[发明专利]锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法

说明书

技术领域

本发明关于一种氧化锌的还原方法，特别是关于一种锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法。

背景技术

金属燃料电池是以空气中的氧气作为电池中的氧化物，并且使用金属物质作为负极，这样的结构在各种电池中是属于具有高能量密度、长期保存性及低成本特性的高性能电池，因此金属燃料电池的研究及发展已受到各界的重视。其中又以锌空气燃料电池最具有代表性。

请参照图1所示，其为锌空气燃料电池的结构示意图，通常锌空气燃料电池的主要结构包含有：一空气极板91作为阴极、一锌极板92作为阳极及一电解液93。电解液93介于该空气极板91及锌极板92之间，以于空气极板91及锌极板92之间传导离子。

该空气极板91所进行的阴极反应如式(1)所示：

E₀＝0.4OV                .........(1)

该锌极板92所进行的阳极反应如式(2)所示：

Zn(s)+2OH^-→ZnO+H₂O+2e^-E₀＝1.25V……..(2)

其净反应如式(3)所示：

E₀＝1.65V                ……..(3)

锌空气燃料电池实际的开路电压为1.35～1.45伏特(Volt)之间，而一般实际操作的电压为0.9～1.2伏特之间。

如前述，经完全放电后的锌空气燃料电池内的锌将形成氧化锌沉淀。目前通常收集锌空气燃料电池内的氧化锌，并以固态碳(C)来将氧化锌还原为锌，还原获得的锌便可做进一步的应用。于1200K的温度下，以固态碳还原氧化锌的还原反应如式(4)所示：

ZnO_(s)+C_(s)→Zn_(g)+CO_(g)，ΔH_1200K＝367.4kJ/mol........(4)

然而，以固态碳作为还原剂还原氧化锌的吸热量ΔH1200K较高，因此需要提供较多的能量方可产生反应，造成进行还原反应的热耗能增加；再且，以该固态碳作为还原剂，相较于其他液态及气态的还原剂，该固态碳与该氧化锌的接触及混合均匀度较低，造成容易有固态碳未完全反应的缺点；再且，由于进行上述还原反应的温度需达1200K以上，目前以各种燃料或燃气加热至该1200K的高温，造成热源成本相对提高许多；再且，目前并未建立将锌空气燃料电池内的氧化锌循环回收再利用于锌空气燃料电池的方法，因此，有必要对锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法进行进一步的规划。

发明内容

本发明目的是改良上述缺点，以提供一种锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法，以将氧化锌还原获得的锌应用于锌空气燃料电池的制造为目的。

本发明次一目的是提供一种锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法，以降低还原反应所需的热耗能。

本发明再一目的是提供一种锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法，以降低整体工艺的热源成本。

根据本发明的锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法，包含：一回收步骤，由放电后的锌空气燃料电池中回收氧化锌；一还原步骤，将回收的氧化锌设置于一太阳能反应装置内，并以一氧化碳作为还原剂将该氧化锌还原为气态锌；一冷却步骤，以将该气态锌冷却形成固态锌；及一电极制作步骤，将该固态锌用以制作锌空气燃料电池中的锌电极。

本发明的有益效果在于：

本发明一种锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法，以将氧化锌还原成固态锌，用以制造锌电极，使得氧化锌可重复循环回收应用于锌空气燃料电池中。

本发明一种锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法，以一氧化碳还原该氧化锌，以降低热吸收量。

本发明一种锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法，利用太阳能提供反应所需的热耗能，以降低整体工艺的热源成本。

本发明一种锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法，利用将氧化锌以流体化床方式设置于该太阳能反应装置中，以提升一氧化碳的扩散效率及整体反应率。

附图说明

图1：现有锌空气燃料电池的示意图。

图2：本发明的锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法的流程图。

图3：本发明的锌空气燃料电池的氧化锌的还原方法的工艺示意图。

图4：本发明的太阳能反应装置的示意图。

主要元件符号说明：