[发明专利]一种太阳能电渗发电装置

说明书

本发明公开了太阳能电渗发电装置及方法，该装置中，第一温度腔室内设有浸入无机透明电解质溶液的第一电极，所述第一温度腔室包括可透光的第一壁；第二温度腔室设有浸入无机透明电解质溶液的第二电极，所述第二温度腔室包括不可透光的第二壁；所述第一温度腔室和所述第二温度腔室由可通过阳离子的纳米薄膜连接；所述纳米薄膜是一种单层或多层结构且在靠近第一温度腔室侧的膜表面镶嵌了纳米颗粒；外电路连接所述第一电极和第二电极；太阳光透过第一壁照射纳米薄膜时，第一温度腔室的第一温度高于第二温度腔室的第二温度。

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，特别是一种太阳能电渗发电装置及发电方法。

背景技术

随着能源危机持续以及环境问题的日益严峻，亟需开发太阳能清洁利用技术。将太阳能转化为电能的可再生能源发电技术是解决能源与环境问题的有效途径。

目前利用太阳能发电的方式主要有两种，一种是利用太阳辐射的热能以实现光-热-电分步转化的方式，成本很高，效率极低，难以商业化推广；另一种是光伏电池基于光伏效应以实现光-电直接转化的方式，已实现商业化应用，但存在光电转化效率较低，高污染，高能耗的缺点。

背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种太阳能电渗发电装置，其集光热-光电-热电模块于一体，提升了太阳能利用效率。本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

一种太阳能电渗发电装置包括，

第一温度腔室，其内设有无机透明电解质溶液和第一电极，所述第一温度腔室包括至少一个透光的第一壁，

第二温度腔室，其内设有无机透明电解质溶液和第二电极，所述第二温度腔室包括不可透光的第二壁，

纳米薄膜，其分别连接所述第一温度腔室和第二温度腔室使得所述第一温度腔室和第二温度腔室可连通，所述纳米薄膜包括产生光电泊效应的薄膜主体和设在所述薄膜主体朝向第一温度腔室的第一侧的纳米颗粒，光线经由所述第一壁照射所述纳米薄膜，使得第一温度腔室的第一温度高于第二温度腔室的第二温度，第二温度腔室的阳离子通过纳米薄膜进入第一温度腔室，

外电路，其连接所述第一电极和第二电极，其中，第一温度腔室溶液的离子浓度高于第二温度腔室溶液的离子浓度形成浓度差时，外电路中电子从第一电极迁移至第二电极生成电流。

所述的一种太阳能电渗发电装置中，所述纳米薄膜包括多层薄膜主体，薄膜主体的相邻层间设有连接第一温度腔室和第二温度腔室的离子通道。

所述的一种太阳能电渗发电装置中，所述离子通道包括带负电荷的表层。

所述的一种太阳能电渗发电装置中，薄膜主体包括一层或多层氧化石墨烯或其衍生物制成的薄膜，每层薄膜厚度不超过200nm，所述纳米颗粒包括金、银或其衍生物，纳米颗粒的尺寸为10-100nm。

所述的一种太阳能电渗发电装置中，所述离子通道高度为2-30nm。

所述的一种太阳能电渗发电装置中，薄膜主体总厚度不超过400nm。

所述的一种太阳能电渗发电装置中，第一温度腔室的无机透明电解质溶液包括金、银或其衍生物的纳米流体，所述第一壁由高透光树脂材料制成。

所述的一种太阳能电渗发电装置中，无机透明电解质溶液在纳米薄膜两侧的电势差以及第一温度腔室和第二温度腔室的温差作用下产生电化学势能差，离子通道经由所述电化学势能差变窄到预定阈值范围内时，离子通道内仅通过阳离子。

所述的一种太阳能电渗发电装置中，预定阈值为2-15nm，所述外电路包括开关、电流测量单元或电压测量单元。