[发明专利]一种分步反应型金属燃料电池系统

权利要求书

1.一种分步反应型金属燃料电池系统，其特征在于：包括反应腔(1)、水电极(2)、金属电极(3)、电解液腔(4)和氢燃料电池(5)；

所述水电极(2)和金属电极(3)分别位于反应腔(1)内且分别通过导线引出反应腔(1)，所述反应腔(1)内设有电极隔离片(6)，所述电极隔离片(6)将水电极(2)和金属电极(3)隔开；

所述电解液腔(4)内盛有电解液，其通过管路与反应腔(1)连通，所述电解液腔(4)内的电解液通过管路往返于反应腔(1)和电解液腔(4)之间；

通过所述反应腔(1)内的反应为氢燃料电池(5)提供氢气源；

所述金属电极(3)的密度为ρ、总质量为WM，所述燃料电池内氢电极总投影面积为SH₂，所述水电极(2)的总投影面积为SH₂O，满足：其中，ρ的单位为g/cm³，WM的单位为g，SH₂和SH₂O的单位为cm²，K和L为量纲调整系数，分别为k＝1/4，L＝1/3。

2.根据权利要求1所述的一种分步反应型金属燃料电池系统，其特征在于：所述氢燃料电池(5)通过管路直接与反应腔(1)连通，且连接氢燃料电池(5)与反应腔(1)之间的管路上设有单向阀、开关和气泵，所述反应腔(1)内产生的氢气通过管路抽送至氢燃料电池(5)。

3.根据权利要求1或2所述的一种分步反应型金属燃料电池系统，其特征在于：还包括氢气腔(7)，所述氢气腔(7)通过管路分别与反应腔(1)和氢燃料电池(5)连接，且连接反应腔(1)和氢燃料电池(5)的管路上分别设有单向阀、开关和气泵，所述反应腔(1)内产生的氢气通过管路抽送至氢气腔(7)存储，所述氢气腔(7)内存储的氢气通过管路抽送至氢燃料电池(5)。

4.根据权利要求1所述的一种分步反应型金属燃料电池系统，其特征在于：所述水电极(2)为导电碳和镍基粉末混合形成的多孔体相电极。

5.根据权利要求1所述的一种分步反应型金属燃料电池系统，其特征在于：所述金属电极(3)采用锂、钠、钾、钙、镁、铝、锌和铁中的任意一种或者任意几种的合金。

6.根据权利要求1所述的一种分步反应型金属燃料电池系统，其特征在于：所述电解液为碱性溶液或盐溶液。

7.根据权利要求6所述的一种分步反应型金属燃料电池系统，其特征在于：所述碱性溶液为含有氢氧化钠或者氢氧化钾的溶液，所述盐溶液为至少含有氯化钠、硫酸钠、硝酸钠，氯化钾、硫酸钾和硝酸钾、硝酸铝中任意一种的溶液。

8.根据权利要求1所述的一种分步反应型金属燃料电池系统，其特征在于：所述反应腔(1)与电解液腔(4)之间的管路上设有双向泵。

9.根据权利要求1所述的一种分步反应型金属燃料电池系统，其特征在于：所述反应腔(1)和/或电解液腔(4)内还设置有用于分离反应沉淀物的过滤装置。