[发明专利]一种水溶性有机电对液流电池

权利要求书

1.一种水溶性有机电对液流电池，其特征是液流电池，由正极(7)、正极电解液储罐(11)、隔膜(8)、负极(4)和负极电解液储罐(3)构成。正极(7)和负极(4)之间用隔膜(8)分开，正极电解液储罐(11)通过正极输送管线(9)与正极室(14)连通，负极电解液储罐(3)通过负极输送管线(2)与负极室(15)连通；正极(7)和负极(4)其中之一的活性物质为水溶性有机电对，另一极活性物质为无机电对或者有机电对；正极电解液(12)和负极电解液(13)分别存储在外设的正极储罐(11)和负极储罐(3)内，分别通过正极输液泵(10)和负极输液泵(16)推动循环流过正极室(14)和负极室(15)，在由隔膜(8)分隔的正极(7)和负极(4)上发生氧化/还原反应，进行充电或放电过程。

2.根据权利要求1所述的水溶性有机电对液流电池，其特征是所述的水溶性有机电对是含氧官能团有机物及其衍生物、含硫官能团有机物及其衍生物、含氮官能团有机物及其衍生物或金属有机化合物及其衍生物；含氧官能团有机物及其衍生物为酚醌类、醛酮类或含氧杂环化合物，含硫官能团有机物及其衍生物为二硫类、硫醚类或含硫杂环化合物，含氮官能团有机物及其衍生物为硝基类、氨基类或含氮杂环化合物，金属有机化合物及其衍生物为二茂铁或二茂镍。

3.根据权利要求1所述的水溶性有机电对液流电池，其特征是所述的无机电对为水溶性无机电对、溶解/沉积型无机电对或者含在固体电极中的无机电对，可由下列一种或者一种以上的金属变价构成：Co、Pb、Ce、Mn、Cd、Hg、Zn、Fe、Cu、Ag、Sn、Sb、V、Ni、Cr、In。

4.根据权利要求1所述的水溶性有机电对液流电池，其特征是正极电解液和负极电解液为酸性或中性水溶液，该电解液中的电解质包含以下的一种或一种以上：H₂SO₄、HCl、H₃PO₄、HNO₃、CH₃COOH、甲基磺酸、四氟硼酸、NH₄Cl、NaCl、KCl、Na₂SO₄、K₂SO₄、(NH₄)₂SO₄。

5.根据权利要求1所述的水溶性有机电对液流电池，其特征是正极电解液和负极电解液可以是碱性水溶液，该电解液中的电解质包含以下的一种或一种以上：Ba(OH)₂、NaOH、KOH、LiOH、NH₄OH、Na₂CO₃、K₂CO₃、三乙醇胺。

6.根据权利要求1所述的水溶性有机电对液流电池，其特征是以水溶性有机电对为活性物质的电极，如碳素类催化电极、金属催化电极或复合导电催化电极，形状可做成毡、箔、平板或泡沫多孔状。

7.根据权利要求6所述的催化电极，其特征是催化电极可做如下的改性或修饰，改性的方法包括：热处理、酸处理、碱处理或双氧水处理，修饰的方法包括：聚合物修饰、碳材料修饰、金属材料修饰或氧化物修饰。

8.根据权利要求1所述的水溶性有机电对液流电池，其特征在于所用的隔膜材料为选择性渗透膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜或阴阳离子复合交换膜。

9.根据权利要求1所述的水溶性有机电对液流电池，其特征是：多节单体电池(1)可串联或并联成电堆(17)，电堆中的各单节电池之间可装分液阀(18)，正极电解液(12)存放在正极电解液储罐(11)中，负极电解液(13)存放在负极电解液储罐(3)中，在充放电过程中由正极电解液(12)由正极输液泵(10)推动通过正极(7)、正极输送管线(9)，负极电解液(13)由负极输液泵(16)推动通过负极(4)、负极输送管线(2)，在储罐(11，3)和电堆(17)之间不断循环流动。