[发明专利]包含普鲁士蓝化合物的脱盐电池电极

说明书

本发明涉及包含普鲁士蓝化合物的脱盐电池电极。脱盐电池，其包括：包含具有至少一种下式的化合物的材料的电极：A_xM^I_yM^II_z(CN)₆，其中A是Na、Li或K，0≤x≤2，M^I是第一金属，M^II是第二金属，1≤y，且z≤2。所述材料被配置为减少在脱盐电池运行过程中的碳酸钙形成和/或二氧化碳气体形成。第一金属可以是Fe、Mn、Co、Sc、Ti、Cr或Zn。第二金属是Fe、Mn、Co、Sc、Ti、Cr或Zn。第一金属可不同于第二金属。

技术领域

本公开涉及包含被配置为减少碳酸钙形成和/或二氧化碳气体形成的普鲁士蓝化合物的脱盐电池电极。

背景技术

随着世界人口增加，对优质饮用水的需求日益增长。但是，陆地上的淡水源有限，其中一些目前严重耗尽。另一些淡水源的水质可能受到工业和农业过程以及城市扩张的危害。

考虑到上述情况，正在开发由丰富的海洋水源获得淡水的技术。但是，这些水源是含有高浓度溶解盐的咸水（saline water），以致其不适合人类食用、农业用途或工业过程。咸水需要脱盐以降低其溶解固体（例如盐）的浓度以使其可用作饮用水源。

将水脱盐的努力追溯到几千年前。例如，最早记录的尝试包括由船员在海上进行的盐水蒸发。在20世纪中叶开发出多级闪蒸的最早大规模现代脱盐法。但是，脱盐法仍然存在常见问题。这些问题包括但不限于相对较高的能量需求、环境问题和与膜的腐蚀有关的材料问题。这些问题阻碍了脱盐广泛用于由咸水资源提供饮用水。

发明内容

根据一个实施方案，公开了脱盐电池。所述脱盐电池包括：包含具有至少一种下式的化合物的材料的电极：A_xM^I_yM^II_z(CN)₆，其中A是Na、Li或K，0 ≤ x ≤ 2，M^I是第一金属，M^II是第二金属，1 ≤ y且z ≤ 2。所述材料被配置为减少在脱盐电池运行过程中的碳酸钙形成和/或二氧化碳气体形成。第一金属可以是Fe、Mn、Co、Sc、Ti、Cr或Zn。第二金属是Fe、Mn、Co、Sc、Ti、Cr或Zn。第一金属可不同于第二金属。第二金属可构成第一和第二金属的总摩尔浓度的5至50摩尔%。在一个或多个实施方案中，第二金属可以是Ni、V或Ni和V的组合。第一和/或第二金属的5至50摩尔%可被一种或多种4d系列元素、一种或多种5d系列元素或其组合取代。在某些实施方案中，x等于0，第一金属是Fe且第二金属是Co。z与y的比率可为2:1。所述至少一种化合物可以是FeCo₂(CN)₆。在某些实施方案中，x等于0，第一金属是Fe，且第二金属是Mn。z与y的比率可为1.6:1。所述至少一种化合物可以是FeMn_1.6(CN)₆。

在另一实施方案中，公开了脱盐电池。所述脱盐电池包含具有至少一种下式的化合物的材料：Fe₄[M(CN)₆]₃，其中M是金属。所述材料被配置为减少在脱盐电池运行过程中的碳酸钙形成和/或二氧化碳气体形成。在一个或多个实施方案中，M是Mn、Co、Sc、Ti、Cr、Zn或其组合，或者，M是Ni、V或Ni和V的组合。M的5至50摩尔%可被一种或多种4d系列元素、一种或多种5d系列元素或其组合取代。所述至少一种化合物可以是Fe₄[Co(CN)₆]₃或Fe₄[Mn(CN)₆]₃。