电池；另外利用光催化也减少了催化剂中毒的可能性。

技术方案：

光催化效应定律：

1)对于每种化学反应物质都存在一极限频率(或称截止频率)，即照射光的频率不能低于某一临界值；相应的波长被称做极限波长(或称红限波长)；当入射光的频率低于极限频率时，无论多强的光对催化物质的反应无作用；

2)光催化对化学反应物质的活化程度与光的频率有关，而与光强无关；

3)入射光的强度只影响催化反应物质的多少，即只影响在单位时间单位面积内催化反应物质多少；在光频率不变的情况下，入射光越强，催化反应的物质越多。

氢燃料电池的构成：如图1所示，电极板1(101)，氢气1(102)，发光管阵列或有孔的平面发光管1(103)，质子交换膜1(104)，发光管阵列或有孔的平面发光管2(105)，氧气或空气1(106)，电极板2(107)；外加电场板1(108)，绝缘体1(109)，绝缘体2(110)，外加电场板2(111)，电解液1(112)；电解液2(113)；外电路1(114)；用电设备或电力变换器1(115)；外电路2(116)；

烃类燃料电池的构成：如图2所示，电极板3(201)，烃类化合物2(202)，发光管阵列或有孔的平面发光管3(203)，质子交换膜2(204)，发光管阵列或有孔的平面发光管4(205)，氧气或空气2(206)，电极板4(207)；外加电场板3(208)，绝缘体3(209)，绝缘体4(210)，外加电场板4(211)，电解液3(212)，电解液4(213)，外电路3(214)，用电设备或电力变换器2(215)，外电路4(216)；烃类燃料包括：烃、或烃化合物。

专利创新点：